• 한국수처리학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.117-124
• /
• 2018

For the effective removal of phosphorus in water, a novel type of composite was prepared by combining Poly Alumiun Chloride, widely used in sewage/wastewater treatment plants, and Humic Acid particles, which are known to have phosphorus removal ability, with CI. The surface of the ferromagnetic CI particles was oxidized and activated, and then PAC and HA were synthesized to finally produce CIPAC and CIHA. CIPAC and CIHA prepared by this study showed similar results to the phosphorus removal efficiencies of PAC and HA coagulants. The novel composite has a larger weight than the conventional coagulant, and the coagulated sludge precipitates rapidly. The sludge could be easily separated in a short time if the external magnetic field was given by the ferromagnetic force of CIPAC and CIHA prepared with CI as support. Therefore, it can be concluded that if phosphorus removal is carried out using CIPAC and CIHA prepared through this study with external magnetic field, the sedimentation rate will be much faster than that of conventional coagulant. Thus it is possible to obtain a high economic benefit in the sludge recovery part.

• 한국작물학회:학술대회논문집
• /
• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
• /
• pp.340-340
• /
• 2017

Rice straw is very important to maintain fertility in agricultural soil with several aspects such as carbon and nitrogen cycles in Korea. Recently, concerning about climate change, carbon sequestration in agricultural land has become one of the most interesting and debating issues. Rice straw is most representative source of organic material produced in agricultural sectors. In order to evaluate changes of soil carbon treated by rice straw during cultivating rice in paddy field, we carried out to treat rice straw with 0, 0.5, 1, 1.5, and $2.0ton\;ha^{-1}$ at $50{\times}50{\times}20cm$ blocks made of wood board, and analyze contents of fulvic acid and humic acid form, and total carbon periodically. The experiment was conducted in 2013-2016, and sampled with interval in a month. The organic material was applied to treatment blocks in 2 weeks ago in rice transplanting of each year. Total carbon in beginning time is low as $7.9g\;kg^{-1}$. The contents of total carbon with treatments of rice straw after experiment are recorded as 8.7, 11.2, 9.5, 10.5, and $10.9g\;kg^{-1}$ applied by 0, 0.5, 1, 1.5, and $2.0ton\;ha^{-1}$, respectively. When trend lines were calculated on changes of soil carbon in periods of experiments, The trend equations of soil carbon changes with treatments of 0, 0.5, 1, 1.5, and $2.0ton\;ha^{-1}$ were Y=0.0015X+8.479, Y=0.073X+8.2577, Y=0.0503X+8.4477, Y=0.0822X+8.2103, and Y=0.082X+8.5736. These trends suggested several results. When rice straw was applied in cultivating paddy fields, most carbon in rice straw would be decomposed regardless the amount of rice straw in soil. We calculated sequestration rate of applied rice straw as about 0.1% per year during rice cultivation in paddy fields. It means that if farmer want to increase 1% soil organic matter by using application of rice straw returned after cultivation, famer should apply rice straw continuously for ten years. The change of soil carbon as fulvic acid, humic acid, and humane is showed that only content of carbon as mumine is increased significantly while fulvic acid and humic acid were changed in range of 10 to 30% among total carbon in soil. In conclusion, to sequestrate soil carbon with rice straw, it is important for rice straw to apply continuously every year. The amount of rice straw applied is not much effected to increase soil organic matter.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권12호
• /
• pp.1321-1326
• /
• 2005

낙동강 원수의 경우 소수성 물질이 43%, 친수성 물질이 39%, 반친수성 물질이 18%를 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 소수성 물질을 세분화하여 조사한 결과 fulvic acid는 62%, humic acid는 38%로 나타났으며, 또한, 카르복실기는 64%, 페놀기는 36%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 친수성 물질을 세분화하여 조사한 결과 HPI-N이 44%, HPI-C가 56%를 차지하고 있었다. 친수성 유기물질 중 HPI-C에 비하여 HPI-N이 막 오염을 더욱 많이 유발하였으며, 소수성 유기물질에서는 HA가 FA에 비하여 막 오염을 더 많이 유발하였으며, 작용기에 따른 막 오염 현상을 살펴보면 카르복실기의 경우 페놀기에 비하여 투과 flux 감소가 크게 나타나고 있다. 공극의 크기가 커질수록 공극 속으로 전달되는 고분자 유기물이 많이 발생하며 이러한 고분자 유기물이 공극을 막아버리는 현상에 의하여 투과 flux 감소가 발생하는 것으로 나타났다. 또한 공극의 크기가 상대적으로 큰 막의 경우 투과되는 양이 공극이 작은 막 보다 상대적으로 많기 때문에 운전초기에 많은 양의 유기물이 막으로 전달되어 막의 표면과 공극에 흡착되어 막의 공극의 크기가 커짐에 따라 투과 flux 감소가 크게 나타났다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권11호
• /
• pp.1067-1074
• /
• 2008

