• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.762-770
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• 2005

활성탄 재질별 THM 흡착능은 야자계 활성탄이 가장 우수하였고, 다음으로 석탄계, 목탄계 활성탄 순으로 평가되었으며, 야자계 활성탄의 최대 흡착량(X/M)이 석탄계와 목탄계 활성탄에 비해 각각 $1.1{\sim}1.5$배 및 $14.1{\sim}31.4$배 정도 높은 것으로 조사되었다. 또한, 활성탄 사용율(CUR)의 경우는 chloroform 흡착 제거시 야자계 활성탄은 1일 9.4 g의 활성탄을 사용하여 제어할 수 있는 반면, 석탄계나 목탄계 활성탄의 경우는 11.2 g 및 38 g의 활성탄을 사용하여야만 제어가 가능한 것으로 나타났다. THM 구성종별 활성탄에 대한 흡착특성을 조사한 결과 chloroform의 k값이 가장 낮은 것으로 조사되어 THM 구성종들 중 활성탄을 이용한 흡착제거가 가장 어려운 것으로 조사되었으며, 다음으로 BDCM, CDBM, bromoform 순으로 나타났다. bromoform은 chloroform에 비해 k값이 활성탄 재질별로 $5{\sim}12$배 정도 큰 것으로 나타났다. Biofilter에서의 THM 구성종들에 대한 생분해 특성을 평가한 결과, 물질별 평균 생분해율이 chloroform의 경우 7%, BDCM 5%, CDBM 4%, bromoform 3%로 나타나 생물분해가 어려운 것으로 조사되었다. HAA5 구성종들에 대한 활성탄 흡착 및 biofilter를 이용한 생분해 특성 평가 결과는 운전초기에는 흡착 제거되었으며, biofilter에서의 생물분해능은 TCAA를 제외한 나머지 4종은 bed volume 2000 부근부터는 생물분해에 의해 거의 100% 제거되는 것으로 나타났으나, TCAA는 bed volume 4000 이후부터 생물분해에 의해 90% 이상 제거되기 시작하여 bed volumed의 증가와 함께 제거율도 상승하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권5호
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• pp.269-276
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• 2015

본 연구는 경상북도 지역에서 호소수를 원수로 사용하는 한 정수장의 원수 및 공정별 처리수의 자연유기물질(NOM) 및 소독부산물(DBPs) 생성특성을 조사하고 정수공정내 DBPs 제어방안을 제시하였다. Fluorescence excitation-emission matrix (FEEM) 분석결과 원수의 NOM은 토양과 미생물의 복합기원에 의한 것으로 밝혀졌다. NOM의 분자량크기 및 분획제거 특성은 liquid chromatography-organic carbon detector (LC-OCD)를 이용하여 분석하였다. 대체로 휴믹물질과 저분자량 유기물질 분획이 많았고, 고분자량물질은 저분자량물질보다 응집 침전공정에서 제거가 용이한 것으로 나타났다. 전염소주입 후 정수공정별로 진행될수록 반응시간이 길어져 DBPs 농도가 증가하였으며 생성된 DBPs는 일반적인 정수처리로 제거되지 않았다. THMs은 chloroform이 74%로 주종을 이루었으며 bromodichloromethane (22%)와 dibromochloromethane (4%)도 발생했다. HAAs는 dichloroacetic acid (50%)와 trichloroacetic acid (48%)가 주종을 이루었고 dibromoacetic acid (2%) 등 브롬계열은 농도가 낮거나 발생되지 않았다. HANs은 dichloroacetonitrile (60%), bromochloroacetonitrile (30%), dibromoacetonitrile (10%)이 발생되었다. 실험기간 동안 해당 정수장에서 DBPs 발생은 용존유기물농도와 수온보다 전염소주입농도에 큰 영향을 받은 것으로 나타났고, 염소주입농도의 조절로 DBPs 생성농도를 이전에 비해 16~44% 감소시킬 수 있었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제36권5호
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• pp.402-410
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• 2010

