$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

마이크로와 나노 철을 이용한 고성능 화약물질(HMX, RDX 및 TNT)의 환원처리: 중간산물의 거동과 도역학 상수의 비교
Reduction of High Explosives (HMX, RDX, and TNT) Using Micro- and Nano- Size Zero Valent Iron: Comparison of Kinetic Constants and Intermediates Behavior 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.11 no.6, 2006년, pp.83 - 91  

배범한 (경원대학교 공과대학 토목환경공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

회분식 반응조에서 마이크로(mZVI) 및 나노(nZVI) 크기의 영가 철을 환원물질로 이용하여 고폭화약물질 3종에 대한 환원동역학을 측정하였다. 각 화약류를 이용하여 어미물질에 대한 nZVI와 mZVI의 비표면적 환원상수 $k_{SA}$비중량 환원상수 $k_{M}$을 측정한 후, 중간산물의 거동을 비교하였다. 그 결과 두 상수를 사용해서는 nZVI 반응조내 어미 물질과 중간환원산물들의 거동을 완전히 설명할 수 없었다. 화약물질을 mZVI로 처리한 반응조에서는 초기 환원물질인 nitroso-RDXs, nitroso-HMXs 및 hydroxylamino-TNT가 주로 축적되었으나, nZVI로 처리한 반응조에서는 동일한 겉보기 반응속도임에도 불구하고 환원말기물질인 극성중간산물들과 TAT가 축적되었다. 그러므로 중간산물들의 환원까지 고려하는 새로운 매계변수의 개발이 필요한 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Reduction kinetics and the behaviour of intermediate of three high explosives (HMX, RDX, and TNT) were studies in batch reactors using nano- or micro- size zero valent iron(nZVI or mZVI) as reducing agent. The kinetic constants normalized by the mass of iron ($k_M$) or by the surface area...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • , 2005). 이에 본 연구에서는 mZVI와 nZVI를 사용하여 3종의 고폭물질(High Explosives)인 HMX, RDX 및 TNT를 처리하여 어미물질과의 겉보기 반응속도를 산정하고, 각 화약물질의 중간산물의 거동을 비교분석함으로써 nZVI와 제거대상물질의 반응속도를 해석 할 때 필요한 새로운 매개변수를 제시하고자 한다.

가설 설정

  • Transformation of RDX by ZVI and the time course of intermediate concentrations in batch reactor. (a) RDX treated with mZVI (b) RDX treated with nZVI (RU means unidentified intermediate of RDX).
  • Transformation of TNT by ZVI and the time course of intermediate concentrations in batch reactor. (a) TNT treated with mZVI (b) TNT treated with nZVI (TU means unidentified intermediate of TNT).
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
RDX의 철환원 중간산물로 MNX,DNX,TNX가 생성된 것이 의미하는 것은? RDX의 철환원 중간산물로는 3개의 nitro-기가 차례차례 nitroso-기로 환원되면서 mononitroso-RDX (MNX), dinitroso-RDX(DNX) 및 trinitroso-RDX(TNX)가 생성되고, 더욱 환원이 진행되면서 MDNA(methylene-dinitramine, (O2NNH)2CH2), NH4+, nitrous oxide와 HCHO가 용액 내에서 검출되었다. 이 결과는 cyclic ring이 분해되고 nitro기의 질소가 NH4+ 혹은 N2O로 전환되었음을 의미한다(Oh et al., 2001; Oh et al.
TNT와 RDX는 발암물질 몇 등급으로 규정되는가? 화약물질인 TNT와 RDX는 미국 환경청 기준에 의하면 C급 발암물질로 규정되어 있으며(Jeffrey et al., 1994), 자연계로 방출될 경우 자연생태계 및 인간에 큰 악영향을 줄 수 있다.
고성능화약의 대표적인 예시는? 화약물질들은 군 사격장, 건설공사, 화약 및 포탄 제조창 등의 특수한 목적에 사용되는 물질로 HMX(octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine), RDX(hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine) 및 TNT(2,4,6-trinitrotoluene)가 대표적인 고성능화약(high explosives)으로 분류된다(Fig. 1).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (31)

