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Ultraviolet-A (UV-A) 조사에 의한 Tetrabromobisphenol A (TBBPA)의 광분해 반응 특성
Photodecomposition Characteristics of Tetrabromobisphenol A (TBBPA) by Ultraviolet (UV-A) Irradiation 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.35 no.2, 2013년, pp.124 - 130  

장석원 (목포해양대학교 환경.생명공학과) ,  한상국 (목포해양대학교 환경.생명공학과)

초록
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모든 브롬화난연제 중 가장 많이 사용되고 있는 것은 TBBPA이다(상용화되고 있는 브롬화난연제물질 중 50%를 차지). TBBPA는 환경 중에서 유해하기 때문에 환경 중에서의 그들의 분해반응기전에 대한 연구가 흥미롭다. 본 연구에서는 UV-A (${\lambda}=352nm$) 조사에 의한 TBBPA의 광분해반응속도가 조사세기 의존적으로 증가하였다. 또한 TBBPA의 광분해반응에 의해서 2,6-dibromo-p-benzosemiquinone radical ($a_{2H}=2.36G$, g = 2.0056)이 생성되고 그 생성반응에 singlet oxygen ($^1O_2$)이 주요 반응 인자로서 영향을 미치는 것으로 나타났다. 한편, HA와 TBBPA의 혼합용액을 광조사하면 semiquinone radical의 전형적인 ESR 스펙트럼이 생성되었다. 그리고 HA는 TBBPA의 광분해반응속도를 농도의존적으로 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 라디칼 생성과 광분해반응속도는 singlet oxygen ($^1O_2$) 소거제인 sodium azide를 주입하면 감소되었다. 이러한 결과로부터, UV-A 조사에 의한 HA와 $^1O_2$의 반응속도는 TBBPA와 $^1O_2$의 것보다 더 빠르다는 것을 제시한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Of all the brominated flame retardants (BFRs), TBBPA has the largest production volume (50% of the BFRs in current use). It is interest to investigate how they may degrade, because of it can pose an environmental hazard. By using UV-A (${\lambda}=352nm$ ), we have found that the UV-A irra...

주제어

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문제 정의

  • 28,29) 또한 Han은 수중의 HA가 빛에 의한 활성화 반응에 의해서 semiquinone radical을 생성하고 그 생성과정에 1O2의 관여 가능성이 높다고 보고하였다.17) 따라서 본 실험에서는 TBBPA의 광분해반응에 미치는 HA의 영향을 검토하였다. TBBPA는 HA의 농도 증가와 함께 그 분해속도가 감소되었다(Table 2).
  • 그러나, TBBPA의 광분해 특성 중 radical 반응에 관한 연구 및 정보는 아직 미흡한 실정이다.20) 따라서 본 연구에서 TBBPA의 광분해 반응 중 2,6-dibromo-p-semiquinone radical의 생성반응에 hydroxyl radical 및 singlet oxygen (1O2)과 같은 radical들이 관여하고 있는지 검토하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 BFRs중 사용량이 가장 많은 TBBPA의 수계 중 광분해 반응메커니즘을 규명하기 위해서 gas chromatograph(GC)-mass spectrometer (MS)와 electronic spin resonance (ESR) 분석법을 이용하였고 대부분의 수계에 존재하는 HA가 TBBPA 광분해 반응에 어떤 영향을 미치는가를 규명하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
난연제의 성분에 따른 구분은? 1~3) 난연제란 대부분 탄소, 수소, 산소의 유기물질로 구성되어 있고 연소되기 쉬운 특성을 지닌 화합물을 물리․화학적으로 처리하여 쉽게 연소되지 않도록 첨가하는 물질을 말한다.4) 현재 사용되고 있는 난연제는 성분에 따라 유기계와 무기계 화합물로 구분되며, 유기계 난연제의 경우 인계, 인과 할로겐 혼합물, 할로겐계로 구분된다. 이중 할로겐계 난연제는 브롬계, 염소계, 불소계로 분류된다.
난연제를 첨가함으로써 얻을 수 있는 이점은? 인간의 생활주변에서 다양하게 사용되고 있는 컴퓨터, TV 등의 전자제품 및 자동차, 그리고 섬유 및 플라스틱을 원료로 사용하는 실내장식재와 같은 각종 가연성 제품은 화재 발생시 위험을 방지하고 연소를 지연시키기 위해서 플라스틱에 난연제(flame retardants)를 물리적으로 첨가하거나 화학적으로 결합시켜 사용하고 있다.1~3) 난연제란 대부분 탄소, 수소, 산소의 유기물질로 구성되어 있고 연소되기 쉬운 특성을 지닌 화합물을 물리․화학적으로 처리하여 쉽게 연소되지 않도록 첨가하는 물질을 말한다.
브롬화 난연제 중 PBBs의 사용이 금지된 이유는 무엇인가? 6,7) 또한, BFRs는 가격이 저렴하고 높은 난연 효과로 전세계적으로 가장 널리 사용되며, 대표적인 종류로는 PBBs (polybrominated biphenyls), PBDEs (polybrominated diphenyl ethers), TBBPA (tetrabromobisphenol A), HBCD (hexabromocyclododecane) 등이 있다.1) 이 가운데 PBBs는 1970년대 말 잔류성 및 발암성 등이 확인되어 사용이 금지되었고, 그 후 PBDEs계열의 penta-BDE (pentabrominatd diphenylether), octa-BDE (octabrominated diphenylether), deca-BDE (decabrominated diphenylether)와 TBBPA등이 주로 사용되어 왔다.4,8,9) 그러나 penta-BDE, octa-BDE의 경우도 2004년 EU (European Union)에서 전면 사용금지 조치를 내렸고, 국내에서는 2006년 2월부터 취급제한금지물질로 지정되어 제조, 수입, 사용 등을 금지한 반면 성능 및 경제성 면에서 뛰어난 deca-BDE, TBBPA 등은 지금까지도 널리 사용되고 있는 실정이다.
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참고문헌 (30)

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  20. Al-Rasheed, R. and Cardin, D. J., "Photocatalytic degradation of humic acid in saline water. Part 1. Artificial seawater: influence of $TiO_2$ , temperature, pH, and air-flow," Chemosphere, 51, 925-933(2003). 

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  30. Khan, S. U. and Schnitzer, M., "UV irradiation of atrazine in aqueous fulvic acid solution," J. Environ. Sci. Health, 13 (3), 299(1978). 

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