본 연구에서는 TCE 등의 유기오염물질로 오염된 현장의 지하수를 처리하기 위한 반응매질로써 나노영가철(nanoscale zero valent iron, NZVI)의 적용성을 평가하기 위해 수행되었다. 오염현장에서는 TCE 외에 음이온($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, $HCO_3^-$)과 자연유기물질(natural organic matter, NOM)이 검출되었으며 상업용 나노영가철(NANOFER 25, Nanorion)을 이용하여 모의, 현장 지하수를 처리하고 그 결과를 분석하였다. TCE만을 고려한 처리실험에서 25 g/L의 NANOFER 25는 1.8 mM TCE를 약 20시간에 95% 이상 처리하였으며($k=0.15hr^{-1}$), TCE 반복주입을 통해 평가한 NANOFER 25의 반응용량은 0.19 mmole TCE/g NZVI인 것으로 나타났다. 음이온은 개별 음이온의 농도는 반응성에 큰 영향을 주지 않았으나 4가지 음이온을 모두 포함하는 오염현장의 평균농도로 제조한 모의지하수처리 시 유사 1차속도상수(k)가 $0.069hr^{-1}$로 60% 감소하였으며 총 반응용량은 10% 감소하였다. 용존성 유기물(DOC)를 기준으로 한 유기물의 현장 평균농도에서는 반응속도상수가 $0.025hr^{-1}$로 84%까지 감소하는 것도 확인할 수 있었다. 오염현장에서 최고의 TCE 농도($1.8{\mu}M$)를 가지는 현장지하수를 이용하여 처리하였을 때는 TCE 농도가 낮아 25 g/L의 NANOFER 25를 사용하여 10시간 내 90% 이상의 TCE를 분해할 수 있었다. 본 연구결과와 현장 오염지하수에 대한 수리, 지질학적 조사결과를 접목할 경우, 향후 효율적인 현장 지하수처리 결과를 도출할 수 있을 것으로 예상된다.
본 연구에서는 TCE 등의 유기오염물질로 오염된 현장의 지하수를 처리하기 위한 반응매질로써 나노영가철(nanoscale zero valent iron, NZVI)의 적용성을 평가하기 위해 수행되었다. 오염현장에서는 TCE 외에 음이온($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, $HCO_3^-$)과 자연유기물질(natural organic matter, NOM)이 검출되었으며 상업용 나노영가철(NANOFER 25, Nanorion)을 이용하여 모의, 현장 지하수를 처리하고 그 결과를 분석하였다. TCE만을 고려한 처리실험에서 25 g/L의 NANOFER 25는 1.8 mM TCE를 약 20시간에 95% 이상 처리하였으며($k=0.15hr^{-1}$), TCE 반복주입을 통해 평가한 NANOFER 25의 반응용량은 0.19 mmole TCE/g NZVI인 것으로 나타났다. 음이온은 개별 음이온의 농도는 반응성에 큰 영향을 주지 않았으나 4가지 음이온을 모두 포함하는 오염현장의 평균농도로 제조한 모의지하수처리 시 유사 1차속도상수(k)가 $0.069hr^{-1}$로 60% 감소하였으며 총 반응용량은 10% 감소하였다. 용존성 유기물(DOC)를 기준으로 한 유기물의 현장 평균농도에서는 반응속도상수가 $0.025hr^{-1}$로 84%까지 감소하는 것도 확인할 수 있었다. 오염현장에서 최고의 TCE 농도($1.8{\mu}M$)를 가지는 현장지하수를 이용하여 처리하였을 때는 TCE 농도가 낮아 25 g/L의 NANOFER 25를 사용하여 10시간 내 90% 이상의 TCE를 분해할 수 있었다. 본 연구결과와 현장 오염지하수에 대한 수리, 지질학적 조사결과를 접목할 경우, 향후 효율적인 현장 지하수처리 결과를 도출할 수 있을 것으로 예상된다.