The objectives of this study were to evaluate the air quality surrounding an indoor swimming pool, to estimate the cancer risk based on the airborne exposure to trihalomethanes (THMs), and to examine the ventilation efficiency by Computational Fluid Dynamics (CFD). Chlorine and THMs were measured poolside, and in the staff room and reception area. The indoor swimming pool was modeled using the Airpak program, with ventilation drawings and actual survey data. Temperature, flow and mean age of the air were analyzed. Levels of chlorine poolside, and in the staff room, and reception area were $203\;{\mu}g/m^3$, $5\;{\mu}g/m^3$, and $10\;{\mu}g/m^3$, respectively. Chloroform was the dominant THM in all sampling sites and mean concentrations were $16.30\;{\mu}g/m^3$, $0.51\;{\mu}g/m^3$, and $0.06\;{\mu}g/m^3$ poolside, in the staff room and reception area, respectively. Bromodichloromethane and Dibromochloromethane levels were respectively estimated as $10.3\;{\mu}g/m^3$ and $1.7\;{\mu}g/m^3$ poolside, $1.3\;{\mu}g/m^3$ and $0.1\;{\mu}g/m^3$ in the staff room, and were not detected in the reception area. The cancer risks from inhalation exposure to THMs were estimated between $3.37{\times}10^{-7}$ and $1.84{\times}10^{-5}$. A short circulation phenomenon was observed from the supply air vents to the exhaust air vents located in the ceiling. A high temperature layer was formed within one meter of the ceiling, and a low temperature layer was formed under this layer due to the low velocity and high temperature of the supply air, and the improper locations of the supply air vents and exhaust air vents. The stagnation was evident at the above adult pool and the mean age of the air was 22 minutes. Disinfection by-products in the indoor swimming pool were present in higher concentrations than in the outdoor air. In order to increase the removal of pollutants, adjustment was required of the supply air volume and the supply/exhaust position.

• 분석과학
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• 제17권1호
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• pp.69-81
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• 2004

한강과 낙동강에서 채취한 원수에 염소소독제인 hypochlorite를 $10{\mu}g/mL$의 농도로 투여한 후 1시간 ~ 14일까지 TOC (total organic carbon), 잔류염소량 및 14종의 염소소독부산물 생성율을 조사하였다. 그 결과 TOC 및 탁도는 큰 차이가 없었으며 잔류염소량은 한강에서 투여 후 1시간 경과 시 $6{\mu}g/mL$ 이상에서 14일째에 $1.23{\mu}g/mL$으로 감소한 반면 낙동강의 경우 3일 이후 거의 존재하지 않았다. 7일 후 발생한 총 소독부산물의 농도는 한강의 경우 101.3 ng/mL (789.6 nM)이며 이 중 THMs (trihalomethanes)가 68%로 가장 큰 비중을 차지하였다. 그 외에 HAAs (haloacetic acids, 19%), chloral hydrate(10%)가 검출되었으며, 낙동강의 경우 총 소독부산물의 농도가 98.4 ng/mL (678.6 nM)이며 이 중 HAAs가 57%로 가장 큰 비중을 차지하였다. 그 외에 THMs (34%), HANs (haloacetonitriles, 5%) 및 chloropicrin등 질소화합물의 농도가 증가하였다. 이는 낙동강의 경우 한강에 비해 상대적으로 많이 포함된 암모니아성 질소가 소독제인 염소와 반응하여 클로라민을 생성함으로써 염소에 의한 소독효과와 클로라민에 의한 소독효과를 함께 나타내기 때문인 것으로 사료되며 전체적인 소독부산물들의 생성비율 경향을 살펴보면 소독제의 종류에 따라 소독부산물의 생성패턴에 차이가 있으나 산성도가 큰 HAAs의 초기 생성농도가 높고 점차 THMs의 생성속도가 증가하였다.

• 분석과학
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• 제13권1호
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• pp.55-65
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• 2000

GC/MSD를 이용하여 우리나라의 대표적인 정수장, 즉 서울 시내의 4개의 정수장과 인천, 대전, 광주, 대구 및 부산의 정수장에서 염소처리하여 각 가정으로 보급되는 수도수를 대상으로 1997년 6월부터 9월까지 가정수에 함유되어 있는 총트리할로메탄(trihalomethanes, THMs)을 US EPA Method 524.2(Purge & Trap/GC/MSD)법을 응용하여 검출 분석하였다. 그 결과 6대 도시에서, chloroform이 THMs의 대부분을 차지하였으며(47.43%~93.11%), bromodichloromethane > chlorodibromomethane > bromoform의 순으로나타났다. 인천, 대전, 광주, 대구 및 부산은 chloroform을 제외한 나머지 물질 즉, bromodichloromethane, chlorodibromomethane 및 bromoform의 함유량이 서울보다 높게 나타났다. 그러나 6월과 9월 모두 전 지역에서 THMs의 농도는 우리 나라의 먹는 물 수질기준 $100{\mu}g/L$을 초과하는 곳은 한곳도 없었다. 또한 각 물질에 대하여 산출한 인체 노출량은 chloroform $6.14{\times}10^{-4}mg/kg/day$, bromodichloromethane $1.01{\times}10^{-4}mg/kg/day$, chlorodibromomethane $0.29{\times}10^{-4}mg/kg/day$, bromoform $0.01{\times}10^{-4}mg/kg/day$, THMs $7.98{\times}10^{-4}mg/kg/day$이었다.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제10권S_2호
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• pp.79-88
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• 2001

