• 제목/요약/키워드: TNT

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Modified Fenton Reaction과 Fenton-like Reaction을 이용한 화약류 오염 토양/지하수의 처리에 관한 연구 (A Study on Remediation of Explosives-Contaminated Soil/Ground Water using Modified Fenton Reaction and Fenton-like Reaction)

  • 허정욱;서승원;김민경;공성호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권1호
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    • pp.153-160
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    • 2005
  • 본 실험은 TNT 오염토양의 효율적 제거를 위한 화학적 처리기술 개발을 목적으로 다양한 Fenton reaction 적용성에 관해 고찰하였다. 기존 Fenton reaction은 낮은 pH 요구성을 가지는 단점이 있고 천연토양은 pH에 대한 buffering capacity를 가지고 있으므로 그 적용성이 미약하였다. 이에 중성 pH에서도 효율적으로 Fenton reaction을 유도할 수 있는 modified Fenton reaction을 본 실험에 적용하였다. 또한, 천연 토양 내 다양한 철광석을 철이온 대신 사용함으로써 철슬러지의 발생의 최소화를 위한 Fenton-like reaction의 적용 가능성에 대하여 검토하여 보았다. 실험결과는 오염토양의 기존 Fenton reaction 제거효율은 약 20시간 후 pH 3에서 93%이며 반면 pH 7에서는 21%임을 보였다. 한편, TNT 오염 수용액 처리에 철이온과 5종의 chelating agent를 투입한 실험에서는 24시간 반응 후 pH 7에서 NTA-Fe의 경우가 87%로 그 효율이 가장 우수하였고 citrate-Fe 46%, EDTA-Fe 71%, oxalate-Fe 64%, acetate-Fe 37%의 각각의 제거효율을 나타내었다. 또한, TNT 오염 수용액 처리에 3종의 철광석으로 Fenton-like reaction을 적용한 경우, pH 3에서 24시간 후 goethite 33%, hematite 40%, magnetite 40%의 처리효율을 보였고, pH 7인 경우 goethite 28%, hematite 34%, magnetite에서는 36%의 처리효율을 보였다. 게다가, 성능이 우수한 chelating agent 3종과 2종의 철광석을 이용한 복합처리 실험에서는 magenetite 경우 pH 7에서 NTA 79%, oxalate 59%, EDTA 14%의 제거효율이 측정되었고, hematite 경우 NTA 73%, oxalate 25% 그리고 EDTA 19%의 처리효율을 얻었다. 결론적으로 철광석과 modified fenton reaction의 복합처리의 경우 처리 기간 등의 운영인자를 확보할 경우 효율적으로 TNT 오염토양에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

HPLC-FLD와 MSD를 이용한 지하수 중 나프탈렌 및 TNT의 미량 분석법 개발 (Development of Analytical Methods for Micro Levels of Naphthalene and TNT in Groundwater by HPLC-FLD and MSD)

  • 박종성;오재일;정상조;최윤대;허남국
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제14권6호
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    • pp.35-44
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    • 2009
  • 나프탈렌과 TNT는 미국 환경청(U.S. EPA)에서 규정한 발암가능성 물질로(Group C), 환경으로 방출될 경우 수생태계와 인체에 심각한 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 그러나 지하수 내 두 물질의 미량 분석법에 대한 기존연구는 매우 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 HPLC-FLD(Fluorescence etector)와 MSD(Mass detector)를 이용한 지하수 내 나프탈렌 및 TNT의 미량분석법을 개발하여, MDL과 LOQ 및 이온영향을 조사하고, 현재 사용되고 있는 HPLC-UV 분석법과 비교 평가하였다. 나프탈렌의 경우, 3D-Fluorescence를 통하여 확인된 최고의 파장(Ex: 270 nM, Em: 330 nM)이 HPLC-FLD에 적용되었고, $0.3\;{\mu}g/L$의 MDL과 $2.0\;{\mu}g/L$의 LOQ가 획득되었다. 이는 현재 방법(HPLC-UV; MDL: $23.3\;{\mu}g/L$, LOQ: $163.1\;{\mu}g/L$)보다 약 80배 우수한 결과이며, U.S. EPA의 음용수 권고기준($700\;{\mu}g/L$)의 약 350배 이하까지 정량분석이 가능한 수치이다. TNT의 경우, 새롭게 제시된 HPLC-MSD로 측정한 방법(MDL: $0.13\;{\mu}g/L$, LOQ: $0.88\;{\mu}g/L$)이 HPLC-UV(MDL: $16.8\;{\mu}g/L$, LOQ: $117.5\;{\mu}g/L$ at 230 nM)보다 약 130 배 우수한 것으로 조사되었고, U.S. EPA의 음용수 권고기준($20\;{\mu}g/L$)보다 약 23배 낮은 농도까지 정량분석이 가능한 것을 확인하였다. 또한 HPLC-UV(230 nM)의 분석법은 ${NO_3}^-$ 농도가 증가할수록(특히 21 mg/L 이상) 크로마토그램의 기준선이 증가하여 정량에 방해를 주었으나, HPLC-MSD 분석법은 국내 지하수 평균 농도보다 약 3.5배인 63.7 mg/L에서도 분석의 영향 없이 안정한 크로마토그램을 보여주었다. 따라서 새롭게 제시된 HPLC-FLD와 MSD에의한 나프탈렌과 TNT 분석법은 지하수 및 음용수 미량분석에 적합하며, 관련분야 연구에 크게 도움이 될 것이다.

