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광반응, 펜톤, 그리고 Fe$^{2+}$와 UV의 조합반응을 이용한 Triclosan의 분해 : 공정 비교 연구
Degradation of Triclosan by the Photolysis, the Fenton, and the Hybrid Reaction with Fe$^{2+}$ and UV : A Comparative Study 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.30 no.5, 2008년, pp.517 - 523  

손현석 (서울대학교 보건대학원 환경보건학과) ,  조경덕 (서울대학교 보건대학원 환경보건학과)

초록
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본 연구에서는 펜톤반응, 광반응, 그리고 Fe$^{2+}$와 UV의 조합반응을 이용하여 항균제이면서 신종오염물질 중의 하나인 Triclosan (TCS)에 대한 분해 메커니즘을 해석하였다. 결과에 의하면 Fe$^{2+}$의 산화율은 $H_2O_2$와 UV-C에서 각각 30%와 28%로 차이를 보이지 않은 반면 UV-A의 경우 15%로 차이를 보였다. TCS의 초기 분해속도는 광반응(UV-C > UV-A)이 Fe$^{2+}$와 UV 조합반응과 펜톤 반응보다 높았으나 반응시간의 경과와 함께 Fe$^{2+}$가 포함된 조합반응에서의 분해속도 증가가 관찰되었다. 또한 반응중 메탄올의 첨가에 의해 모든 반응에서 영향을 받았고 펜톤반응의 경우 20분 동안 분해효율 90%에서 5%로 급감되었다. 이온성 부산물인 Cl$^-$의 생성율은 Fe$^{2+}$와 UV-C 조합반응에서 가장 높았으며(77% / 150 min) 메탄올이 첨가된 반응 초기에서는(15 min) 12%의 Cl$^-$ 생성을 보인반면 다른 반응들은 무시할 수준($\leq$2%)이었다. TOC의 제거 역시 Fe$^{2+}$와 UV-C의 조합반응에서 가장 높았으며 펜톤반응, Fe$^{2+}$와 UV-A 조합반응, UV-C 광반응, 그리고 UV-A의 광반응 순으로 낮았다. 그러나 펜톤반응의 경우 90분 후 부터는 반응이 거의 중지되는 것이 관찰되었는데 이는 $H_2O_2$에 의한 Fe$^{2+}$산화반응이 중지되었기 때문이다. 이에 반해 Fe$^{2+}$와 UV의 조합공정에서 반응은 지속되었다. 또한 초기 Cl$^-$ 생성은 Fe$^{2+}$와 UV-C의 조합반응에서 환원반응에 의한 TCS의 분해메커니즘을 가지고 있다고 할 수 있다. 환원에 의한 분해는 할로겐화유기화합물의 무기화에 매우 유리하므로 TCS의 대안적 처리방법으로 UV-C와 Fe$^{2+}$의 조합반응은 적용가능하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The degradation mechanism of Triclosan(TCS), which is a potent broad-spectrum antimicrobial agent and has been considered as an emerging pollutant, was investigated in the Fenton and the hybrid reaction with Fe$^{2+}$ and UV-C. The results show that the Fe$^{2+}$ is oxidized to...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 광 민감도가 높은 TCS를 대상으로 펜톤반응, UV광반응, 그리고 Fe2+와 UV의 조합반응을 적용할 때 각 반응의 분해기전을 설명하기 위해 시행되었으며 본 연구의 결론은 다음과 같다.

가설 설정

  • 15,16)그러나 할로겐 유기화합물에 대한 OH 라디칼의 치환반응은 그 두 분자의 전자음성도의 유사함 때문에 일어나기 어렵다.15,16) 그러므로, 반응개시에 TCS의 분해와 함께 생성되는 Cl는 OH 라디칼에 의한 TCS의 산화와는 다른 반응에 의해 생성된다고 가정할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
TCS는 pKa가 어느 정도인가? TCS는 pKa가 7.9∼8.1 정도로 지표수에서는 가수분해에 대해 매우 안정한 상태로 존재한다.7) 또한 protonated된 형태의 TCS는 비교적 높은 Kow값(log Kow = 5.
Triclosan는 어디에 사용되고 있는가? Triclosan(TCS, 5-chloro-2-(2,4-dichlorophenoxy)-phenol)는 현재 치약, 구강청정제, 비누, 세제, 화장품 등의 다양한 일상용품 등에 첨가제로 널리 사용되고 있는 항균제로서 비교적 최근에 보건적 위해성 논란의 대상이 되고 있는 신종오염물질 중의 하나이다.1) 최근의 유전자 연구에 의하면 TCS가 박테리아 등의 미생물의 저항성을 증가시킬 뿐만 아니라 수돗물의 Cl과 반응하여 Chloroform을 형성한다고 보고되고 있다.
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참고문헌 (25)

  1. McMurry, L. M., Oethinger, M., and Levy, S. B., "TCS targets lipid synthesis," Nature, 394, 531-532(1998) 

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