Nanoscale zero-valent iron (NZVI) particles were tested as remediation media for groundwater contaminated by organic pollutants (e.g., TCE, trichloroethylene). The contaminated groundwater contained anions ($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, and $HCO_3^-$) and...
Nanoscale zero-valent iron (NZVI) particles were tested as remediation media for groundwater contaminated by organic pollutants (e.g., TCE, trichloroethylene). The contaminated groundwater contained anions ($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, and $HCO_3^-$) and natural organic matter (NOM). Treatability of commercial NZVI particles (NANOFER 25, Nanoiron, Czech) was tested by using a synthetic groundwater and the field groundwater samples. More than 95% of 1.8 mM TCE was removed within 20 hours with a NZVI dosage of 25 g/L ($k=0.15hr^{-1}$). Repetitive degradation experiments revealed that the removal capacity of NANOFER 25 was 0.19 mmole TCE/g NZVI. TCE degradation reactions were not substantially affected by the presence of each anion with concentrations as high as 100 times the average field concentrations. However, when the four anions ($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, $HCO_3^-$) were present simultaneously. the degradation reactivity and removal capacity were decreased by 60% ($k=0.069hr^{-1}$) and 10%, respectively. The k value of TCE degradation in the presence of NZVI (25 g/L) with dissovled organic carbon of 2.5 mg/L was also decreased by 84% ($k=0.025hr^{-1}$). In the experiments with the field groundwater, more than 90% of $1.8{\mu}M$ TCE, which is the concentration of TCE at the source zone, was removed within 10 hours with a NANOFER 25 dosage of 25 g/L. The results imply that the contaminated groundwater can effectively be treated by NANOFER 25 with more information on the hydrogeology of the site.
Nanoscale zero-valent iron (NZVI) particles were tested as remediation media for groundwater contaminated by organic pollutants (e.g., TCE, trichloroethylene). The contaminated groundwater contained anions ($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, and $HCO_3^-$) and natural organic matter (NOM). Treatability of commercial NZVI particles (NANOFER 25, Nanoiron, Czech) was tested by using a synthetic groundwater and the field groundwater samples. More than 95% of 1.8 mM TCE was removed within 20 hours with a NZVI dosage of 25 g/L ($k=0.15hr^{-1}$). Repetitive degradation experiments revealed that the removal capacity of NANOFER 25 was 0.19 mmole TCE/g NZVI. TCE degradation reactions were not substantially affected by the presence of each anion with concentrations as high as 100 times the average field concentrations. However, when the four anions ($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, $HCO_3^-$) were present simultaneously. the degradation reactivity and removal capacity were decreased by 60% ($k=0.069hr^{-1}$) and 10%, respectively. The k value of TCE degradation in the presence of NZVI (25 g/L) with dissovled organic carbon of 2.5 mg/L was also decreased by 84% ($k=0.025hr^{-1}$). In the experiments with the field groundwater, more than 90% of $1.8{\mu}M$ TCE, which is the concentration of TCE at the source zone, was removed within 10 hours with a NANOFER 25 dosage of 25 g/L. The results imply that the contaminated groundwater can effectively be treated by NANOFER 25 with more information on the hydrogeology of the site.
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문제 정의
특히 NANOIRON사에서 제조된 NANOFER 25는 상대적으로 가격이 저렴하고 뛰어난 반응성으로 유럽에서 사용이 증가하고 있지만 이에 대한 특성연구는 아직 미비한 상태이다. 따라서 본 연구는 유럽에서 사용이 증가추세에 있는 상업용 나노영가철(NANOFER 25)을 TCE 오염지하수에 적용하기 위한 기초실험으로서, NANOFER 25의 기본적인 반응성을 평가하고, 오염현장의 지하수에 함유된 것으로 알려진 음이온 및 유기물의 영향을 알아보고자 진행되었다. 현장농도와 동일한 음이온, 유기물 농도를 가진 모의 지하수와 실제 현장에서 채취한 지하수를 대상으로 하여 나노영가철을 주입하였으며 용존물질의 종류 및 농도에 따른 TCE 분해능을 비교 분석하여 NANOFER 25의 현장적용 가능성을 평가하고자 하였다.
