• 한국물환경학회지
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• 제40권1호
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• pp.11-18
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• 2024

Recently, enhanced in situ bioremediation using slow substrate release techniques has been actively researched for managing TCE-contaminated groundwater. This study conducted a lab-scale batch reactor experiment to evaluate the feasibility of natural attenuation for TCE dechlorination using microsized corn-oil droplet (MOD) as an activator considering the following three factors: 1) TCE dechlorination in the presence or absence of MOD; 2) TCE dechlorination in the presence or absence of inactivator of native microbial activity; and 3) MOD concentration effects on TCE dechlorination. Batch reactors were constructed using site groundwater and soil in which Dehalococcoides bacteria were present. Without MOD, TCE was decomposed into dichloroethylene (DCE). However, other by-products of TCE dechlorination were not detected. With MOD, DCE, vinyl chloride (VC), and ethylene (ETH) were sequentially observed. This result confirmed that MOD effectively supplied electrons to complete dechlorination of TCE to ETH. However, when an excess of MOD was provided, it formed unfavorable conditions for anaerobic digestion because dechlorination reaction did not proceed while propionic acid was accumulated after DCE was generated. Therefore, if an appropriate amount of MOD is supplied, MOD can be effectively used as a natural reduction activator to promote biodegradation in an aquifer contaminated by TCE.

• 한국환경농학회지
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• 제22권2호
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• pp.124-129
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• 2003

광촉매 산화반응으로 인한 난분해성 유기오염물질의 분해효율을 증가시키기 위하여 산화반응의 매개체인 $TiO_2$ 광촉매의 새로운 제조방법을 개발하였고, 이를 이용하여 TCE의 효과적인 분해를 위한 광촉매 산화반응조의 최적 운영인자를 도출하였다. $TiO_2$ 광촉매는 해교제(Davan-C 0.24 wt%)와 결합제(PVA 0.16 wt%)를 첨가하여 슬립 캐스팅 방법으로 제조하였다. 촉매의 특성 변화에 따른 실험결과로 TCE 수용액의 분해효율이 가장 좋은 촉매의 상태는 $TiO_2$ 코팅 횟수가 1회이고 $TiO_2$ 슬립의 두께가 1 mm인 촉매로 확인되었다. 촉매 사용시간에 따른 비교에서는 사용시간이 250 시간인 촉매가 새로이 제작하여 사용한 촉매의 TCE분해효율보다 20% 정도 감소되었다. 광촉매 산화반응조의 물리적 운영인자 도출을 위한 실험결과로 산소의 전처리와 재순환을 실시하면 그렇지 않은 경우보다 TCE 분해효율이 증가되었다. 촉매의 단위 표면적당 수용액의 부피비가 $1.47\;mL/cm^2$ 이하에서 높은 TCE 분해효율을 보였으며 UV 광량의 조절시 광량이 $225\;W/cm^2{\times}100$에서 75.8%의 최대 TCE 분해효율을 보였다. TCE의 초기 농도를 조절했을 경우에는 농도가 2 mg/L 이하인 경우에 TCE의 분해효율이 높았다. 따라서 본 연구에서 제시한 방법으로 제조한 촉매를 이용하여 적절한 UV 광량과 상기한 운영조건하에 광촉매 산화반응조를 운영한다면 정수 및 폐수에 함유된 난분해성 유기성 오염물질을 제거하기 위한 공정으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4B호
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• pp.441-447
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• 2008

산업현장에서 발생되는 휘발성유기화합물은 생분해 가능한 화합물과 난분해성 물질이 혼합되어 있는 경우가 많으며, 저감기술을 단독으로 적용해서는 효과적인 제어가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 난분해성 물질이 혼합된 휘발성유기화합물을 처리하기 위하여, 자외선(UV) 광분해 장치와 미생물 고정화 복합고분자 담체가 적용된 바이오필터 기술을 결합한 통합시스템을 구성하고 반응 특성을 검토하였다. 대상 휘발성유기화합물로는 toluene과 TCE를 선정하였다. 자외선 광산화 단독실험 결과 TCE는 99% 이상의 제거효율을 나타내었으며 수용성 중간생성물 발생량도 크게 증가하였다. 그러나 toluene과 TCE를 혼합하여 유입시키면 자외선 광분해만으로는 유기화합물 제거율이 낮아졌다. 자외선 광산화와 바이오필터를 결합한 통합시스템 실험에서는 높은 toluene 제거효율을 얻을 수 있었으며, 전처리로 자외선을 조사한 후 toluene과 TCE의 처리효율도 함께 증가하는 것을 확인하였다. 이는 자외선에 의해 일부 산화된 toluene과 TCE가 미생물에 의해 보다 효과적으로 분해될 수 있음을 보여준다. 자외선 광산화 반응은 toluene이 상대적으로 적게 존재하는 상황에서 TCE 제거효율을 효과적으로 향상시킬 수 있었으며, 본 실험에서 확인한 TCE 최대 분해능은 $18.2g/m^3/hr$이었다. 그러나 toluene 유입농도가 높았던 조건에서는 toluene의 저해작용으로 인해 TCE 분해능 변화가 적었다. 다양한 운전조건에서 통합시스템의 반응효율과 운전 안정성을 향상시키기 위해서는 각 난분해성 물질 사이의 상호 저해작용에 대한 추가 연구가 필요하다.

