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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 상수원수의 유기물 특성에 따른 염소처리시 THMs 및 HAAs 등의 DBPs 생성 특성을 보다 체계적으로 검토할 목적으로 국내 상수원수로부터 분리한 소수성, 친수성 성분과 강한 소수성 산으로 잘 알려져 있는 humic acid(HA)를 대상으로 이들의 염소처리시 THMs 및 HAAs의 생성능에 영향을 미치는 염소 접촉 시간, Br 농도, pH, 온도 등의 영향을 검토하였다.
- 그러나 이에 대한 연구는 유기물로 대부분 曲에 대해, 그리고 DBPs는 THMs 에 대해 연구가 수행되었다 2627). 본 연구에서는 다른 유기물 특성을 지닌 N-HPO, N-HPI 및 HA에 대해 Br「농도에 따른 DBPs의 생성능을 검토하기 위해 상기 유기 물에 대해 Br 농도를 0, 0.5, 1.0 및 2.0 m叽로 각각 조제하여 염소 농도를 시료 DOC 농도의 4배를 첨가한 후 24시간 반응시켰을 때 THMFP/DOC 및 HAAFP/DOC 와 생성되는 각 화학종을 검토하였다.
제안 방법
- THMs 및 HAAs의 생성능 시험은 먹는 물 수질 기준 관련 규정 집23에 준하여 측정하였으며, 이를 간단히 정리하면 다음과 같다. 시료의 pH를 6-8로 조정하고, 시료(pH: 6-8, Br「농도 0-2.0 mg/L) DOC 농도의 4배에 해당되는 염소 농도를 주입한 후")5-25℃의 범위에서 일정한 온도로 설정된 항온배양기에서 30분-6일 배양 하였고, 배양 후 잔류염소에 의한 추가적인 THMs, HAAs 생성을 억제하기 위해 소량의 Na2S2O3 및 NHQ1 을 첨가하였다. 배양된 시료에서 생성된 THMs 성분은 chloroform(CHC13), bromodichloromethane (CHCbBr), dibromochloromethane(CHClBr2), bro- moform(CHBr3)에 대해 autosampler(Varian Archon Purge and Trap AutosamplerX 부착한 Purge & Trap 장치 (T시mar Dohrmann 3100X 이용하여 GC(Varian CP 3800)/MS(Varian satum 2200)로 측정하였으며, 배양된 시료에서 생성된 HAAs 성분은 monochloroacetic acid(MCAA, Aldrich, 99.
- 45 um GF/C fUter 로 여과한 후 DOC 와 254 nm에서 흡광도를 측정하였다. DOC는 TOC analyzer(Shimadzu TOC-Vcph)로 total carbon(TC) 농도와 inorganic carbon(IC) 농도를 측정하여 그 차이로부터 구하였으며, UV254는 UV/ Visible spectrophotometer(Shimadzu UV-1601)로 측정하였다. 시료 중의 BFe Ion chromatograph (Dionex 500)로, NH3-N는 흡광광도법 (Indophenol 법, Shimadzu UV-1601), pH는 pH meter(Orion 250A)를 사용하여 측정하였다.
- 즉, N-HPI 및 N-HPO의 분리과정은 다음과 같다. N-RW의 농축 수를 HC1 로 pH 2가 되도록 조절한 후 Amberlite XAD-8 resin(Rhom와 Haas, Philadelphia, USA)이 충진된 유리 칼럼에 대략 0.5-1 mL/min의 속도로 통과시킨 후, 초기 10 mL가량의 여과수를 폐기하고 난 후에 여과수를 채취하여 N-HPI 시료로 하였다. N-HPO 시료는 XAD-8 resin에 흡착된 것을 0.
- 국내 상수원수의 유기물 특성에 따른 THMs 및 HAAs 등의 DBPs 생성 특성을 검토하기 위해 낙동강 상수원수(N-RW)로부터 농죽, 분리한 소수성 성분 (N-HPO), 친수성 성분(N-HPI), 대표적 강한 소수성 성분인 휴믹산(HA)을 대상으로 하여 이들의 염소 처리 시 THMs 및 HAAs 의 생성능(THMFP, HAAFP) 에 영향을 미치는 염소 접촉 시간, Bf 농도, pH, 온도 등의 영향을 검토하였다.
- 모든 시료는 4笆에서 냉장 보관하였으며, 시료의 용 존성 유기물 측정을 위해 시료를 0.45 um GF/C fUter 로 여과한 후 DOC 와 254 nm에서 흡광도를 측정하였다. DOC는 TOC analyzer(Shimadzu TOC-Vcph)로 total carbon(TC) 농도와 inorganic carbon(IC) 농도를 측정하여 그 차이로부터 구하였으며, UV254는 UV/ Visible spectrophotometer(Shimadzu UV-1601)로 측정하였다.