제일인산칼륨과 벤토나이트 처리를 통한 토양 내 TNT와 중금속 이동성 및 인체위해도 저감 기술 (Risk Evaluation of Monopotassium Phosphate (MKP) and Bentonite Application via the Mobility Reduction of Soil TNT and Heavy Metals)

  • 정재웅;유기현;남경필
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제20권6호
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    • pp.28-36
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    • 2015
  • Simultaneous mobility reduction of explosives and heavy metals in an operational range by monopotassium phosphate (MKP) and bentonite spreading technology was investigated. Potassium ion and phosphate ion in MKP act as explosives sorption enhancer and insoluble heavy metal phosphate formation, respectively, while bentonite acts as the explosives adsorbent. Then, the decrease in surface water concentration of the pollutants and resulting risk reduction for local residents of the operational range, by MKP/bentonite application was estimated. Under untreated scenario, the noncancer hazard index (HI) exceeded unity on February, July and August, mainly due to 2,4,6-trinitrotoluene (TNT); however, MKP/bentonite treatment was expected to lower the noncancer hazard index by decreasing the surface water concentration of explosives and heavy metals (especially TNT). For example, on July, estimated surface water concentration and HI of TNT were 0.01 mg/L and 1.1, respectively, meanwhile the sorption coefficient of TNT was 3.9 mg1−nkg−1Ln. However, by MKP/bentonite treatment, the TNT sorption coefficient increased to 113.8 mg1−nkg−1Ln and the surface water concentration and HI decreased to about 0.002 mg/L and 0.2, respectively. Based on the result, it can be concluded that MKP/bentonite spreading is a benign technology that can mitigate the risk posed by the pollutants migration from operational ranges.

Effect of the TiO2 Nanotubes in the Photoelectrode on Efficiency of Dye-sensitized Solar Cell

  • Rahman, Md. Mahbubur;Son, Hyun-Seok;Lim, Sung-Su;Chung, Kyung-Ho;Lee, Jae-Joon
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제2권2호
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    • pp.110-115
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    • 2011
  • The effect of $TiO_2$ nanotube (TNT) and nanoparticle (TNP) composite photoelectrode and the role of TNT to enhance the photo conversion efficiency in dye-sensitized solar cell (DSSC) have investigated in this study. Results demonstrated that the increase of the TNT content (1-15 %) into the electron collecting TNP film increases the open-circuit potential ($V_{oc}$) and short circuit current density ($J_{sc}$). Based on the impedance analysis, the increased $V_{oc}$ was attributed to the suppressed recombination between electrode and electrolyte or dye. Photochemical analysis revealed that the increased Jsc with the increased TNT content was due to the scattering effect and the reduced electron diffusion path of TNT. The highest $J_{sc}$ (12.6 mA/$cm^2$), Voc (711 mV) and conversion efficiency (5.9%) were obtained in the composite photoelectrode with 15% TNT. However, $J_{sc}$ and $V_{oc}$ was decreased for the case of 20% TNT, which results from the significant reduction of adsorbed dye amount and the poor attachment of the film on the fluorine-doped tin oxide (FTO). Therefore, application of this composite photoelectrode is expected to be a promising approach to improve the energy conversion efficiency of DSSC.

