• Environmental Engineering Research
• /
• 제16권3호
• /
• pp.137-148
• /
• 2011

In this study, a series of experiments was conducted on the relative degradation of commonly known endocrine-disrupting compounds such as bisphenol A (BPA) and $17{\alpha}$-ethinyl estradiol (EE2) in a single-component aqueous solution using 28 and 580 kHz ultrasonic reactors. The experiments were conducted with three different types of model water: deionized water (DI), synthetic brackish water (SBW), and synthetic seawater (SSW) at pH 4, 7.5, and 11 in the presence of inert glass beads and humic acids. Significantly higher sonochemical degradation (93-97% for BPA) occurred at 580 kHz than at 28 kHz (43-61% for BPA), regardless of water type. A slightly higher degradation was observed for EE2 compared to that of BPA. The degradation rate of BPA and EE2 in DI water, SBW, and SSW after 30 min of ultrasound irradiation at 580 kHz increased slightly with the increase in pH from 4 (0.073-0.091 $min^{-1}$ for BPA and 0.081-0.094 $min^{-1}$ for EE2) to 7.5 (0.087-0.114 $min^{-1}$ for BPA and 0.092-0.124 $min^{-1}$ for EE2). In contrast, significant degradation was observed at pH 11 (0.149-0.221 $min^{-1}$ for BPA and 0.147-0.228 $min^{-1}$ for EE2). For the given frequencies of 28 and 580 kHz, the degradation rate increased in the presence of glass beads (0.1 mm and 25 g) for both BPA and EE2: 0.018-0.107 $min^{-1}$ without beads and 0.052-0.142 $min^{-1}$ with beads for BPA; 0.021-0.111 $min^{-1}$ without beads and 0.054-0.136 $min^{-1}$ with beads for EE2. A slight increase in degradation of both BPA and EE2 was found as the concentration of dissolved organic carbon (DOC, humic acids) increased in both SBW and SSW: 0.107-0.115 $min^{-1}$ in SBW and 0.087-0.101 $min^{-1}$ in SSW for BPA; 0.111-0.111 $min^{-1}$ in SWB and 0.092-0.105 $min^{-1}$ in SSW for EE2. After 30 min of sonicating the humic acid solution, DOC removal varied depending on the water type: 27% (3 mg $L^{-1}$) and 7% (10 mg $L^{-1}$) in SBW and 7% (3 mg $L^{-1}$) and 4% (10 mg $L^{-1}$) in SSW.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권8호
• /
• pp.33-40
• /
• 2010

본 연구에서는 고속도로에서 발생되는 비점오염원 부하량 계산의 기초가 되는 비점오염물질의 원단위 산정을 위해 서해안 고속도로 매송지역 도로지점과 교각지점 두 지점을 대상으로 수문곡선과 농도분석을 하고 유량가중평균농도(Event Mean Concentrations, EMC)를 이용하여 원단위를 평가하였다. 중금속을 제외하고 대부분의 강우사상에서, 강우가 시작되고 유출이 시작된 이후 초기 30분 이내 오염물질의 농도는 급격히 줄어들었다. EMC 분석 결과 두 지점 모두 TSS, $BOD_5$, DOC가 하수처리수 방류수 기준보다 높게 나왔으며, T-N, T-P는 낮게 검출되었다. 중금속 변화에서는 두 지점 모두 Fe과 Pb 그리고 Zn 등이 다른 중금속에 비해 많이 검출되었다. 원단위 산정 결과 환경부 원단위와 비교하였을 때 $BOD_5$, T-N이 낮게 계산 되었으나, 중금속의 경우, 외국의 원단위와 비교하였을 때 Cu, Pb, Zn 이 약 10배 가량 높은 것으로 나타났다. 좀 더 신뢰성 있는 원단위 산정을 위해서는 현재까지 모니터링된 자료를 활용하고, 추가적인 자료의 획득을 위한 장기적인 모니터링 계획이 수립되어야 할 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.493-501
• /
• 2007