- 0 mg/L) DOC 농도의 4배에 해당되는 염소 농도를 주입한 후")5-25℃의 범위에서 일정한 온도로 설정된 항온배양기에서 30분-6일 배양 하였고, 배양 후 잔류염소에 의한 추가적인 THMs, HAAs 생성을 억제하기 위해 소량의 Na2S2O3 및 NHQ1 을 첨가하였다. 배양된 시료에서 생성된 THMs 성분은 chloroform(CHC13), bromodichloromethane (CHCbBr), dibromochloromethane(CHClBr2), bro- moform(CHBr3)에 대해 autosampler(Varian Archon Purge and Trap AutosamplerX 부착한 Purge & Trap 장치 (T시mar Dohrmann 3100X 이용하여 GC(Varian CP 3800)/MS(Varian satum 2200)로 측정하였으며, 배양된 시료에서 생성된 HAAs 성분은 monochloroacetic acid(MCAA, Aldrich, 99.8%), mono- bromoacetic acid(MBAA, Supelco, 99.9%), dichloroacetic acid(DCAA, Wako, 99.7%), trichloroacetic acid(TCAA, Wako, 99.8%), bromochloroacetic acid (BCAA, Fluka, 97%), bromodichloroacetic acid (BDCAA, Supelco, 99.9%), dibromoacetic acid(DBAA, Fluka, 98%), chlorodibromoacetic acid(CDBAA, Supelco, 99.9%), tribromoacetic acid(TBAA, Fluka, 98%) 등의 9가지 HHAs에 대해 H2SO4 산성 조건에서 MTBE(methyl tert-butyl ether)로 추출한 후 H2SO4/ methanol 용액으로 methyl 유도 체화하여 이를 auto- sampler(Varian CP 8200) 및 GC-ECD(Varian CP 380이를 사용하여 측정하였다. THMs 및 HAAs의 검출한계는 S/T03으로 설정하여 측정하였으며, 검량선 은 분석 시료의 종류에 따라 4가지 농도를 조제하여 실험하였으며, 모든 표준물질의 결정계수(0는 99% 이상의 매우 양호한 직선성을 나타내었다.
- 일반적으로 반응용액의 온도가 높아질수록 THMFP 은 증가되며, 반응용액의 pH에 따라 THMFP는 차이가 나는 것으로 알려져 있다応28). 본 연구에 사용된 유 기물에 대해 THMFP 및 HAAFP에 미치는 반응온도의 영향을 검토하기 위해 각 시료에 대해 반응온도를 5, 15 및 25℃로 변화 시켜 그 영향을 검토하여 Fig. 9에 나타내었다. 그림에서 보여지는 바와 같이 반응온도가 높아짐에 따라 THMFP 및 HAAFPe 증가하였으며, 증가율은 5℃ 에서 25℃ 로 20℃ 높아짐에 따라 N- HPO, N-HPI 및 HA에 대해 THMFPe 각각 1.
- 이와 같이 염소 처리 시 생성되는 DBPs에 관한 연구는 수 중 휴믹질이 DBPs의 주요한 유기 전구물질인 것이 보고詞된 이후 많은 연구자가 DBPs의 생성능을 匡가하거나 DBPs의 생성과 NOM(natural organic matter) 의 화학적 성질과의 관계를 규명할 유용한 surrogate 파라미터를 찾을 목적으로 휴믹 질 특성 (UV 흡광도, 분자 크기, 카르복실성 및 페놀성 OH 농도, 활성화된 방향족 화합물의 농도)과의 상관성을 검토하였으며, 이들 연구로부터 DBPs와 수계의 다양한 휴믹 질 중에서 UV 흡광도, 분자 크기 및 활성화된 방향족화 합물의 농도와는 높은 상관성이 있다고 보고하였다御. 이와 같이 DBPs에 관한 연구는 오래전부터 많이 수행되었지만 N0M을 구성하는 성분 중 소수성 성분 (hydrophobic fraction)인 휴믹 질에 의한 영향이 큰 것으로 파악되어, 연구도 소수성 성분에 초점을 맞추어 진행되었고, 그리고 DBPs는 대부분 THMs에 대해 수행되었다. 그러나 수 중 유기물 중 친수성 성분(hydrcjMc fraction)에 의해서도 어느 정도 높은 DBPs를 생성한다고 보고되고 있으며, 분석기술의 발달로 THMs 외에 다른 DBPs에 관한 연구 결과 HAAs도 매우 높은 농도를 보인다고 보고되고 있으며, 상수원수에 따라 THMs와 HAAs의 생성능의 비율은 큰 차이를 보인다고 보고하고 있다.