• 환경위생공학
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• 제16권3호
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• pp.1-13
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• 2001

트리클로로에틸렌 (trichloroethylene, TCE)는 오랜 시간동안 자연환경에서 잔류할 뿐만 아니라 TCE보다 더욱 더 독성이 강한 중간 생성물들을 만들기 때문에 미국과 대부분의 전세계 국가들로부터 주요 1차 환경오염물질로 분류되었다. 그러한 독성물질들은 혐기성 상태에서는 다이클로로 에틸렌(dichloroethylene, DCE)과 바이닐 클로라이드 (vinyl chloride, VC)와 같은 독성물질들이 생성되고 호기성 상태에서는 TCE epoxide계통의 물질들이 생성된다. 또한 훈증제인 메틸 브로마이드 (methyl bromide)는 대기의 오존층을 파괴하는 것으로 알려져 있고, 2001년경에 미국환경보호청 (USEPA)에 의해 사용이 금지될 것이다. TCE는 혐기성 조건하에서 연속적으로 탈염소화되고, 이어서 호기성 조건하에서 완전 산화될 수 있다. 그리하여 연속적인 혐기성 및 호기성 조건하에서 궁극적으로 TCE의 완전분해를 이루게된다. 메틸브로마이드는 화학적으로 가수분해되어 메틸 알콜 (methyl alcohol)로 되거나 유기물에 강하게 결합 (bound)된다. 또한 그것은 생물학적으로 포름알데하이드 (formaldehyde)로 산화되거나 메틸알콜로 가수분해된다. 수많은 연구자들에 의해 행해진 연구들은 TCE와 MeBr은 메탄 혹은 암모니아 산화 세균에 의한 공동대사과정 (cometabolism)을 통해 분해가 증진될 수 있다는 것을 보여주었다. 두 부류의 세균들이 두 화합물들을 분해시킬 수 있는 monooxygenase를 생산한다는 것은 잘 알려져 있다. 이 연구 논문에서 TCE와 MeBr의 생분해와 관련된 가장 최근의 연구논문들로부터 나온 핵심 연구결과들이 요약 검토된다. TCE와 MeBr로 오염된 현장을 정화하기 위해 이러한 기초연구결과들을 토대로 더욱 더 많은 연구가 필요 할 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1463-1469
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• 2013

고화제로 사용되는 포틀랜드 시멘트와 2가철을 이용하여 염소계 유기화합물을 탈염소화 시키는 기술은 많은 연구로부터 알려져 왔다. 하지만 TCE (trichloroethylene)의 탈염소화에 관계하는 명확한 유효물질 및 기작 규명은 요원한 상태이다. 많은 연구에서 ettringite와 monosulfate와 같은 시멘트 수화물질이 TCE의 탈염소화 반응에 관여할 가능성을 보고한 바 있다. 따라서 본 연구에서는 TCE의 탈염소화 반응에 유효물질로 예상 되어왔던 ettringite와 monosulfate를 별도로 합성하여, TCE 제거 실험을 수행함으로서 기존 시멘트/2가철을 사용한 TCE 분해제거에 관계하는 명확한 유효물질 및 기작을 규명 하고자 하였다. 실험결과, $Fe^{3+}$ 및 $Al^{3+}$로 구성된 ettringite, monosulfate 합성에 성공하였고, 이후 2가철을 첨가하여 TCE 분해실험에서 합성물의 분해능을 확인하였지만 뚜렷한 제거가 나타나지 않았다. 이는 기존문헌의 예상과는 상반된 결과를 나타냈으며, 실험결과를 통해 시멘트/2가철을 사용한 TCE 제거 실험의 분해기작을 예상할 수 있었다. 예상 되는 분해기작으로는 ettringite 및 monosulfate 외의 시멘트 수화물에 의한 것과 C3A외의 시멘트 클링커 화합물 그리고 시멘트 내 trace metal에 의한 영향일 것으로 추측하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권6호
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• pp.38-45
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• 2007

