[학위논문]낙동강 중류수계에서 비스페놀A와 노닐페놀의 분포와 제거특성에 관한 연구 A Study on Concentration Distribution and Removal Characteristics of Bisphenol-A and Nonylphenol in the middle Nakdong River basin원문보기
환경 중에 노출되어 호르몬 분비에 불균형을 일으키는 내분비계 장애물질은 수중에서 잘 분해되지 않고, 생물체 내에 농축, 잔류하는 특성이 있어 이에 대한 국내‧외 관심이 고조되고 있다. 제4차 화학물질 유통량 조사결과 보고서(2012)에 따르면 국내에서 내분비계장애물질은 60만 톤에 육박하며 이후 더욱 증가할 전망이다. 내분비계장애물질 중 대표적인 물질로는 비스페놀A와 노닐페놀이 있다. 비스페놀A는 폴리카보네이트나 ...
환경 중에 노출되어 호르몬 분비에 불균형을 일으키는 내분비계 장애물질은 수중에서 잘 분해되지 않고, 생물체 내에 농축, 잔류하는 특성이 있어 이에 대한 국내‧외 관심이 고조되고 있다. 제4차 화학물질 유통량 조사결과 보고서(2012)에 따르면 국내에서 내분비계장애물질은 60만 톤에 육박하며 이후 더욱 증가할 전망이다. 내분비계장애물질 중 대표적인 물질로는 비스페놀A와 노닐페놀이 있다. 비스페놀A는 폴리카보네이트나 에폭시 수지 등과 같은 플라스틱 제조의 원료로 사용되고 있으며, 노닐페놀은 비이온성계면활성제인 노닐페놀에톡시레이트의 원료로 이용된다. 이들은 생체내에서 유사에스트로겐으로 작용하여 남성호르몬을 감소시키고 여성에게는 기형아, 성조숙증 등을 야기 시킬 수 있어 이들의 환경 중 분포를 파악하는 일은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 영남지역의 주요 식수원인 낙동강중류수계에서의 Bisphenol-A와 Nonylphenol의 분포특성을 파악하고 하‧폐수처리장에서 제거효율을 검토한 후, 실내실험을 통해 제거공정에 대한 타당성을 제시하여 낙동강에서 비스페놀A와 노닐페놀의 관리방안에 도움을 주고자 하였다.
결과적으로, Bisphenol-A는 산업이 밀집된 구미지역과 대구지역을 통과하면서 오염부하량이 증가해 산업밀집지역에서 많이 발생한다고 추측되며, Nonylphenol은 인구가 밀집된 대구금호강 지류가 유입되면서 본류의 오염도가 심해졌기 때문에 인구밀집지역이 주요오염원일 것으로 판단된다. 따라서, 낙동강 중상류수계에서 조사대상물질을 효과적으로 관리하기 위해서는 구미지역과 금호강에서의 정밀조사와 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. Bisphenol-A, Nonylphenol과 일반항목과의 상관관계에 있어서는 대체적으로 DOC, T-N과 상관이 있었다. 상관관계에 있어서는 자료의 대표성이 떨어지지만, 이전에 이러한 연구가 없었다는 점에서 가치가 있다고 판단되며 앞으로 이에 대한 체계적인 연구가 필요할 것이다. 하․폐수처리장 조사결과, 비스페놀A와 노닐페놀은 생물반응조에서 일부 제거할 수 있었으며 후단에 오존접촉조를 통해 더욱 확실히 제거할 수 있었다. 조사대상 물질은 응집침전에 의한 제거율은 미미하였으며, 염소소독에 의해 70~80%제거되었으나, 소독부산물의 우려가 있어 염소주입 시 신중성을 가해야 할 것이다. 반면, 오존과 활성탄흡착공정에서는 우수한 것으로 드러났다.
환경 중에 노출되어 호르몬 분비에 불균형을 일으키는 내분비계 장애물질은 수중에서 잘 분해되지 않고, 생물체 내에 농축, 잔류하는 특성이 있어 이에 대한 국내‧외 관심이 고조되고 있다. 제4차 화학물질 유통량 조사결과 보고서(2012)에 따르면 국내에서 내분비계장애물질은 60만 톤에 육박하며 이후 더욱 증가할 전망이다. 내분비계장애물질 중 대표적인 물질로는 비스페놀A와 노닐페놀이 있다. 비스페놀A는 폴리카보네이트나 에폭시 수지 등과 같은 플라스틱 제조의 원료로 사용되고 있으며, 노닐페놀은 비이온성계면활성제인 노닐페놀에톡시레이트의 원료로 이용된다. 이들은 생체내에서 유사에스트로겐으로 작용하여 남성호르몬을 감소시키고 여성에게는 기형아, 성조숙증 등을 야기 시킬 수 있어 이들의 환경 중 분포를 파악하는 일은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 영남지역의 주요 식수원인 낙동강중류수계에서의 Bisphenol-A와 Nonylphenol의 분포특성을 파악하고 하‧폐수처리장에서 제거효율을 검토한 후, 실내실험을 통해 제거공정에 대한 타당성을 제시하여 낙동강에서 비스페놀A와 노닐페놀의 관리방안에 도움을 주고자 하였다.