대상 데이터
- 분리된 N-HPI 및 N-HPO 시료는 사용하기 전에 HNOa/NaOH를 사용하여 pH 6-8로 조정하였다. N-HPO와 N-HPI 시료는 실험 시에 DOC 농도, 시료의 양 및 편의성 등을 고려하여 50배 희석하여 사용하였다. 여기서 XAD-8 resine 사용하기 전에 resin 자체의 DOC 농도가 높기 때문에 soxhlet 추출장치를 이용하여 hexane, methanol, acetoni- trile(HPLC grade, Merck, Germany)로 각각 24시간 동안 추출한 후 0.
- 본 연구의 THMs 및 HAA의 생성 특성을 검토하기 위해 사용된 유기물은 경남 함안군 칠서정수장 수원지에서 채수한 낙동강 원수(N-RW)를 정밀여과(hollow fiber-polyacrylonitrile, pore size: 0.01 ㎛) 및 역삼투 압(Hydronautics Ltd., ESNA-2540, Spiral wound with polyamines, salt exclusion ratio 99.4%) 에 의해 농축하였고, 이를 LeheefD의 방법에 따라 친수성 성분 (hydrophilic fraction: N-HPI) 및 소수성 성분 (Hydrophobic fraction: N-HPO)으로 분리하여 사용하였다. 즉, N-HPI 및 N-HPO의 분리과정은 다음과 같다.
이론/모형
- THMs 및 HAAs의 생성능 시험은 먹는 물 수질 기준 관련 규정 집23에 준하여 측정하였으며, 이를 간단히 정리하면 다음과 같다. 시료의 pH를 6-8로 조정하고, 시료(pH: 6-8, Br「농도 0-2.
- DOC는 TOC analyzer(Shimadzu TOC-Vcph)로 total carbon(TC) 농도와 inorganic carbon(IC) 농도를 측정하여 그 차이로부터 구하였으며, UV254는 UV/ Visible spectrophotometer(Shimadzu UV-1601)로 측정하였다. 시료 중의 BFe Ion chromatograph (Dionex 500)로, NH3-N는 흡광광도법 (Indophenol 법, Shimadzu UV-1601), pH는 pH meter(Orion 250A)를 사용하여 측정하였다.
성능/효과
- Fig. 5는 첨가된 Br 농도에 따른 각 유기물의 THMFP/DOO 나타낸 것으로, 그림에서 보여지는 바와 같이 첨가되는 Br 농도가 증가함에 따라 첨가되지 않았을 때 보다 THmFPe N-HPO의 경우 3.1-4.1 배, N-HPI의 경우 2.3-2.5배, HA의 경우 6.0~7.6배로 첨가되는 Br 농도가 증가함에 따라 THMFP/DOC는 크게 증가하였으며, 또한 유기물 특성에 따라 차이를 보임을 알 수 있었다. 즉, 유기물의 소수성이 강할수록 THMFP/DOC는 더욱 크게 증가함을 알 수 있었다.
- 그러나 상기 N-HPO 및 N-HPI는 본 Bf 농도 및 반응시간에서 TBAA는 생성되 지 않았다. HA의 경우는 최초에 는 DCAA와 TCAA 만 생성되었으나 Br「농도가 0.5, 1.0 및 2.0 mg/L로 증가됨에 따라 이것은 8-4%로 크게 감소하였고, BCAA는 9-2%, DBAA는 34-38%, CDBAA는 14-3%, TBAA는 35-52%로 DBAA 및 TBAA가 주로 생성됨을 알 수 있었다. 위의 결과로부터 본 반응조건에서 Br- 농도가 증가함에 따라 N-HPO와 N-HPI는 다소 차이는 있지만 DBAA가, HA의 경우는 DBAA와 TBAA가 주로 생성됨을 알 수 있었다.
- N-HPI의 경우도 N-HPO와 유사하게 Br「이 첨가되지 않았을 때 CHC13 41%, CHClzBr 40%, CHCIBr2 19%였으나 Br~ 농도의 증가에 따라 CHCh, CHChBre 생성되지 않고 CHCIBe는 감소하면서 CHBn이 81-95%로 CHBe이 주로 생성됨을 알 수 있다. HA의 경우도 최초 CHCk 이 100%였으나 다른 유 기물에서와 마찬가지로 Br- 농도의 증가에 따라 CHBr3이 82-98%로 주로 생성됨을 알 수 있었다.
