살균제 procymidone의 토양 중 행적에 관한 흡 탈착, 용탈실험과 광분해 및 가수분해 실험을 통한 농업환경 중 동태를 구명코자 하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 흡착은 직선식과 Freundlich식에 부합하였고, 분배계수는 $2.75{\sim}12.18$, Kf값은 $1.99{\sim}9.98$로 토양유기물 함량에 비례하였다. 토양별 탈착율은 백산>지곡>남계통의 순서로 높게 나타났다. 자연광 하에서의 광분해는 느려 자연광에 의한 직접적인 분해는 적을 것으로 사료되었으며, 용탈 이동성은 낮아 Macall총설 및 SSLRC 이동성 분류에 따라 low class에 속했고 특히 유기물 함량이 높은 남계통은 2주 경과후에도 농약이 용탈되지 않았다. 가수분해 실험결과 procymidone은 산성 및 중성보다 알칼리 조건에서 가수분해가 빨랐으며, 높은 온도에서 분해가 빨랐다. 이상의 결과 procymidone은 토양환경에서 흡착량이 높고 이동성이 낮아 타 환경계로의 전이 정도는 매우 낮다고 평가되었다.
Many fundamental studies have been carried out regarding waste water and hazardous gas treatment technology using the photolysis effect of $TiO_2$. However, photolysis of both organic and organic-inorganic binders immobilizing $TiO_2$ makes permanent use impossible. In this study we manufactured a catalytic electrode by nickel-$TiO_2$ composite plating in order to immobilize $TiO_2$. The surface properties according to the current density changes of cathode and concentration changes of $TiO_2$ powder in nickel plating bath has been analysed with EDX, XRF, SEM, Raman spectrometer etc. The characterization of the catalytic electrode in decomposition of organic compound has been obtained by using UV-Visible spectrophotometer through analysing concentration changes of methyl orange solution containing the catalytic electrode vs. time with projecting UV-light in the solution. The study shows that a catalytic electrode of nickel-$TiO_2$ composite plating with high-efficiency in decompostion of organic compound has been formed under high concentration of $TiO_2$ powder and low current density of cathode.
Kim, Jung-Kon;Cho, Il-Hyung;Zoh, Kyung-Duk;Choi, Kyung-Ho
한국환경보건학회:학술대회논문집
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한국환경보건학회 2004년도 International Conference Global Environmental Problems and their Health Consequences
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pp.146-150
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2004
Degradation efficiency of pentachlorophenol (PCP) by using direct UV photolysis and $TiO_2$ photocatalysis was evaluated with both chemical analyses and acute toxicity assessment employing luminescent bacteria Vibrio fischeri. PCP was chosen as a target compound in this study because of its wide application as fungicide, bactericide, insecticide and wood preservative in agriculture and many industries, in addition to its well-known environmental consequences. The acute toxicity to the microbe was reduced by >60% when applying UV alone, and was completely removed when treated with $UV-TiO_2$ combinations. Toxicity reduction pattern determined with the Microtox Assay generally corresponds with the chemistry data: However, it should be noted that toxicity was greater than expected by the chemistry data. Formation of TCBQ, a toxic byprodut, could not explain observed microbial toxicity. These observations are probably due to the presence of unidentified toxic PCP byproducts, which may include polychlorinated dibenzodioxins and polychlorinated dibenzofurans. When Microtox results were compared between different exposure time, i.e.,5 min and 15 min, an interesting pattern was noted with $UVA-\;TiO_2$ treatment. While no microbial toxicity was observed with 5 min exposure, an EC50 value of 45.4% was estimated with 15 min exposure, which was not observed in $UVB-\;TiO_2$ exposure. This result may suggest the presence of unidentified toxic degradation products generated in the later stage of treatment. Based on this study, $TiO_2$ photocatalyst, together with UVB photolysis could improve the removal of both PCP and its toxic derivatives in more efficient way. The Microtox Assay is promising and economical method for monitoring efficiency of wastewater treatment processes.
This study was performed to assess the potential use of ozone or UV radiation for the treatment of water contaminated with sulfamethoxazole (SMX), which is frequently used antibiotic in human and veterinary medicines, especially focusing on the kinetic study and effect of pH. In a study using ozone alone, kinetic study was performed to determine second-order rate constant ($k_{O3,SMX}$) for the reactions of SMX with ozone, which was found to be $1.9{\times}10^6M^{-1}s^{-1}$ at pH 7. The removal efficiencies of SMX by ozone were decreased with increase of pH due to rapid decomposition of ozone under the condition of various pH (2.5, 5.3, 7, 8, 10). In a UV irradiation study at 254 nm, a kinetic model for direct photolysis of SMX was developed with determination of quantum yield ($0.08mol\;Einstein^{-1}$) and molar extinction coefficient ($15,872M^{-1}cm^{-1}$) values under the condition of quantum shielding due to the presence of reaction by-products formed during photolysis. For effect of pH on photolysis of SMX, SMX in the anionic state ($S^-$, pH > 5.6), most prevalent form at environmentally relevant pH values, degraded more slowly than in the neutral state (SH, 1.85 < pH < 5.6) by UV radiation at 254 nm.
