건강유해물질인 perchlorate로 인한 음용수의 오염은 국 내외적으로 심각히 대두되고 있으나, 전세계적으로 perchlorate에 대한 국가 차원의 규제 기준을 가진 곳은 아직 없고 발암물질로 구분되지도 않은 상황이다. 최근엔 미국 환경청(US EPA)에서 perchlorate의 예방적 복원 지침서를 발표하였으며, perchlorate 분석 및 저감기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 국내에서는 perchlorate에 대한 먹는 물 수질기준이나 배출 허용 기준 등이 설정되어 있지 않고, perchlorate에 관한 국내 연구는 초기 단계에 머무르고 있다. 본 연구에서는 perchlorate의 성상 및 인체 유해성에 관해 간단히 고찰하였고, 기존의 이온교환(Ion exchange), 생물반응기(Bioreactor), 액상 탄소 흡착(Liquid Phase Carbon Adsorption), 퇴비화 처리(Composting), 현장 생물학적 정화(In Situ Bioremediation), 투수성 반응 벽체(Permeable Reactive Barrier), 식물정화법(Phytotechnology), 막분리기술(Membrane Technologies) 등과 같은 저감 기술의 장단점 및 효율에 관해 소개하였다. 최근 활발히 진행되고 있는 투수성 반응 벽체와 생물학적 환원 기술의 통합 등에 대한 연구 및 분석기술 개발에 대해서도 소개하였다. 본 논문을 통해 향후 국내 실정에 맞는 고효율의 perchlorate 국내저감기술 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
건강유해물질인 perchlorate로 인한 음용수의 오염은 국 내외적으로 심각히 대두되고 있으나, 전세계적으로 perchlorate에 대한 국가 차원의 규제 기준을 가진 곳은 아직 없고 발암물질로 구분되지도 않은 상황이다. 최근엔 미국 환경청(US EPA)에서 perchlorate의 예방적 복원 지침서를 발표하였으며, perchlorate 분석 및 저감기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 국내에서는 perchlorate에 대한 먹는 물 수질기준이나 배출 허용 기준 등이 설정되어 있지 않고, perchlorate에 관한 국내 연구는 초기 단계에 머무르고 있다. 본 연구에서는 perchlorate의 성상 및 인체 유해성에 관해 간단히 고찰하였고, 기존의 이온교환(Ion exchange), 생물반응기(Bioreactor), 액상 탄소 흡착(Liquid Phase Carbon Adsorption), 퇴비화 처리(Composting), 현장 생물학적 정화(In Situ Bioremediation), 투수성 반응 벽체(Permeable Reactive Barrier), 식물정화법(Phytotechnology), 막분리기술(Membrane Technologies) 등과 같은 저감 기술의 장단점 및 효율에 관해 소개하였다. 최근 활발히 진행되고 있는 투수성 반응 벽체와 생물학적 환원 기술의 통합 등에 대한 연구 및 분석기술 개발에 대해서도 소개하였다. 본 논문을 통해 향후 국내 실정에 맞는 고효율의 perchlorate 국내저감기술 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
Perchlorate contamination in aquatic system is a growing concern due to the human health and ecological risks associated with perchlorate exposure. In spite of potential risks associated with perchlorate, drinking water standard has not been established worldwide. Recently, US EPA has issued new pro...
Perchlorate contamination in aquatic system is a growing concern due to the human health and ecological risks associated with perchlorate exposure. In spite of potential risks associated with perchlorate, drinking water standard has not been established worldwide. Recently, US EPA has issued new protective guidance for cleaning up perchlorate contamination with a preliminary clean-up goal of 24.5 ppb. In Korea, the drinking water standard and discharge standard for perchlorate has not been established yet and little information is available to address perchlorate problems. Perchlorate treatment technologies include ion exchange, microbial reactor, carbon adsorption, composting, in situ bioremediation, permeable reactive barrier, phytoremediation, and membrane technology. The process description, capability, and advantage/disadvantages of each technology were described in detail in this review. One of recent trends in perchlorate treatment is the combination of available treatment options such as combined microbial reduction and permeable reactive burier. In this review, we provided a brief perspective on perchlorate treatment technology and to identify an efficient and cost-effective approach to manage perchlorate problem.