- 0 mg/土로 증가됨에 따라 CHC13은 생성되지 않고, CHClzBre 5-0%, CHCIBe는 19-6%, CHBn 는 76-94%로 Br「농도가 증가됨 에 따라 전부 brominated THMs이 생성되며, CHClse 최대 농도의 CHClzBr, CHCIBe를 거쳐 CHBe이 주로 생성됨을 알 수 있다. N-HPI의 경우도 N-HPO와 유사하게 Br「이 첨가되지 않았을 때 CHC13 41%, CHClzBr 40%, CHCIBr2 19%였으나 Br~ 농도의 증가에 따라 CHCh, CHChBre 생성되지 않고 CHCIBe는 감소하면서 CHBn이 81-95%로 CHBe이 주로 생성됨을 알 수 있다. HA의 경우도 최초 CHCk 이 100%였으나 다른 유 기물에서와 마찬가지로 Br- 농도의 증가에 따라 CHBr3이 82-98%로 주로 생성됨을 알 수 있었다.
- 본 연구에 사용된 유기물 시료의 특성을 Table 1에 나타내었다. N-RW로부터 분리한 소수성 성분 (N-HPO)과 친수성 성분(N-HPI)은 56 : 44의 비율을 보였는데, 이는 염 등⑺이 보고한 한강 원수와 유사한 결과이나 이 등⑸ 및 황 등®이 보고한 국내 상수원수 중에 친수성 성분이 50-70% 정도로 소수성 성분보다 높다는 결과와 상이함을 보였다. 이러한 결과는 상수 원수의 지역적 특성 및 채수 시기에 따라 차이가 있음을 보여주고 있다.
- N0M의 물리 화학적 특성을 나타내며 UV254/DOC xl(X)(L . m %gC)로 정의되는 SUVA(specific UV absorbance)는 N-HPO, N-HPI 및 HA에 대해 각각 2.19, 1.15 및 7.92의 값을 보였다. 이들 값을 Reckhow 등& 및 Edzwald24'에 의한 미국의 Forge pond로부터 분리된 각 NOM 의 SUVA 값으로 검토하면, 본 연구에 사용된 HA의 SUVA값(7.
- 68배, HA는 1.Q1-L13 배로 유기물 특성에 따라 차이를 보이며, 강한 소수성 산인 HA만이 거의 변화가 없었으나 N-HPO와 N-HPI는 오히려 크게 감소함을 알 수 있었다. 이는 N-HPO의 경우 Bf 이 첨가되지 않았을 때 대부분을 차지하고 있는 DCAA와 TCAA7} Br- 농도의 증가에 따라 크게 감소하였으나 이에 대응하는 농도의 brominated HAAs가 생성되지 않았기 때문이고, N-HPI의 경우 Br「이 첨가되지 않았을 때 역시 대부분을 차지하고 있는 DCAA, TCAA 및 BCAA가 Br- 농도의 증가에 따라 크게 감소하였으나 이에 대응하는 농도의 brominated HAAs가 역시 생성되지 않았기 때문이다.
- 9%), tribromoacetic acid(TBAA, Fluka, 98%) 등의 9가지 HHAs에 대해 H2SO4 산성 조건에서 MTBE(methyl tert-butyl ether)로 추출한 후 H2SO4/ methanol 용액으로 methyl 유도 체화하여 이를 auto- sampler(Varian CP 8200) 및 GC-ECD(Varian CP 380이를 사용하여 측정하였다. THMs 및 HAAs의 검출한계는 S/T03으로 설정하여 측정하였으며, 검량선 은 분석 시료의 종류에 따라 4가지 농도를 조제하여 실험하였으며, 모든 표준물질의 결정계수(0는 99% 이상의 매우 양호한 직선성을 나타내었다.
- THMs 및 HAAs의 생성능에 미치는 Bf 농도의 영향은 첨가된 Bf 농도가 증가함에 따라 유기물 특성에 관계없이 첨가되지 않았을 때 보다 THMFPe 크게 증가하였고, 유기물의 소수성이 강할수록 그 증가 폭은 컸다. 그러나 BF 농도가 증가함에 따라 HAAFPe 첨가되지 않았을 때 보다 N-HPO 및 N-HPI의 경우 오히려 감소하였고, HA는 유사하였는더〕, 이는 각 유기물을 〒성하는 성분에 따라 Br「과의 반응 결과 brominated HAAs가 생성되나 이의 생성속도 및 생성 화학종에 手이에 기인하는 것으로 판단된다.