ND-YAG 펄스 레이저를 사용하여 밀폐 반응기에서 가스상 $Ge(CH_3)_4$ (tetramethyl germanium, TMG)을 광분해하여 Ge (germanium) 나노입자를 합성하는 새로운 합성법을 개발하였다. 나노입자의 크기는 간단히 충돌이완가스를 사용하여 5-100 nm로 조절할 수 있었다. $Ge_{1-x}Si_x$ 합금 나노입자는 TMG와 $Si(CH_3)_4$ (tetramethyl silicon, TMS) 혼합가스를 광분해하여 합성하였으며, 이때 반응기 안의 가스 혼합비율에 따라 나노입자의 조성을 조절할 수 있었다. 합성된 나노입자는 얇은 탄소층(1-2 nm) 에 싸여있고, 안정한 콜로이드 용액형태로 잘 분산되어 있다. 합성된 Ge 나노입자와 Ge-RGO (reduced graphene oxide) 하이브리드 구조체 모두 리튬이온전지 특성이 50 사이클 이후 각각 800, 1,100 mAh/g의 높은 방전용량을 갖는 것을 확인하였고, 이 방법은 이전의 Ge 나노입자 합성법과 비교하여 높은 수득률, 우수한 재현성, 성분조절의 용이 하므로, 고성능 리튬 전지의 개발을 위한 음극소재로 기대된다. 이와 같은 Ge 나노입자의 새로운 대량 합성법은 고성능 에너지 변환 소재 실용화에 기여할 것으로 예상된다.
본 연구에서는 대표적인 유기인계 농약인 parathion을 대상으로 태양광의 조사 하에 $TiO_2$ 광촉매반응과 광반응에 의한 처리를 수행하였다. 실험의 결과 $TiO_2$ 광촉매반응이 광반응과 $TiO_2$ 흡착 조건에 비하여 효과적으로 parathion을 제거시켰다. 10 mg/L의 parathion은 90분 이내에 광촉매 반응으로 완전히 제거되었으며 반응시간 150분 후에 TOC는 약 63% 정도 감소되었다. 광촉매 반응에 의한 parathion의 분해에 따라, 질소 형태의 이온 부산물은 ${NO_2}^-$, ${NO_3}^-$, 그리고 ${NH_4}^+$가 발견이 되었고, 황은 ${SO_4}^{2-}$로 약 80%, 그리고 인은 ${PO_4}^{3-}$로 5% 이하로 회수되었다. 또한 parathion의 분해시 유기중간 생성물은 paraoxon과 4-nitrophenol 등이 측정되었으며, 이들 부산물들은 반응이 진행되어 가며 계속 분해됨을 보였다. 광촉매 반응과 광반응에 의하여 처리된 용액의 독성의 감소를 평가하기 위하여 두 가지 생물종인 V. fischeri와 D. magna를 이용하여 처리수의 급성 독성의 감소를 알아보았다. 두 가지 생물종 모두 광촉매반응 조건에서는 처리수의 상대독성이 초기에 비해 반응시간 150분 후에 거의 모두 감소되었고, 광반응 조건에서는 V. fischeri와 D. magna 각각에 대해서 76%와 57%의 상대독성 감소가 관찰되었다. Parathion과 TOC의 감소와 급성독성의 저감양상은 유사한 경향을 보였다.
본 연구는 자외선 광분해에 의한 비스페놀 A (BPA)의 에스트로겐 활성 저감에 미치는 하수처리장 방류수 유기물질의 영향을 조사하였다. 방류수 유기물질과 표준으로 사용한 스와니강 자연 유기물질은 극성에 따라 소수성, 반친수성, 친수성 분획으로 분리하였다. 특이 자외선 흡수 (SUVA) 분석 결과, 방류수 유기물질은 높는 소수성을 가지고 있는 자연 유기물질과 다르게 소수성이 낮은 미생물 기원 유기물질과 유사한 특성을 나타내었다. 3시간의 자외선 조사는 방류수 및 자연 유기물질의 극성에 따라 SUVA 값을 유의하게 감소시켰다 (p<0.0001). 유기물질이 없는 조건에서, BPA($5.0{\times}10^{-5}M$)의 상대 에스트로겐 활성도는 자외선 광분해에 의해 86%에서 63%로 감소하였다. 그러나 유기물질이 있는 조건에서 상대 에스트로겐 활성도는 평균적으로 68%에서 37%로 감소하였으며, 유기물질의 종류 (방류수 또는 자연유기물질) 및 극성 (소수성, 반친수성, 친수성)과 유의한 차이를 나타내지 않았다 (p>0.05). 결과적으로, 유기물질이 있고 없는 조건에서 자외선 광분해에 의해 감소한 BPA의 상대 에스트로겐 활성도는 각각 31%와 23%였으며, 이것은 방류수와 자연 유기물질 모두 광분해에 의한 BPA의 에스트로겐 활성 저감을 촉진시킨다는 것을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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