유기염소계 화합물들은 저렴한 가격과 우수한 세정력으로 기계, 금속, 섬유산업에서 뿐만아니라 일반적인 용제로도 널리 사용되고 있다. 그러나, 현재 산업현장에서사용 후 처리에 있어 유기염소계 화합물들을 완전히 제거하지 못하고 방출하는 실정이다. 또한, 음용수제조시 행해지는 염소소득으로 미량의 트리할로메탄(THM)인 클로로포름이 생성된다. 이러한 유기염소계 화합물들은 음용수 중에 포함되어 체내로 흡수되면 암을 유발시킨다. 따라서 물중에 용해된 미량의 유기염소계 화합물들을 제거하는 것이 필수불가결한 실정이다.
Polychloinated biphenyls (PCBs) 및 유기염소계 농약은 UNEP에서 지속성유기오염물질(POPs)로 규정하고 있는 화합물로서 환경내 잔류성이 강하고 먹이사슬을 딸라 생물증폭되는 화합물로 알려지고 있다. 광양만의 유기염소계화합물의 오염현황을 파악하고자, 표층퇴적물, 생물, 해수 중의 농도를 정량ㆍ정성분석하였다. 해수의 용존상을 제외한 모든 매질에서 PCBs와 DDT 화합물이 주요 유기염소계 화합물로 검출되었다. 퇴적물 중의 총 PCBs, DDTs, CHLs(클로르단 화합물), HCHs (헥사클로르사이클로헥산)의 농도는 각 각 0.61-1.97 ng/g, 0.16-1.16 ng/g, nd-0.51 ng/g, 0.05-0.79 ng/g의 농도 범위를 나타냈다. 퇴적물 중의 유기염소계화합물의 농도수준은 우리나라 주요 만 (부산만, 영일만, 울산만, 경기만)에서 조사된 퇴적물 중의 농도와 비교할 때 낮은 수준이며, 저서생물에 독성학적 위해를 일으킬 수 있는 수준에 미치지 못한다. 이매패류 중의 유기염소계화합물의 농도는 총 PCBs (4.42-19.ng/g), 총 BBTs (7.54-22.6ng/g), CHLs (0.49-2.0ng/g), HCHs (0.82-7.32ng/g)의 범위를 나타었다. PCBs의 경우 산업시설 및 도시 주변에서 상대적으로 높았으나 전반적으로 비슷한 수준을 나타냈다. 해수 중의 PCBs 농도는 제철소 인근에서 상대적으로 높았으며, 해수의 용존상에서는 입자상에서와 달리 DDTs보다 HCHs가 상대적으로 높은 농도로 검출되었다. 이는 두 상에 분배되는 이들 화합물의 성향에 따르는 것으로 파악된다.
인체에 해를 일으키는 유기염소계 탄화수소화합물로 오염된 폐수 및 음용수에서 미량의 유기성분을 분리하기 위하여 투과증발법에 의한 정수를 여러가지 막을 사용하여 살펴보았다. 유기염소계 탄화수소 화합물들은 발암성 추정물질들로서 미량이 체내에 있어도 암을 유발시킬 가능성이 있다. 물속에 미량 녹아 있는 유기염소계 화합물들을 분리하기 위해 본 실험에서는 물은 배제시키고 유기용제에 대해서는 친화성을 가질 것으로 예측되는 소수성 고무상 막인 폴리이소부틸렌막, 폴리에테르아미드막 및 폴리디메틸실록산 복합막을 사용하였다. 이들 막의 분리 대상용질에 대한 친화성 여부를 접촉각을 측정하여 검토하였다. 투과증발법을 사용하여 물에 미량 녹아 있는 트리크로로에틸렌, 클로로포름 및 퍼클로로에틸렌에 대한 분리를 실시한 결과, 분리 선택도가 최소 34에서 최대 19100의 값을 나타내었으며, 투과유량은 최소 $19.7g/m^2hr$에서 최대 $140g/m^2hr$의 우수한 결과를 얻었다.