본 연구에서는 상업용 나노영가철중 하나인 NANOFER 25를 TCE로 오염된 지하수 현장에 적용하기한 기초연구로서 NANOFER 25의 기본 반응성과 지하수 용존물질이 TCE 분해능에 어떠한 영향을 미치는지 평가하기 위해 진행되었다. 이러한 연구를 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
하지만 일반적으로 음이온이 동일한 노르말농도에서 나노영가철의 TCE 분해에 영향을 주는 순서는 NO3- > HCO3- > SO42- > Cl 순으로 알려져 있으며15) 본 연구에서는 현장 주입을 위해 각 음이온의 현장농도를 중심으로 연구를 진행하였다.
따라서 본 연구는 유럽에서 사용이 증가추세에 있는 상업용 나노영가철(NANOFER 25)을 TCE 오염지하수에 적용하기 위한 기초실험으로서, NANOFER 25의 기본적인 반응성을 평가하고, 오염현장의 지하수에 함유된 것으로 알려진 음이온 및 유기물의 영향을 알아보고자 진행되었다. 현장농도와 동일한 음이온, 유기물 농도를 가진 모의 지하수와 실제 현장에서 채취한 지하수를 대상으로 하여 나노영가철을 주입하였으며 용존물질의 종류 및 농도에 따른 TCE 분해능을 비교 분석하여 NANOFER 25의 현장적용 가능성을 평가하고자 하였다.
제안 방법
1.8 mM의 TCE 농도에 대해 NANOFER 25를 10, 25, 50, 75, 100 g/L으로 첨가하였을 때 TCE 분해능 및 주입량에 따른 반응성의 변화를 Fig. 1에 나타내었다. 그 결과 Fig.
NANOFER 25의 기본적인 반응성에 대한 기존의 연구가 부족하기 때문에 지하수 용존물질에 대한 TCE 분해능의 변화를 평가하기에 앞서 TCE에 대한 NANOFER 25의 기본적인 반응성과 NANOFER 25 주입량의 영향, TCE 분해에 사용가능한 총반응용량을 우선적으로 평가하였다.
NANOFER 25의 기본적인 반응성을 평가하기 위해 24 mL 용량의 borosilicate 재질의 vial에 물과 나노영가철의 농도를 0, 10, 25, 50, 75, 100 g/L로 꾸민 후 Teflon mininert valve를 이용하여 밀봉하였다. 그 후 TCE는 methanolic stock solution을 만든 후 각각의 vial에 gas-tight syringe를 사용하여 빠르게 주입하였으며 rotary shaker를 이용하여 30 rpm으로 교반시켰다.
NOM에 의한 영향을 평가하기 위해 Humic acid를 물에 녹여 DOC (Dissolved Organic Carbon)농도를 측정하였으며 이 결과를 이용하여 DOC의 현장평균농도와 동일하게 반응조를 구성하였다 그리고 음이온과 NOM의 현장 평균농도를 10배와 100배로 증가시켜 농도 변화에 대한 TCE 분해능을 비교 및 평가 하였으며 음이온과 NOM이 동시에 용해시켰을 때의 영향을 평가하였다.
8 mM의 TCE를 반응이 끝날 때 까지 반복적으로 주입하였다. 그리고 TCE를 주입하기 전 고액비를 동일하게 유지하기 위해 TCE 농도 분석 시 채취된 양만큼의 물을 다시 반응조 내로 주입하였다.
자연 유기물(NOM) 역시 나노영가철을 현장에 적용할 시 중요한 인자중 하나이며 이들의 대표적인 물질로는 휴믹산과 펄빅산이 있다. 그중 휴믹산을 물에 녹여 DOC 농도를 조절하였으며 TCE 오염지하수 현장 평균농도 2.5 mg/L에 대해 평가하였다. 그 후 평균농도의 10배와 100배의 농도에 대해서 TCE의 분해능 변화를 관찰한 후 그 결과를 Fig.