Enhanced Degradation of TNT and RDX by Bio-reduced Iron Bearing Soil Minerals

  • Cho, Changhyun;Bae, Sungjun;Lee, Woojin
    • Advances in environmental research
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    • 제1권1호
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    • pp.1-14
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    • 2012
  • We demonstrated that reductive degradation of 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT) and hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (Royal Demolition Explosive, RDX) can be enhanced by bio-reduced iron-bearing soil minerals (IBSMs) using Shewanella putrefaciens CN32 (CN32). The degradation kinetic rate constant of TNT by bio-reduced magnetite was the highest (0.0039 $h^{-1}$), followed by green rust (0.0022 $h^{-1}$), goethite (0.0017 $h^{-1}$), lepidocrocite (0.0016 $h^{-1}$), and hematite (0.0006 $h^{-1}$). The highest rate constant was obtained by bio-reduced lepidocrocite (0.1811 $h^{-1}$) during RDX degradation, followed by magnetite (0.1700 $h^{-1}$), green rust (0.0757 $h^{-1}$), hematite (0.0495 $h^{-1}$), and goethite (0.0394 $h^{-1}$). Significant increase of Fe(II) was observed during the reductive degradation of TNT and RDX by bio-reduced IBSMs. X-ray diffraction and electron microscope analyses were conducted for identification of degradation mechanism of TNT and RDX in this study. 4-amino-dinitrotoluene were detected as products during TNT degradation, while Hexahydro-1-nitroso-3,5-dinitro-1,3,5-triazine, Hexahydro-1,3-dinitroso-5-nitro-1,3,5triazine, and Hexahydro-1,3,5-trinitroso-1,3,5-triazine were observed during RDX degradation.

폭약 TNT를 분해하는 세균인 Pseudomonas SP. HK-6에서 분리정제된 Nitroreductase의 특성연구 (Characterization of Nitroreductase Purified from TNT-degrading Bacterium, Pseudomonas sp. HK-6.)

  • 호은미;강형일;오계헌
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.230-237
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    • 2004
  • 균주 Pseudomonas sp. HK-6로부터 2,4,6-trinitrotoluene (TNT)의 대사 과정에서 유도되는 nitroreductase (NTR)를 분리 및 정제하여 다양한 특성조사를 실시하였다. NTR은 균주 HK-6의 세포추출물로부터 ammonium sulfate 침전, DEAE-sepharose, 그리고 Q-sepharose chromatography의 일련의 과정을 통하여 분리되었고, NTR의 활성을 가지는 세개의 다른 fractions를 확인하였다. 균주 HK-6의 NTR fractions I, II, 그리고 III의 비 활성은 각각 4.85 unit/mg, 5.47 unit/mg, 5.01 unit/mg으로 측정되었으며, 세포추출물에 비해 각각 9.0배, 10.1배, 9.3배 농축된 것으로 나타났다. SDS-PAGE에서 측정된 균주 HK-6의 NTR fractions I, II 그리고 III의 분자량은 모두 약 27 kDa으로 확인되었다. 정제된 NTR의 활성에 온도, pH, 금속 이온, 억제 물질의 효과와 기질 특이성 등에 대한 물리화학적 특성 조사를 실시하였다. 균주 HK-6의 NTR fractions I, II, 그리고 III의 적정온도는 $25~35^{\circ}C$ 확인되었고, 모두 $30^{\circ}C$에서 최대 활성을 나타내었으며, 이들 효소 활성의 적정 pH는 7.0~8.0이었고, 최적 pH는 7.5로 확인되었다. TNT에 대한 HK-6의 NTR fractions I, II, 그리고 III의 활성은 금속 이온 $Ag^{+}$ , $Cu^{2+}$ , 그리고 $Hg^{V}$ 에 의해서 약 70%이상 저해되었으며, $Mn^{2+}$ 또는 $Ca^{2+}$ 에 의해서 약 20~50%로 활성이 억제되었다. 그러나 $Fe^{2+}$ /첨가 시에는 효소의 활성에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. NTR의 활성에 대한 억제물질의 영향은 $\beta$-mercaptoethanol 첨가 시에 효소의 활성이 모두 억제되었고, dithiothreitol, EDTA, 그리고 NaCl 첨가시에도 활성이 감소하는 것으로 확인되었다. TNT와 그 유사기질을 이용하여 HK-6에서 분리된 NTR의 기질 특이성을 조사한 결과, TNT, nitrobenzene, 그리고 RDX에 대해서는 비교적 활성이 높게 나타났으나 2,6-DNT와 2,4-DNT에서는 낮은 활성을 나타내는 것으로 확인되었다.

증기운 폭발 예측 모델의 적용성 평가 (Assessment of the Applicability of Vapor Cloud Explosion Prediction Models)