본 연구에서는 다양한 토양 휴믹산(HA) 및 풀빅산(FA)을 대상으로 형광소광법을 이용한 페난트린(PHE)과의 유기탄소 표준화 분배계수(Koc)를 도출하고, 각 휴믹물질의 화학적 및 분광학적 물질특성과 PHE에 대한 Koc와의 상관성을 조사하였다. 휴믹물질은 한라산 토양을 포함한 국내 5개 지역의 토양과 국제휴믹학회(IHSS) 표준토양 및 이탄에서 추출한 HA와 FA 그리고 Aldrich사에서 구입한 HA 등 총 16종을 사용하였다. HA와 FA의 물질특성은 원소성분비와 254 nm에서의 UV 흡광도 및 $^{13}$C NMR을 이용한 탄소형태별 분포 등을 조사하였다. 본 실험조건([PHE]/[HS] = 0.02$\sim$0.2(mg/L)/(mg-OC/L), pH 6)에서의 토양 휴믹물질의 Koc 값 ($\times$10$^4$, L/kg C)은 1.48$\sim$8.65의 범위이었으며, HA가 FA에 대하여 높게 나타났다(3.13$\sim$8.65 vs 1.48$\sim$2.48). log Koc 값과 물질특성과의 상관성 분석 결과, Koc값은 분자극성도((O+N)/C) 및 산소-포함 탄소 함량비(I$_{C-O}$/I$_{C-H,C}$) 등과는 강한 음(-)의 상관성을 보였으며, 254 nm에서의 UV 흡광도([ABS]$_{254}$)와 방향족탄소함량(C$_{Ar-H,C}$, $\sum$C$_{Ar}$/$\sum$C$_{Alk}$) 등과는 강한 양(+)의 상관성을 보였다. 이로부터 페난트린과 같은 소수성유기화합물과의 결합능력은 휴믹물질의 분자극성도가 낮을수록 그리고 분자의 불포화도와 방향족성이 높을수록 증가함을 확인하였다.

• 환경영향평가
• /
• 제16권1호
• /
• pp.69-77
• /
• 2007

This study has been conducted to assess blackish-water phenomena in Dam reservoir. To searching for the reason, we survey physical changes in reservoir and analyze metal and organic content in particulate materials and water. The blackish-water phenomena in lake A are occurred with turbidity increases in turnover season irregularly. It was reported on 6 Jan. 2005 weakly and the water column mixed with 35~40m depth and water temperature shows $7^{\circ}C$. The turbidity of AD and AM site increased up to 20NTU. Especially, AN site shows 27NTU, such a result makes that Dam manager conclude it to blackish-water phenomena. The results of sequential extraction analysis show that over 80% of Al, Cr and Fe is existed in residual form in sediment. On the other hand, the most part of Mn shows exchangeable and carbonates form, which have a good possibility of release to water column. Mn contents in pore waters of the sediment samples are also found to be ~4 times higher than Fe contents. The metal contents in pore water of different dam sites are in order of AN (Fe: 9.98, Mn: 40.6) > AD(8.33, 37.5) > DD(1.91, 2.55). According to the results of extracted organic materials from sediment, humic substances is occupied with over 85% in total organic carbon including 23~45% of humic acid (HA) and 0.9~8.5% of fulvic acid (FA). However, HA content in pore water is not detectable while FA contents, acid-soluble humic fractions is higher than that of sediment(10~15%). which indicating that FA is a main humic components affecting water color. The color unit per DOC of FA in pore waters of different dam sites are found to be higher in lake A than lake D. From the results, it could be suggested that blackish-water phenomena of lake A are mainly arise from higher concentration of Mn and water soluble organic fractions (e.g., FA) released from sediments as well as the strength of turnover in Dam reservoir.