다음의 Table 1은 ○○공단 TCE 오염 지하수의 평균적인 환경을 나타내었으며 이를 고려하여 실험을 진행하였다. 먼저 지하수에 용존 되어있는 음이온의 영향을 평가하기 위해 음이온은 NO3-, Cl-, SO42-, HCO3- 각각의 현장 평균농도와 동일하게 반응조를 꾸며 TCE 분해반응을 평가한 후 4가지 음이온을 모두 첨가하였을 때와 비교하였다.
4. 기기분석
분석대상 물질 TCE는 액상으로 분석하였으며 그 정량분석 방법으로 ECD (Electron Capture Detector)가 장착된 Gas Chromatograph (Agilent Technoloies, 7890A)를 이용하여 분석을 하였다
. 분석조건은 injector의 온도를 250℃, detector의 온도를 290℃, Column은 DB-5 (15 m × 320 µm × 0.
앞선 실험결과를 바탕으로 NANOFER 25의 TCE 분해시 음이온의 영향을 평가하기 위해 지하수에서 가장 빈번히 발견되는 음이온인 Cl-, NO3-, SO42-, HCO3-를 현장에서 측정된 평균농도로 제조하여 반응조에 추가 후 그 TCE 분해 경향의 변화를 관찰하였으며 그 결과를 Fig. 3(a)에 나타내었다. 위에서 언급한 4가지 이온을 모두 첨가하였을 때는 분해속도상수가 0.
앞선 실험결과를 바탕으로 실제 TCE 오염 지하수를 NANOFER 25를 이용하여 처리하고 그 성능을 평가해 보았다. 실제 현장 지하수는 KDPW2 지점에서 채취하였으며 이 지점은 오염원 근처로서 현장 내에서 TCE와 DOC의 농도가 가장 높은 지점이다.
음이온 농도의 영향을 평가하기 위해 4가지 음이온을 모두 용해시킨 농도를 현장의 10배와 100배로 증가시켰을 때의 TCE 분해능 변화를 평가하였으며 그 결과를 Fig. 3(b)에 나타내었다. 그 결과 현장 중요 음이온을 모두 용해되었을때 농도가 10배 혹은 100배 증가해도 분해속도상수가 각각 0.
대상 데이터
5%, Samchun pure chemical)를 이용하였고 NOM은 Aldrich humic acid, sodium salt, tech. (Aldrich Chemistry)를 이용하였다.
25 µm)를 사용하였으며 온도를 60℃에서 등온 유지하였다. Carrier gas는 초고순도질소(99.9999%)를 사용하였고, flow는 5 mL/min, ratio는 50:1로 하였다.
본 실험에 사용된 Trichloroethylene (TCE)는 99%의 Acros Organics사의 TCE를 사용하였으며 Hexane (99% HPLC grade, J.T. Baker)으로 추출하였다. 사용된 반응물질로는 상업용으로 시판되는 나노영가철(NANOFER 25, NANOIRON, Czech)을 구입하였으며 산소와 접촉하지 않은 순수한 상태로 사용하기 위해 혐기성 챔버(Bactron 1.
본 실험에 사용된 물은 탈이온 증류수를 2시간동안 질소 가스를 이용하여 용존산소를 탈기시켜 사용하였으며 실제 TCE 오염 지하수는 강원도 ○○공단의 지하수를 채취하여 사용하였으며, 채취 즉시 밀봉 및 냉장하여 운송하였으며, 실험전까지 혐기성챔버에서 보관하였으며 보관 후 24시간 이내에 실험하였다.
