• 대한환경공학회지
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• 제36권5호
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• pp.311-316
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• 2014

오존-활성탄 복합공정에 의한 페놀제거 특성과 그에 미치는 운전변수의 영향에 관해 회분식 실험을 통하여 동력학적 연구를 수행하였다. 활성탄은 오존의 자가분해를 촉진시켜 $OH{\cdot}$ 발생시키므로 페놀분해 속도를 증가시키는 것으로 나타났다. 활성탄의 투입량이 증가함에 따라 페놀분해 반응의 유사 일차반응 속도상수가 증가하고 페놀제거의 반감기가 감소하는 것으로 나타났다. 수용액의 pH 증가는 수산화이온이 개시하는 오존분해의 연쇄반응에 의해 $OH{\cdot}$를 생성시키므로 페놀분해 속도를 증가시키는 것으로 나타났다. 페놀의 완전산화 지표인 총유기탄소(TOC) 제거효율은 활성탄을 투입할 때 투입하지 않은 조건보다 약 3.2배 높은 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권8호
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• pp.41-47
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• 2010

본 연구에서는 휴믹산 농도, 초기 pH 그리고 공기주입유량과 같은 실험인자가 오존/페록시라디칼 반응시스템의 처리효율에 미치는 영향과 연속 처리을 통한 시스템의 처리 특성을 실험적으로 검토하였다. 오존과 페록시라디칼을 조합한 시스템의 처리효율은 각각의 단독공정에 비해 더 높은 색도 제거효율을 나타내었다. 초기 휴믹산 농도가 증가할수록 처리효율이 증가했지만 초기 휴믹산 농도 30mg/L 이상에서는 오히려 처리효율이 감소한 결과를 나타냈고 초기 pH의 경우 산성영역에서 보다는 중성과 알카리성 영역에서 휴믹산 제거효율이 더 높았으며 공기주입유량이 증가할수록 시스템의 처리효율이 증가하였다. Pilot-scale 시스템을 실제 정수장 유입수에 적용시킨 결과, TOC와 $COD_{Cr}$에 대한 각각의 평균 제거율은 약 70%와 60%로 나타나 수중 난분해성 유기물 제거를 위한 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제23권5호
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• pp.490-495
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• 2012

오존/활성탄 공정을 이용하여 페놀을 처리 할 경우, 활성탄에 의해 나타나는 촉매효과에 관한 연구를 수행하였다. 오존 단독공정에 활성탄을 추가할 경우, 활성탄 투입량이 증가할수록 용존 오존 및 페놀의 분해효율이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 활성탄에 의해서 용존 오존이 분해되어 생성된 수산화 라디칼이 페놀 제거에 영향을 미쳤으며, 본 연구에서는 활성탄의 촉매효과([$\Delta$phenol] / $[{\Delta}O_{3}]_{AC}$)로 나타내었다. 활성탄 10~40 g/L 투입 시, 모든 활성탄의 최대 촉매효과 값은 $2.0\;{\pm}\;0.1$로 나타났지만, 10 g/L와 20 g/L를 투입한 경우, 40 min 경과 후 최대 촉매효과에 근접한 반면, 활성탄 30 g/L와 40 g/L를 투입한 경우, 반응 20 min 경과 후 최대 촉매효과에 도달하였다. 또한 Total Organic Carbon (TOC, 총유기탄소)의 제거율은 오존 단독공정에서 0.23으로 나타났으며, 오존/활성탄 공정에서는 0.63으로 나타났다.