결과적으로, Bisphenol-A는 산업이 밀집된 구미지역과 대구지역을 통과하면서 오염부하량이 증가해 산업밀집지역에서 많이 발생한다고 추측되며, Nonylphenol은 인구가 밀집된 대구금호강 지류가 유입되면서 본류의 오염도가 심해졌기 때문에 인구밀집지역이 주요오염원일 것으로 판단된다. 따라서, 낙동강 중상류수계에서 조사대상물질을 효과적으로 관리하기 위해서는 구미지역과 금호강에서의 정밀조사와 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. Bisphenol-A, Nonylphenol과 일반항목과의 상관관계에 있어서는 대체적으로 DOC, T-N과 상관이 있었다. 상관관계에 있어서는 자료의 대표성이 떨어지지만, 이전에 이러한 연구가 없었다는 점에서 가치가 있다고 판단되며 앞으로 이에 대한 체계적인 연구가 필요할 것이다. 하․폐수처리장 조사결과, 비스페놀A와 노닐페놀은 생물반응조에서 일부 제거할 수 있었으며 후단에 오존접촉조를 통해 더욱 확실히 제거할 수 있었다. 조사대상 물질은 응집침전에 의한 제거율은 미미하였으며, 염소소독에 의해 70~80%제거되었으나, 소독부산물의 우려가 있어 염소주입 시 신중성을 가해야 할 것이다. 반면, 오존과 활성탄흡착공정에서는 우수한 것으로 드러났다.
Recently, scientists have reported that certain synthetic and natural compounds could mimic natural hormones in the endocrine systems of animals. These substances are now collectively known as endocrine-disrupting compounds (EDCs), and they have been linked to a variety of adverse effects in both hu...
Recently, scientists have reported that certain synthetic and natural compounds could mimic natural hormones in the endocrine systems of animals. These substances are now collectively known as endocrine-disrupting compounds (EDCs), and they have been linked to a variety of adverse effects in both humans and wildlife. For example, bisphenol-A(BPA) is an important intermediate used for manufacturing epoxy, polycarbonate, phenoxy, and polysulfone resins. Another example is nonylphenol(NP), a xenobiotic compound used for producing nonylphenol ethoxylate surfactants, which is its major use (65%), and for manufacturing antioxidants and lubricating oil additives. It is very important to determine the environmental distribution of BPA and NP, because they have an estrogen-like effect on organisms. In this study, the characteristics of BPA and NP distribution in the middle Nakdong River basin, and the efficiency of removal of BPA and NP in sewage treatment plants are studied. Further, the effectiveness of the removal process is confirmed by performing laboratory experiments. When Nakdong River passes through Gumi and Daegu, concentration of BPA increases sharply. These areas have a large number of industries. In contrast, a major pollution source of NP is the residential areas because the problem of NP pollution worsens in the area where the Geumho River (Nakdong river's tributary from Daegu) joins the main stream. Therefore, to control BPA and NP efficiently in the middle Nakdong River basin, continuous monitoring and development of strategies to reduce their concentrations in Gumi and in the Geumho River are considered. Bioreactors in sewage treatment plants can remove part of BPA and NP. Further, ozone contactors are found to be effective in removing these compounds. The coagulation-sedimentation process is, however, not very efficient in the removal of these target compounds. 70-80% of the compounds can be removed by chlorination. However, chlorination creates chlorinated disinfection byproducts, so care must be taken while employing this process. Further, BPA and NP are removed efficiently by the ozone oxidation process and the activated-carbon adsorption process. Specifically, activated carbon can remove 100% of BPA and NP at EBCT for 5 min. Therefore, for effective control of BPA and NP in sewage treatment plants, an additional process such as ozone oxidation process or activated-carbon adsorption process should be included.
Recently, scientists have reported that certain synthetic and natural compounds could mimic natural hormones in the endocrine systems of animals. These substances are now collectively known as endocrine-disrupting compounds (EDCs), and they have been linked to a variety of adverse effects in both humans and wildlife. For example, bisphenol-A(BPA) is an important intermediate used for manufacturing epoxy, polycarbonate, phenoxy, and polysulfone resins. Another example is nonylphenol(NP), a xenobiotic compound used for producing nonylphenol ethoxylate surfactants, which is its major use (65%), and for manufacturing antioxidants and lubricating oil additives. It is very important to determine the environmental distribution of BPA and NP, because they have an estrogen-like effect on organisms. In this study, the characteristics of BPA and NP distribution in the middle Nakdong River basin, and the efficiency of removal of BPA and NP in sewage treatment plants are studied. Further, the effectiveness of the removal process is confirmed by performing laboratory experiments. When Nakdong River passes through Gumi and Daegu, concentration of BPA increases sharply. These areas have a large number of industries. In contrast, a major pollution source of NP is the residential areas because the problem of NP pollution worsens in the area where the Geumho River (Nakdong river's tributary from Daegu) joins the main stream. Therefore, to control BPA and NP efficiently in the middle Nakdong River basin, continuous monitoring and development of strategies to reduce their concentrations in Gumi and in the Geumho River are considered. Bioreactors in sewage treatment plants can remove part of BPA and NP. Further, ozone contactors are found to be effective in removing these compounds. The coagulation-sedimentation process is, however, not very efficient in the removal of these target compounds. 70-80% of the compounds can be removed by chlorination. However, chlorination creates chlorinated disinfection byproducts, so care must be taken while employing this process. Further, BPA and NP are removed efficiently by the ozone oxidation process and the activated-carbon adsorption process. Specifically, activated carbon can remove 100% of BPA and NP at EBCT for 5 min. Therefore, for effective control of BPA and NP in sewage treatment plants, an additional process such as ozone oxidation process or activated-carbon adsorption process should be included.
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