Humic acids react with chlorine to produce Trihalomethanes(THMs), known as carcinogens, during disinfection, the last stage in water purification. Currently, the removal of organic humic acids is considered the best approach to solve the problem of THM formation. Accordingly, the current study examined the adsorption of organic compounds of humic acids onto an inorganic carrier prepared from oyster shell waste. The adsorbent used was activated oyster shell powder(HAP) and silver ion-exchanged oyster shell powder(HAP-Ag), with CaCO$_3$ as the control. The adsorbates were phthalic acid, chelidamic acid, catechol, dodecylpyridinium chloride(DP), and 2-ethyl phenol(2-EP). The adsorption experiments were carried out in a batch shaker at $25^{\circ}C$ for 15 hours. The equilibrium concentration of the adsorbate solution was analyzed using a UV spectrophotometer and the data fitted to the Langmuir isotherm model. Since the solution pH values were found to be greater than the pKa values of the organic compounds used as adsorbates, the compounds apparently existed in ionic form. The adsorptive affinities of the organic acid and phenolic compounds varied depending on the interaction of electrostatic forces, ion exchange, and chelation. More carboxylic acids and catechol, rather than DP and 2-EP, were adsorbed onto HAP and HAP-Ag. HAP and HAP-Ag exhibited a greater adsorptive affinity for the organic compounds than CaCO$_3$, used as the control.

• 대한환경공학회지
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• 제39권3호
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• pp.105-111
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• 2017

본 연구는 낙동강 하류원수를 정수처리하는 정수장에서 전염소 처리시 pH 조절, 오존처리, 응집이 THMs 생성에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행하였다. 원수의 pH를 낮추면 전염소 처리에 의해 THMs 생성이 저감되었다. pH를 9.5에서 9.0로 낮추면 THMs 생성이 18.3%, 9.0에서 8.0으로 낮추면 14%, 8.0에서 7.0으로 낮추면 7%, 9.5에서 8.0으로 낮추면 29% 감소되었다. 염소처리 전에 저농도의 오존($0.11{\sim}0.48mg{\cdot}O_3/DOC$)을 주입하면 오존을 주입하지 않은 경우에 비해 THMs 생성을 6~24% 정도 저감시킬 수 있었다. 전오존 1.0 mg/L을 주입한 원수에 염소 2.5 mg/L를 주입하고 alum 40 mg/L, 황산 6 mg/L를 주입한 경우 THMs 생성농도가 염소만 처리한 경우에 비해 42% 감소하였다. 정수처리공정에서 전오존 처리 후에 염소를 투입하고 응집이나, pH 조절을 하면 취수구에서 pH만 낮추는 경우에 비해 THMs 제어에 더 효과적이다. 염소 2.5 mg/L를 주입한 후 alume 40 mg/L 주입하여 응집실험을 한 결과, THMs 생성농도가 염소만 투입한 경우에 비해 pH 저하로 인해 19%, 천연 유기물질(NOM)의 제거로 18% 정도 저감되었다. 응집은 pH 저하와 유기물 제거를 동시에 유발하기 때문에 pH를 낮추는 경우에 비해 THMs 생성농도 저감에 효과적이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권7호
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• pp.721-728
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• 2008

