국내 정수장에서 기존 및 신종 과불화화합물의 발생 및 제거 Occurrence and Removal of Legacy and Emerging Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Drinking Water Treatment Plants in South Korea원문보기
긴 사슬 PFAS (C≥8) 규제가 시작됨에 따라 이를 대신하여 짧은 사슬 PFAS (C<8) 및 대체제가 사용되고 있다. 이러한 대안은 산업에서 사용 후 하∙폐수를 통해 환경으로 배출되며, 전세계적으로 수계내 검출 빈도가 증가하고 있다. 일부 대체물질은 변화 또는 분해과정을 통해 다양한 변환 생성물을 생성할 수 있으며, 최종적으로 PFOA 및 PFOS를 포함한 PFCAs/PFSAs가 형성될 수 있다. 또한, 일부 짧은 사슬 PFAS 및 대체물질은 높은 이동성과 수용성을 가질 수 있다. 이러한 특성으로 인해 산업에서 배출된 후 수원까지 이동할 수 있으며, 정수처리시설에서 효과적으로 제거되지 않을 수 있다. 따라서, PFAS의 존재는 인간 건강과 생물에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 ...
긴 사슬 PFAS (C≥8) 규제가 시작됨에 따라 이를 대신하여 짧은 사슬 PFAS (C<8) 및 대체제가 사용되고 있다. 이러한 대안은 산업에서 사용 후 하∙폐수를 통해 환경으로 배출되며, 전세계적으로 수계내 검출 빈도가 증가하고 있다. 일부 대체물질은 변화 또는 분해과정을 통해 다양한 변환 생성물을 생성할 수 있으며, 최종적으로 PFOA 및 PFOS를 포함한 PFCAs/PFSAs가 형성될 수 있다. 또한, 일부 짧은 사슬 PFAS 및 대체물질은 높은 이동성과 수용성을 가질 수 있다. 이러한 특성으로 인해 산업에서 배출된 후 수원까지 이동할 수 있으며, 정수처리시설에서 효과적으로 제거되지 않을 수 있다. 따라서, PFAS의 존재는 인간 건강과 생물에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 모니터링이 필요하다. 다시 작성 그러나 이전 연구 대부분은 주로 PFOS와 PFOA를 포함한 기존 PFAS에 초점을 맞추고 있으며, 새로운 전구체와 대체물질에 대한 연구는 아직 부족하다. 따라서 본연구에서는 낙동강 수계에 위치한 정수장의 원수 및 정수에서 새로운 6개의 대체제와 19개의 전구체를 포함한 총 42종의 PFAS의 발생과 정수처리시설을 통한 제거효과를 조사하였다. 그 결과 22개의 PFAS가 원∙정수에서 검출되었으며, 전구체 및 대체제 중 국내에서 처음으로 6:2 FTCA, MeFOSE, Gen-X가 원수에서 40% 이상 검출됨을 확인하였다. PFPeA (13.4 ng/L, 12.7 ng/L), PFHxA (12.8 ng/L, 12.9 ng/L), PFBS (2.25 ng/L, 2.40 ng/L), 그리고 PFHxS (2.32 ng/L, 5.92 ng/L)의 원수와 정수에서의 평균 농도가 기존 PFAS인 PFOA (8.65 ng/L, 7.58 ng/L)와 PFOS (1.47 ng/L, 1.21 ng/L)와 비교 시 모두 높은 농도가 확인되었다. 이는 기존 PFAS에서 짧은 사슬 PFAS로의 대체 또는 관련 PFAS의 분해로 인한 생성 가능성을 나타낸다. 지역 및 수원 종류에 따라 PFAS의 분포 차이를 확인하기 위해 원수 농도 기반으로 주성분 분석(PCA)를 실시하였으며, 그 결과 3개의 그룹이 확인되었다. 해당 그룹은 총 PFAS 농도가 비교적 낮은 정수장과 강변여과수를 수원으로 사용하는 정수장, 그리고 혼합수와 강물을 수원으로 사용하는 정수장이었다. 정수처리과정에서 기존 PFAS의 제거 효율은 이전 연구와 동일하게 활성탄 흡착 공정이 PFAS 제거에 가장 효과적임을 보여주었다. 새로 발견된 전구체 및 대체물질인 6:2 FTCA (평균 66.9%)와 MeFOSE (평균 92.6%)는 양호한 제거율을 보였다. 그러나 Gen-X (평균 6.08%)의 제거율은 매우 낮아 정수처리에 의한 제거가 어려운 것으로 나타났다. 또한, Gen-X (평균 -3.62%)는 같은 탄소 수(C6)를 가지는 PFHxA (평균 2.60%)와 대체하고 있는 PFOA (평균 24.5%)와 비교 시 활성탄 공정에 의한 제거효율이 더 낮았다. 따라서, 원수에서 높은 검출율로 확인된 신종 PFAS로 인해 발생하는 먹는물 오염 및 잠재적인 부정적인 건강 위험을 줄이기 위해 발생원 관리와 지속적인 모니터링이 필요하다.