PCB 화합물 및 유기기염소계농약류는 난분해성이며 독성이 높은 대표적인 유기오염물질로서 환경 중에 배출되면 오랜 시간 잔류하게 된다. 대부분의 유기염소계화합물은 우선적 관찰 및 규제 대상물질로 분류되어 지구적 관심을 모으고 있다. 광양만은 대단위의 공업단지가 밀집해있고 반폐쇄적인 지형학적 구조를 가지고 있어 유기염소계화합물의 오염이 우려되는 대표적인 해역이다. 본 연구에서는 오염 모니터링에 대표적으로 이용되는 퇴적물과 부착성 이매패류를 채집하여 분석함으로써 광양만내 지속성유기 염소계화합물의 잔류현황을 파악하고 각 화합물의 분포특성을 살펴보고자 하였다. 퇴적물 및 생물에잔류하는 유기염소계화합물은 전반적으르_ 낮은 농도를 나타냈으며, 독성학적 관점에서 볼 때 생태계에 미치는 영향은 낮은 것으로 판단된다. 퇴적물 및 이매패류 모두에서 PCB화합물은 만의 안쪽에서 상대적으로 높은 분포패턴을 보이고 있다. 이는 만의 안쪽에 PCB오염원이 존재함을 보여준다. 광양만 퇴적물층에서의 PCB화합물은 Low-chlorinated PCB (Di-, Tri-, Tetra-PCBs)가 우세한 조성을 나타냈다. 이는 대부분의 연안해역의 퇴적물 층에서 전반적으로 Mid- 혹은 High-chlorinated PCB가 우세한 점을 고려할 때 광양만의 독특한 패턴으로서 PCB 화합물의 오염원의 종류 및 유입경로와 관계되는 것으로 사료되며 이에 대한 차후의 연구가 필요하다. DDT 화합물 및 기타 유기염소계농약류의 조성비는 광양만내로의 유기염소계농약의 최근 유입의 가능성이 상대적으로 적어졌음을 나타냈다.
유기 염소계 화합물과 니트로기 방향족 화합물 같은 난분해성 유해물질을 처리함에 있어, 0가 철 분말의 사용은 최근에 가장 활발히 논의되고 있는 기술 가운데 하나이다. 본 연구에서는 나노크기의 0가 철 분말을 실험실에서 만들어 유기 염소계 화합물의 탈염소화 반응과 니트로기 방향족 화합물의 니트로기 변환실험을 혐기성 회분식 반응조에서 실시하였다. 매우 큰 비표면적과 높은 반응성을 가지고 있는 나노크기 0가 철 입자는 10mg/$\ell$로 농도수용액상에 존재하는 TCE, 클로로포름, 니트로 벤젠, 니트로 톨루엔, 디니트로 밴젠, 디니트로 톨루엔등의 물질을 상온.상압의 조건에서 빨리 제거할 수 있었다. 본 연구에서는 반응 시간 30분 안에 TCE는 에탄으로, 클로로포름은 메탄으로 탈염소화 되었고, 니트로기 방향족 화합물의 니트로기는 모두 아민기로 변환되었다. 이러한 결과들은 유기 염소계 화합물과 니트로기 방향족 화합물 같은 난분해성 유해물질로 오염된 지하수나토양을 복원함에 있어, 나노크기의 0가 철 분말을 이용한 화학적 처리기술의 잠재성을 나타내주는 것이다.
인류는 1,500 만 종류에 달하는 화학물질을 합성 혹은 분리ㆍ동정 해왔다. 그리고 현재 약 10 만 종류 정도의 화학물질이 상업적으로 이용되고 있다. 이들 화학물질 중에 유기염소화합물, 공업용화합물, 농약류, 유기취소(bromine)화합물, 중금속 및 유기금속, 식물 및 합성에스트로겐 등을 포함한 수십 종의 화합물이 내분비계장애물질 (Endocrine Disruptors, EDs)로서 생각, 혹은 의심되고 있다. 그러나, 대부분의 다른 화합물에 대해서는 그것들이 내분비계장애 작용을 가지고 있는지에 대한 충분한 지견이 얻어지지 않고 있어 이들 화학물질의 내분비계장애 작용을 평가하기 위해서는 신속 또는 간편한 검출계의 확립은 매우 중요하다.
식물은 반휘발성유기화합물(Semivolatile organic compounds : 이하 SOCs)의 지구적인 순환과 먹이 연쇄에 있어서 중요한 역할을 한다. 또한 식물은 대기중 가스상 SOCs을 보유하고 입자상 SOCs를 제거하는 역할을 하기 때문에 대기를 정화하는데 중요한 기능을 한다(Lorber et al, 1993). SOCs 화합물 중 PCBs와 BHCs는 친지질성(lipophilic) 유기염소계 화합물로 식물의 뿌리를 통해서는 흡입되지 않고 대기중에서 식물잎의 표면에 존재하는 지질에 침착되므로 식물잎에 침착된 오염물질은 대기의 농도에 의존한다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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