Perchlorate contamination in aquatic system is a growing concern due to the human health and ecological risks associated with perchlorate exposure. In spite of potential risks associated with perchlorate, drinking water standard has not been established worldwide. Recently, US EPA has issued new protective guidance for cleaning up perchlorate contamination with a preliminary clean-up goal of 24.5 ppb. In Korea, the drinking water standard and discharge standard for perchlorate has not been established yet and little information is available to address perchlorate problems. Perchlorate treatment technologies include ion exchange, microbial reactor, carbon adsorption, composting, in situ bioremediation, permeable reactive barrier, phytoremediation, and membrane technology. The process description, capability, and advantage/disadvantages of each technology were described in detail in this review. One of recent trends in perchlorate treatment is the combination of available treatment options such as combined microbial reduction and permeable reactive burier. In this review, we provided a brief perspective on perchlorate treatment technology and to identify an efficient and cost-effective approach to manage perchlorate problem.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
국내의 연구 현황을 고려해 볼 때 외국기술의 도입이 불가피하므로, 본 연구에서는 향후 국내 실정에 맞는 국내기술개발에 필요한 기초자료를 제공하기 위해 perchlorate의 성상 및 인체 유해성에 관해 간단히 고찰하고, 기존의 저감기술에 대해 소개하고자 한다.
은mesoporous media를 이용하여 perchlorate> 제거하는 연구를 수행한 바 있다. 생물학적인 처리기술의 경우, 홍재화 등emembrane bioreactor를 이용하여 nitrate 유무에 따른 perchlorate의 부하별 처리 효율 및 전자공여체 소모량을 파악하고자 하였다. 연구결과는 전자공여체인 acetate 가 충분히 존재하는 경우 perchlorate 환원균인 JB 101에 대해 perchlorate와 nitrate가 서로 경쟁적 저해 관계에 있음을 보여주었다.
있다. 이 보고서는 기존의 저감 기술에 관한 원리와 제거 메커니즘, 처리 효율에 영향을 주는 주요 인자, 기술의 한계점 등에 관한 정보를 담고 있다. 이 보고서의 내용을 중심으로 현재 적용가능한 저감 기술에 관해 소개하고, 최근 발표 연구 논문을 통해 국외의 연구 동향을 소개하고자 한다.
이 보고서는 기존의 저감 기술에 관한 원리와 제거 메커니즘, 처리 효율에 영향을 주는 주요 인자, 기술의 한계점 등에 관한 정보를 담고 있다. 이 보고서의 내용을 중심으로 현재 적용가능한 저감 기술에 관해 소개하고, 최근 발표 연구 논문을 통해 국외의 연구 동향을 소개하고자 한다.
제안 방법
있다. Li and George는Reversed-phase liquid chromatograhy/ electrospray ionization tandem mass spectrometry(LC-ES-MS/ MS)를 사용하여 물속의 perchlorate를 측정하는데 있어서 0.05 pg/L(ppb)까지 그 검출한계를 낮추었으며, Seyfferth and Parker는% IC-ES-MS로 식물속의 perchlorate를 40 ng/L 한계까지 측정해내었다. Wendelken는EPA method 331(IC-MS-MS)을 바탕으로 물속의 perchlorate의 검출한계 (0.
Son et al.은沖 혐기적 조건에서의 영가 철(Fe°)의 부식반응에 의해 발생되는 수소 가스를 전자공여체로 이용 가능한 균주를 이용하여 perchlorate롤 환원시키고자 하였으며, 연구결과 perchlorate의 제거율은 acetate# 전자공여체로 주입한 경우와 비슷하게 나타나 65 mg/L에 이르는 perchlorate를 6일만에 제거하였다. 이로써, Son et al.