• 한국염색가공학회지
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• 제33권4호
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• pp.250-257
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• 2021

Laundry industry has traditionally been considered an industry that generates large amounts of wastewater and Volatile Organic Compounds(VOCs). This is still the case until now. Household laundry detergents are produced and distributed within the safety regulations on the amount of harmful substances detected. While industrial laundry detergents are often distributed without safety regulations, and even laundry workers manufacture and use them on their own. This contaminates water and air and also threatens the safety of workers. This study is a basic study for distributing eco-friendly detergents(EFD-A) developed through previous studies to the laundry industry. Safety, washability and wastewater quality of EFD-A are evaluated. Three existing commercial detergents(PD1, PD2, LD4) are also evaluated to compare with EFD-A. The safety of detergents is confirmed by the content of optical brightener, VOCs, and arsenic. Washability is evaluated by the difference in reflectance of washed and unwashed artificial soiled fabrics according to detergent concentration, washing temperature, and washing time. TOC is used as the index of assessing the wastewater quality. The results are as follows; EFD-A doesn't contain the optical brighteners, VOCs, and arsenic. The optimal washing conditions for EFD-A are 3 g/L concentration, 40 ℃ washing temperature, and 30 min washing time. The soil removal efficiency is about 71 %, which was similar to or somewhat superior to that of PD1, PD2, and LD4. TOC is 63.5 %, which is about 15 % lower than the discharge limit. Through this study, the developed detergent EFD-A can be used as a safe and eco-friendly detergent for the human body and the environment.

• 분석과학
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• 제14권1호
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• pp.80-87
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• 2001

본 연구에서는 자연수 중에 존재하는 용존 유기물 중 난분해성 물질인 부식산을 효과적으로 분해 처리하기 위한 한 방법으로 PEROXONE 공정을 적용하였다. 이 공정의 적용시 $H_2O_2$의 농도, $H_2O_2$의 주입시기, 그리고 수용액의 초기 pH 및 알카리도를 변화시키며 TOC와 $UV_{254}$ 변화를 측정함으로써 부식산의 분해를 조사하였다. 동시에 GC/ECD를 사용하여 각 조건에서 생성되는 포름알데히드의 농도 변화를 살펴보았다. 이 실험을 통해 PEROXONE 공정 적용시 $H_2O_2$의 주입농도와 주입시기 그리고 초기 pH가 부식산의 제거율을 높이는데 매우 중요함을 확인하였다. 초기 $H_2O_2$ 농도가 5mg/L, $H_2O_2$ 주입시점이 5분, 초기 pH가 10.5인 강알칼리성 영역에서 TOC 제거율이 가장 높았으며 수중에 알칼리도가 존재할 경우에는 유기물 분해율이 감소하였다. 반응 중 생성되는 포름알데히드의 농도는 오존단독 처리에 비해 PEROXONE 공정에서 더 낮게 나타났으며, 본 연구에서 실험한 pH 영역 중 pH 5.0에서 상대적으로 많은 포름알데히드가 생성되었다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.690-695
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• 2018

페니실린(PEN) 항생제의 분해를 위하여 오존, 과산화수소, 자외선으로 구성된 고도산화공정(AOP)을 적용하였다. 항생물질 분해효율은 흡광도(ABS) 및 총유기탄소(TOC) 분석으로 평가하였다. $O_3/H_2O_2/UV$와 $O_3/UV$ 조합이 ABS (9 min 동안 100%) 및 TOC 감소(60 min 동안 70%)에 가장 효과가 좋았으나 사용한 실험조건에서 항생제의 무기질화 및 독성제거는 완전하지 않았다. 항생물질에 의한 생독성은 Escherichia coli 민감도 및 Vibrio fischeri 생체형광 활성평가를 이용하였으며 $O_3/UV$에 의해 민감도는 9 min 동안 100% 감소, $O_3/H_2O_2/UV$에 의한 생체형광에 대한 독성은 60 min 동안 57% 감소하였다. 생물학적 분해를 위한 AOP 조합으로 $O_3/UV$ 조합을 선정하였으며 $BOD_5/COD$ 비율로 생분해도의 개선 여부를 간접 측정한 결과 $O_3/UV$로 30 min 처리함으로 $BOD_5/COD$ 비율이 약 4배 증가하였다. 페니실린 20 mg/L를 포함하는 인공폐수에 대하여 AOP 처리 후 Pseudomonas putida를 이용하여 호기적 생물학적 분해를 진행한 결과, $O_3/UV$ 전처리한 경우 페니실린의 완전 무기질화가 가능하였으며 전처리하지 않은 경우에 비하여 분해속도가 55% 증진되었다. 결론으로, 호기성 생물학적 처리를 위한 AOP 전처리로써 $O_3/UV$ 조합이 추천되며 페니실린의 완전 분해를 촉진할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권9호
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• pp.755-764
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• 2009