Baker)으로 추출하였다. 사용된 반응물질로는 상업용으로 시판되는 나노영가철(NANOFER 25, NANOIRON, Czech)을 구입하였으며 산소와 접촉하지 않은 순수한 상태로 사용하기 위해 혐기성 챔버(Bactron 1.5, Shel Lab, USA)에서 반응기에 주입하였다.
데이터처리
TCE 분해반응의 속도상수는 반응조 내 액상의 농도만을 고려하였으며 실험을 통해 얻은 유사 1차속도상수를 Matlab program (version 7.1, The mathworks Inc.)의 비선형 회귀 분석을 이용하여 보정하였다.
성능/효과
1) NANOFER 25의 주입량에 의한 TCE 분해능을 살펴본 결과 나노영가철 슬러리 10, 25, 50, 100, 150 g/L의 농도에서 분해속도상수가 각각 0.044, 0.015, 0.34, 0.43, 0.47 hr-1이었으며 50 g/L의 이상의 나노영가철 농도에서는 분해속도증가율이 감소하는 경을 나타내었다. NANOFER 25의 지속성을 평가하였을 때 0.
그중에서 염소계 지방족 탄화수소인 TCE (Trichloroetylene), PCE (Perchloroethylene)는 반도체공장, 금속세정공정의 유기용제 등으로 산업전반에 널리 사용되어 왔다.1) 그중 TCE는 2008년 지하수 오염우려지역 총 1,450개 조사시료중 29곳이 초과된 것으로 나타났으며 복원이 필요한 상태이다.2)
2) NANOFER 25의 지하수 용존물질중 음이온이 TCE 분해능에 미치는 영향을 평가하기위해 현장평균농도의 음이온을 용해시켰을 때 반응속도가 60% 감소하였다. 이러한 원인은 나노영가철이 음이온들과 반응하여 침전물을 형성하고 생성된 침전물들이 나노영가철에 흡착되어 TCE와 나노영가철의 접촉을 방해하였기 때문인 것으로 판단된다.
3) NANOFER 25의 NOM이 TCE 분해능에 미치는 평가한 결과 25 g/L의 나노영가철 농도에서의 분해속도상수는 0.025 hr-1로 DOC가 용해되지 않았을 때보다 84% 감소하였다. NOM이 영가철의 산화물 부분에 흡착되면서 반응성이 감소하였기 때문인 것으로 판단된다.
3) 이에 최근에는 짧은 처리기간과 완전분해가 가능한 화학적 처리방법이 많이 이용되고 있으며 그 중 화학적 환원제중 하나인 영가철은 토양 및 지하수 환경에서의 오염물질 처리에 널리 사용되는 매질중 하나이다.4,5) 영가철은 산화되면서 방출하는 전자를 이용하여 염소계 유기용제를 환원반응에 의해 쉽게 저감시킬 수 있다. 또한 실제 오염 지하수 처리를 위한 투수성 반응벽체의 매질로 널리 사용되어왔으며 그 외에도 중금속의 흡착처리, 브롬계열 물질의 환원처리 등 다양한 오염물질을 처리할 수 있다.
47 hr-1이었으며 50 g/L의 이상의 나노영가철 농도에서는 분해속도증가율이 감소하는 경을 나타내었다. NANOFER 25의 지속성을 평가하였을 때 0.5 g의 NANOFER 25는 TCE를 총 10.4 mg (0.080 mmol)을 처리하였으며 화학분해용량적분의 결과와 비교하여 약 40%를 분해할 수 있었다. 이러한 결과들은 타사의 나노영가철(TODA사의 RNIP-10DS)의 성능과 비교하였을 때 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.
2에 나타내었다. 그 결과 0.5 g(25 g/L) 의 NANOFER 25는 0.18 mM의 TCE를 22번 분해할 수 있었으며 분해된 TCE 총량은 10.4 mg (0.080 mmole)이었다. 이러한 결과는 0.