긴 사슬 PFAS (C≥8) 규제가 시작됨에 따라 이를 대신하여 짧은 사슬 PFAS (C<8) 및 대체제가 사용되고 있다. 이러한 대안은 산업에서 사용 후 하∙폐수를 통해 환경으로 배출되며, 전세계적으로 수계내 검출 빈도가 증가하고 있다. 일부 대체물질은 변화 또는 분해과정을 통해 다양한 변환 생성물을 생성할 수 있으며, 최종적으로 PFOA 및 PFOS를 포함한 PFCAs/PFSAs가 형성될 수 있다. 또한, 일부 짧은 사슬 PFAS 및 대체물질은 높은 이동성과 수용성을 가질 수 있다. 이러한 특성으로 인해 산업에서 배출된 후 수원까지 이동할 수 있으며, 정수처리시설에서 효과적으로 제거되지 않을 수 있다. 따라서, PFAS의 존재는 인간 건강과 생물에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 모니터링이 필요하다. 다시 작성 그러나 이전 연구 대부분은 주로 PFOS와 PFOA를 포함한 기존 PFAS에 초점을 맞추고 있으며, 새로운 전구체와 대체물질에 대한 연구는 아직 부족하다. 따라서 본연구에서는 낙동강 수계에 위치한 정수장의 원수 및 정수에서 새로운 6개의 대체제와 19개의 전구체를 포함한 총 42종의 PFAS의 발생과 정수처리시설을 통한 제거효과를 조사하였다. 그 결과 22개의 PFAS가 원∙정수에서 검출되었으며, 전구체 및 대체제 중 국내에서 처음으로 6:2 FTCA, MeFOSE, Gen-X가 원수에서 40% 이상 검출됨을 확인하였다. PFPeA (13.4 ng/L, 12.7 ng/L), PFHxA (12.8 ng/L, 12.9 ng/L), PFBS (2.25 ng/L, 2.40 ng/L), 그리고 PFHxS (2.32 ng/L, 5.92 ng/L)의 원수와 정수에서의 평균 농도가 기존 PFAS인 PFOA (8.65 ng/L, 7.58 ng/L)와 PFOS (1.47 ng/L, 1.21 ng/L)와 비교 시 모두 높은 농도가 확인되었다. 이는 기존 PFAS에서 짧은 사슬 PFAS로의 대체 또는 관련 PFAS의 분해로 인한 생성 가능성을 나타낸다. 지역 및 수원 종류에 따라 PFAS의 분포 차이를 확인하기 위해 원수 농도 기반으로 주성분 분석(PCA)를 실시하였으며, 그 결과 3개의 그룹이 확인되었다. 해당 그룹은 총 PFAS 농도가 비교적 낮은 정수장과 강변여과수를 수원으로 사용하는 정수장, 그리고 혼합수와 강물을 수원으로 사용하는 정수장이었다. 정수처리과정에서 기존 PFAS의 제거 효율은 이전 연구와 동일하게 활성탄 흡착 공정이 PFAS 제거에 가장 효과적임을 보여주었다. 새로 발견된 전구체 및 대체물질인 6:2 FTCA (평균 66.9%)와 MeFOSE (평균 92.6%)는 양호한 제거율을 보였다. 그러나 Gen-X (평균 6.08%)의 제거율은 매우 낮아 정수처리에 의한 제거가 어려운 것으로 나타났다. 또한, Gen-X (평균 -3.62%)는 같은 탄소 수(C6)를 가지는 PFHxA (평균 2.60%)와 대체하고 있는 PFOA (평균 24.5%)와 비교 시 활성탄 공정에 의한 제거효율이 더 낮았다. 따라서, 원수에서 높은 검출율로 확인된 신종 PFAS로 인해 발생하는 먹는물 오염 및 잠재적인 부정적인 건강 위험을 줄이기 위해 발생원 관리와 지속적인 모니터링이 필요하다.