• 한국환경과학회지
• /
• 제21권9호
• /
• pp.1031-1041
• /
• 2012

This study was carried out to investigate the characteristics of disinfection by-products (DBPs-trihalomethanes (THMs), haloacetic acids (HAAs) and haloacetonitriles (HANs) formation in chlorination of principal raw waters used for drinking water on Jeju Island, Korea. The domestic water supply of other area and humic acid solution (HA) were used as a reference point. The effects of chlorine contact time, solution temperature and pH on DBPs formation potential (DBPFP) were investigated for raw waters. In addition, the effect of $Br^-$ was studied for HA. The DBPFP (THMFP, HAAFP and HANFP) were increased with increasing chlorine contact time. Comparing the individual DBPFPs for raw waters, they decreased in the order of HAAFP > THMFP ${\geq}$ HANFP. As the solution temperature was increased, the THMFP, HAAFP and HANFP increased. With increasing the solution pH, the THMFP was increased, but HAAFP and HANFP were decreased. With the addition of 0.3 mg/L $Br^-$ for HA, the DBPFP was increased and the major chemical species changed: from trichloromethane to dibromochloromethane and tribromomethane for THMs; from dichloroacetic acid and trichloroacetic acid to tribromoacetic acid for HAAs; and from dichloroacetonitrile to dibromoacetonitrile for HANs.

• 분석과학
• /
• 제14권2호
• /
• pp.159-166
• /
• 2001

한외여과법을 이용하여 휴믹산(Aldrich Co.)을 분자량 별로 3개의 소부분($F_1$: 1,000-10,000 daltons; $F_2$: 10,000-50,000 daltons; $F_3$: 100,000-300,000 daltons)으로 분리한 뒤, 적외선 분광법과 고체상태 C-13 핵자기공명 분광법을 이용하여 각 소부분의 구조적 특성을 규명하였고, pH 적정법을 이용하여 각 소부분의 카르복실산 작용기 함량을 결정하였다. 휴믹산과 금속이온과의 착물 반응 특성을 규명하기 위하여, Eu(III)과 각 소부분 휴믹산과의 착화합물($[Eu(III)]=1.0{\times}10^{-4}mol\;L^{-1}$, $(HA)=470-970mg\;L^{-1}$, at pH 5.0)을 Eu(III)의 $^7F_0-{^5}D_0$ 전이를 이용한 여기 스펙트럼으로 관찰하였다. 적외선 스펙트럼과 C-13 핵자기공명 스펙트럼 분석 결과, 100,000 dalton 이상의 고분자량의 휴믹산 분자는($F_3$) 높은 지방족 탄소함량을 가지며, 50,000 daltons 이하의 저 분자량의 휴믹산($F_1$, $F_2$) 분자는 상대적으로 높은 방향족 탄소 함량을 가짐을 확인하였다. pH 적정 결과 휴믹산은 분자의 크기가 커질수록 더 낮은 카르복실기 함량을 가짐을 확인하였다. Eu(III)-휴믹산 착물의 여기스펙트럼을 Lorenzian-Gaussian 식을 이용하여 분석한 결과, 휴믹산 분자의 크기가 커질수록 최대피크의 파장 위치가 더 낮은 에너지 방향으로 이동하였다. 이러한 피크 이동의 결과는 휴믹산 분자의 크기가 커질수록 Eu(III)과 결합하는 분자내 카르복실산의 배위수가 증가함을 나타내는 것으로서, C-13 NMR 스펙트럼 분석에서 밝혀진 휴믹산 분자의 구조적인 요인과의 관련성을 밝혔다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권7호
• /
• pp.445-453
• /
• 2012

