• 대한환경공학회지
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• 제35권11호
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• pp.769-775
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• 2013

본 연구에서는 두 가지 기원의 표준 휴믹물질 혼합 시료와 Suwannee River fulvic acid (SRFA)을 사용하여 광분해로 인한 용존 유기물질의 스펙트럼 특성 변화와 이에 따른 소독 부산물 생성능의 변화를 조사하였다. 혼합시료의 염소소독부산물 발생잠재력(DBPFP)은 specific UV absorbance (SUVA) 값에 비례하여 증가하였다. 7일간 광분해 후 혼합시료의 SUVA 값은 모두 감소하였다. 그러나 동일 시료에서 DBPFP 값은 SUVA 감소폭보다 적었다. 비록 두 변수 사이에 직선성은 유지되었으나 같은 SUVA 범위 내에서의 DBPFP 값은 오히려 감소하는 경향을 보였다. 이 결과는 광분해로 인해 염소소독부산물 전구체 역할을 하는 비방향족 물질이 생성될 수 있음을 시사하였다. SRFA 시료에 대해 4일과 13일 광분해하여 각각 저분자와 고분자 부분에서의 DBPFP 값을 비교한 결과 광분해 후 유기탄소 당 염소소독부산물 발생량 변화양상은 염소소독부산물 종류에 따라 다르게 나타났다. 유기탄소 당 trihalomethenes (THMs) 발생은 광분해 후 고분자 부분에서 더 높았으나 haloacetic acids(HAAs)의 경우 고분자와 저분자 부분 사이의 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 광분해 시간에 따른 유기탄소 당 DBPFP 값 변화 패턴도 용존 유기물 분자량에 따라 다르게 나타났다. THMs의 경우 고분자 부분에서는 광분해 시간에 따라 증가하는 경향을 보였으나 저분자에서는 큰 변화를 보이지 않았다. 반면 HAAs은 고분자에서 지속적인 감소 경향을, 저분자 부분에서는 증가 후 다시 감소하는 경향을 보였다. 본 연구결과 수중 유기물질은 전반적으로 광분해에 따라 소독부산물 생성능이 초기에 오히려 증가할 수 있으며 광분해 시간이 충분히 지속된 후에야 감소함을 보여주었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.893-899
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• 2008

본 연구에서는 낙엽과 토양에서 추출한 용존 자연유기물질(DOM)을 대상으로 생분해 과정 중 변화하는 분광특성과 pyrene 결합 반응성을 조사하였다. 유기물질 특성 변화 분석을 위해 용존 유기탄소(DOC), 용존 자연유기물질 내 방향족 탄소성분을 나타내는 고유흡광도(Specific UV absorbance: SUVA), synchronous 형광 스펙트럼과 유기탄소결합계수(pyrene organic carbon-normalized binding coefficient: K$_{oc}$) 분석을 실시하였다. 3주간의 배양기간 동안 낙엽 추출 DOM과 토양 DOM의 DOC는 각각 61%, 51% 감소하였다. 배양 전과 후의 분광특성을 비교해 보면 단백질/아미노산 계 형광특징(PLF)은 점차 감소된 반면 SUVA, 펄빅산계 형광 특징(FLF)과 휴믹산 계 형광 특징(HLF)은 점차 증가하였다. 이러한 자연유기물질의 분광특성 변화는 생분해 과정을 통해 휴믹화가 진행되며 자연유기물질 내 비방향족 생분해성 탄소성분이 단단한 구조의 방향족 탄소구조로 변화됨을 시사한다. SUVA 값과 유기오염물질과의 결합정도를 나타내는 K$_{oc}$ 값 사이에서는 시료의 종류와 상관없이 1차 상관관계(r = 0.97)를 보여 주어 생분해가 진행되는 동안 방향족 탄소구조 분포가 자연유기물질의 소수성 오염물질과의 결합 정도에 큰 영향을 미침을 보여주었다. 또한 형광특징 중 FLF와 HLF가 K$_{oc}$ 값과 높은 상관관계를 보였으며 자연유기물질의 기원에 따라 다른 상관관계식을 보여주었다. 본 연구를 통해 생분해가 진행되는 동안 자연유기물질 성분변화 및 소수성 유기오염물질의 거동 예측에 자연유기물질의 분광특성이 좋은 모니터링 지표로 사용될 수 있음을 보여 주었다.

• 환경생물
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• 제34권1호
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• pp.48-55
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• 2016

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.