6에 나타내었다. 그 결과 10시간 내 90% 이상의 TCE를 분해하여 분해속도상수가 0.41 hr-1로 앞선 결과들 보다 매우 빠른 경향을 나타내고 있었다. 그 이유는 현장지하수의 TCE 농도가 합성지하수의 농도보다 매우 낮아 나노영가철의 산화가 상대적으로 느려졌을 것으로 판단된다.
5에 나타내었다. 그 결과 TCE 분해속도상수가 0.022 hr-1로 순수한 물에서의 분해속도상수보다 87% 감소하였으며 음이온의 현장 평균농도에서의 분해속도보다 33% 낮게 나타났다. 하지만 현장 지하수내의 평균 DOC만을 모사한 시료의 분해속도상수와는 비슷한 값(약 4% 차이)을 가지고 있었다.
3(b)에 나타내었다. 그 결과 현장 중요 음이온을 모두 용해되었을때 농도가 10배 혹은 100배 증가해도 분해속도상수가 각각 0.060과 0.070 hr-1로 원래의 현장농도와 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며 이는 음이온이 반응하여 생성된 침전물들이 나노영가철의 표면에 더 이상 흡착되지 못해 반응성에 영향을 미치지 못한 것으로 판단된다.
NOM이 영가철의 산화물 부분에 흡착되면서 반응성이 감소하였기 때문인 것으로 판단된다. 또한 현장지하수내 평균농도 음이온과 NOM이 함께 존재할 시 TCE 분해능의 변화에 대해 평가하였을 때 반응속도는 86% 감소한 것을 알 수 있었다.
음이온이 NANOFER 25의 반응용량에 미치는 영향을 평가한 결과, 0.5 g의 나노영가철(25 g/L)로 0.1 mM의 TCE를 20번 분해하였으며 분해된 TCE의 총량은 9.47 mg (0.072 mmol)으로 앞서 평가한 순수한 물에서의 분해용량보다 분해능이 10% 감소하였다. 이러한 경향들로 볼 때 지하수에 용해된 음이온들은 나노영가철의 지속성에 영향을 미치기 때문에 나노영가철을 현장에 적용 시 지하수에 용해된 음이온을 고려하여 주입량을 결정해 주어야 한다고 판단된다.
080 mmol)을 처리하였으며 화학분해용량적분의 결과와 비교하여 약 40%를 분해할 수 있었다. 이러한 결과들은 타사의 나노영가철(TODA사의 RNIP-10DS)의 성능과 비교하였을 때 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.
후속연구
그 이유는 현장지하수의 TCE 농도가 합성지하수의 농도보다 매우 낮아 나노영가철의 산화가 상대적으로 느려졌을 것으로 판단된다.15) 따라서 TCE농도가 매우 낮은 현장지하수에서 NANOFER 25를 현장에 적용하였을 때 높은 효율을 보일 것으로 예상되며 향후 현장지하수의 수리학적 특성을 조사하고 앞선 결과들을 바탕으로 NANOFER 25의 적절한 주입량을 결정해야 할 것으로 판단된다.
16-19) 그 외에 자연유기물질(NOM, Natural Organic Matter)은 영가철의 산화물 부분에 흡착되어 오염물질을 흡수하며, 20) 토양과 영가철 사이에서 정전기적 상호작용을 감소시켜 영가철의 이동성을 향상 시키고 영가철간의 응집을 방해하는 등 입자표면의 전하와 관련되어 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.21,22) 이렇듯 지하수 내에 존재하는 주요 인자들과 나노영가철과의 상관관계를 밝히는 연구는 향후 나노영가철을 이용한 오염지하수 및 토양현장의 복원에 중요한 기초자료가 될 것이다.
4) 실제 TCE 오염 지하수는 나노영가철을 주입하였을 때는 TCE 농도가 매우 낮아 10시간 내 90% 이상의 TCE를분해하였으며 앞선 결과들 보다 매우 빠른 경향을 나타내고 있었으며 향후 앞선 결과들을 바탕으로 NANOFER 25의 적절한 주입량을 결정해야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유기염소계 오염물질들을 처리하기 위한 기술에는 무엇이 있는가?