- Table 2는 상기 유기물에 대해 염소접촉 시간에 따라 생성되는 각 HAAFP의 총 HAAFP에 대한 비율을 나타낸 것으로 N-HPO의 경우 DCAA와 TCAA합의 생성 능이 총 HAAFP의 95-99%, BCAA의 생성능이 1-5%, N-HPI의 경우 DCAA와 TCAA 합의 생성 능이 62-74%, BCAA의 생성능이 20-26%, DBAA 생성능 이 5-8%, BDCAA 생성 능은 0-8%, HA] 경우 DCAA 와 TCAA 합의 생성 능은 100%로 소수성 성분의 유기물로부터 생성되는 HAAs는 대부분이 DCAA와 TCAA이며, 친수성 성분의 유기물로부터 생성되는 HAAs 는 DCAA 와 TCAA 외에 BCAA, DBAA, BDCAA 등의 brominated HAAs도 다소(26-38%) 생성됨을 알 수 있었으며, MCAA, MBAA, CDBAA 및 TBAA 등은 모든 유기물 시료에서 생성되지 않았다. 특히, N-HPO와 N-HPI는 유사한 농도의 BF를 함유 함에도 불구하고 HAAs의 화학종에 차이를 보이는데, 이는 상기 염소접촉 시간에 따른 THMs의 생성에서 언급한 바와 같이 명확히 설명하기는 어려우나 이들 유 기물의 구성성분에 따른 HAAs의 생성 메카니즘의 차이에 의한 것으로 추정된다.
- 각 HAA의 총 HAAs에 대한 생성 능의 비율은(Fig. 8, ) N-HPO의 경우 최초 DCAA와 TCAA의 합이 98%, BCAA가 2%였으나 첨가되는 Br「농도가 0.5, 1.0 및 2.0 mg/L로 증가됨에 따라 DCAA와 TCAA의 합은 총 HAAs의 35-28%, BCAA는 20-6%, DBAA는 46-66%로 Br~ 농도가 증가함에 따라 최대 농도의 BCAA를 거쳐 DBAA으로 전환되었고, N-HPI의 경우 최초 DCAA와 TCAA의 합이 68%, BCAA가 24%, DBAA가 8%였으나 Br 농도가 증가함에 따라 DCAA 와 TCAA의 합은 34-30%, BCAA는 22-11%, DBAA 는 44-59%로 Br「농도가 증가함에 따라 DCAA, TCAA 및 BCAA는 크게 감소하였고, DBAA는 크게 증가함을 알 수 있었다. 그러나 상기 N-HPO 및 N-HPI는 본 Bf 농도 및 반응시간에서 TBAA는 생성되 지 않았다.
- THMs 및 HAAs의 생성능에 미치는 Bf 농도의 영향은 첨가된 Bf 농도가 증가함에 따라 유기물 특성에 관계없이 첨가되지 않았을 때 보다 THMFPe 크게 증가하였고, 유기물의 소수성이 강할수록 그 증가 폭은 컸다. 그러나 BF 농도가 증가함에 따라 HAAFPe 첨가되지 않았을 때 보다 N-HPO 및 N-HPI의 경우 오히려 감소하였고, HA는 유사하였는더〕, 이는 각 유기물을 〒성하는 성분에 따라 Br「과의 반응 결과 brominated HAAs가 생성되나 이의 생성속도 및 생성 화학종에 手이에 기인하는 것으로 판단된다. 그리고 Bf 농도가 증가에 따라 생성되는 화학종은 THMs의 경우 유기물 특성에 관계없이 CHCbe 최대 CHClzBr, CHClBr? 를 거쳐 CHBr3이 주로 생성되었고, HAAs의 경우 N- HPO 및 N-HPI에서는 DCAA 및 TCAA는 최대 BCAA를 거쳐 DBAA가 주로 생성되었고, HA의 경우 DBAA 및 TBAA가 주로 생성되었다.
- 즉, 전자의 pH는 후자보다 pH가 높으므로 THMFP이 많이 생성되며, HAAFP는 적게 생성되는 하나의 인자로 설명될 수 있다고 보고하였다. 그러나 같은 소수성 물질인 N-HPO와 HA에 대해 pH의 영향 을 비교하면, N-HPO는 본 연구에 사용된 유기물 중에서 THMFP이 가장 크게 증가한 반면 HAAFP는 가장 크게 감소하였고 HA는 이들 DBPs의 생성에 대해 반대의 결과를 보였다. 즉, 같은 소수성 유기물이더라도 THMFP 및 HAAFP는 차이를 보임을 알 수 있는데, 이는 유기물을 구성하는 성분에 따른 이들 물질의 생성 메카니즘의 차이로 판단된다.
