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양친성 블록공중합체를 이용한 소수성 오염원제거
Removal of Hydrophobic Contaminant using Amphiphilic Block Copolymer 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.15 no.3, 2014년, pp.15 - 19  

이준협 (Department of Chemical Engineering, Myongji University) ,  심재열 (K-Coastal Engineering) ,  김영욱 (Department of Civil & Environment Engineering, Myongji University)

초록
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지반오염에 대한 사례가 점점 증가하고 이에 따른 대책공법에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 본 연구에서는 소수성 오염원으로 오염된 토양의 정화를 위해 친환경 양친성 블록공중합체의 개발 및 적용에 관하여 평가하였다. 오염원으로는 디이젤을 사용하였으며, 임의로 오염시킨 흙에 네 종류의 양친성 블록공중합체를 개발 및 적용하여 정화능력을 실내실험을 통하여 평가하였다. 오염된 토양을 기존 계면활성제를 사용하여 정화하고 개발된 양친성 블록공중합체의 정화능력과 비교 분석하였다. 연구결과 개발된 고분자 재료의 종류에 따라 다양한 정화능력을 보였으며, 기존 계면활성제와 비슷한 정화도를 나타내 이를 활용한 새로운 친환경적 정화재제 개발의 기초를 확립하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Spilling pollutants and its contamination to the ground have serious impact to public resulting in various research about remediation techniques. In this study, the use of amphiphilic block copolymer for remediation was investigated with a series of laboratory tests on removal of hydrophobic contami...

주제어

#양친성 블록공중합체   #소수성오염원   #디이젤   #정화   #계면활성제   #토양세척  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 실험 결과, 적용된 세척제에 따라 세척효율이 다르게 나타났다. 또한 비교적 제작이 쉬운 양친성 고분자의 제작 가능성에 대해서도 고찰하였다. 연구결과, 양친성 고분자의 적용으로 오염 지반 세척 효율은 다른 계면활성제보다 높을 것으로 판단되며, 이를 활용한 새로운 친환경적 오염정화 기술 및 공정개발의 가능성을 확인하였다.
  • 오염된 지반의 세척기술 및 세척제에 대하여 2차 오염의 우려가 없는 기술에 대한 연구가 최근 중점적으로 진행되고 있고 이 연구에서는 유류로 오염된 지반의 세척에 양친성 고분자 제재의 활용성에 대하여 알아보았다. 양친성 고분자의 활용성에 대하여 우선 고찰한 후 양친성 블록공중합체 고분자를 다양하게 제작･적용하여 보았으며, 임의로 오염된 흙의 세척실험을 수행하였다.
  • 그러나 지반의 조건에 따른 적용에 관한 연구가 진행되어 있지 않아 폭넓은 연구조건의 결과에 따라 광범위한 적용성을 검토할 필요가 여전히 남아있다. 이 연구에서는 계면활성제를 대체할 수 있는 무독성 양친성 고분자 재료 개발 및 현장 적용성 판단에 관하여 실내실험을 수행하고 이의 가능성을 검토하였다.
  • 이 연구에서는 앞의 목적을 가지고 소수성 오염원을 제거할 수 있는 양친성 블록공중합체 재료를 개발하였으며, 이의 화학구조 및 반응 메커니즘을 간략히 그림으로 표시하면 Fig. 2와 같다. 즉 양친성 이중 블록구조(hydrophobic core + hydrophilic shell)로 이루어져 있으며, 블록공중합체의 결합 형식에 따라 Diblock(polyethylene(PE, 소수) + poly(ethylene glycol)(PEG, 친수))와 Triblock(poly(propylene glycol)(PPG, 소수) + poly(ethylene glycol)(PEG, 친수))로 구분하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
매직스폰지는 어떠한 특징을 가지고 있는가? , 2004, 2005). 이는 계면활성제처럼 친수성과 소수성 세그먼트를 한 분자 내에 동시에 가지 고 있으며, 물에 용해되지 않고 계면활성제의 마이셀보다 작은 입자(<100 nm)를 형성하여 공극을 막지 않아 세척수의 유동성도 확보한다고 하였다. 그러나 지반의 조건에 따른 적용에 관한 연구가 진행되어 있지 않아 폭넓은 연구조건의 결과에 따라 광범위한 적용성을 검토할 필요가 여전히 남아있다.
surfactant enhanced remediation 기법이란 무엇인가? , 2004). 물과 소수성 물질 간의 계면장력을 낮추고 소수성 오염물질과 마이셀(micelle)을 형성 후 이동하여 오염물질을 제거하는 매개체로 계면활성제 를 사용하는 기술이다. 그러나 지반 내에서 마이셀의 결합력 이 그리 높지 않아 마이셀이 파괴될 가능성과 계면활성제의 흙 입자 흡착력이 높고 마이셀의 크기가 커서 도리어 흙 입자 사이에 막혀 세척수의 흐름을 방해하는 가능성이 높은 것이 큰 단점으로 알려져 있다(Tsomides et al.
천연계면활성제는 어떠한 특징을 가지고 있는가? 최근에는 합성 계면활 성제를 대신할 수 있는 물질개발의 연구가 진행되고 있는데 그 중 천연계면활성제(bio-surfactant)를 이용하여 세척하는 방법을 개발 중이다. 천연계면활성제는 지반 내에서 생분해가 가능하여 2차 오염 문제도 발생하지 않는다는 큰 장점이 있지만, 화학적 구조가 불분명하여 대량생산이 가능하질 않아 매우 고가라는 단점도 내포하고 있다. 따라서 상기 단점을 극복할 수 있는 새롭고 신뢰도 높은 녹색 정화법 개발이 필요하며, 특히 생태환경을 고려한 정화 기술에 관한 학문적인 관심이 매우 높다.
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참고문헌 (7)

  1. Baglioni, P. (2012), Nanostructure and cleaning mechanism of innovative media for polymer removal from artworks: a SANS study, http://nmi3.eu/news-and-media/scientific-highlights/. 

  2. Lee, J., Hsu, M. Chao, H. Huang, H. and Wang, S. (2004), The effect of surfactants on the distribution of organic compounds in the soil solid/water system, J. Hazard. Mater. Vol. 114, No. 1-3, pp. 123-130. 

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  3. Mackay, D. M. and Cherry, J. A. (1989), Groundwater contamination: pump-and-treat remediation, Environ. Sci. Technol., Vol. 23, No. 6, pp. 630-633. 

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  4. Tsomides, H. J. Hughes, J. B. Thomas, J. M. and Ward, C. H. (1995), Effect of surfactant addition on phenanthrene biodegradation in sediments, Environ. Toxicol Chem. Vol. 14, No. 6, pp. 953-957. 

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  5. Tungittiplakorn, W., Cohen, C. and Lion, L. W. (2005), Engineered polymeric nanoparticles for bioremediation of hydrophobic contaminants, Environ. Sci. Technol., Vol. 39, No. 5, pp. 1354-1358. 

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  6. Tungittiplakorn, W., Lion, L. W., Cohen, C. and Kim, J. Y. (2004), Engineered polymeric nanoparticles for soil remediation, Environ. Sci. Technol., Vol. 38, No. 5, pp. 1605-1610. 

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  7. U. S. EPA. (2004), How to evaluate alternative cleanup technology for underground storage tank sites: a guide for corrective action plan reviewers, EPA 510/R-04/002, 240 p. 

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