• 한국물환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.843-849
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• 2007

Monitoring of NOM characteristics is important for improving removal efficiency of natural organic matter (NOM) in water treatment processes. In this study, several NOM characteristics, which include specific UV absorbance (SUVA), total carbonate content, molecular weight distribution, and fluorescence properties, were measured using samples collected from a pilot-scale water treatment plant consisting of coagulation/flocculation (C/F), filtration, ozonation and granular activated carbon (GAC) processes. The highest removal of NOM was observed in C/F and filtration processes as demonstrated by the reduction of dissolved organic carbon (DOC) by 25% and 21%, respectively. Despite nearly no change in DOC, however, the lowest SUVA value and the highest total carbohydrate content were observed in the sample from ozonation process. This indicates that non-degradable aromatic compounds become depleted and biodegradable organic compounds are enriched during the process. Comparison of synchronous fluorescence spectra of the samples showed that ozoation process increased protein-like fluorescence while it decreased fulvic-like and terrestrial humic-like fluorescence. Consistently, a slight peak of protein-like fluorescence was observed in the sample from ozonation process. The greatest change in molecular weight distributions of the samples was observed in C/F process. Comparison of size exclusion chromatogram of the samples revealed that NOM fractions with the molecular weight greater than 2000 Da were reduced by over 90% after C/F process. SUVA values and total carbohydrate content of the samples were well correlated with a ratio of protein-like fluorescence and terrestrial humic-like fluorescence intensities with the correlation coefficients of 0.99 and 0.91, respectively. This suggests that synchronous fluorescence properties of NOM could be used as useful tolls for monitoring changes of some NOM characteristics during water treatment processes.

• 한국환경과학회지
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• 제8권3호
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• pp.337-347
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• 1999

This study was carried out to evaluate the characteristics of dissolved organics based on their origins, which were divided into two categories. The first group consisted of river, lake and secondary sewage treatment effluent, which were chosen as representative of their origins. The second group were artificial samples which were made of AHA(Aldrich humic acids) and WHA(Wako humic acids). Physicochemical characteristics, biological degradability and THMEP(trihalomethane formation potential) of the samples were analysed based on the AMWD(apparent molecular weight distribution). Large portion of dissolved organic carbon(DOC) in the river and lake samples was comprised of LMW(low molecular weight), which that of AHA and WHA was HMW(high molecular weight). The DOC of the lake was evenly distributed in the all range of molecular weight. The river, lake and secondary treated effluent have lower ultraviolet(UV) absorbance at 254nm, and have a higher amount of humic acids. Higher absorbance of humic acids means that aliphatic bond and benzenoid type components that absorb UV light were contained in these kind of humic acids. It was expected that lake sample was the most biodegradable in the different samples investigated, and in order of secondary sewage treatment effluent, river, WHA and AHA based on the result of determination of specific ultraviolet absorbance(SUVA). Biodegradability showed similar result except for AHA, while dissolved organics in the range of LMW decreased during the biodegradability test, and on the contrary those of HMW increased. Production of the SMPs(soluble micobial products) was observed during humicfication of dissolved organics and the SMPs were higher production of the SMPs. THM formation was high in the samples containing HMW and similar tendency was shown in the THMEP(trihalomethane formation potential), except for WHA.

• 한국물환경학회지
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• 제25권5호
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• pp.674-681
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• 2009

Characteristics of organic matters (OM) in wastewater and the removal efficiencies were investigated using the influent and the effluent samples collected from 21 wastewater treatment plants. The OM characteristics investigated included biodegradability, humic content, specific UV absorbance (SUVA), the distribution percentage of refractory OM (R-OM), and synchronous fluorescence spectra. The types of wastewater (sewage, livestock waste/night soils, industrial waste) were easily distinguished by comparing the synchronous fluorescence spectra of the influent wastewater. The prominent peak of protein-like fluorescence (PLF) was observed for livestock waste/night soils whereas sewage exhibited a unique fluorescence peak at a wavelength of 370 nm. Irrespective of the wastewater types, the distribution percentage of R-OM increased from the influent to the effluent. Livestock waste/night soils showed the highest removal efficiency among all the three types of wastewater. There was no statistical difference of the removal efficiency between a traditional activated sludge and biological advanced treatment processes. Removal efficiency based on dissolved organic carbon DOC presented good correlations with the distribution percentage of R-OM and fulvic-like fluorescence (FLF) of the influent. The prediction for DOC removal efficiency was improved by using multiple regression analyses based on some selected OM characteristics and mixed liquid suspended solid (MLSS).