- 9배 비율로 증가하였다. 그리고 각 유기물의 염소접촉 시간에 따른 THMFP/DOO 살펴보면 N-HPO 및 N-HPI에 대해서는 각 염소접촉 시간에 관계없이 비슷한 농도를 보였으나, 순수한 강한 소수성 산인 HA는 48시간까지는 N-HPO, N-HPI4 비슷한 생성 능을 보였으나 접촉 시간이 증가할수록 이들 유기물보다는 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 따라서 수중에 강한 소수성 산인 HA가 함유되어.
- 1의 시료의 유기물 특성에서 언급한 바와 같이 본 연구의 시료와 염 등功이 보고한 시료는 SUVA와 소수성 성분과 친수성 성분의 비 등에서 유사한 값을 보이고 있으나 본 결과에서 차이를 보였는데, 이에 대해 현재 명확한 설명은 어려우나 이들 시료 중에 함유되어 있는 염소접촉인 자인 Br; NH3-N 등의 수질인 자의 차이에 의한 것으로 추정된다. 그리고 본연구결과는 낙동강 매리 원수에 대해 2002년 6월부터 2003년 10월 동안 4회의 결과에서 24시간 염소접촉 시 HAAFPe THMFP에 비해 친수성 성분의 경우 0.9-1.9배, 소수성 성분은 0.4-0.5배 보였다고 보고한 손 등(2)의 결과와 차이를 보였으며, 특히 소수성 성분에 대해서는 본연구결과와 반대의 경향을 보였다. 이는 원수의 수질 및 염소접촉 시간 차이에 기인되는 것으로 사료된다.
- 9에 나타내었다. 그림에서 보여지는 바와 같이 반응온도가 높아짐에 따라 THMFP 및 HAAFPe 증가하였으며, 증가율은 5℃ 에서 25℃ 로 20℃ 높아짐에 따라 N- HPO, N-HPI 및 HA에 대해 THMFPe 각각 1.95배, 2.23배, 2.0배, HAAFPe 각각 1.65배, 2.17배, 2.34배로 유기물의 특성에 따라 THMFP 및 HAAFP 증가율은 다소 차이를 보이지만 THMFP에 대해서는 Peters 등 28) 이 보고한 반응온도가 20℃차이 날 때 은 약 2배 정도의 차이를 보인다는 결과와 일치하였고, 본 조건에서 유기물 특성에 따른 HAAFP의 차이는 수질인 자의 영향인 것으로 판단된다.
- 반응온도가 높아짐에 따라 유기물 특성에 따라 다소 차이를 보이지만 THMFP 및 HAAFP는 증가하였고, pH는 알칼리 영역으로 갈수록 유기물 특성에 관계없이 THMFPe 증가하였고 HAAFPe 감소하였다. 그러나 유기물 특성에 따라 특히, 같은 소수성 유기물이 더 라도 THMFP 및 HAAFP의 증가율 또는 감소율은 차이를 보였는데, 이는 유기물을 구성하는 성분에 따른 이들 물질의 생성 메카니즘의 차이로 판단된다
- 그러나 HA의 경우 Br「이 첨가되지 않았을 때 대부분을 차지하고 있는 DCAA와 TCAA가 Bf 농도의 증가에 따라 크게 감소하였으나 이에 대응하는 농도의 brominated HAAs7} 생성 되었기 때문에 HAAFP 은 Br「농도 변화에 따라 거의 변화를 보이지 않았다. 본연구결과로부터 유기물 특성에 따라 특히, 같은 소 수성 유기물에서도 이를 구성 하는 성분에 따라 Br「과 의 반응 결과 HAAFP에 큰 차이를 보임을 알 수 있었는데, 이는 각 유기물을 구성하는 성분에 따라 Br「과의 반응 결과 brominated HAAs가 생성되나 이의 생성속도 및 생성 화학종에 차이에 기인하는 것으로 판단된다(Fig. 8 참조).
- 6-35배 높았다. 본연구결과로부터 친수성의 유기물 성분은 염소 처리 시 HAAFP보다 THMFP에 기여하고, 소수성의 유기물 성분은 반대의 결과를 보이며 강한 소수성 산일수록 HAAFP에 보다 크게 기여함을 알 수 있었다. 그리고 그림에서 보여지는 바와 같이 상수원수로부터 분리된 N-HPO와 N-HPI의 경우 염소접촉 시간에 따른 THMFP과 HAAFP의 비율은 큰 변동을 보이지 않았다.
