• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1135-1140
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• 2006

국내 정수장에서 염소소독시 발생하는 소독부산물인 트리할로메탄(THMs), 할로아세틱에시드(HAAs)의 발생농도와 각각의 종별 분포현황을 조사하였다. 조사대상은 일반적인 정수처리공정으로 구성된 한강, 금강, 섬진강, 낙동강 수계의 1개 정수장씩 총 4개소였다. THMs의 발생농도는 평균 26.9 ppb, 최대 46.7 ppb, 최소 11.0 ppb였으며, $HAA_5$의 발생농도는 평균 25.4 ppb, 최대 57.1 ppb, 최소 9.7 ppb였다. 계절적으로는 동절기에 농도가 낮았고 하절기에 높았다. THMs의 종별 분포를 조사한 결과 클로로포름의 비율이 평균 77%로 가장 높았고 다음으로는 브로모디클로로메탄(20%)이 높게 검출되었으며, 브로모포름의 농도는 정량한계 미만이었다. $HAA_5$의 경우 디클로로아세틱에시드(DCAA)와 트리클로로아세틱에시드(TCAA)의 합이 $HAA_5$의 97%를 차지하는 것으로 조사되었다. 그러나 한강수계의 경우는 이 비율이 평균 90%로 다소 낮았으며, 특히 겨울철에 비율이 가장 낮았다. 한편, 하절기를 제외하고는 DCAA가 TCAA보다 높은 것으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권2호
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• pp.63-70
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• 2016

수돗물 공급과정에서의 소독부산물 발생현황과 이와 관련된 수질 인자와의 상관성을 조사하여 소독부산물 발생특성을 규명하고자 K-water에서 관리하는 정수장의 수돗물 공급과정 5개 계통에 대하여 조사를 실시하였다. 수돗물 공급과정에서의 공급계통별 Water age 및 노후관 공급계통을 구분하여 조사대상을 선정하였으며, 소독부산물인 트리할로메탄 (THMs) 및 할로아세틱에시드 (HAAs), 유기물 항목으로서 BDOC 및 DOC를 포함하여 7개 항목에 대해 월 1회 조사하였다. 조사결과 노후관계통 및 Water age가 길수록 공급과정 내 유기물 농도가 높아지는 경향성을 확인할 수 있었다. 소독부산물과 관련 영향인자들의 상관관계를 분석한 결과 계통별 잔류염소 감소와 Water age간 상관관계가 매우 높은 것으로 나타났다. 또한 Water age와 THMs 생성간의 결정계수값이 매우 높아 THMs 생성에 Water age가 중요한 인자임을 알 수 있었다. 잔류염소 감소율이 THMs 증가에 미치는 영향 또한 매우 높게 나타났으며, Water age가 길어질수록 수온과 THMs 생성에 미치는 영향은 증가하는 것으로 나타났다. 이와 반면 HAAs는 THMs와는 달리 Water age, 잔류염소, 수온과의 상관관계 조사결과 결정계수 값이 낮게 나타났다.

• 상하수도학회지
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• 제19권3호
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• pp.301-311
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• 2005

The characteristics of disinfection by-products (DBPs) formation at 28 water treatment plants in Korea were investigated. Investigated species of DBPs were trihalomethanes (THMs), haloacetic acids (HAAs) and chloral hydrate (CH). The maximum concentration of THMs was $84.1{\mu}g/L$, minimum and the averages were $6.9{\mu}g/L$ and $27.8{\mu}g/L$, respectively; the maximum concentration of $HAA_5$ was $90.8{\mu}g/L$, minimum and the averages were $3.8{\mu}g/L$ and $26.7{\mu}g/L$, respectively; while the maximum concentration of CH was $29.5{\mu}g/L$, minimum and the averages were $0.5{\mu}g/L$ and $7.4{\mu}g/L$, respectively. On the other hand, DBPs levels during summer months, when the water temperature was near $25^{\circ}C$, were nearly twice as great as DBPs levels during the winter season. The ratio of $THMs/HAA_5$ was 1.07, and $HAA_5$ and THMs were the dominant species of DBPS in the Kum-Sumjin river and Nakdong river, respectivley.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.216-226
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• 2006

