바이오 계면활성제에 의한 토양/지하수내 유기성 오염물질 제거

Use of Biosurfactant for the Removal of Organic Pollutants in Soil/Groundwater

토양/지하수내에 존재하는 소수성 유기오염물을 제거하기 위한 방법의 적용성 검토를 위하여 바이오 계면활성제인 HPCD에 유기오염물이 흡수되는 현상에 대한 실험을 실시하였다. 유기오염물의 HPCD와의 반응은 아주 빠르게 진행되어 95% 정도의 반응이 10분 이내에 일어났다. 얻어진 흡수계수는 용액의 pH. 이온강도 및 유기오염물의 농도 변화에 대하여 약간의 영향이 있는 것으로 나타났다. 두 가지 방법에 의하여 구한 토양표면에 흡착되는 HPCD의 양은 무시할 정도로 나타났으며 HPCD가 고체상에 대한 친화성이 없다는 사실은 토양/지하수내 존재하는 유기오염물을 제거시 큰 장점으로 작용할 수 있다. 결론적으로 HPCD는 지표 밑의 유기오염물을 제거하는데 효과적으로 사용될 수 있다. HPCD에 의한 유기오염물의 흡수는 오염물의 크기, 소수성 등에 의하여 큰 영향을 받으며 합성된 계면활성제와의 사용 타당성 비교시 오염되어 있는 유기물 종류뿐 아니라 재료비, 2차 오염 유발 가능성 등을 종합적으로 고려해야 한다.

Partitioning of hydrophobic organic compounds (HOCs) to a biosurfactant, hydroxypropyl-${\beta}$-cyclodextrin (HPCD), was conducted to evaluate the feasibility of using HPCD to remove HOCs from soil/groundwater. HOC partitioning to HPCD was very fast, with over 95% of the complexation occurring within 10 min. Some influence of solution chemistry and HOC concentration on HOC-HPCD complex formation coefficients was observed. HPCD sorption on soil as quantified by both a fluorescence technique and total organic carbon measurements was negligible, indicating no significant affinity of HPCD for the solid phase. Although the HOC solubilization capability of HPCD was lower than that of synthetic surfactants such as SDS and Tween 80, HPCD can be effective in removing sorbed HOCs from a model subsurface environment, primarily because of its negligible sorption to the solid phase (i.e., all the HPCD added facilitates HOC elution). However, in contrast with conventional surfactants, HPCD becomes relatively less effective for HOC partitioning with increasing HOC size and hydrophobicity. Therefore, comparisons between HPCD and synthetic surfactants for enhanced remediation applications must consider the specific HOC(s) present and the potential for surfactant material losses to the solid phase, as well as other more generally recognized considerations such as material costs and potential toxicological effects.