  1. 배범한, 1999, 금속 철을 이용한 TNT 환원시의 동역학 산정, 한국토양학회지, 4, 97-108 

  2. 한국수자원공사, 다락대 사격장내 토양오염 정밀조사를 통한 한탄강댐 수질예측 및 복원공법 연구 (2002) 

  3. 한국수자원공사, 군남홍수조절지 건설사업 사격장 피탄지 토양오염 정밀조사 보고서 (2005) 

  4. Bae, B., Nurmi, J.T., and Tratnyek, P.G., Reductive degradation of hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine(RDX)with zero valent iron in the presence of electron transfer mediators, Proceedings of Society of Environmental Toxicology and Chemistry Conference, Portland, (2005) 

  5. Bandstra, J.Z., Miehr, R., Jonhson, R.L., and Tratnyek, P.G., 2005, Reduction of 2,4,6-trinitrotoluene by iron metal: Kinetic controls on product distribution in batch experiments, Environ. Sci. Technol., 39(1) 230-238 

  6. Borch T. and Gerlach, R., 2004, Use of reversed-phase high-performance liquid chromatography-diode array detection for complete separation of 2,4,6-trinitrotoluene Metabolites and EPA method 8330 explosives: Influence of temperature and an ionpair reagent, J. Chromatography A, 1022, 83-94 

  7. Devlin, J.F., Klausen, J., and Schwarzenbach, R.P., 1998, Kinetics of nitroaromatic reduction on granular iron in recirculating batch experiments, Environ. Sci. Technol., 32(13), 1941-1947 

  8. Dunnivant, F.M., Schwarzenbach, R.P., and Macalady, D.L., 1992, Reduction of substituted nitrobenzenes in aqueous solutions containing natural organic matter, Environ. Sci. Technol., 26(11), 2133-2141 

  9. Feng, J. and Lim, T.-T., 2005, Pathways and kinetics of carbon tetrachloride an chloroform reductions by nano-scale Fe and Fe/ Ni particles: comparison with commercial micro-scale Fe and Zn, Chemosphere, 59, 1267-1277 

  10. Gregory, K.B., Larese-Casanova, P., Parkin, G.E., and Scherer, M.M., 2004, Abiotic transformation of hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine by FeII bound to magnetite, Environ. Sci. Technol., 38(5), 1408-1414 

  11. Harderlein, S.B., Weissmahr, K.W., and Schwarzenbach, R. P., 1996, Specific adsorption of nitroaromatic explosives and pesticides to clay minerals, Environ. Sci. Technol., 30(2), 612-622 

  12. Jeffrey, I.D. and John, P.K., Human Health Risks from TNT, RDX, and HMX in Environmental Media and Consideration of the U.S. Regularoty Environment, Lawrence Livermore National Laboratory, UCRL-JC-119715 (1994) 

  13. Jenkins, T.F., Pennington, J.C., Ranney, T.A., Berry, T.E., Miyares, P.H., Walsh, M.E., Hewitt, A.D., Perron, N.M., Parker, L.V., Hayes, C.A., and Wahlgren, E.G., Characterization of Explosives Contamination at Military Firing Range, Tech Rep. ERDC TR-01-5, USACE Engineering Research and Development Center, Vicksburg, MS (2001) 

  14. Klausen J., Trober S.P., Haderlein S.B., and Schwarzenbach, R.P., 1995, Reduction of substituted nitrobenzens by Fe(II) in aqueous mineral suspensions, Environ. Sci. Technol., 29(9), 2396-2404 

  15. Lien, H.-L. and Zhang, W.-Z., 2001, Nanoscale iron particles for complete reduction of chlorinated ethenes, Colloids and Surfaces, 191, 97-105 

  16. McCormick, M.L. and Adriaens, P., 2004, Carbon tetrachloride transformation on the surface of nanoscale biogenic magnetite particles, Environ. Sci. Technol., 38(4), 1045-1053 