클로로포름(chloroform), 디클로로아세틱에시드(dichloroacetic acid; DCAA), 트리클로로아세틱에시드(trichloroacetic acid; TCAA) 등은 먹는 물의 염소소독 시 발생되는 주요한 소독부산물이다. 이 중 클로로포름과 DCAA는 발암물질로 분류되어 있어 이에 대한 분포특성연구는 서울시의 먹는 물의 안전성을 판단하기 위해 중요하다. 2002~2004년의 3년 동안 배급 수 계통별로 소독부산물을 분석하였다. 이 중 총트리할로메탄(total trihalomethanes; THMs)의 평균 농도가 정수장에서 생산된 물에서는 0.015 mg/L, 직접 각 가정으로 공급되는 직수에서는 0.019 mg/L, 물탱크를 경유해 각 가정으로 공급되는 물탱크 수에서는 0.023 mg/L로 체류시간이 증가함에 따라 그의 농도는 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 수온의 영향으로 인해 여름철에 비교적 높은 농도로 검출되었다. THMs 이외의 다른 소독부산물들도 역시 유사한 경향을 나타내었다. 검출된 소독부산물의 양은 환경부 먹는물 수질기준의 1/4~1/6 정도의 낮은 수준이기 때문에 서울시 수돗물은 소독부산물에 있어 항상 안전한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권5호
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• pp.269-276
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• 2015

본 연구는 경상북도 지역에서 호소수를 원수로 사용하는 한 정수장의 원수 및 공정별 처리수의 자연유기물질(NOM) 및 소독부산물(DBPs) 생성특성을 조사하고 정수공정내 DBPs 제어방안을 제시하였다. Fluorescence excitation-emission matrix (FEEM) 분석결과 원수의 NOM은 토양과 미생물의 복합기원에 의한 것으로 밝혀졌다. NOM의 분자량크기 및 분획제거 특성은 liquid chromatography-organic carbon detector (LC-OCD)를 이용하여 분석하였다. 대체로 휴믹물질과 저분자량 유기물질 분획이 많았고, 고분자량물질은 저분자량물질보다 응집 침전공정에서 제거가 용이한 것으로 나타났다. 전염소주입 후 정수공정별로 진행될수록 반응시간이 길어져 DBPs 농도가 증가하였으며 생성된 DBPs는 일반적인 정수처리로 제거되지 않았다. THMs은 chloroform이 74%로 주종을 이루었으며 bromodichloromethane (22%)와 dibromochloromethane (4%)도 발생했다. HAAs는 dichloroacetic acid (50%)와 trichloroacetic acid (48%)가 주종을 이루었고 dibromoacetic acid (2%) 등 브롬계열은 농도가 낮거나 발생되지 않았다. HANs은 dichloroacetonitrile (60%), bromochloroacetonitrile (30%), dibromoacetonitrile (10%)이 발생되었다. 실험기간 동안 해당 정수장에서 DBPs 발생은 용존유기물농도와 수온보다 전염소주입농도에 큰 영향을 받은 것으로 나타났고, 염소주입농도의 조절로 DBPs 생성농도를 이전에 비해 16~44% 감소시킬 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.332-340
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• 2009

20종의 아미노산 성분들에서의 염소 소독부산물 생성 특성을 조사한 결과, 단위 DOC당 THM 생성능은 Br 첨가 유무에 관계없이 tryptophan과 tyrosine에서 높게 나타났고 나머지 18종에서는 매우 낮은 생성능을 나타내었다. 단위 DOC당 HAA 생성능 조사결과, tryptophan, tyrosine, asparagine, aspartic acid 및 histidine에서 Br 첨가 유무에 관계없이 높은 생성능을 보였으며, asparagine, aspartic acid 및 histidine은 DCAA 생성능 조사결과, aspartic acid, histidine, asparagine, tyrosine 및 tryptophan에서 Br 첨가 유무에 관계없이 높은 생성능을 나타내었으며, aspartic acid는 660.2 ${\mu}$g/mg으로 나타나 다른 아미노산 성분들에 비해 월등히 높은 HAN 생성능을 나타내었으며, 반응성이 높은 6종의 아미노산 성분에서 생성되는 HAN 구성종의 대부분은 DCAN으로 나타났다. 단위 DOC당 chloral hydrate 와 chloropicrin의 생성능을 조사결과에서 chloral hydrate는 asparagine, aspartic acid, histidine, methionine, tryptophan 및 tyrosine에서 생성능이 높은 것으로 나타났고, chloropicrin의 경우는 20종의 아미노산에서 전체적으로 1${\mu}$g/mg 이하의 아주 낮은 생성능을 보였다. 아미노산의 작용기별 소독부산물 생성 특성은 THM의 경우 방향족(aromatic) 화합물인 tryptophan과 tyrosine에 반응성이 높았고, HAA는 aromatic, neutral, acidic, basic 순으로 반응성을 보였으며, HAN은 acidic, basic, neutral, aromatic 순으로 반응성을 나타내어 방향족 화합물보다 지방족 화합물이며 친수성인 물질에서 반응성이 더 높은 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1255-1261
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• 2008