The membrane pilot plant has being operated in the Hyeondo pumping station to find the optimal operation technique of Gong-Ju membrane water treatment plant (WTP) which is constructing in $250m^3/d$ scale. The pilot plant was consisted of two trains which can treat $30,000m^3/d$ per train. First train was operated for one year under the condition of flux $1m^3/m^2{\cdot}d$ while the effects of flux variation and addition of powdered activated carbon(PAC) were evaluated in second train. The turbidity of membrane product water of first train which is operated on Flux $1m^3/m^2{\cdot}d$ was always below 0.05 NTU regardless of raw water turbidity. And also, the trance-membrane pressure(TMP) was maintained at $0.3{\sim}0.5kgf/cm^2$ for about 9 months and increased rapidly to $1.8kgf/cm^2$ which is maximum operating TMP. However, TMP was rapidly increased to $1.8kgf/cm^2$ within 2 months as flux was increased from 1 to $2m^3/m^2{\cdot}d$, especially, within 10 days under high turbidity(30~50NTU). This reault means that if Gongju membrane WTP is operated in flux $1m^3/m^2{\cdot}d$, chemical cleaning period can be maintained over 6 months. Only 10% of dissolved organic carbon (DOC) was removed in membrane process while the removal efficiencies of manganese and iron were 60% and 77% respectively. However, because only solid manganese and iron were removed in membrane process, an additional process for treating soluble manganese is required if souble manganese is high in raw water. 70% of 70ng/L 2-MIB which is causing taste & odor was removed in powdered activated carbon (PAC) tank with 50mg/L PAC which is design concentration of Gongju WTP. In addition, TMP was reduced with addition of 50mg/L PAC regardless of flux. Because TMP was not influenced even if 100mg/L PAC was added, the high taste and odor problem can be controled by additional injection of PAC.

• 생태와환경
• /
• 제36권3호통권104호
• /
• pp.235-241
• /
• 2003

자외선에 의한 조류기원 용존유기물의 특성변화를 조사하기 위하여 배양한 남조류 두종 (Microcystis aeruginosa, Oscillatoria agardhii)의 체외배출용존유기물에 자외선 처리전과 처리후의 생분해도와 유기물의 화학적조성을 비교하였다. 자외선처리는 pyrex용기에 시료를 넣고 인공자외선램프(UVA: 40 W/$m^2$, UVB: 2 W/$m^2$)로 24시간 조사하였다. 유기물의 화학적조성은 XAD-8, 양이온, 음이온수지를 이용하여 소수성 산 (hydrophobic acids; HoA), 소수성 중성 (hydrophobic neutrals;HoN), 친수성 산 (hydrophilic acids; HiA), 친수성 염기 (hydrophilic bases; HiB), 그리고 친수성 중성 (hydrophilic neutrals; HiN)의 5개 분획으로 분류하였다. 자외선처리동안 유기물의 농도변화는 거의 없었던 반면 생분해도는 자외선처리 전에 비해 현저히 감소하였다(M. aeruginosa: 17%, O. agardhii: 28% 감소). 또한 자외선 처리 전과 후의 유기물의 화학적조성도 상당한 차이를 보였다. 자외선처리 후 HiB분획(단백질, 아미노산류)은 감소한 반면 HiA분획 (카복실산류)은 증가하였다. 유기산분석에서도 3종류의 카복실산이 자외선처리 후 증가하는 것으로 나타났다. 일반적으로 수체의 유기물은 자외선에 의해 난분해성 유기물이 분해되거나 잘게 쪼개져 이분해성 유기물로 전환되는 것으로 알려졌다. 그러나 본 연구에서는 조류기원의 이분해성 유기물의 경우는 자외선에 의해 완전한 광분해는 보이지 않았지만 난분해성 유기물로 전환되었고 화학적조성도 바뀌었다. 이는 유기물의 기원과 종류에 따라 자외선에 대한 영향이 다르다는 것을 시사한다.0.73, P< 0.001). 본 연구기간동안 동물플랑크톤 섭식에 의한 청수기는 관찰되지 않았으며, 동 ${\cdot}$ 식물플랑크톤의 다양성은 식물플랑크톤의 생물량 증가 시 회복되는 것으로 나타났다. 본 연구결과에서는 부영양 호수에서 동물플랑크톤의 섭식이나 제한영양염의 결핍이 식물플랑크톤의 현존량에 영향을 출 수 있으나 군집의 변화를 야기하지는 못함이 제시되었다.X>$NH_4\;^+$, $NO_3\;^-$, $PO_4\;^{3-}$ 및 $SiO_2$의 용출량 범위는 각각 -9${\sim}$ 105 mgN $m^{-2}day^{-1}$, -156${\sim}$62 $m^{-2}day^{-1}$ -5${\sim}$5 $m^{-2}day^{-1}$, 및 12 ${\sim}$ 117 $m^{-2}day^{-1}$였다. 낙동강과 서낙동강에서 식물플랑크톤의 1차 생산성과 조체의 C:N:P의 Redfield 비율 106: 16: 1을 이용하여 추정한결과 저질에서 용출되는 $NH_4\;^+$는 식물플랑크톤의 요구량의 9 ${\sim}$23%이었고, $PO_4\;^{3-}$는 11 ${\sim}$ 22%를 차지하였다.도로 검출되어 이를 고려한정수공정의 관리가 필요하리라 생각된다.$yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제12권3호
• /
• pp.75-80
• /
• 2007

