• 산업기술연구
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• 제27권B호
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• pp.109-114
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• 2007

Humic substances generally comprise 30-50% of the dissolved organic carbon in water. They can affect water quality adversely in several ways and they are important from a water treatment perspective due to their role as precursors for the formation of chlorination by-products such as trihalomethanes. The objectives of this research are to investigate the characteristics of organic matter using raw water of Chuncheon area, to isolate the humic substance fractions from natural water samples, and characterize the extracted humic substances. Humic substances were fractionated according to "isolation of IHSS aquatic humic and fulvic acids" using XAD resin adsorption technique. Characteristics of humic substances were analyzed through DOC, $UV_{254}$, $SUVA_{254}$, FT-IR spectra, fluorescence analysis.

• 공업화학
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• 제10권5호
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• pp.737-742
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• 1999

THMs의 전구물질로 잘 알려진 humic acid를 대상으로 오존처리, 응집처리 및 활성탄 흡착처리와 같은 물리화학적 처리공정 도입에 따른 humic acid의 제거특성을 조사하고, 염소주입시 생성 가능한 부산물을 정성적으로 규명하기 위하여 본 연구를 실시하였다. Humic acid에 오존을 주입한 결과 pH가 급격히 감소하였는데, 이는 분자량이 큰 humic acid가 오존에 의하여 $H_2O$ 및 $CO_2$로 완전히 산화되지 못하고 중간생성물인 저급 지방산으로 분해된 결과로 판단되었다. 그리고 용존성 humic acid의 응집특성을 조사하기 위하여 PAC 160 mg/L로 응집을 실시한 결과 TOC는 약 25%, $COD_{Cr}$는 24%가 제거되었으나, 색도는 단지 5%만이 제거되어, humic acid에 의해 유발되는 색도는 응집으로 제거하기 어려운 것으로 판단되었다. 그러나 오존처리에서는 95% 이상의 색도가 제거되었으며, 이때 색도는 오존 접촉시간에 대해 1차반응으로 제거되었고, 반응속도상수값 k는 $0.067min^{-1}$로 조사되었다. 활성탄 흡착 실험에서는 오존 전처리를 실시함으로써 활성탄 흡착 효율이 크게 증가함을 확인할 수 있었으며, humic acid에 염소를 주입한 결과 THMs만 검출되었을 뿐 다른 휘발성 미량 유기화합물은 검출되지 않았고, 오존처리를 실시한 오존처리수에서도 알데히드류 및 케톤류와 같은 부산물은 검출되지 않았다.

• 한국환경보건학회지
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• 제28권5호
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• pp.42-52
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• 2002

배수관망에서의 박테리아 재 증식은 큰 현안문제로 대두되고 있으며 이를 억제하기 위한 염소소독 또한 발암성의 부산물인 THMs(trihalomethanes)등을 생성시킬 우려 때문에 미국에서는 오존살균처리 또는 나노여과 (nanofiltration) 법으로 대체해 오고 있다. 그러나 종래의 많은 bench scale 실험결과를 통해 이러한 처리 이후에 잔존하는 미량의 유기물(assimilable organic carbon)이 박테리아 재 증식에 계속하여 영향을 주고 있다는 결과가 AOC(assimilable organic carbon)와 박테리아 재증식의 상관관계를 통하여 밝혀지고 있다. 그러나 현재까지 이러한 연구결과를 full-scale규모의 현장시설에서 직접 검토한 예는 없다. 따라서 본 실험은 미국플로리다주에 위치한 두 지역의 full-scale배수관망 시설을 선정하여 실시하였다. 첫 번째 시설은 오존 살균처리를 그리고 다른 한곳은 나노여과와 석회 연수법 (lime softening)을 병행한 처리법을 사용하고 있다. 박테리아 증식은 R2A 배지를 사용하는 HPC(heterotrophic plate counts)법으로 평가했으며 오존이 공급된 배수관망에서의 HPC 는 각 셈플링 지점의 AOC값을 이용한 지수모델과 높은 상관관계가 있음이 판명되었다($R^2$=0.97). 또한 오존처리는 100%이상의 AOC 농도증가를 나타냈다. 나노여과법과 석회연수법을 병행하고 있는 시설에서도 AOC에 근거한 지수모델과 상관관계를 나타냈다($R^2$=0.75). 그러나 BDOC(biodegradable dissolved organic carbon)는 박테리아 증식에 있어 매우 낮은 상관관계 값을 표시했다($R^2$=0.11). 결과적으로 종래의 많은 bench scale실험결과와 같이 AOC는 배수관망에서의 박테리아 증식과 크게 상관관계를 갖고 있는 것으로 밝혀졌다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권6호
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• pp.480-486
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• 1994