생물활성탄(BAC) 재질별 EBCT 및 수온변화에 따른 HAA 5종의 생물분해 특성을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 본 연구에서 BAC에서 HAA 제거시 EBCT와 수온이 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. EBCT와 수온을 증가시킬 경우 HAA의 제거율이 상승하였으며, 수온이 20$^{\circ}C$ 보다 높을 경우 HAA의 제거능은 EBCT의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 하지만 수온이 5$\sim$10$^{\circ}C$ 정도로 낮을 경우는 EBCT의 증가가 HAA의 제거율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 활성탄 재질에 따른 BAC에서의 HAA 제거는 석탄계 재질에서의 생물분해능이 가장 높았고, 다음으로 야자계, 목탄계 순으로 조사되었다. HAA 5종에 대한 생물분해 속도상수와 반감기는 수온이 5$^{\circ}C$일 때의 HAA 5종에 대한 생물분해 속도상수(k)와 반감기(t$_{1/2}$)는 0.0373$\sim$0.1175 min$^{-1}$, 반감기는 5.9$\sim$18.58분이었으며, 수온을 10$^{\circ}C$와 20$^{\circ}C$로 증가시켰을 때 5$^{\circ}C$일 때와 반감기를 비교해 보면 1.5$\sim$7.9배로 감소되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권5호
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• pp.523-530
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• 2010

14종의 합성유기질소 화합물들에서의 염소 소독부산물 생성 특성을 조사한 결과, 단위 DOC당 THM 생성능은 $Br^-$첨가 유무에 관계없이 3-aminobenzoic acid, 2-aminophenol, aniline, anthranilic acid 및 4-nitroaniline에서 높게 나타났다. 단위 DOC당 HAA 생성능 조사결과, $Br^-$ 첨가 유무에 관계없이 단위 DOC당 THM 생성능과 유사한 생성특성을 보였으나 특이하게 p-nitrophenol에서 가장 높은 생성능을 나타내었으며, 생성된 HAAFP의 대부분이 TCAAFP로 나타났다. 단위 DOC당 HAN 생성능은 3-aminobenzoic acid, 2-aminophenol, aniline 및 anthranilic acid에서 $Br^-$ 첨가 유무에 관계없이 높은 생성능을 나타내었고 다른 합성유기질소 화합물들에 비해 aniline에서 높은 생성능을 보였으며, 반응성이 높은 4종의 합성유기질소 화합물들에서 생성되는 HAN 구성종의 대부분은 DCAN으로 나타났다. 단위 DOC당 chloral hydrate와 chloropicrin의 생성능을 조사결과에서 3-aminobenzoic acid와 2-aminophenol에서 생성능이 높은 것으로 나타났고, 전체적으로 10 $mg/{\mu}g$ 이하의 비교적 낮은 생성능을 보였다. 염소 소독부산물 생성능이 높은 6종의 합성유기질소 화합물들과 시판 humic acid에서의 $Br^-$ 첨가 유무에 따른 단위 DOC 당 총 DBP 생성능을 조사한 결과에서 $Br^-$를 첨가한 경우는 anilin e> anthranilic acid> 3-aminobenzoic acid> 4-nitroaniline> humic acid> p-nitrophenol> 2-aminophenol 순으로 나타났고, $Br^-$를 첨가하지 않은 경우는 anthranilic acid> aniline> p-nitrophenol> humic acid> 4-nitroaniline> 3-aminobenzoic acid> 2-aminophenol 순으로 조사되었다. 또한, aniline, anthranilic acid, 4-nitroaniline 및 p-nitrophenol의 경우는 염소와의 반응성이 아주 높은 것으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권3호
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• pp.286-292
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• 2008