본 연구에서는 W시에 있는 비위생매립지 주변의 지하수질 약 2년간 관측하고 그 결과를 평가하였다. 주요관심 인자는 산화환원조건에 민감한 pH, 용존산소, 전기전도도, 산화환원전위, 용존 유기탄소, 암모니아, 질산성질소 및 황산이온 등이다. 본 매립지는 생활쓰레기 매립지로 매립종료 약 10년이 경과하였다. 매립지 침출수는 COD 136${\sim}$263 mg/L, T-N 121${\sim}$186 mg/L, NH3-N 14${\sim}$369 mg/L이며, 계절적 변동이 크게 나타났다. 매립지 직하부 지하수는 약산성을 띄나 전기전도도가 매우 높아 침출수 누출의 영향을 나타내었다. 염소이온의 경우 200 mg/L 이상으로 높으나 거리가 멀어짐에 따라 점차 감소하였는데 확산 및 희석 등의 자연저감효과가 큰 것으로 사료된다. 매립지 내부에서는 산화 환원전위가 음의 값을 보이나 하부에서는 350 mV까지 증가하여 혐기성환경에서 산화환경으로의 전이를 나타내었다. 암모니아는 가장 우려되는 지하수질 인자인데 대부분의 관측정에서 크게 부화되어 있으며, 먹는물 수질기준을 상회하였다. 본 매립지 하부의 오염지하수질은 시공간적으로 자연저감 현상이 뚜렷하나 지속적인 수질모니터링이 필요한 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.413-419
• /
• 2011

본 연구에서는 TCE 등의 유기오염물질로 오염된 현장의 지하수를 처리하기 위한 반응매질로써 나노영가철(nanoscale zero valent iron, NZVI)의 적용성을 평가하기 위해 수행되었다. 오염현장에서는 TCE 외에 음이온($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, $HCO_3^-$)과 자연유기물질(natural organic matter, NOM)이 검출되었으며 상업용 나노영가철(NANOFER 25, Nanorion)을 이용하여 모의, 현장 지하수를 처리하고 그 결과를 분석하였다. TCE만을 고려한 처리실험에서 25 g/L의 NANOFER 25는 1.8 mM TCE를 약 20시간에 95% 이상 처리하였으며($k=0.15hr^{-1}$), TCE 반복주입을 통해 평가한 NANOFER 25의 반응용량은 0.19 mmole TCE/g NZVI인 것으로 나타났다. 음이온은 개별 음이온의 농도는 반응성에 큰 영향을 주지 않았으나 4가지 음이온을 모두 포함하는 오염현장의 평균농도로 제조한 모의지하수처리 시 유사 1차속도상수(k)가 $0.069hr^{-1}$로 60% 감소하였으며 총 반응용량은 10% 감소하였다. 용존성 유기물(DOC)를 기준으로 한 유기물의 현장 평균농도에서는 반응속도상수가 $0.025hr^{-1}$로 84%까지 감소하는 것도 확인할 수 있었다. 오염현장에서 최고의 TCE 농도($1.8{\mu}M$)를 가지는 현장지하수를 이용하여 처리하였을 때는 TCE 농도가 낮아 25 g/L의 NANOFER 25를 사용하여 10시간 내 90% 이상의 TCE를 분해할 수 있었다. 본 연구결과와 현장 오염지하수에 대한 수리, 지질학적 조사결과를 접목할 경우, 향후 효율적인 현장 지하수처리 결과를 도출할 수 있을 것으로 예상된다.