상수원으로 유입될 가능성이 있는 몇가지 농약과 중금속 및 계면활성제를 상수처리 과정을 달리하였을 때 효율적인 제거 정도를 알아보기 위하여 상수처리시 많이 사용되는 여러 산화제를 처리하고 응집제 및 수중의 유기물의 농도를 변화시켰을 때 이들 오염물질들의 제거에 미치는 영향을 조사하였다. IBP, diazinon과 CNP의 경우에는 $Cl_2$ 처리에 의해 $68{\sim}100%$ 제거되었으며 diazinon은 모든 산화제에 의해 매우 잘 산화되는 것으로 나타났으며 butachlor은 모든 산화제 처리에 의해 $20.3{\sim}26.7%$ 정도로 영향을 적게 받았다. 계면활성제인 sodium dodecylbenzenesulfonate는 오존처리에 의해 효과적으로 산화 제거되었으나 다른 산화제에 대해서는 매우 안정하였다. 중금속(Cd, Pb, Cu, Zn)의 경우에는 산화제에 대해 아무런 영향을 받지 않았다. 수중에 유기물의 농도와 응집제의 투여량을 변화시켰을 때 농약과 계면활성제는 아무런 영향을 받지 않은 반면 중금속의 경우 응집제 투여량이 증가함에 따라 그 제거량이 증가하였으나 수중 유기물의 농도를 증가시켰을 때에는 중금속의 응집제에 의한 제거효율이 감소되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제16권1호
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• pp.81-94
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• 2007

The purpose of this work is to investigate the water quality change characteristics of treated water in water distribution systems of Water Treatment Plants (WTPs) of Jeju City. For this, the raw water, treated water and tap water that did not pass (named as not pass-tap water) and passed through the water storage tank (named as pass-tap water) were sampled and analyzed monthly from September 2001 to August 2002, for four (W, S, B and O) WTPs except for D WTP (where treated water is not supplied continuously) among WTPs of Jeju City. The concentrations of $NO_3^-$ and $Cl^-$ of treated water in distribution systems changed little, but changed seasonally, which is considered to be based on the seasonal variation of the quality of raw water. The pH of treated water changed little in distribution systems for S WTP, but for the other WTPs, the pH of not pass-tap water was similar to that of treated water and the pH of pass-tap water was higher than that of treated water. The turbidity of treated water in distribution systems changed little except for W2 of W WTP and S4 and S5 of S WTP, where it was higher than that of each treated water. The residual chlorine concentrations between treated water and not pass-tap water changed little, but those between treated water and pass-tap water changed greatly, based on the its long residence time in water storage tank and so its reaction with organic matter, etc or its evaporation. The concentrations of TTHMs (total trihalomethanes) and $CHCl_3$ that induce cancers in water distribution systems of these WTPs, were much lower than their water quality criteria and those in other cities. The concentrations of TTHMs of treated water and not pass-tap water were similar, but concentrations of pass-tap water were 1.5 to 2.0 times higher than those of treated water and not pass-tap water, due to the reaction of residual chlorine and organic matter, etc, with the result of long residence time in water storage tank.

• 대한환경공학회지
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• 제29권4호
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• pp.412-418
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• 2007

THM 생성은 염소접촉 후 4시간까지 선형적인 증가추세를 보이며, 많은 양의 THM이 생성되는 것으로 나타났으며, 반응 30분만에 168시간 동안 생성된 양의 총 $25\sim43%$의 비율을 차지하였다. 또한, 수중의 브롬이온 농도에 따른 THM 생성특성 조사에서 유기성 전구물질인 humic acid의 농도는 일정하고, 브롬이온의 농도만 $0\sim50{\mu}g/L$까지 변화시켜 염소처리하였을 경우에는 생성되는 총 THM의 농도는 접촉시간 별로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 수온변화에 따른 THM 생성특성 조사에서 수온이 낮은 $4^{\circ}C$일 때는 PF(parabolic formation) phase로 접어들어서도 THM 생성량이 계속적으로 증가하는 양상을 나타내었으며, $20^{\circ}C$와 $35^{\circ}C$의 경우에는 IF(instantaneous formation) phase까지 급격한 증가추세를 보인 후 PF phase에 도달하여서는 그 증가추세가 둔화되는 것으로 나타났다. pH 변화에 따른 THM 생성특성 조사에서 pH가 5일 경우 IF phase까지 증가추세를 보인 후, PF phase로 접어들어서도 계속적으로 증가하는 것으로 나타났지만 pH가 7과 pH가 9의 경우에는 IF phase까지 급격한 증가추세를 보인 후 PF phase에 도달하여서는 그 증가 경향이 아주 둔화되는 것을 볼 수 있으며, 이런 현상은 pH가 9일 경우에는 더욱 두드러지게 나타났다.