대상 데이터
바이오센서를 개발해 내었으며, Thrash et al.은 미생물을 이용한 perchlorate 환원반응에 전기화학적 자극에 관한 연구를 하였는데 챔버 안의 양극(cathode)이 Dechloromo-"os와 Azospira 종의 perchlorate 환원 미생물의 전자공여체로 사용되었다. 또한 perchlorate의 실질적 규제를 위한 환경영향평가 W( 정책적 정보를 제공하는 관점에서의 연구 또한 진행되고 있다.
성능/효과
그럼에도 불구하고, PRB는 시간이 흐름에 따라 반응성이 감소하게 되며, 반응성 물질이나 기질의 대체, 자양물의 재공급, 또는 재주입 등이 필요하다는 제한점을 가지고 있다. Pilot-scale로 PRB 기술을 적용한 프로젝트의 결과, 초기 유입시 13, 000 Rg/L였던 perchlorate 농도가 처리 후 0.45 jxg/L 이하로 감소되었다.
최근엔, 안창훈 등에32) 의해 고농도 염분을 함유한 이온 교환수의 nitrate와 perchlorate의 저감방안에 관한 연구가 진행되었다. 생물막(MBfR) 공정을 적용한 결과, 고농도 염분(3%)을 함유한 유입수의 경우 nitrate는 완전 환원이 가능하였지만, perchlorate의 농도는 유입수의 농도(90 mg/L) 수준으로 측정되어 별다른 변화를 보이지 않았다.
생물학적인 처리기술의 경우, 홍재화 등emembrane bioreactor를 이용하여 nitrate 유무에 따른 perchlorate의 부하별 처리 효율 및 전자공여체 소모량을 파악하고자 하였다. 연구결과는 전자공여체인 acetate 가 충분히 존재하는 경우 perchlorate 환원균인 JB 101에 대해 perchlorate와 nitrate가 서로 경쟁적 저해 관계에 있음을 보여주었다. 최근엔, 안창훈 등에32) 의해 고농도 염분을 함유한 이온 교환수의 nitrate와 perchlorate의 저감방안에 관한 연구가 진행되었다.
최근 Oh et aLe‘% 영가 철(Fe°)을 이용하여 고온에서 perchlorate를 처리하기 위한 연구를 진행하였으며, 온도가 증가함에 따라 환원반응에 의한 perchlorate 의 제거율이 증가하는 연구 결과를 보였다. Son et al.
토양 및 지하수 시료의 분석을 통해 perchlorate 환원 박테리아가 편재하고 있다는 것이 밝혀졌으며, perchlorate를 분해할 수 있으며 프로테오박테리아(proteobacteria)로 주로 분류되는 30개 이상의 균주가 확인되었다.
후속연구
운전조건의 영향을 받게 된다. 국내의 실정에 적합한 고효율의 저감 기술 개발을 위해서는 우선적으로 국내 배출원 분포현황, 배출원별 특성, 주요 수계 원·정수에서의 perchlorate 농도 추이 및 상수원의 기타 수질조건 등에 대한자료의 확보가 선행되어야 하며 기존의 토양/지하수 오염 저감기술 및 상하수처리 시설과의 결합가능성에 대한 분석도 필요할 것으로 사료된다. 정수처리 공정의 경우 최근 오존-할성탄에 의한 고도정수처리공정의 처리 효율 및 유지관리에 문제점이 지적되면서, 막여과공정을 이용한 고도정수처리공정의 개발에 관심이 집중되고 있는 점을 감안한다면,36) 막분리기술을 이용한 perchlorate의 처리는 기존의 공정과의 결합이 비교적 용이할 수 있을 것으로 예상된다.
향후 perchlorate 관련 환경 규제기준이 제정 되거나 환경·오염 사고 및 민원문제를 해결하기 위해서는 효과적인 저감기술의 도입이 필수적이므로 이에 대한 대책을 마련하여야 한다. 국내의 연구 현황을 고려해 볼 때 외국기술의 도입이 불가피하므로, 본 연구에서는 향후 국내 실정에 맞는 국내기술개발에 필요한 기초자료를 제공하기 위해 perchlorate의 성상 및 인체 유해성에 관해 간단히 고찰하고, 기존의 저감기술에 대해 소개하고자 한다.