이러한 유기염소계 오염물질들을 처리하기 위하여 다양한 기술들이 연구되어 왔으며 그 대표적인 기술로 지중처리 기술(in-situ)인 화학적 산화/환원, 미생물을 이용한 생분해 기술과 지상처리기술(ex-situ)인 양수처리기술(pump and treatment technology)이 개발되어 왔다. 미생물을 이용한 생분해 기술의 경우 오염물질 처리 시 다양한 중간생성물이 생성되고 이 중간생성물 역시 독성을 가질 가능성이 크다.
NANOFER 25의 기본 반응성과 지하수 용존물질이 TCE 분해능에 어떠한 영향을 미치는지 평가한 결과는?
1) NANOFER 25의 주입량에 의한 TCE 분해능을 살펴본 결과 나노영가철 슬러리 10, 25, 50, 100, 150 g/L의 농도에서 분해속도상수가 각각 0.044, 0.015, 0.34, 0.43, 0.47 hr-1이었으며 50 g/L의 이상의 나노영가철 농도에서는 분해속도증가율이 감소하는 경을 나타내었다. NANOFER 25의 지속성을 평가하였을 때 0.5 g의 NANOFER 25는 TCE를 총 10.4 mg (0.080 mmol)을 처리하였으며 화학분해용량적분의 결과와 비교하여 약 40%를 분해할 수 있었다. 이러한 결과들은 타사의 나노영가철(TODA사의 RNIP-10DS)의 성능과 비교하였을 때 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.
2) NANOFER 25의 지하수 용존물질중 음이온이 TCE 분해능에 미치는 영향을 평가하기위해 현장평균농도의 음이온을 용해시켰을 때 반응속도가 60% 감소하였다. 이러한 원인은 나노영가철이 음이온들과 반응하여 침전물을 형성하고 생성된 침전물들이 나노영가철에 흡착되어 TCE와 나노영가철의 접촉을 방해하였기 때문인 것으로 판단된다. 하지만 농도를 10배 100배 증가시켰을 경우 반응성의 큰 차이를 보이지 않았으며 이는 생성된 침전물이 더 이상 나노영가철에 흡착되지 못하였기 때문인 것으로 예상된다.
3) NANOFER 25의 NOM이 TCE 분해능에 미치는 평가한 결과 25 g/L의 나노영가철 농도에서의 분해속도상수는 0.025 hr-1로 DOC가 용해되지 않았을 때보다 84% 감소하였다. NOM이 영가철의 산화물 부분에 흡착되면서 반응성이 감소하였기 때문인 것으로 판단된다. 또한 현장지하수내 평균농도 음이온과 NOM이 함께 존재할 시 TCE 분해능의 변화에 대해 평가하였을 때 반응속도는 86% 감소한 것을 알 수 있었다.
4) 실제 TCE 오염 지하수는 나노영가철을 주입하였을 때는 TCE 농도가 매우 낮아 10시간 내 90% 이상의 TCE를분해하였으며 앞선 결과들 보다 매우 빠른 경향을 나타내고 있었으며 향후 앞선 결과들을 바탕으로 NANOFER 25의 적절한 주입량을 결정해야 할 것으로 판단된다.
할로겐화 유기화합물이란?
전 세계적으로 급격한 산업발달로 인해 자연적으로 존재할 수 없는 유기화합물들이 배출되었으며 이로 인해 야기되는 환경오염문제 역시 오래 전부터 보고되고 있다. 특히 할로겐화 유기화합물은 난분해성 물질로서 오랫동안 자연 생태계에 잔류하며 지하수 및 토양 환경에서 빈번하게 검출되는 물질이다. 그중에서 염소계 지방족 탄화수소인 TCE (Trichloroetylene), PCE (Perchloroethylene)는 반도체공장, 금속세정공정의 유기용제 등으로 산업전반에 널리 사용되어 왔다.
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