- N-RW로부터 농축. 분리한 N-HPO와 N-HPI는 56 : 44의 비율을 보였으며, NOM 의 물리 화학적 특성을 나타내며 UV254/DOC X 100(L . m「7mgC)로 정의되는 SUVA(specific UV absorbance) 는 N-HPO, N-HPI 및 HA에 대해 각각 2.19, 1.15 및 7.92의 값을 보였다.
- 상기 Br- 농도의 증가에 따른 THMs 및 HAAs의 생성능과 화학종의 결과로부터 Br 농도의 증가에 따라 THMs의 경우 bromination 반응이 쉽게 진행되어 생성량이 크게 증가하고 주로 생성되는 화학종도 CHBn이나 HAAs의 경우는 이의 생성량이 감소하고 생성되는 화학종도 HA를 제외하고 DBAA가 주로 생성되었는데, 이는 유기물의 구성 성분과 이에 따른 구 조적인 차이로 bromination 반응이 다소 느리게 진행되기 때문인 것으로 판단된다.
- 0 mg/L로 증가됨에 따라 이것은 8-4%로 크게 감소하였고, BCAA는 9-2%, DBAA는 34-38%, CDBAA는 14-3%, TBAA는 35-52%로 DBAA 및 TBAA가 주로 생성됨을 알 수 있었다. 위의 결과로부터 본 반응조건에서 Br- 농도가 증가함에 따라 N-HPO와 N-HPI는 다소 차이는 있지만 DBAA가, HA의 경우는 DBAA와 TBAA가 주로 생성됨을 알 수 있었다.
- 유기물 시료의 염소접촉 시간이 증가할수록 THMFP 및 HAAFPe 증가하였으며-이는 유기물 특성에 따라 차이를 보였는데, N-HPI의 경우 THMFP이 HAAFP 보다 크나 N-HIP 와 曲는 반대의 결과를 보이며 강한 소수성 산인 HA는 훨씬 큰 차이를 보임을 알 수 있다. 즉, 친수성의 유기물 성분은 염소 처리 시 HAAFP 보다 THMFP에 기여하고, 소수성의 유기물 성분은 반대의 결과를 보이며 강한 소수성 산일수록 HAAFP에 보다 크게 기여함을 알 수 있었다.
- 유기물 시료의 염소접촉에 따라 생성되는 DBPs의 화학종은 N-HPO의 경우 THMs에서는 CHCh, HAAs 에서는 DCAA와 TCAA이 90% 이상으로 거의 대부분 을 차지하였으며, N-HPI의 경우 THMs에서는 bro- minated THMs가 CHCh보다 다소 높은 비율로 HAAs에서는 DCAA와 TCAA이 62-74%로 N-HPO 보다는 낮은 비율로, 그리고 HA에서는 각각 CHCk, DCAA와 TCAA이 100% 생성되었다. 즉, 유기물의 소 수성이 강할수록 CHCls, DCAA와 TCAA의 생성비율이 증가하였다.
- 그리고 그림에서 보여지는 바와 같이 상수원수로부터 분리된 N-HPO와 N-HPI의 경우 염소접촉 시간에 따른 THMFP과 HAAFP의 비율은 큰 변동을 보이지 않았다. 이 결과를 한강 원수 및 수원의 원천 지하수 원수에 대해 3일, 7일 염소접촉 시 소수성 성분은 HAAFP이 THMFP에 비해 각각 1.8-2.4배, 1.3-1.4배, 친수성 성분은 각각 0.9T.1 배, 1.3-2.9배 생성되었다고 보고한 염 등⑺의 결과와 비교하면, 소수성 및 친수성 유기물 성분의 3일 염소접촉 시에서의 THMFP과 HAAFP는 본연구결과와 유사한 경향을 보이나 친수성 성분의 7일 염소접촉 시에서의 결과는 본연구결과와 달랐으며, 염소접촉 시간을 3일에서 7일로 증가시켰을 때 소 수성 성분은 THMFP이 보다 크게 증가하여 HAAFP 과 THMFP의 차이는 줄어들었고, 친수성 성분은 HAAFP가 보다 크게 증가하여 본 연구와 상이한 결과를 보였다. 상기 3.
- 92의 값을 보였다. 이들 값을 Reckhow 등& 및 Edzwald24'에 의한 미국의 Forge pond로부터 분리된 각 NOM 의 SUVA 값으로 검토하면, 본 연구에 사용된 HA의 SUVA값(7.92)는 강한 소수성 산인 HA 는 6이상이다고 한 결과와 일치하고 있으며, N-HPO 의 값(2.19)은 phenol, tannin 등 약한 소수성 산(3.5)과 중성 및 염기성의 소수성 성분(1 미만)이 혼합되어 있는 것으로 사료되며, 이 값은 염 등⑺이 보고한 한강 원수 및 수원의 원천 지하수에서의 각각 소수성 유기물 성분의 값인 2.1, 2.4과 유사하나, Huang과 Yeh23이 보고한 대만 Feng-San 정수장 원수로부터 분리한 각 소수성 성분의 값 0.77-1.99보다는 높은 값이다. 그리고 친수성 성분 N-HPI)은 1.