• 자원환경지질
• /
• 제38권5호
• /
• pp.547-561
• /
• 2005

이 논문에서는 지하수 비소오염의 일반적 지구화학적 특성을 이해하고 기존 연구사례와 논산/금산지역의 지하수 관정 수질분석 자료 등을 바탕으로 국내 지하수의 비소 산출양상을 평가하고자 한다. 가장 심각한 비소오염이 발생한 방글라데시에서는 약 $28\%$의 관정에서 $50{\mu}g/L$ 이상의 비소함량이 확인되며 2천8백만의 인구가 이에 노출된 것으로 추정한다. 주요한 오염지하수의 특성으로 중성 pH와 중간 또는 강한 환원환경, 낮은 $SO_4^{2-}$, 및$\;NO_3^-$함량, 높은 용존 유기탄소, $NH_4^+$ 함량 등을 들 수 있으며 비소는 주로 3가 형태로 존재하고 홀로세 천부 대수층에서 함량이 높게 나타난다. 일반적으로 대수층내 철수산화물의 환원성 용해 현상으로 비소가 유출되는 것으로 받아들여지며 유기물질의 존재, 미생물의 활동 등이 주요한 요소로 평가된다. 플라이스토세 빙하활동에 의해 원거리 비소기원물질의 풍화 및 이동, 화학적 집적, 미생물 활동 등의 요인으로 광역적인 세계 주요 오염발생지역의 특성을 해석하기도 한다. 국내에서는 심각한 비소오염 발생사례는 보고되지 않고 있으며 지하수 수질측정망 운영결과 $10{\mu}sg/L$ 이상의 비소함량은 전체 $1\%$ 내외에서 나타나지만, 먹는샘물 수질평가에서 이를 초과하는 업체수가 $19.3\%$에 달하고 논산 및 금산 지역의 간이급수용 관정 수질조사에서 약 $7\%$가 초과하는 결과를 보였다. 전남 일부와 울산 지역의 지하수 수질조사 결과에서도 $10{\mu}g/:L.$ 이상의 함량이 각각 $36\%,\;22\%$에 달하여 변성퇴적암 등의 지질영향과 광화작용에 따른 비소오염이 발생할 수 있음을 보여준다. 향후 국내 지하수 비소오염 평가연구를 위하여 비소거동에 영향을 주는 다양한 지구화학적 및 미생물학적 반응과 지하수 유동특성에 대한 이해가 선행되어야 하며 광화대 지역, 옥천대 변성퇴적암 지역, 부산 경남 일대의 미고결 퇴적층 및 산성황산염 토양 분포지역 등에 대한 보다 체계적인 조사와 연구가 요구된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제58권1호
• /
• pp.39-50
• /
• 2015

본 연구에서는 오염토양 내 중금속 안정화 효율 평가를 위해 계분(PM), $300^{\circ}C$에서 생산한 바이오차(PBC300), $700^{\circ}C$에서 생산한 바이오차(PBC700)를 2.5, 5.0, 10.0 wt% 수준으로 토양에 처리하고 21일 간 항온배양하였다. 항온배양 후 토양의 pH는 PM 10.0 wt%, PBC300 10.0 wt%, PBC700 10 wt% 처리구에서 각각 7.51, 7.24, 7.88로 나타나 무처리구(pH 6.94)에 비해 유의적으로 증가하였는데 이는 PM, PBC300, PBC700 자체의 알칼리성에 기인한 결과로 판단되었다. 중금속의 TCLP 용출시험 결과 PM 처리구의 경우 용출되는 납(142-408% 증가), 카드뮴(39-77% 증가), 아연(20-24% 증가), 구리(241-955% 증가)의 농도가 모두 증가하였으며, 이는 PM 처리 시 급격하게 증가된 토양 내 DOC와 관련된 것으로 판단되었다. 그러나 PBC700 처리구의 경우 납, 카드뮴, 아연, 구리의 농도가 모두 감소하여 안정화되었으며, 무처리구 대비 감소율은 각각 7-23, 11-38, 11-52, 19-36%으로 나타났다. MINTEQ을 이용한 열역학 모델링 결과 PBC700 10.0 wt% 처리구에서는 납과 구리 화학종의 경우 수산화물인 $Pb(OH)_2$, $Cu(OH)_2$의 침전이 예상되었다. 특히, 납의 경우 매우 낮은 용해도를 보유한 chloropyromorphite [$Pb_5(PO_4)_3Cl$], hydroxypyromorphite [$Pb_5(PO_4)_3OH$] 등의 침전이 예상되었다. 이와 함께 SEM-elemental dot mapping을 이용한 원소분포 조사 결과, 다른 처리구와 달리 PBC700 처리구의 경우 납과 인의 분포부분이 중첩되어 두 원소간의 연관성이 있는 것으로 판단되었다. 이를 종합할 때, PBC700 처리구의 납 용출 농도의 감소는 PBC700이 함유한 인과 오염토양에 존재하는 납이 매우 안정한 형태의 화학종인 chloropyromorphite, hydroxypyromorphite 등을 형성하면서 나타난 결과로 판단된다.