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문제 정의
- 로 평가하였다. 이를 바탕으로 종합적인 생분해도 지표 (Biodegradability Index)를 제시하였다.
제안 방법
- HEC는 10mL의 anthron 시약을 20 mL의 시료와 혼합하여 625 nm에서 흡광도를 측정하였다 (유규선 등, 2003). 2,4,6-TCP와 2,4-DCP는 Hewlett Packard사의 5890 GC를 이용하여 분석하였으며 모든 운전 조건은 유규선과 신항식 (2002)를 이용하였다.
- 본 연구에서는 분해가 어려운 고분자물질로서 PVA (Polyvinyl alcohol)과 HEC (Hydroxy ethyl cellulose), 그리고 염소계 페놀류로서 2,4,6-TCP (Tri-chloro phenol)와 2,4-DCP (Di-chloro phenol)에 대해 호기성 생분해도, 혐기성 생분해도, 독성을 측정하고 이를 종합하여 생분해도를 나타낼 수 있도록 지표를 고안하여 제시하였다. 계발된 생분해도 지표를 실제 적용하여 생분해도의 향상 혹은 감소를 평가하고자, 오존을 이용하여 위의 화학물질을 처리하고 그 전후 생분해도를 비교하였다.
- 본 연구에서는 분해가 어려운 고분자물질로서 PVA (Polyvinyl alcohol)과 HEC (Hydroxy ethyl cellulose), 그리고 염소계 페놀류로서 2,4,6-TCP (Tri-chloro phenol)와 2,4-DCP (Di-chloro phenol)에 대해 호기성 생분해도, 혐기성 생분해도, 독성을 측정하고 이를 종합하여 생분해도를 나타낼 수 있도록 지표를 고안하여 제시하였다. 계발된 생분해도 지표를 실제 적용하여 생분해도의 향상 혹은 감소를 평가하고자, 오존을 이용하여 위의 화학물질을 처리하고 그 전후 생분해도를 비교하였다.
- 본 연구에서는 화학물질에 대해 생분해도를 규정할 수 있는 세가지 측면, 즉 호기성 생분해도, 혐기성 생분해도, 그리고 독성을 각각 BOD5/COD, M.P.와 G.L.로 평가하였다. 이를 바탕으로 종합적인 생분해도 지표 (Biodegradability Index)를 제시하였다.
- 자체 발광미생물인 Vibrio fischeri NRRL-B-11177을 이용하는 LumisTox®라는 측정기기를 이용하여 주입 전후의 발광량을 측정하여 독성을 평가하였다.
- 총 유효부피를 600mL로 하고 이 가운데 약 20%를 식종슬러지로 채우고 Shelton과 Tiedje (1984)의 방법에 따라 무기영양소를 구성하여 공급하였다. 질소 퍼징 후 35℃에서 배양하며 발생되는 가스량과 조성을 GowMac 크로마토그래피로 분석하였다. 메탄발생율(Methane potential)로 생 분해도를 평가하는데 메탄발생율은 이론적인 메탄발생량에 대한 실제 발생한 메탄량의 비로 나타낸다.
대상 데이터
- 1L의 medium bottle을 이용하여 실시하였고 식종 슬러지는 D 하수처리장의 혐기성 소화슬러지를 사용하였다. 총 유효부피를 600mL로 하고 이 가운데 약 20%를 식종슬러지로 채우고 Shelton과 Tiedje (1984)의 방법에 따라 무기영양소를 구성하여 공급하였다.
이론/모형
- COD와 BOD는 Standard methods (APHA et al., 1992)에 준하여 측정을 하였다. PVA는 32mL 시료를 4% boric acid와 요오드 용액과 혼합 후 흡광도를 측정하였다 (690 nm) (Finley, 1961).
- 21 mmolO3/min)이었다. 오존 농도는 요오드 법을 이용하여 측정하였다 (APHA et al., 1985).
- 오존은 순산소를 무성방전법(외부전압 10kV)을 이용하여 제조 되었으며 유효부피 1L의 원통형 반응기에 주입하였다 (유규선과 신항식, 2002). 오존의 주입률은 10 mg O3/min (=0.
- 1L의 medium bottle을 이용하여 실시하였고 식종 슬러지는 D 하수처리장의 혐기성 소화슬러지를 사용하였다. 총 유효부피를 600mL로 하고 이 가운데 약 20%를 식종슬러지로 채우고 Shelton과 Tiedje (1984)의 방법에 따라 무기영양소를 구성하여 공급하였다. 질소 퍼징 후 35℃에서 배양하며 발생되는 가스량과 조성을 GowMac 크로마토그래피로 분석하였다.
성능/효과
- 2,4,6-TCP, 2,4-DCP, PVA, HEC에 대하여 오존처리 전후의 생분해도를 평가한 결과, 처리전에는 B.I.가 각각 0.377, 0.041, 0.136, 0.155이었으나 pH9에서 오존처리한 후에는 각각 0.802, 0.456, 0.217, 0.249로 증가하였다. 생분해도 지표로부터, PVA와 HEC는 독성에 의해 생분 해도가 낮은 것이 아니라 분자량이 크기 때문인 것으로 나타났으며 호기성 처리보다는 혐기성 처리가 보다 효과적일 것으로 판단된다.
- 값으로 나타나는데, 처리전 160이었던 것이 처리 후 80으로 감소 하였다. 2,4-DCP의 경우도 비슷한 결과를 나타내었으며 독성에 있어서 처리전 360의 G.L.값을 가졌으나 오존 처리후 160으로 감소하였다.
- 를 생분해능을 나타내는 지표로 사용할 경우, 생분해도가 낮은 이유를 대략적으로 파악할 수 있다. PVA나 HEC는 독성이 낮은 것으로 제시되므로 그들의 낮은 생분해도는 분자량이 매우 크기 때문인 것을알 수 있으며 M.P.와 BOD5/COD 비를 비교할 때 호기성 처리 보다는 혐기성 처리가 더 효과적일 수 있음을 제시할수 있다.
- 249로 증가하였다. 생분해도 지표로부터, PVA와 HEC는 독성에 의해 생분 해도가 낮은 것이 아니라 분자량이 크기 때문인 것으로 나타났으며 호기성 처리보다는 혐기성 처리가 보다 효과적일 것으로 판단된다.
후속연구
- 생분해도 지표(B.I.)를 적극적으로 이용하면 새로 개발되는 화학약품에 대해 생분해도를 평가하여 보다 친환경적인 제품 개발을 유도하고 사용을 장려할 수 있을 것으로 예상 된다.
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