Journal of the Korean GEO-environmental Society (한국지반환경공학회 논문집)

Korean Geo-Environmental Society (한국지반환경공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Decomposition Characteristics of 1,4-dioxane in an E-beam Process and Toxicity Assessment

전자빔 공정을 적용한 1,4-dioxane의 제거특성 및 독성평가

  • 황혜영 (경기대학교 환경에너지시스템공학과) ;
  • 장순웅 (경기대학교 환경에너지시스템공학과)
  • Received : 2010.12.06
  • Accepted : 2011.01.18
  • Published : 2011.02.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The aim of this study was 1,4-dioxane's degradation efficiency and toxicity test applying E-beam. The experiments were shows that the degradation efficiency in the initial concentration of 1,4-dioxane and the irradiation capacity of E-beam and the degree of mineralization based on a change of scavenger gas. The biological toxicity test by using on of green algae, Pseudokirchneriella Subcapitata was conducted to lead the reducing toxicity. Degradation efficiency of 1,4-dioxane was improved when E-beam irradiation intensity was higher and the efficiency of TOC removal using Radical scavenger gas was increased by $N_2O$, $O_2$ and $N_2$ in order. In 4 days(96hrs), toxicity test results indicated that toxicity effect was decreased by increase of E-beam irradiation intensity.