트리클로로에틸렌(trichloroethyele, TCE)는 지하 환경으로 누출되었을 경우 대표적인 고밀도 불용성 유체(dense non aqueous phase liquids, DNAPLs)를 형성하여 토양과 지하수를 오염시키며, 계면활성제를 이용한 SEAR(Surfactant-enhanced aquifer remediation) 공법으로 처리를 하여도 소량이 계면활성제와 함께 지하수에 존재한다. 본 연구에서는 SEAR공법으로 처리 후 잔존하는 TCE가 계면활성제와 함께 존재할 때, 영가철(zero valent iron, ZVI)로 이루어진 투수성 반응벽체(PRB)에서의 TCE 거동을 조사하였다. 특히 계면활성제의 독성과 반응속도의 영향을 고려하여 양이온과 비이온 혼합 계면활성제의 영향을 중점적으로 다루었다. 혼합 계면활성제를 사용할 경우 ZVI를 이용한 TCE의 분해는 계면활성제의 구조에 따라 상당히 다른 경향을 보였다. TCE의 제거율을 살펴보면 비이온 계면활성제의 친수성기인 polyoxyethylene(POE) 사슬이 짧을 경우 양이온 계면활성제와 상관없이 거의 일정하였고, 상대적으로 긴 POE사슬일 경우 양이온 계면활성제의 종류와 첨가량에 따라 차이가 발생하였다. 친수성기가 트리메틸암모늄 (trimethylammonium)인 양이온 계면활성제가 피리디늄(pyridinium)를 가지는 양이온 계면활성제보다 더 높은 TCE 제거율을 보였다. 이러한 연구결과는 SEAR 후처리를 위해 PRB 적용시 잔존하는 계면활성제의 영향을 살펴보았으며 실제 현장적용의 중요한 자료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.53-61
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• 2011

본 연구는 E/K 정화기법이 적용된 PRB 공법에 있어서 음식물 쓰레기 재활용 과정에서 발생된 CFW(Carbonized Foods Waste)를 반응물질로 적용하고자 회분식 흡착실험(Batch Test)을 실시하였으며, 유기오염물질에 대한 흡착특성을 평가하였다. 실험에서 사용된 유기오염물질은 Phenanthrene과 Trichloroethylene(TCE)이며, 계면활성제는 음이온성 계면활성제인 SDS와 비이온성 계면활성제인 Brij$^{(R)}$30을 적용하였다. 실험 결과, Phenanthrene과 TCE의 흡착효율은 각각 99%와 26%로 나타났으며, Phenanthrene에 대한 CFW의 흡착효율이 4배 정도 높은 것으로 확인되었다. 이를 바탕으로 Langmuir와 Freundlich 흡착등온 모델에 적용한 결과, Phenanthrene은 Langmuir 모델에 일치하였고, TCE는 그 구분이 불분명하였다. 또한 계면활성제를 사용하여 회분식 흡착실험을 실시한 결과, Phenanthrene의 경우에는 계면활성제가 방해요소로 작용하여 흡착지체현상이 발생했으며, 계면활성제가 적용되지 않은 흡착효율에 비하여 6~8% 정도 감소하였다. 그러나 TCE는 계면활성제가 반응촉매제로 작용하여 최대 81%까지 흡착효율이 증가하였으며, 비이온성 계면활성제를 사용함으로서 보다 높은 흡착효율을 얻을 수 있었다. 따라서 계면활성제의 적용과 관계없이 Phenanthrene에 대한 흡착효율이 TCE보다 우수한 것으로 나타났으며, PRB 공법에 E/K 정화기법을 적용할 경우에는 비이온성 계면활성제를 사용할 경우 보다 높은 흡착효율이 나타날 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.149-152
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• 2008