  17. Monteil-Rivera, F., Paquet, L., Halasz, A., Montgomery, M.T., and Hawari, J., 2005, Reduction of octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine by zero valent iron: Product distribution, Environ. Sci. Technol., 39(24), 9725-9731 

  18. Nurmi, J.T., Tratnyek, P.J., Sarathy, V., Baer, D.R., Amonette, J.E., Pecher, K., Wang, C., Linehan, J.C., Matson, D.W., Penn, R.L., and Driessen, M.D., 2005, Characterization and properties of metallic iron nanoparticles: Spectroscopy, electrochemistry, and kinetics, Environ. Sci. Technol., 39(5), 1221-1230 

  19. Oh, B.-T., Just, C.L., and Alvarez, P.J., 2001, Hexahydro-1,3,5-trinitro- 1,3,5-triazine mineralization by zerovalent iron and mixed anaerobic cultures, Environ. Sci. Technol., 35(21), 4341-4346 

  20. Oh, S.-Y., Cha, D.K., Kim, B.J., and P.C. Chiu, 2002, Effect of adsorption to elemental iron on the transformation of 2,4,6-trinitrotoluene and hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine in solution, Environ. Tox. Chem., 21(7) 1384-1389 

  21. Ringelberg, D.B., Reynolds, C.M., Walsh, M.E., and Jenkins, T.F., 2003, RDX loss in a suface soil under saturated and well drained conditions, J. Environ., Qual. 32, 1244-1249 

  22. Schwarzenbach, R.P., Stierli, R., Lanz, K., and Zeyer, J., 1990, Quinone and iron porphyrin mediated reduction of nitroaromatic compounds in homogeneous aqueous solution, Environ. Sci. Technol., 34(10), 1566-1574 

  23. Shermata, T.W., Halasz, A., Paquet, L., Thiboutot, S., Ampleton, G., and Hawari, J., 2001, The fate of cyclic nitramine explosives RDX in nature, Environ. Sci. Technol., 35(6), 1037-1040 

  24. Singh, J., Comfort, S.D., and Shea, P.J., 1999, Iron-mediated remediation of RDX-contaminated water and soil under controlled Eh/pH, Environ. Sci. Technol., 33(9), 1488-1494 

  25. Spain, J.C., Hughes, J.B., and Knackmuss, H.-J, Biotransformation of Nitroaromatic Compounds and Explosives, Lewis Publishers (2000) 

  26. Timothy, L.J., Fish, W., Gorby, Y.A., and Tratnyek, P.G., 1998, Degradation of carbon tetrachloride by iron metal: Complexation effects on the oxide surface, J. of Contam. Hydrol., 29, 379-398 

  27. U.S. EPA, Health Advisory for Hexahydor-1,3,5-trinitro-1,3,5- triazine (RDX) Criteria and Standard Division, Office of Drinking Water, Washington, DC (1988) 

  28. U.S. EPA, Health Advisory for 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) Criteria and Standard Division, Office of Drinking Water, Washington, DC (1988) 

  29. Wanaratna, P., Christodoulatos, C., and Sidhoum, M., 2006, Kinetics of RDX degradation by zero-valent iron(ZVI), J. Hazard. Mater., 136(1), 68-74 

  30. Wang, C.Y., Zheng, D., and Hughes, J.B., 2000, Stability of hydroxylamino- and amino-intermediates from reduction of 2,4,6-trinitrotoluene, 2,4-dinitrotoluene, and 2,6-dinitrotoluene, Bitechnol. Lett., 22(1), 15-19 

  31. Zhang, B., Kendall, R.J., and Anderson, T.A., 2006, Toxicity of the explosive metabolites hexahydro-1,3,5-trinitroso-1,3,5-triazine (TNX) and hexahydro-1-nitroso-3,5-dinitro-1,3,5-triazine (MNX) to the earthworm Eisenia fetida, Chemosphere, 64, 86-95 

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로