- 그림에서 보여지는 바와 같이 반응 용액의 pH가 알카리 영역으로 갈수록 유기물의 종류에 관계없이 THMFPe 증가하였으나 HAAFPe 감소함을 알 수 있었다. 즉 pH가 6에서 8로 산성에서 알 카리 영 역으로 갈수록 N-HPO, N-HPI 및 HA에 대해 THMFPe 각각 2.93배, 2.02배, 1.31 배 증가하였으나 HAAFP는 각각 0.47배, 0.84배, 0.89배 감소하였다. 이에 대해 Miller와 Uden* 과 Peters 등2®은 THMs 의 생성은 염기촉매화 과정이므로 반응용액의 pH가 알카리 성으로 갈수록 증가하며, HAAs는 THMs와 달리 산성 조건에서 더 많이 생성된다고 보고하였다.
- N-HPI의 경우 THMFP이 HAAFP보다 크나 N-HPO와 HA는 반대의 결과를 보이며 강한 소 수성 산인 HA는 훨씬 큰 차이를 보임을 알 수 있다. 즉, 1-6일 염소접촉 시간에서 HAAFP를 THMFP와 비교하여 보면 N-HPI의 경우 각각 0.8-1.0배, N-HPO의 경우 1.1-1.3배, HA의 경우 각각 2.6-35배 높았다. 본연구결과로부터 친수성의 유기물 성분은 염소 처리 시 HAAFP보다 THMFP에 기여하고, 소수성의 유기물 성분은 반대의 결과를 보이며 강한 소수성 산일수록 HAAFP에 보다 크게 기여함을 알 수 있었다.
- 유기물 시료의 염소접촉에 따라 생성되는 DBPs의 화학종은 N-HPO의 경우 THMs에서는 CHCh, HAAs 에서는 DCAA와 TCAA이 90% 이상으로 거의 대부분 을 차지하였으며, N-HPI의 경우 THMs에서는 bro- minated THMs가 CHCh보다 다소 높은 비율로 HAAs에서는 DCAA와 TCAA이 62-74%로 N-HPO 보다는 낮은 비율로, 그리고 HA에서는 각각 CHCk, DCAA와 TCAA이 100% 생성되었다. 즉, 유기물의 소 수성이 강할수록 CHCls, DCAA와 TCAA의 생성비율이 증가하였다. 그리고 특히, N-HPO와 N-HPI는 유사한 농도의 Br「를 함유함에도 불구하고 생성되는 이들 DBPs의 화학종에 차이를 보이는데, 이는 현재 명확히 실명하기는 어려우나 이들 유기물의 구성성분에 따른 DBPs의 생성 메카니즘의 차이에 의한 것으로 추정된다.
- 6배로 첨가되는 Br 농도가 증가함에 따라 THMFP/DOC는 크게 증가하였으며, 또한 유기물 특성에 따라 차이를 보임을 알 수 있었다. 즉, 유기물의 소수성이 강할수록 THMFP/DOC는 더욱 크게 증가함을 알 수 있었다. 이러한 결과는 송翊이 HA에 Br 농도를 0.
- 이러한 결과는 상수 원수의 지역적 특성 및 채수 시기에 따라 차이가 있음을 보여주고 있다. 즉, 지역적 특성 및 채수 시기에 따라 상수원수 중에 자연적으로 생성되거나 자연적 또는 인위적으로 유입되는 유기물의 종류와 이들 유기물의 미생물 또는 태양광 등의 분해작용에 의해 차이를 보임을 알 수 있다.
- 유기물 시료의 염소접촉 시간이 증가할수록 THMFP 및 HAAFPe 증가하였으며-이는 유기물 특성에 따라 차이를 보였는데, N-HPI의 경우 THMFP이 HAAFP 보다 크나 N-HIP 와 曲는 반대의 결과를 보이며 강한 소수성 산인 HA는 훨씬 큰 차이를 보임을 알 수 있다. 즉, 친수성의 유기물 성분은 염소 처리 시 HAAFP 보다 THMFP에 기여하고, 소수성의 유기물 성분은 반대의 결과를 보이며 강한 소수성 산일수록 HAAFP에 보다 크게 기여함을 알 수 있었다.
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