향후 국내 다양한 오염매체를 통한 perchlorate 오염 문제를 통합적이고, 효율적으로 관리하기 위해서는 고효율, 저비용의 저감기술 개발을 위한 연구 및 정책적인 대책이 추진되어야 하며 적절한 환경 기준 설정을 위해서는 perchlorate 의 인체 및 생태에 미치는 영향 평가 자료 확보를 위한 연구가 추진되어야 할 것으로 판단된다.
참고문헌 (36)
Espenson, J. H., The problem and perversity of perchlorate, In Perchlorate in the Environment, Urbansky, E.T.(ed), New York, Kluwer Academic/Plenum, pp. 1-8(2000)
Logan, B. E., 'Assessing the outlook for perchlorate remediation,' Environ. Sci. Technol., A-Pages, 35, 482A-487A(2001)
Moore, A. M., De Leon, C. H., and Young, M., 'Rate and extent of aqueous perchlorate removal by iron surfaces,' Environ. Sci. Technol., 37(14), 3189-3198(2003)
Sellers, K., Alsop, W., Clough, S., Hoyt, M., Pugh, B., Robb, J., Weeks, K., Perchlorate: Environmental problems and solutions, CRC press, p. 15(2006)
Urbansky, E.T., 'Perchlorate chemistry: Implications for analysis and remediation,'Remediation J., 2(2), 81-95 (1998)
Xu, J., Song, Y., Min, B., Steinberg, L., and Logan, B. E., 'Microbial degradation of perchlorate: principles and applications,' Environ. Eng. Sci., 20(5), 405-422(2003)
Miller, J. P. and Logan, B. E., 'Sustained perchlorate degradation in an autotrophic, gas-phase, packed-bed bioreactor,' Environ. Sci Technol., 34(14), 3018-3022(2000)
대구광역시 보도자료, '낙동강 수계 퍼클로레이트(Perchlorate) 검출-대구시, 원.정수 일일 수질검사 및 정수처리 강화 조치,' http://nakdongriver.nier.go.kr/ocs/notice/notice_view.html?idx325&av_pg15&mcode10(2006)
우남칠, 'US EPA 퍼클로레이트의 예방적 복원 지침서 발표-2006년 1월 26일,' 환경지질연구정보센터 지하수 모니터링 연구그룹 연구정보, http://ysgeo.yonsei.ac.kr/ip/ip0208-11.htm(2006)
Kirk, A. B., Martinelango, P. K., Tian, K., Dutta, A., Smith, E. E., and Dasgupta, P. K., 'Perchlorate and Iodide in Dairy and Breast Milk,' Environ. Sci. Technol., 39(7), 2011-2017(2005)
EPA Integrated Risk Information System(IRIS), 'Perchlorate and Perchlorate Salts' IRIS Web Page. http://www.epa.gov/iris/subst/1007.htm Downloaded April(2005)
환경부, '2006 국감 낙동강 퍼클로레이트 검출에 따른 향후 대책(낙동강청),' http://me.korea.kr/me/jsp/me1_branch.jsp?_actionnews_view&_propertypi_sec_1&_id155144903&currPage1&_category(2006)
U.S. Environmental Protection Agency(US EPA) 'UCMR (Unregulated Contaminant Monitoring Regulation) for Public Water Systems Revisions; Proposed Rule,' http://www.epa.gov/fedrgstr/EPA-WATER/2005/August/Day-22/wI6385.htm(2005)
U. S. Environmental Protection Agency(US EPA), EPA Region 9 Perchlorate update, http://www.epa.gov/safewater/ccl/perchlorate/pdf/r9699fac.pdf(1999)
Urbansky, E.T. and Schock, M. R., 'Issues in managing the risks associated with perchlorate in drinking water,' J. Environ. Manage., 56(2), 79-95(1999)
Coates, J.D., Michaelidou, U. Bruce, R. A., O'Connor, S. M., Crespi, J. N., and Achenbach, L. A., 'The ubiquity and diversity of dissimilatory(per)chlorate-reducing bacteria,' Appl. Environ. Microbiol., 65(12), 5234-5241 (1999)