• 상하수도학회지
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• 제29권3호
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• pp.337-345
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• 2015

Two step rapid filter system as a pre-treatment for the injected water into aquifer storage and recovery (ASR) in Korea was developed to reduce physical blockage and secure the volume of the injected water. First, single rapid sand filters with three different media sizes (0.4~0.7, 0.7~1.0 and 1.0~1.4 mm) were tested. Only two sizes (0.4~0.7 and 0.7~1.0 mm) satisfied target turbidity, below 1.0 NTU. However, they showed the fast head loss. To prevent the fast head loss and secure the volume of the injected water, a rapid anthracite filter with roughing media size (2.0~3.4 mm) were installed before a single rapid sand filter. As results, both the target turbidity and reduction of head loss were achieved. It was determined that the media size for a rapid sand filter in two step rapid filter system (i.e. a rapid anthracite filter before a rapid sand filter) was 0.7~1.0 mm. In addition, the effects of coagulant doses on the removal of natural organic matter (NOM), which might cause a biological clogging, were preliminarily evaluated, and the values of $UV_{254}$, dissolved organic carbon (DOC) and SUVA were interpreted.

• 대한환경공학회지
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• 제35권12호
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• pp.861-866
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• 2013

본 연구의 목적은 가축사체 매몰지 토양에서 추출된 미생물을 이용하여, 가축사체 매몰지 오염 토양 유래 유기탄소의 분해 효과를 분석하고, 분해에 관여하는 미생물의 종을 규명하는 것이다. 경기도 안성에 위치한 가축 매몰지 토양 유래 용존 유기탄소를 대상으로 토양 서식 미생물의 생분해율을 평가한 결과(56일 동안), 1번 용액(초기 용존 유기탄소 농도 = 19.88 mg C/L)에서는 13일 이내에 48%의 용존 유기탄소가 감소하였으며, 56일째 용존 유기탄소는 $8.8{\pm}0.4$ mg C/L로 56% 분해되었다. 2번 용액(초기 용존 유기탄소 농도 = 19.80 mg C/L)에서도 초기 13일 이내에 용존 유기탄소 농도가 급격히 감소하였으며, 56일째 용존 유기탄소는 $6.0{\pm}1.6$ mg C/L로 70%가 분해되었다. 생분해 실험과정에서, 전체 유기탄소 물질에서 방향족 탄소구조의 비율을 나타낸 지표인 $SUVA_{254}$값은 용존 유기탄소와는 다르게, 일정기간(21일) 동안 증가하다가 감소하는 경향을 나타냈다. $SUVA_{254}$값은 1번 용액과 2번 용액 모두, 21일째 가장 높은 값을 나타내었다. 생분해 실험 14일째 미생물 분석 결과, 토양에서 쉽게 발견되는 Pseudomonas fluorescens, Achromobacter xylosoxidans, Nocardioides simplex, Pseudomonas mandelii, Bosea sp. 등 미생물이 검출되었다. 그리고, 56일째 미생물 분석 결과, Pseudomonas veronii가 우점종으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제26권2호
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• pp.5-10
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• 2018

본 연구는 상수원수 내에 존재하는 유기물질 특성을 평가하고 혼화 응집 공정을 포함한 UF 막여과에 의한 유기물질의 제거 특성을 평가하였다. 연구결과, 상수원수내의 총유기탄소는 대부분 용존성 유기물질에 기인함을 알 수 있었으며, 원수의 SUVA 값이 낮게 측정됨으로써 용존성 유기물질은 친수성, 저분자 물질의 구성 비율이 높음을 알 수 있었다. 또한 혼화 응집 공정을 포함한 UF 막여과 처리 실험 결과 총유기탄소의 제거율은 평균 37.9%, 용존유기탄소의 제거율은 평균 30.3%, 그리고 $UV_{254}$의 제거율은 평균 28.2%로 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제25권4호
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• pp.560-567
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• 2009

Treated or untreated wastewater may be a major source of refractory organic matters (R-OM) in drinking water sources. For this study, spectroscopic characteristics of wastewater OM were investigated using the samples from 20 wastewater treatment plants, which are located at the upstream of the lake Paldang, to suggest a estimate index for R-OM in wastewater. R-OM was quantified by measuring total organic carbon (TOC) concentration of the wastewater samples remaining after 28-day dark incubation. Among the traditional OM indices such as chemical oxygen demand (COD) and initial TOC, CODMn showed the lowest correlation coefficients with R-TOC of the samples. The ratios of carbonaceous biochemical oxygen demand (CBOD) to $COD_{Cr}$ had a better correlation with the percent distribution of R-OM than $BOD/COD_{Cr}$ ratios. terrestrial humic-like fluorescence (THLF) exhibited the highest correlation coefficient with R-TOC among the indices obtained from the synchronous fluorescence spectra of the samples. Milori index, one of the humification indices, showed a good correlation with the percent distribution of wastewater. This study demonstrated that fluorescence properties might be a better indices to estimate the concentrations and the distributions of wastewater OM compared to the specific UV absorbance (SUVA) values. Some useful formulas based on OM spectroscopic characteristics were finally suggested to predict R-OM in wastewater.