정수처리과정 중 염소처리로 발생되는 소독부산물(DBPs) 발생현황을 파악하고 저감방안을 제시하기 위해 대표적인 염소소독부산물인 트리할로메탄(THMs)의 공정별 발생현황을 조사하였다. 또한, 계절별 수질별 영향인자와의 상관관계를 분석하고, 공정에서 전 염소 다단투입을 통하여 THMs 생성현황을 파악하고, 원수 수질에 따라 THMs을 저감시킬 수 있는 최적의 운영방안을 고찰하고자 하였다. Y 정수센터는 취수장과 착수정간의 도수시간이 평균 10시간이 소요되어 취수장에서 전염소 처리 시 염소와 THMs 전구물질간의 충분한 반응시간을 제공함으로써, THMs 발생을 억제하는데 한계를 가지고 있다. 따라서, 도수관로상의 THMs 생성을 억제하고 염소 과잉투입을 방지하기 위하여 전염소를 취수장과 착수정에 동시에 투입하여 정수중 THMs 발생을 저감시키고자 하였다. 계절별 정수의 THMs 발생량은 저수온기(겨울철)에 0.015 mg/L 이하로 적게 생성되었고, 고수온기(여름철)에는 평균 0.021 mg/L 이상 생성되어 수온상승에 따라 증가하였다. 공정별 THMs 발생량은 전염소 처리 후 착수정 원수에서 평균 0.013 mg/L, 응집/침전/여과 공정에서 0.014 mg/L, 후염소 처리 후 정수에서 평균 0.016 mg/L로 정수처리공정 시 착수정원수에서 대부분의 THMs이 발생하였다. 정수처리 공정에서 트리할로메탄생성능(THMFP)은 응집 침전공정 후 42.7%가 제거되었고, 여과공정 후 약 50%가 제거되어 공정에서 TOC 제거율과 비슷한 추세를 보였다. 전염소 다단투입은 취수장과 착수정에 염소를 분할하여 주입함으로써 유기물질과 염소와의 접촉시간(T) 및 농도(C)를 감소시키고, 염소주입량을 최적화하여 도수관로에서 생성되는 THMs을 억제시키고 염소사용량을 저감시킬 수 있었다. 수온이 높은 하절기에 전염소 다단 투입을 실시한 결과, 정수에서 THMs 농도는 평균 0.013 mg/L이 생성되어 취수장 단독 전염소 처리 시기에 발생된 정수 THMs 농도 대비 약 50%를 저감시킬 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권3호
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• pp.286-292
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• 2008

7종의 뇨 성분에서의 염소 소독부산물 생성 특성을 조사한 결과, kynurenine, indole 및 uracil에서 단위 DOC당 염소 소독 부산물 생성능이 비교적 높게 나타났다. Kynurenine, indole 및 uracil에 대해 Br$^-$ 첨가 유무에 따른 THMs/DOC를 조사한 결과, Kynurenine은 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우, THMs/DOC가 86.9 $\mu$g/mg으로 나타났으며, Br$^-$를 첨가하였을 경우는 THMs/DOC는 100.8 $\mu$g/mg으로 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우보다 높게 나타나고 있다. Indole의 경우도 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우 보다 Br$^-$을 첨가한 경우에 THMs/DOC가 6.58 $\mu$g/mg에서 31.4 $\mu$g/mg 정도로 높아지는 것으로 조사되었다. 또한, HAAs/DOC를 조사한 결과에서도 kynurenine에서 가장 높은 생성능을 보이고 있으며, 다음으로 uracil과 indole 순으로 조사되었다. 특히, THMs의 경우와는 반대로 kynurenine과 indole에서 Br$^-$이 첨가된 경우 HAAs/DOC가 현저히 감소되는 것으로 나타나고 있다. Br$^-$를 첨가하지 않은 경우에 kynurenine과 indole에서는 생성된 HAAs의 대부분을 TCAA가 차지하고 있는 것으로 나타났으나, uracil의 경우는 DCAA의 생성능이 높은 것으로 나타났다. Br$^-$ 첨가 유무에 따른 HANs/DOC를 조사한 결과에서는 kynurenine에서의 생성능이 가장 높았고, 대부분이 DCAN으로 나타났으며, Uracil의 경우에는 염소처리에 의해 HAN은 생성되지 않았다. 또한, CH/DOC 조사결과에서는 kynurenine과 indole에서는 낮은 생성능을 보인 반면, uracil의 경우 CH/DOC가 Br$^-$를 첨가하지 않은 시료에서는 1,270 $\mu$g/mg, Br$^-$를 첨가한 시료에서는 1,027 $\mu$g/mg으로 나타나 매우 높은 반응성을 나타내고 있다. Kynurenine, indole 및 uracil에 대해 Br$^-$ 첨가 유무에 따른 THMs과 HAAs 생성능 변화를 살펴본 결과, kynurenine과 indole의 경우는 Br$^-$가 첨가되었을 경우 THMs/DOC가 높아지는 것으로 나타나고 있다. Kynurenine은 Br$^-$가 첨가되었을 경우 THMs/DOC가 큰 폭으로 증가한 것이라기보다는 HAAs/DOC가 감소되어 Br$^-$ 첨가에 따라 THMs/DOC가 큰 것으로 나타났으며, indole의 경우는 kynurenine과는 반대로 THMs/DOC가 증가하여 나타난 결과이다.