철의 환원 특성에 관한 연구는 이미 널리 수행되었으며 특히 미네랄과 2가철의 반응 메커니즘은 2가철의 흡착이나 바운드를 통해 Fe(II)-Fe(III) (hydr)oxides를 생성하여 2가철이 3가철로 산화됨으로써 물질을 환원시키는 것으로 받아들여지고 있다. 그러나 2가철로 개질된 재강슬래그를 이용한 DS/S 실험과정에서 이러한 메커니즘으로 설명하기 힘든 현상을 발견하였다. 재강슬래그의 주요 성분중의 하나인 FeO와 Fe(II)만을 이용하여 TCE의 분해과정을 실험해 본 결과 초기 TCE의 분해가 이루어지지 않다가 급속히 분해되는 현상을 보였으며 이러한 시스템에서 TCE의 분해는 예상치 못한 결과였다. FeO/Fe(II) 시스템은 3가철이 존재하지 않기 때문에 기존의 Fe(II)-Fe(III) (hydr)oxides를 형성하는 환원 메커니즘으로는 설명할 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 TCE의 분해실험과 분해 부산물의 측정, 2가철과 3가철을 확인함으로써 FeO/Fe(II) 시스템의 환원특성을 확인해 보고자 하였다. 실험 결과 2가철이 FeO에 흡착 또는 바운드 되는 것을 확인 할 수 는 있었으나 기존의 메커니즘으로 설명하기에는 부족한 부분이 있었다. 분해부산물들을 통해 환원으로 인한 TCE의 분해는 의심의 여지가 없었으나 FeO/Fe(II) 시스템이 새로운 species를 형성하는지, 혹은 FeO에 Fe(II)가 흡착 또는 바운드 되어 이제껏 알려지지 않은 형태의 새로운 미네랄 상을 형성하는지는 좀 더 상세한 연구가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.57-62
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• 2000

Trichloroethvlene(TCE)의 수용액 내에서 광분해 반응을 연구하였다. 광촉매 TiO₂의 표면특성은 XRD, SEM 및 BET를 사용하여 선행연구[23]에서 고찰하였으며 Aldrich TiO₂는 100% anatase, Degussa 에서 제조한 P25-TiO₂는 75% anatase와 25% rutile의 혼합구조(structure)를 가짐을 알 수 있었다. 본 연구에서는 TCE 분해반응의 최적조건을 선정하기 위하여 광촉매의 사용량, 분해반응시 혼합용액의 순환유속, TCE의 초기농도 및 광촉매 TiO₂의 구조가 광분해 반응에 미치는 영향을 자세히 고찰하였다. 실험결과 증류수 1 L를 기준으로 무게비 0.1 wt%의 광촉매를 사용하여 증류수와 TCE의 혼합용액을 200 cc/min로 순환시켰을 때 분해활성이 가장 좋음을 알 수 있었으며 일반적으로 anatase 구조가 rutile구조를 가진 광촉매 보다 높은 활성을 보였다. 특히 anatase와 rutile의 혼합구조를 가진 Degussa P25-TiO₂가 가장 좋은 활성을 보였으며 이는 작은 입자크기와 큰 비표면적에 기인한 결과로 보인다.

• 한국산업보건학회지
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• 제17권3호
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• pp.254-260
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• 2007

Trichloroethylene(TCE) is widely used as a degreasing solvent in workplaces. TCE is primarily toxic to the nervous system, however, systemic disorder like Stevens-Johnson syndrome has been recently reported in small-scale factories, where the government has had limited information of chemical use. A survey was performed to investigate the actual condition of using TCE and to provide practical information to occupational health service agencies and professionals. This survey was carried out on 103 factories out of 430 factories which were conducted periodic work environment measurement for TCE. Degreasing was the most popular reason for using TCE in Korea, which reached to 94%. TCE was also used as a solvent for rubber in the coating or molding process, and adhesives in the bonding process. Metal fabrication was the most common as 23%, followed by assembling automobile parts (17%), and machinery (12%). Workers exposed to TCE during full-shift were 52% while 48% were exposed during short period of the shift or intermittently. Manual or semi-automatic work occupied 87% while automatic work was just 13%. Though automatic work by a closed system was generally lower exposed to TCE, compared to manual work, it can cause a high exposure when the maintenance system is improper. Semi-automatic work especially like open-top degreasing process can cause a high exposure when local exhaust system with condensing and refrigerating coils in the degreaser does not work well. In conclusion, the survey showed nationwide status of TCE exposure in various aspects. It can be used to monitor workplaces and workers exposed to TCE to prevent occupational diseases.