The use of short-chain per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) and alternative substances is increasing due to the regulation that ban the use of long-chain PFAS. It has been confirmed that the short-chain PFAS and alternatives have high mobility, which results in their frequent detection in wate...
The use of short-chain per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) and alternative substances is increasing due to the regulation that ban the use of long-chain PFAS. It has been confirmed that the short-chain PFAS and alternatives have high mobility, which results in their frequent detection in water and pose a risk of human exposure. Therefore, in this study, the occurrence and distribution of a total of 42 PFAS compounds, including 6 newly added PFAS alternatives and 19 precursor compounds, were investigated in raw and treated water from drinking water treatment plants (DWTPs) located in the Nakdong River basin. As a result, 22 PFAS compounds were detected in raw and treated water. Short-chain PFAS showed predominant distribution in raw and treated water. 6:2 fluorotelomer carboxylic acid (6:2 FTCA), Methyl perfluorooctanesulfonamidoethanol (MeFOSE), and hexafluoropropylene oxide dimer acid (Gen-X) were prominent substances found in raw water, with detected concentrations exceeding 40% of the detection frequency (DF>40%), and for the first time in Korea. Principal Component Analysis (PCA) was conducted based on PFAS concentrations in raw water to examine the differences of their distribution according to sampling sites and types of water sources. Three groups were identified: DWTPs with low concentrations, DWTPs with riverbank filtrated water, and DWTPs with river and blended water. During the water treatment processes, 6:2 FTCA (mean 66.9%) and MeFOSE (mean 92.6%) exhibited good removal rates. However, Gen-X (mean 6.08%) had a negligible removal rate, posing challenges for its removal in DWTPs. The removal efficiencies observed in each process were consistent with previous studies, indicating that the adsorption process is the most effective for PFAS removal. Additionally, investigation of the adsorption capacity of emerging PFAS on activated carbon revealed that the adsorption capacity of Gen-X (mean -3.62%) was low compared to that of perfluorooctanoic acid (PFOA; mean 24.5%) it is replacing and Perfluorohexanoic acid (PFHxA; mean 2.60%).
The use of short-chain per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) and alternative substances is increasing due to the regulation that ban the use of long-chain PFAS. It has been confirmed that the short-chain PFAS and alternatives have high mobility, which results in their frequent detection in water and pose a risk of human exposure. Therefore, in this study, the occurrence and distribution of a total of 42 PFAS compounds, including 6 newly added PFAS alternatives and 19 precursor compounds, were investigated in raw and treated water from drinking water treatment plants (DWTPs) located in the Nakdong River basin. As a result, 22 PFAS compounds were detected in raw and treated water. Short-chain PFAS showed predominant distribution in raw and treated water. 6:2 fluorotelomer carboxylic acid (6:2 FTCA), Methyl perfluorooctanesulfonamidoethanol (MeFOSE), and hexafluoropropylene oxide dimer acid (Gen-X) were prominent substances found in raw water, with detected concentrations exceeding 40% of the detection frequency (DF>40%), and for the first time in Korea. Principal Component Analysis (PCA) was conducted based on PFAS concentrations in raw water to examine the differences of their distribution according to sampling sites and types of water sources. Three groups were identified: DWTPs with low concentrations, DWTPs with riverbank filtrated water, and DWTPs with river and blended water. During the water treatment processes, 6:2 FTCA (mean 66.9%) and MeFOSE (mean 92.6%) exhibited good removal rates. However, Gen-X (mean 6.08%) had a negligible removal rate, posing challenges for its removal in DWTPs. The removal efficiencies observed in each process were consistent with previous studies, indicating that the adsorption process is the most effective for PFAS removal. Additionally, investigation of the adsorption capacity of emerging PFAS on activated carbon revealed that the adsorption capacity of Gen-X (mean -3.62%) was low compared to that of perfluorooctanoic acid (PFOA; mean 24.5%) it is replacing and Perfluorohexanoic acid (PFHxA; mean 2.60%).
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