본 연구에서는 PAHs 오염토양의 자연 풍화 및 화학적 생물학적 처리과정에서 반응부산물로 흔히 발견되는 PAH-케톤화합물인 1-indanon (1-ID)을 대상으로 페놀계 반응매개체 존재 하에서의 망간산화물에 의한 산화 변환 제거특성 및 용존 자연유기물인 휴믹산(HA)의 존재에 따른 영향을 조사하였다. 반응성 평가 실험은 수용액 상에서 회분식(10 mg/L 1-ID, 0.3 mM phenolic mediators, $1.0g/L\;{\delta}-MnO_2$, at pH 5)으로 수행 하였으며, 페놀계의 반응매개체(phenolic mediator)는 자연산 페놀화합물로서 휴믹물질의 모델 화합물로서도 널리 사용되고 있는 11종을 사용하였다. 실험결과 1-ID은 망간산화물 자체에 대하여는 비반응성을 띠었으나 페놀계 반응매개체 존재 하에서 교차-결합(cross-coupling)반응을 통해 제거됨을 HPLC 분석을 통해 확인하였으며, 1-ID의 제거율은 반응 2일 경과 후 9.2~71.2%범위에서 페놀계 반응매개체의 구조적 특성에 따라 다르게 나타났다. 각 반응매개체 존재 하에서의 1-ID의 교차결합 반응은 유사1차 반응 속도식을 따랐으며, 초기 반응속도 상수 값($K_{int}$, $hr^{-1}$)은 0.48~15.0의 넓은 범위에서 나타났다. 1-ID의 제거효율(제거율, 속도상수)은 -OH, $-OCH_3$ 등 전자주게(electron donating) 작용기를 포함하는 반응매개체에서 높았으며, -COOH, -CHO 등 전자받게(electron withdrowing) 작용기를 포함하는 반응매개체일수록 낮았다. 또한 동일 반응 조건에서 HA 존재에 따른 영향을 검토한 결과 낮은 HA 농도(< 2 mg/L) 조건에서는 1-ID 제거효율의 상승효과를 보였으나 전체적으로는 HA 주입 농도가 증가할수록 교차 결합 반응효율이 저하됨을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권9호
• /
• pp.989-994
• /
• 2005

본 연구에서는 활성탄 흡착, 오존 단독, 오존/활성탄 혼합공정을 이용하여 부식산을 처리하고 부식산의 처리효율을 $UV_{254}$와 DOC를 통해 살펴보았으며, 부식산의 분해특성은 분자량 크기분포의 변화와 활성탄 표면변화를 통해 관찰하였다. 각 공정에서의 DOC 제거효율을 살펴본 결과, 활성탄 흡착공정은 약 19%, 오존 단독공정은 38%이었으나, 오존/활성탄 혼합공정에서는 약 80%로 활성탄 흡착공정과 오존 단독공정의 DOC 처리효율을 합한 것보다 훨씬 높아, 혼합공정을 도입함으로써 시너지 효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 기리고 $UV_{254}$ 감소율 역시 오존/활성탄 혼합공정에서 가장 크게 나타났다. 오존/활성탄 혼합공정에서 활성탄은 고유의 흡착제 역할뿐만 아니라 흡착된 유기물과 오존의 접촉을 촉진시키는 반응자리를 제공하는 역할을 하는 것으로 사료된다. 각 공정에서의 분자량크기분포 변화를 살펴본 결과, 활성탄 흡착공정에의 분자량 크기분포는 반응 전후에 큰 차이가 없었으며, 오존 단독공정에서는 30 kDa 이상의 분자량이 반응시간 10분 이후에는 거의 감소하지 않고 일정하였으나, 0.5 kDa 이하의 저분자량은 초기 4.8%에서 120분 처리시 12.3%로 증가하였다. 한편 오존/활성탄 혼합공정에서는 120분 처리시 30 kDa 이상 분자량이 초기 36.3%에서 3.9%로 뚜렷하게 감소하였으며, 0.5 kDa 이하의 저분자량은 초기 4.8%에서 40.1%로 크게 증가하였다.

• 멤브레인
• /
• 제23권1호
• /
• pp.61-69
• /
• 2013

고도정수처리를 위한 관형 세라믹 정밀여과와 이산화티타늄($TiO_2$) 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone) 구의 혼성공정에서 유기물질의 영향 및 정밀여과(MF), PES 구 흡착, 광산화의 역할을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$)를 통해서 비교 및 고찰하였다. 휴믹산의 농도가 증가함에 따라 급격한 막오염으로 인해 $R_f$는 증가하고 J는 감소하였으며, $V_T$는 휴믹산의 농도가 2 mg/L인 조건에서 가장 높았다. 광산화와 흡착의 영향을 알아보기 위해 휴믹산의 농도 4 mg/L와 6 mg/L에서의 결과를 비교하였다. 두 가지 조건에서 공통적으로 정밀여과(MF)만의 단독공정에서 막오염이 급격하게 진행되어 $R_f$값이 가장 높게 나타났고, 총여과부피($V_T$)는 광촉매와 자외선의 혼성공정(MF + $TiO_2$ + UV)에서 가장 높은 값을 나타내었다. 탁도와 유기물질의 평균처리효율은 MF + $TiO_2$ + UV 공정에서 가장 높은 값을 나타내었다.