[논문]수중의 Pyrene, Chrysene 및 Benzo[a]pyrene의 광분해(II)

감상규; 김지용; 주창식; 이민규

doi:10.5322/jes.2003.12.7.775

수중의 Pyrene, Chrysene 및 Benzo[a]pyrene의 광분해(II)
Photodegradation of Pyrene, Chrysene and Benzo[a]pyrene in Water (II) 원문보기

한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences, v.12 no.7, 2003년, pp.775 - 782

감상규 (제주대학교 토목환경공학전공) , 김지용 (제주대학교 토목환경공학전공) , 주창식 (부경대학교 화학공학부) , 이민규 (부경대학교 화학공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

The photodegradations of pyrene, chrysene and benzo[a]pyrene that were similar in structure among polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were investigated with a low-pressure mercury lamp(the wavelength of 253.7 nm and UV output of 1.35${\times}$10$^<$TEX>-3/J/s). The optimum concentrations of TiO$_2$ and H$_2$O$_2$ on the photodegradation of pyrene, chrysene and benzo[a]pyrene were 1 g/L and 1.5${\times}$10$^<$TEX>-3/ M, respectively. By these optimum concentrations, their rates increased with increasing the concentration of TiO$_2$ and H$_2$O$_2$ because the amounts of OH radical formed increased, but for the higher concentrations than the optimum, their rates decreased with increasing those concentrations because the white turbidity phenomena occurs in case of TiO$_2$ and H$_2$O$_2$ acts as an OH radical inhibitor. The photodegradation rates among the photodegradation processes such as UV, UV/TiO$_2$, UV/H$_2$O$_2$, and UV/H$_2$O$_2$/TiO$_2$ decreased in the following sequences.: UV/H$_2$O$_2$/TiO$_2$> UV/H$_2$O$_2$> UV/TiO$_2$> UV.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

손 등29'은 오염물질을 광분 해시에 TiQ와 压。2를 동시에 첨가하면 压。2가 TiO₂ 입자 표면에 광생성된 전자와 정공의 재결합을 방지하고, 보다 많은 양의 OH 라디칼을 생성하여 광분해 속도나 광분해율이 증가한다고 하였다. 따라서 본 연구에서는 UV/TiO₂/H₂O₂ 공정에 의한 pyrene, chrysene 및 benzo[a]pyrene의 광분해 특성을 살펴보기 위해 이미 검토한 최적농도의 TiO₂(l g//) 및 H₂O₂(1.5x10 3 MX 첨가한 후 UW롤 조사하여 시간에 따른 광분해를 검토하여 Fig. 7에 나타내었다. 또한 앞 절에서 검토한 UV 공정(Fig.
특히 음용수 중에 검출되는 PAHs는 높은 급성독성, 발암성 및 변이원성을 유발하기 때문에 이에 대한 관심이 급증하고 있다■⑸. 그러나 수중의 PAHs를 기존의 수처리 기술인 응집침전, 여과 등 물리 화학적 처리, 생물학적 처리, 활성탄 처리 등으로 처리 시는 처리효율이 낮거나 비용이 높다는 단점이 지적되고 있어, 최근에는 자외선(UV) 또는 오존(。3)을 이용한 고급산화처리기술(Advanced Oxidation Pro cess, AOP)이 주목을 받고 있다

제안 방법

UV/TiOa/ 压。2 등의 여러가지 공정으로 처리시 각 화합물의 광분해 특성과 각 공정별 광분해 특성을 살펴보았다.
다환방향족화합물(PAHs)인 pyrene, chrysene 및 benzo[a]pyrene의 구조적으로 유사한 3가지 화합물에 대해 253.7 nm의 파장을 방출하는 UV램프를 사용하여 여러 공정조건에서(UV, UV/TiO₂, UV/H₂O₂, UV/TiCSHKA)의 광분해 특성을 검토하였다. 본 연구조건에서 광분해에 미치는 TiO₂ 및 压。2의 최적농도는 각각 1.
대한 연구들이 대부분이다. 따라서 구조적으로 유사성을 가진 PAHs 화합물들에 대한 광분해 특성을 알아보기 위하여 전보®에서는 U.S EPA에서 선정한 16개 PAHs 물질 중에서 국내 정수장에서 검출되고 있고, 또한 구조적으로 유사한 3가지 다환방향족화합물(PAHs)인 pyrene, chrysene 과 benzo[a]pyrene을 선택하여 이들 상호간의 광분해를 검토하였다. 아울러 광분해에 미치는 여러 첨가제(压以, TiO₂> t-BuOH, HCO₃ 등)의 첨 가와 용액의 초기 pH의 변화에 따른 영향을 검토하였다.
25 mm, fused silica tubing 5% Phenyl, 95% methyl poly siloxane film thickness), 운반기체는 헬륨을 사용하였다. 또 시료 주입구의 온도 300℃, 검출기 온도 300℃이며, EPC(electronic pressure control) 기능을 이용하여 유속을 일정하게 유지시켜 최적의 분석조건을 설정하였다. 또한 MSD는 PAHs의 분자 이온 또는 특성 이온을 선택하여 SIM(selected ion monitoring) 방법으로 분석하였다.
S EPA에서 선정한 16개 PAHs 물질 중에서 국내 정수장에서 검출되고 있고, 또한 구조적으로 유사한 3가지 다환방향족화합물(PAHs)인 pyrene, chrysene 과 benzo[a]pyrene을 선택하여 이들 상호간의 광분해를 검토하였다. 아울러 광분해에 미치는 여러 첨가제(压以, TiO₂> t-BuOH, HCO₃ 등)의 첨 가와 용액의 초기 pH의 변화에 따른 영향을 검토하였다.