시화호 인공습지내 표층퇴적토에 의한 오염물질 제거효율을 평가하기 위하여 표층퇴적물내 물질함량과 퇴적토에 의한 오염물질의 용출여부를 조사하였다. 조사기간 동안 표층퇴적물의 COD, TOC, IL, TN, TP 함량은 각각 4.1~47.7 mg/g, 0.29~2.81%, 1.88~8.15%, 0.03~0.35%, 362~1,150 ${\mu}g$/g의 범위로 조사지점과 시기에 따라 차이를 보였다. 유기물과 TN 함량은 봄에 높고 시간이 지날수록 감소하는 경향을 보인 반면 TP 함량은 유의적인 차이를 보이지 않았다(3월${\geq}$5월${\geq}$7월${\geq}$9월, p=0.003 for COD, p=0.001 for TOC, p=0.017 for IL, p=0.015 for TN). 표층퇴적토의 중금속 함량은 As 3.5~13.9 ${\mu}g$/g, Cd 0.08~0.38 ${\mu}g$/g, Cr 51.8~107.0 ${\mu}g$/g, Cu 16.4~81.8 ${\mu}g$/g, Pb 26.8~81.8 ${\mu}g$/g, Zn 85~559 ${\mu}g$/g의 범위로 항목에 따라 상이한 시공간적인 분포를 보였다. 퇴적물환경기준으로 볼 때 유기물 함량은 대부분 기준 이하의 수준을 보인 반면 TN과 TP는 "중간오염" 또는 "심한 오염" 수준을 보였다. 그리고 중금속 함량은 Cd과 Pb을 제외한 모든 항목에서 퇴적물 환경기준으로 초과하는 것으로 나타났다. 퇴적토의 용출실험 결과로부터 TN, Pb, Zn은 퇴적토에 의해 제거되는 반면 TP, Cd, Cu는 퇴적토로부터 용출되는 경향을 보였다. 그러므로 시화호 인공습지에서 표층퇴적토의 수질정화기능을 향상시킬 수 있는 방안수립이 필요하다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권5호
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• pp.8-19
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• 2008