  • 윤용균
    • 화약ㆍ발파
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    • 제40권3호
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    • pp.44-53
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    • 2022
  • 본 연구에서는 증기운 폭발 시 발생하는 폭풍파의 과압을 결정하는데 사용되는 폭발 예측 모델인 TNT등가법, 다중에너지법, Baker-Strehlow-Tang(BST)법의 적용성을 평가하였다. 원룸 주택과 상가가 밀집한 지역 내에 설치된 2000 kg 용량의 프로판 저장 용기에서 누출된 프로판이 증기운 폭발을 일으키는 것을 가정하였다. TNT등 가법을 적용하여 계산한 2000 kg의 프로판과 등가인 TNT의 질량은 4061 kg인 것으로 나타났다. TNT등가법, 다중에너지법, BST법으로 구한 거리에 따른 과압의 변화 양상에 따르면 폭원으로부터 100 m 이내 지점에서는 과압의 감소가 급격하고, 대체적으로 TNT등가법과 BST법으로 구한 과압의 크기가 유사한 것으로 나타났다. 실제 증기운 폭발 사례에서 관찰된 과압과 TNT등가법, 다중에너지법, BST법을 적용하여 구한 과압을 비교한 결과 BST법이 가장 잘 맞는 것으로 나타났다. 각 폭발 예측 모델로 구한 거리에 따른 과압을 구조물 손상 기준과 비교한 결과 폭원으로부터 90 m 이내에 위치하는 구조물은 반파 이상의 피해를 볼 것으로 평가되었고, 600 m 이격된 구조물도 유리창이 파손되는 피해가 있을 것으로 예측되었다.

중국 텐진항 폭발사고 원인과 관련된 폭발 에너지 분석 (Analysis of Explosion Energy related to the Cause of Tianjin Explosion Accident in China)

  • 권상기;김하영
    • 화약ㆍ발파
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    • 제34권1호
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    • pp.1-10
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    • 2016
  • 2015년 8월 12일 중국 텐진항에서는 두 번의 대규모 폭발이 발생하였다. 두 번의 폭발은 TNT 3톤, TNT 21톤 규모로 추정되었다. 현재까지 폭발의 정확한 원인은 공표되지 않고 있으며 원인에 대한 몇 가지 추정이 제시되고 있다. 그중 하나는 화재진압을 위해 뿌려진 물과 탄산칼슘의 화학반응에 의해 폭발성 아세틸렌 가스가 발생하고 이 가스의 폭발이 800톤의 질산암모늄의 폭발을 야기했을 것이라는 것이다. 본 연구에서는 이러한 폭발 시나리오에 대한 폭발에너지 분석을 통해 화학적 반응에 의해 텐진항 폭발 사고와 같은 대규모 폭발이 발생 가능한지를 평가하였다.

Uptake and Phytotoxicity of TNT in Onion Plant

  • Kim, Jaisoo;Yavuz Corapcioglu;Malcolm C. Drew
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.102-106
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    • 2003
  • The uptake of $^{14}C$-2, 4, 6-trinitrotoluene (TNT) in hydroponics was studied using onion plants. Of the total TNT mass (5 $\mu\textrm{M}$ concentration), 75% was in the roots, 4.4% in the leaves, and 21% in the external solution at 2 days, The percent distribution in roots was lower with higher concentration in the external solution, but in leaves it was comparable at all concentrations (5-500 $\mu\textrm{M}$). Root concentration factor (RCF) in hydroponics was more than 85 in constant hydroponic experiment (CHE) at 5 $\mu\textrm{M}$ and 150 in non-constant hydroponic experiment (NHE) at 5 $\mu\textrm{M}$. The maximum RCF values in the hydroponic system were greater with lower solution concentration. Transpiration stream concentration factor (TSCF) values in the present study (NHE only: 0.31-0.56) were relatively similar to the values with predicted values (0.43-0.78), increasing with higher external TNT concentration. For phytotoxicity tested in hydroponics and wet paper method, 500 $\mu\textrm{M}$ was toxic to onion plant, 50 $\mu\textrm{M}$ was non-toxic for plant growth but limited the transpiration rate, and 5 $\mu\textrm{M}$ was non-toxic as control.

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축척법에 의한 화약 폭풍과 분석 (Analysis of Blast Wave of Explosives by the Scaling Law)

  • 박정수;김성호;이근득;이재민
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.120-129
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    • 2005
  • To analyze a blast effect of developed explosives, three different kinds of aluminized tastable explosives and melted cast explosive TNT were used. Conventional explosive TNT was used as a reference. Each tested explosive charge of 340mm diameter spherical type was initiated at the charge center with DXD-65(${\sim}750g$) booster and RP-87 EBW detonator. Thirteen piezo type pressure sensors were located at a range from 4 to 50m away from the charge. From the blast wave profiles, we calculated a peak blast pressure and impulse of the explosion. The calculated pressures and in pulses were converted to TNT Equivalent Weight(TEW) factor by the scaling ]aw method. The average TEW factors based on the blast pressure of TX-01, TX-02, TX-03, TX-04 were 1.298, 1.05, 1.266, 1.274 and the average TEW factors based on impulse were 1.504, 1.686, 1.640, 1.679. From the results, we concluded that TEW factors based on blast pressure and based on impulse of aluminized explosives were superior to TNT. This results are owing to the high contents of aluminum in formulations.