대상 데이터

기타의 모든 시약은 특급으로 정제 없이 사용하였다. UV램프는 국내 H사에서 판매되고 있는 6W의 저압수은램프를 구입하여 사용하였으며, 파장이 253.7 nm, UV 출력에너지는 1.35x10 3 J/s이 었다.
본 연구에 사용한 반응장치는 전보®에서와 같이 glass 재질의 회분식 반응기로서 반응액 용량은 2000 畝로 하고, UW램프의 오염을 차단하면서 동시에 자외선 파장을 적절히 투과시키고자 석영 관에 램프를 넣어 반응기 중앙부에 장착하였다.
본 연구의 광분해 대상물질로서 U.S EPA가 우선적으로 선정한 16개의 PAHs중 구조적으로 유사한 pyrene(Aldrich, 97%), chrysene(Fluka, 95%)과 benzo[a]pyrene (Fluka, 98%) 3가지 물질을 선택하였으며, 이들 화합물을 에탄올에 녹여 100 哗//로제조한 후 초순수 증류수로 200 昭/£로 희 석 하여 사용하였다. 이들 화합물의 분자구조 및 물리 .
광촉매로 사용된 TiO? 분말은 anatase형(Degussa P-25)으로서 이 입자의 평균직경은 3.3 ㎛, BET 표면적은 47 m7g이었다. 기타의 모든 시약은 특급으로 정제 없이 사용하였다.
1에 나타낸 바와 같이 행하였다. 분석 시료는 일정시간 간격으로 반응기의 중층부에서 채취하였으며, 전처리를 거친 시료는 자동주입기가 부착된 GC/MSD를 사용하여 분석하였으며, GC는 Hewlett Packard, Model HP 5890 series II 이고, MS 는 Quadrupole type으로 HP5972 MSD이다. 이때 컬럼은 DB-5 (0.
분석 시료는 일정시간 간격으로 반응기의 중층부에서 채취하였으며, 전처리를 거친 시료는 자동주입기가 부착된 GC/MSD를 사용하여 분석하였으며, GC는 Hewlett Packard, Model HP 5890 series II 이고, MS 는 Quadrupole type으로 HP5972 MSD이다. 이때 컬럼은 DB-5 (0.25 ㎛, 30 m x 0.25 mm, fused silica tubing 5% Phenyl, 95% methyl poly siloxane film thickness), 운반기체는 헬륨을 사용하였다. 또 시료 주입구의 온도 300℃, 검출기 온도 300℃이며, EPC(electronic pressure control) 기능을 이용하여 유속을 일정하게 유지시켜 최적의 분석조건을 설정하였다.

이론/모형

또 시료 주입구의 온도 300℃, 검출기 온도 300℃이며, EPC(electronic pressure control) 기능을 이용하여 유속을 일정하게 유지시켜 최적의 분석조건을 설정하였다. 또한 MSD는 PAHs의 분자 이온 또는 특성 이온을 선택하여 SIM(selected ion monitoring) 방법으로 분석하였다.

성능/효과

91 배 정도 증가하였다. 따라서 PAHs 광분해에 있어서 压。2를 첨가한 경우의 영향은 화합물에 관계없이 거의 비슷한 비율로 증가하였으며, UV/ TiCh에서의 광분해 속도도 1.44~ 1.47배 정도로 화합물에 관계없이 거의 같은 비율로 증가함을 알 수 있었다. UV/TiO₂/H₂O₂ 공정에서 물질 사이의 광분해 속도상수를 비교해보면 benzo[a]pyrene에 비해 pyrenee 2배, chrysenee 1.
PAHs 사이의 광분해 속도는 pyrene > chrysene > benzo[a]pyrene의 순으로 나타났으며, 광분해 공정 사이의 PAHs의 광분해 속도는 UV/TiOVH₂O₂ > UV/H₂O₂ > UV/TiG > UV순으로 나타났다. 이 결과로부터 PAHs 화합물을 광분해에 의해 제거하고자 할 때 가장 효율적인 방법은 压以와 TiCh에대해 최적농도를 구하고 이를 조합하여 운전하는 것임을 알 수 있었다.
이 결과로부터 PAHs 화합물을 광분해에 의해 제거하고자 할 때 가장 효율적인 방법은 压以와 TiCh에대해 최적농도를 구하고 이를 조합하여 운전하는 것임을 알 수 있었다.
0050 min 1 으로 나타났다. 화합물 사이에서의 광분해 속도는 pyrene > chrysene > benzo(a)pyrene 순으로 감소하였고, 광분해 공정간의 광분해 속도는 UV/H₂O₂/ TiO₂ > UV/H₂O₂ > UV/TiO₂ > UV의 순으로 감소하였다.

후속연구

하지만 구조적으로 유사한 PAHs 화합물의 광분해 특성을 보다 명확하게 규명하기 위해서는 보다 다양한 조건에서 광분해 반응의 속도론을 검토해야 하고, 또한 광분해 메커니즘 및 중간체의 확인 등에 관한 연구도 동시에 이루어져야 한다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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