본 연구의 목표는 전자빔 공정을 적용하여 1,4-dioxane의 제거효율 및 독성평가를 하는 것이다. 이 실험에서는 전자빔 선량과 1,4-dioxane의 초기 농도에 따른 저감 효율 및 scavenger gas에 따른 무기화의 정도를 알아보았다. 또한 녹조류 중 하나인 Pseudokirohneriella Subcapitata를 이용하여 생물독성과 위해성 평가를 통한 독성저감기술을 확립하였다. 그 결과 1,4-dioxane은 전자빔 조사량이 증가할수록 분해 효율이 향상되었고, Radical Scavenger gas에 의한 TOC 제거는 $N_2O$나 $O_2$를 용해시켰을 때 효율이 증가되었다. 4일(96hrs) 후 독성평가 결과 전자빔 조사 강도의 증가에 따라 독성 영향이 저감되는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 구정은(2009), 페놀 제거를 위한 전자빔과 활성섬유탄소 결합 공정의 적용, 석사학위논문, 금오공과대학교. pp. 16-20.
  2. 박연기, 배철한, 김병석, 이제봉, 유아선, 홍순성, 박경훈, 신진섭, 홍무기, 이규승, 이정호(2009), Butachor의 수서생물에 대한 위해성 평가, 한국농약과학회지, Vol. 13, No. 1, pp. 1-12.
  3. 손현석, 최석봉, Eakalak Khan, 조경덕(2005), 초음파를 이용한 1,4-dioxane의 처리에서 OH 라디칼의 기여와 산화제 첨가의 효과, 대한환경공학회지, Vol. 27, No. 6, pp. 642-650.
  4. 유승호, 조일형, 장순웅, 이시진, 천석영, 김한래(2008), 전자빔 공정에서 실험계획법을 이용한 살균제 Benomyl의 제거특성 및 독성평가, 대한환경공학회지, Vol. 30, No. 9, pp. 955-960.
  5. 이병렬, 김창균, 서형준(2003), 1,4-dioxane의 고도 산화 및 생화학적 분해 특성 연구, 대한환경공학회지, Vol. 25, No. 2, pp. 240-247.
  6. 이상미, 한인섭, 김상은(2007), 전기분해/UV를 이용한 1,4-dioxane 의 제거효율 비교 평가, 대한환경공학회지, Vol. 29, No. 10, pp. 1131-1137.
  7. 임재림, 이경혁, 채선하, 김순흥, 안효원(2004), 정수처리시스 템에서 1,4-dioxane의 제거방안, 대한환경공학회지, Vol. 26, No. 11, pp. 1238-1243.
  8. 환경부(2010), 먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙, 제 2 조, 별표 1.
  9. Budavari, S., O'Neil M. J., Smith, A., Hecklman, P. E.(1989), The Merck Index, 11th ed, Merck & Co., Inc., Rahway, N.J, p. 954.
  10. Choi, D., Lee, M., Yu, S.(2009), Radiolytic Decomposition of Alachlor with Reducing Radical Scavenger Gases, Applied Chemistry, Vol 13, No. 1, pp. 117-120.
  11. Getoff, N.(2002), Factors Influencing the Efficiency of Radiationinduced Degradation of Water Pollutants, Radiation Physics and Chemistry, Vol. 65, No. 4-5, pp. 437-446. https://doi.org/10.1016/S0969-806X(02)00342-0
  12. Hil, R. R., Jeffs, G. E., Roberts, D. R.(1997), Photocatalytic Degradation of 1,4-dioxane in Aqueous Solution, Journal of Photochemistry and Photobiology, Vol. 108, No. 1, pp. 55-58. https://doi.org/10.1016/S1010-6030(96)04463-2
  13. Howard, P. H.(1990), Handbook of Environmental Fate and Exposure Data for Organic Chemicals, Lewis Publishers, Inc., Chelsea, MI, pp. 216-221.
  14. Keith L. H., Walters D. B.(1985), Compendium of Safety Data Sheets for Research and Industrial Chemicals. Part II, VCH Publishers, Deerfield Beach, p. 726.
  15. Lee, B., Lee, M.(2005), Decomposition of 2, 4, 6-trinitrotoluene (TNT) by Gamma Irradiation, Environmental Science & Technology, Vol. 39, No. 23, pp. 9278-9285. https://doi.org/10.1021/es0489590
  16. Lin, K., Cooper, W. J., Nickelsen, M. G., Kurucz, C. N., Waite, T. D.(1995), Decomposition of Aqueous Solutions of Phenol using High Energy Electron Beam Irradiation-a Large scale study, Applied Radiation and Isotopes, Vol. 46, No. 12, pp. 1307-1316. https://doi.org/10.1016/0969-8043(95)00236-7
  17. Mak, F. T., Zele, S. R., Cooper, W. J., Kurucz, C. N., Waite, T. D., Nickelsen, M. G.(1997), Kinetic Modeling of Carbon Tetrachloride, Chloroform, and Methylene Chloride Removal from Aqueous Solution using the Electron Beam Process, Water Research, Vol. 31, No. 2, pp. 219-228. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(96)00264-3
  18. Maurino, V., Calza, P., Minero, C., Pelizzetti, E., Vincenti, M. (1997), Light-Assisted 1,4-dioxane Degradation, Chemosphere, Vol. 35, No. 11, pp. 2675-2688. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(97)00322-6
  19. Mincher, B. J., Brey, R. R., Rodriguez, R. G., Pristupa, S., Ruhter, A.(2002), Increasing PCB Radiolysis Rates in Transformer Oil. Radiation Physics and Chemistry, Vol. 65, No. 4- 5, pp. 461-465. https://doi.org/10.1016/S0969-806X(02)00361-4
  20. Mincher, B. J., Curry, R. D.(2000), Considerations for Choice of a Kinetic Fig. of Merit in Process Radiation Chemistry for Waste Treatment. Applied Radiation and Isotopes, Vol. 52, No. 2, pp. 189-193. https://doi.org/10.1016/S0969-8043(99)00161-X
  21. Stefan, M. I., Bolton, J. R.(1998), Mechanism of the Degradation of 1,4-dioxane in Dilute Aqueous Solution using the UV/hydrogen Peroxide Process, Environmental Science & Technology, Vol. 32, No. 11, pp. 1588-1595. https://doi.org/10.1021/es970633m
  22. Verschueren, K.(1983). Handbook of Environmental Data on Organic Chemicals, 2nd Ed, Van Nostrand Reinhold Co., New York, pp. 578-580.
  23. Yu, S., Lee, B., Lee, M., Cho, I. H., Chang, S. W.(2008), Decomposition and Mineralization of Cefaclor by Ionizing Radiation: Kinetics and Effects of the Radical Scavengers, Chemosphere, Vol. 71, No. 11, pp. 2106-2112. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2008.01.020