7종의 뇨 성분에서의 염소 소독부산물 생성 특성을 조사한 결과, kynurenine, indole 및 uracil에서 단위 DOC당 염소 소독 부산물 생성능이 비교적 높게 나타났다. Kynurenine, indole 및 uracil에 대해 Br$^-$ 첨가 유무에 따른 THMs/DOC를 조사한 결과, Kynurenine은 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우, THMs/DOC가 86.9 $\mu$g/mg으로 나타났으며, Br$^-$를 첨가하였을 경우는 THMs/DOC는 100.8 $\mu$g/mg으로 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우보다 높게 나타나고 있다. Indole의 경우도 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우 보다 Br$^-$을 첨가한 경우에 THMs/DOC가 6.58 $\mu$g/mg에서 31.4 $\mu$g/mg 정도로 높아지는 것으로 조사되었다. 또한, HAAs/DOC를 조사한 결과에서도 kynurenine에서 가장 높은 생성능을 보이고 있으며, 다음으로 uracil과 indole 순으로 조사되었다. 특히, THMs의 경우와는 반대로 kynurenine과 indole에서 Br$^-$이 첨가된 경우 HAAs/DOC가 현저히 감소되는 것으로 나타나고 있다. Br$^-$를 첨가하지 않은 경우에 kynurenine과 indole에서는 생성된 HAAs의 대부분을 TCAA가 차지하고 있는 것으로 나타났으나, uracil의 경우는 DCAA의 생성능이 높은 것으로 나타났다. Br$^-$ 첨가 유무에 따른 HANs/DOC를 조사한 결과에서는 kynurenine에서의 생성능이 가장 높았고, 대부분이 DCAN으로 나타났으며, Uracil의 경우에는 염소처리에 의해 HAN은 생성되지 않았다. 또한, CH/DOC 조사결과에서는 kynurenine과 indole에서는 낮은 생성능을 보인 반면, uracil의 경우 CH/DOC가 Br$^-$를 첨가하지 않은 시료에서는 1,270 $\mu$g/mg, Br$^-$를 첨가한 시료에서는 1,027 $\mu$g/mg으로 나타나 매우 높은 반응성을 나타내고 있다. Kynurenine, indole 및 uracil에 대해 Br$^-$ 첨가 유무에 따른 THMs과 HAAs 생성능 변화를 살펴본 결과, kynurenine과 indole의 경우는 Br$^-$가 첨가되었을 경우 THMs/DOC가 높아지는 것으로 나타나고 있다. Kynurenine은 Br$^-$가 첨가되었을 경우 THMs/DOC가 큰 폭으로 증가한 것이라기보다는 HAAs/DOC가 감소되어 Br$^-$ 첨가에 따라 THMs/DOC가 큰 것으로 나타났으며, indole의 경우는 kynurenine과는 반대로 THMs/DOC가 증가하여 나타난 결과이다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.762-770
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• 2005

활성탄 재질별 THM 흡착능은 야자계 활성탄이 가장 우수하였고, 다음으로 석탄계, 목탄계 활성탄 순으로 평가되었으며, 야자계 활성탄의 최대 흡착량(X/M)이 석탄계와 목탄계 활성탄에 비해 각각 $1.1{\sim}1.5$배 및 $14.1{\sim}31.4$배 정도 높은 것으로 조사되었다. 또한, 활성탄 사용율(CUR)의 경우는 chloroform 흡착 제거시 야자계 활성탄은 1일 9.4 g의 활성탄을 사용하여 제어할 수 있는 반면, 석탄계나 목탄계 활성탄의 경우는 11.2 g 및 38 g의 활성탄을 사용하여야만 제어가 가능한 것으로 나타났다. THM 구성종별 활성탄에 대한 흡착특성을 조사한 결과 chloroform의 k값이 가장 낮은 것으로 조사되어 THM 구성종들 중 활성탄을 이용한 흡착제거가 가장 어려운 것으로 조사되었으며, 다음으로 BDCM, CDBM, bromoform 순으로 나타났다. bromoform은 chloroform에 비해 k값이 활성탄 재질별로 $5{\sim}12$배 정도 큰 것으로 나타났다. Biofilter에서의 THM 구성종들에 대한 생분해 특성을 평가한 결과, 물질별 평균 생분해율이 chloroform의 경우 7%, BDCM 5%, CDBM 4%, bromoform 3%로 나타나 생물분해가 어려운 것으로 조사되었다. HAA5 구성종들에 대한 활성탄 흡착 및 biofilter를 이용한 생분해 특성 평가 결과는 운전초기에는 흡착 제거되었으며, biofilter에서의 생물분해능은 TCAA를 제외한 나머지 4종은 bed volume 2000 부근부터는 생물분해에 의해 거의 100% 제거되는 것으로 나타났으나, TCAA는 bed volume 4000 이후부터 생물분해에 의해 90% 이상 제거되기 시작하여 bed volumed의 증가와 함께 제거율도 상승하였다.