Coates, J. D., Michaelidou, U., O'Connor, S.M., Bruce, R.A., and Achenbach, L.A., 'The diverse microbiology of(per)chlorate reduction,' In Perchlorate in the Environment(E. Urbansky, ed.) New York, Kluwer Academic/Plenum Publishers, pp. 257-270(2000)
Li, Y. and George, E.J. 'Reverse-phase liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry for analysis of perchlorate in water,' J. Chromatogr. A, 1133(1-2), 215-220(2006)
Seyfferth, A.L. and Parker, D.R., 'Determination of low levels of perchlorate in lettuce and spinach using ion chromatography-electrospray ionization mass spectrometry (IC-ES-MS),' J. Agric. Food Chem., 54(6), 2012-2017 (2006)
Wendelken, S.C., Vanatta, L.E., Coleman, D.E., Munch, D.J. 'Perchlorate in water via US Environmental Protection Agency Method 331 Determination of method uncertainties, lowest concentration minimum reporting levels, and Hubaux-Vos detection limits in reagent water and simulated drinking water,' J. Chromatogr. A, 1118(1), 94-99(2006)
Okeke, B. C., Ma, G., Cheng, Q., Losi, M. E., Frankenberger, W. T. Jr. 'Development of a perchlorate reductase-based biosensor for real time analysis of perchlorate in water,' J. Microbiol. Methods, 68(1), 69-75(2007)
Thrash, J. C., Van Trump, J. I., Weber, K. A., Miller, E., Achenbach, L. A., Coates, J. D. 'Electrochemical stimulation of microbial perchlorate reduction,' Environ. Sci. Technol., 41(5), 1740-1746(2007)
Baier-Anderson, C., 'Risk assessment, remedial decisions and the challenge to protect public health: The perchlorate case study(vol. 567, pg. 13, 2006),' Analytica Chimica Acta, 581(2), 388(2007)
윤재경, Gary Amy, 윤여민, 김충환, 안효원, 'RO, NF 멤브레인을 이용한 Perchlorate 이온 제거 및 운전조건에 따른 스케일 형성에 관한 연구,' 2005 대한환경공학회 춘계학술연구발표회 논문집, pp. 1111-1112(2005)
Kim, T. H., Jang, M., Park, J. K., 'Perchlorate removal by ammonia bifunctionalized mesoporous media,' 2005 대한환경공학회 추계학술연구발표회 논문집, pp. 477-478(2005)
홍재화, 장명수, 이일수, 배재호, 'MBR을 이용한 perchlorate 및 nitrate의 제거,' 2004 대한환경공학회 춘계학술연구발표회 논문집, pp. 1116(2004)
안창훈, 정진옥, B. E. Rittmann, '생물막(MBfR) 공정을 이용한 고농도 염분을 함유한 이온 교환수의 질산염과 과염소산염의 저감방안,' 2006 대한환경공학회 추계학술연구발표회 논문집, pp. 80-81(2006)
Oh, S.Y., Chiu, P.C., Kim, B.J., Cha, D.K., 'Enhanced reduction of perchlorate by elemental iron at elevated temperatures,' J. Hazard Mat., B129(3), 304-307(2006)
Son, A., Lee, J., Chiu, P.C., Kim, R.J., Cha, D.K., 'Microbial reduction of perchlorate with zero-valent iron,' Water Res., 40(10), 2027-2032(2006)
Yu, X. Y., Amrhein, C., Deshusses, M. A., Matsumoto, M. R., 'Perchlorate reduction by autotrophic bacteria attached to zero-valent iron in a flow-through reactor,' Environ. Sci. Technol., 41(3), 990-997(2007)
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.