• 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.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제12권3_4호
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• pp.31-41
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• 1997

Public concerns about hazardous health effect from the exposure to organic by-products of the chlorination have been increased. There are numerous studies reporting that chlorination of drinking water produces numerous chlorinated organic by-products including THMs, HAAs, HANs. Some of these products are known to be animal carcinogens. The purpose of this study was to estimate health risk of DBPs by chlorinated drinking water ingestion in Seoul based on methodologies that have been developed for conducting risk assessment of complex-chemical-mixture. The drinking water sample was collected seperately at six water treatment plant in Seoul at March, April, 1996. In tap water of households in Seoul, DBPs were measured wilfh the mean value of 36.6 $\mu$g/L. Risk assessment processes,. which include processes for the estimation of human cancer potency using animal bioassay data and calculation of human exposure, entail uncertainties. In the exposure assessment process, exposure scenarios with various assumptions could affect the exposure amount and excess cancer risk. The reference dose of haloacetonitriles was estimated to be 0.0023 mg/kg/day by applying dibromoacetonitrile NOAEL and uncertainty factor to the mean concentration. In the first case, human excess cancer risk was estimated by the US EPA method used to set the MCL (maximum contaminant level). In the second and third case, the risk was estimated for multi-route exposure with and without adopting Monte-Carlo simulation, respectively. In the second case, exposure input parameters and cancer potencies used probability distributions, and in the third case, those values used point estimates (mean, and maximum or 95% upper-bound value). As a result, while the excess cancer risk estimated by US EPA method considering only direct ingestion tended to be underestimated, the risk which was estimated by considering multi-route exposure without Monte-Carlo simulation and then using the maximum or 95% upper-bound value as input parameters tended to be overestimated. In risk assessment for Trihalomethanes, considering multi-route exposure with adopting Monte-Carlo analysis seems to provide the most reasonable estimations.

• 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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• 제16권3호
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• pp.249-260
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• 2003

한강에서 채취한 원수에 염소소독제인 hypochlorite를 $10{\mu}g/m{\ell}$의 농도로 투여한 후 1시간~14일까지 TOC (total organic carbon), 잔류염소량 및 탁도 등을 측정하고 THMs (trihalomethanes), HANs (haloacetonitriles), HKs (haloketones), chloral hydrate 및 HAAs (haloacetic acids) 등의 염소소독 부산물의 생성율을 조사하였다. 그 결과 잔류염소량은 투여후 1시간 경과 시 $6{\mu}g/m{\ell}$ 이상에서 14일째에 $1.23{\mu}g/m{\ell}$으로 감소하였으며 TOC 및 탁도는 큰 차이가 없었다. 7일 후 발생한 총 소독부산 물의 농도는 $101.3ng/m{\ell}$ (789.6 nM)이며 이 중 THMs이 69%로 가장 큰 비중을 차지하였다. 그 외에 HAAs가 19%, chloral hydrate가 10% 정도 검출되었으며, HANs와 HKs 및 chloropicrin 등은 미량 검출되었다. THMs 중에서는 chloroform이 $61.5ng/m{\ell}$로 총 THMs 중 약 89% 정도를 차지하였으며 HANs 중에서는 DCAN이 95%인 $0.72ng/m{\ell}$, HAAs 중에서는 TCAA가 50% 등으로 가장 높은 비율로 검출되었다. 각 부산물의 발생량의 상관관계를 조사한 결과 THMs과 HANs의 경우 THMs의 농도가 $40ng/m{\ell}$인 지점을 경계로 HANs과 경쟁적 발생관계가 있음이 나타났다. HAAs의 경우는 특별한 경향성을 나타내지 않았으나 전체적으로 초기에 산화상태가 큰 화합물에서 산화상태가 작은 화합물로 점차 변화하는 것으로 관찰되었다.