우라늄 함량이 높은 흑색 셰일 및 점판암이 주요 기반암인 괴산군 청천면 덕평리 일대 토양의 물리/화학적 특성을 규명하였고, 토양으로부터 우라늄을 제거하기위한 다양한 세척용액 및 세척조건을 적용한 실내 세척 실험을 실시하여, 토양 세척법이 우라늄 함량이 높은 토양으로부터 우라늄을 제거하는데 효과적인 방법임을 입증하였다. 총 8지점 토양 시료의 우라늄 농도를 분석하여 인공강우 용출실험(SPLP), 독성물질 용출실험(TCLP)을 실시한 결과 가장 우라늄함량이 높은 S2 토양의 경우 SPLP 용출 농도가 USEPA 음용수 기준치(30 ${\mu}g$/L)를 초과하여 토양으로부터 주변수계로의 지속적인 오염 가능성이 있는 것으로 나타났으며, 연속추출실험(SEP) 결과 약산 강우에 의해 토양으로부터 우라늄 용출이 발생할 수 있는 것으로 판단되었다. 토양으로부터 우라늄을 제거하기위하여 다양한 세척액과 세척조건을 적용하여 토양 세척 실험을 실시한 결과, pH 1인 산성용액, 염산 0.1 M 용액, 황산 0.05 M 용액, 구연산 0.5M 용액을 세척액으로 사용하는 경우 우라늄 제거 효율이 80% 이상이었으며, 아세트산과 EDTA 용액의 경우 30%이하의 낮은 제거율을 나타내었다. 토양/세척액 비율은 1 : 3, 세척 시간을 30분, 토양 당 반복 세척 회수를 2회로 설정하여 위의 세척용액들을 이용하는 경우, 실제 우라늄 함량이 매우 높은 S2 토양 주변 현장에서 토양 세척법이 우라늄 제거에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 판단되었다. 세척 전/후 토양의 총유기탄소함량(TOC), 양이온 교환 능력(CEC)을 측정하였고, X-선형광분석(XRF)과 X-선회절분석(XRD)을 실시하여 비교함으로써 세척 후 토양 특성 변화를 규명하였다. 세척 후 토양의 TOC와 CEC가 각각 55%, 66%까지 감소하여 세척한 토양을 작물재배용으로 재사용할 경우 적절한 개량제를 첨가하는 것이 바람직할 것으로 나타났다. 세척 전/후 토양의 XRF 및 XRD 분석 결과, 산세척에 의한 토양의 주요 성분과 광물 구조 변화는 심각하지 않은 것으로 나타나 pH 회복을 위한 추가 물 세척 후 세척 토양을 재활용 할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 센서학회지
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• 제29권2호
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• pp.128-132
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• 2020

Total organic carbon (TOC) analysis equipment, which was previously used to prevent eutrophication in advance, is heavy, bulky, and expensive; therefore, so it is difficult to be carried and has been used as an experimental unit. In this study, a through-carbon analysis chip that integrates pretreatment through photocatalytic oxidation and carbon dioxide measurement using a pH indicator was investigated. Both the total carbon - inorganic carbon method and the nonpurgeable organic carbon (NPOC) measurement method require an acidification part for injecting an acid solution for inorganic carbon measurement and removal, an oxidation part for total carbon or NPOC oxidation and a measurement part for Carbon dioxide (CO₂) measurement. Among them, the measurement of oxidation and CO₂ requires physical technology. The proposed TOC analysis chip decomposed into CO₂ as a result of the oxidizing of organic carbon using a photocatalyst, and the pH indicator that was changed by the generated CO₂ was optically measured. Although the area of the sample of the oxidation part and the pH indicator of the measurement part were distinguished in an enclosed space, CO₂ was quantified by producing an oxidation part and a measurement part that shared the same air in one chip. The proposed TOC analysis chip is less expensive and smaller, cost and size are disadvantages of existing organic carbon analysis equipment, because it does not require a separate carrier gas to transport the CO₂ gas in the oxidation part to the measurement part.

• 센서학회지
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• 제30권5호
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• pp.320-325
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• 2021

Biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD) methods are conventional analytical methods to analyze water quality. Both of these methods are technically indirect measurement methods, require complicated preconditions, and are time-consuming. On the other hand, the total organic carbon (TOC) method is a direct and fast measurement method which is more intuitive and accurate than the BOD and COD methods. However, general TOC analysis methods involve complicated processes and high power consumption owing to the process of phase transition from liquid to gas by a high-temperature heater. Furthermore, periodic consumables are also required for the removal of inorganic carbon (IC). Titanium dioxide (TiO₂) is one of the most suitable photocatalysts for simple processes. Its usage involves low power consumption because it only reacts with the organic carbon (OC) without the requirement of any other reagents and extra processes. We investigated a TiO₂ photocatalyst-based TOC analysis for simple and affordable products. TiO₂-coated fiber substrate maintained under carbon included water was exposed to ultraviolet (UV) radiation of wavelength 365 nm. This method is suitable for the real-time monitoring of water pollution because of its fast reaction time. Its linear property is also sufficient to match the real value.