[논문]ZVI/TIO2를 이용한 폴리염화비페닐로 오염된 토양 정화

박재욱; 조윤진; 이동근

doi:10.7464/ksct.2023.29.2.118

ZVI/TIO2를 이용한 폴리염화비페닐로 오염된 토양 정화
Application of ZVI/TiO2 towards Clean-up of the Contaminated Soil with Polychlorinated Biphenyls 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.29 no.2, 2023년, pp.118 - 125

박재욱 (경상국립대학교 대학원 환경보전학과) , 조윤진 (경상국립대학교 대학원 환경보전학과) , 이동근 (경상국립대학교 대학원 환경보전학과)

초록
AI-Helper

부지가 폴리염화비페닐(polychlorinated biphenyls, PCBs)로 오염되면, 심각한 환경 및 건강 위해를 피할 수 없게 된다. 따라서 혁신적이지만 경제성을 지니는 제자리 복원 기술이 오염 부지에 즉시 적용되어야 한다. TCE, PCE 및 DDT와 같은 염소계 유기화합물의 탈염소화를 위하여 최근에는 나노 규모의 영가-철(zero-valent iron, ZVI)이 성공적으로 적용되었고, 지구 지각에서도 풍부하게 존재하는 철은 환경적으로 안전한 것으로 통상적으로 간주된다. 입상 ZVI에 비해 나노 규모 ZVI의 반응성은 훨씬 높지만, 높은 표면에너지와 자기적 물성 때문에 나노 규모 ZVI 입자들은 서로 응결된다. 서로 응결되어 큰 입자로 전환되는 것을 방지하기 위해 먼저 생성된 나노 ZVI 입자들을 가능한 고정화하기 위한 방안으로 TiO₂ 분말에 나노 ZVI를 담지하였다. FeSO₄와 TiO₂ 분말의 수용액상 슬러리에 NaBH₄를 천천히 첨가하여10wt% ZVI/TiO₂를 제조하였다. 입자 크기의 불균일성에도 불구하고, 나노 ZVI 입자들이 TiO₂ 외부 표면에 성공적으로 분산되었다. 제조된 ZVI/TiO₂는 PCBs의 표준 물질 일종인 Aroclor 1242로 인위적으로 오염시킨 토양의 PCBs 분해 실험에 적용되었고, Aroclor 1242 분해 성능을 관찰하였다. 제조된 ZVI/TiO₂는 Aroclor 1242 분해에 꽤 높은 반응성을 보였지만, 분자량이 큰 탄화수소로 판단되는 화합물이 부산물로 생성되어 토양에 잔류하는 것은 피할 수 없었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Once a site is contaminated with polychlorinated biphenyls (PCBs), serious environmental and human health risks are inevitable. Therefore, innovative but economical in situ remediation technologies must be immediately applied to the contaminated site. Recently, nanoscale zero-valent iron (nano-ZVI) particles have successfully been applied for the dechlorination of various chlorinated organic compounds like TCE, PCE and DDT, and they are considered to be environmentally safe due to the high abundance of iron in the earth's crust. Nano-ZVIs are much more reactive than granular ones, but tend to agglomerate due to their high surface energy and magnetic properties. In order to prevent them from being agglomerated toward larger particles, TiO2 was used as a support to immobilize the nano-ZVI particles as much as possible. 10wt% ZVI/TiO2 was prepared by adding NaBH4 slowly into an FeSO4/TiO2 aqueous slurry. In spite of their non-uniformity in size, the nano-ZVI particles were quite successfully dispersed onto the exterior surface of a non-porous TiO2 powder. The ZVI/TiO2 was then employed to degrade Aroclor 1242, a kind of PCBs standard, in spiked soil, and its reactivity towards the degradation of Aroclor 1242 was investigated. The fabricated ZVI/TiO2 degraded Aroclor 1242 in soil quite effectively, but the creation of remaining dechlorinated compounds, possibly high molecular weight hydrocarbons, in the soil was unavoidable.

주제어

표/그림 (9)

그림 Figure 1. A representative TEM micrograph of 10 wt% ZVI/TiO₂.
그림 Figure 2. BET isotherm of N₂ adsorption on the 10 wt% ZVI/TiO₂.
표 Table 1. The representative peaks of the GC-MS chromatogram in Figure 1 and their formula
그림 Figure 3. Changes in GC-MS chromatogram pattern with treatment times (a = 0; b = 2.5 days; c = 5 days; and d = 7 days with 0.1 g 10 wt% ZVI/TiO₂/g soil).
그림 Figure 4. Changes in PCBs concentration with the treatment time over 10 wt% ZVI/TiO₂ (0.1g ZVI/TiO₂/g soil).
그림 Figure 5. The GC (equipped with FID) chromatogram of the products from the sample treated for 7 days with 0.1 g 10 wt% ZVI/TiO₂/g soil.
그림 Figure 6. The anions measured through ion chromatography from the soil sample which underwent treatment with 10 wt% ZVI/TiO₂ for 7 days.
그림 Figure 7. The TEM micrograph of the 10 wt% ZVI/TiO₂ which underwent dechlorination of Aroclor 1242-contaminated soil for 7 days.
표 Table 2. The identified peaks of the GC-MS chromatogram in Figure 3 and their formula

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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