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문제 정의
- 본 연구에서는 이러한 숯의 흡착 특성을 바탕으로 한 농약 성분의 제거 능력을 평가하는 것을 목적으로 하고 있다. 실험은 회분식, 연속식으로 나누어 동일한 조건에서 흑탄, 백탄의 농약 성분 제거 능력을 평가해 보았다.
제안 방법
- 측정하였다. 1시간 단위로 유출수를 채취하였다. 또한 백탄 보다 농약 성분의 제거율이 좋은 흑탄에 대해서는 31시간까지 연장하여 실험을 하였다.
- 회분식 실험에서는 흑탄, 백탄의 주입양에 따른 농약 성분의 제거 능력을 알아보았다. 500ml 병 안에 희석시료를 100ml와 흑탄과 백탄을 0.1g, lg, 10g, 50g씩 넣고, 교반기에 넣어(10분, 30분, 60분, 120분, 240분, 1일) 단위로 채취를 하였다. 채취 시 실린지 필터를 이용해 불순물이 들어가지 않게 걸러 내어 vial에 1ml 정도 담아 GC (ECD)로 농약 성분을 측정하였다.
- 1시간 단위로 유출수를 채취하였다. 또한 백탄 보다 농약 성분의 제거율이 좋은 흑탄에 대해서는 31시간까지 연장하여 실험을 하였다.
- 본 실험은 회분식 실험과 연속식 실험 두 가지 형태로 실험을 실시하였다. 회분식 실험에서는 흑탄, 백탄의 주입양에 따른 농약 성분의 제거 능력을 알아보았다.
- 실험은 회분식, 연속식으로 나누어 동일한 조건에서 흑탄, 백탄의 농약 성분 제거 능력을 평가해 보았다.
- 1g, lg, 10g, 50g씩 넣고, 교반기에 넣어(10분, 30분, 60분, 120분, 240분, 1일) 단위로 채취를 하였다. 채취 시 실린지 필터를 이용해 불순물이 들어가지 않게 걸러 내어 vial에 1ml 정도 담아 GC (ECD)로 농약 성분을 측정하였다. 흑탄과 백탄이 실제 사용되고 있는 농약 성분을 흡착하는지에 대해 알아보기 위해 혼합된 농약 성분들을 50배 희석하여 30L를 만들고, 흑탄과 백탄을 망 안에 1kg씩 넣은 뒤 1시간 단위로 시료의 농도를 측정한다.
- 칼럼에 흑탄과 백탄을 각각 주입하고, 여과 속도를 50㎖/min로 하여 여과를 실시한 후 유출수의 농약 성분을 측정하였다. 1시간 단위로 유출수를 채취하였다.
- 실시하였다. 회분식 실험에서는 흑탄, 백탄의 주입양에 따른 농약 성분의 제거 능력을 알아보았다. 500ml 병 안에 희석시료를 100ml와 흑탄과 백탄을 0.
- 은 흑탄 칼럼에서의 농약 성분의 제거율을 나타낸 것이다. 흑탄 칼럼에서는 흡착시간을 l~9hr(l구간), 10~20hr(2구간), 21~31hr(3구간)으로 나누어 농약성분에 따른 평균 제거율을 비교해보았다. Simazinee 1구간 96%, 2구간 92%, 3구간 90%로 나타났으며, Diazinone 1구간 79%, 2구간 72%, 3 구간 55%로 낮은 제거율이 나타났다.
- 채취 시 실린지 필터를 이용해 불순물이 들어가지 않게 걸러 내어 vial에 1ml 정도 담아 GC (ECD)로 농약 성분을 측정하였다. 흑탄과 백탄이 실제 사용되고 있는 농약 성분을 흡착하는지에 대해 알아보기 위해 혼합된 농약 성분들을 50배 희석하여 30L를 만들고, 흑탄과 백탄을 망 안에 1kg씩 넣은 뒤 1시간 단위로 시료의 농도를 측정한다.
대상 데이터
- 연속실험에 사용된 여과 칼럼은 직경이 7.7cm, 높이가 67cm 로 원통형 아크릴로 제작하였다. 유입수는 시판되는 농약 성분 (Simazine, Diazinon, Fenitrothion, Butachlor)을 넣고 수돗물로 500배 희석하여 사용하였다.
이론/모형
- 농약 성분 분석은 Gas chromatography (ECD-17AJ를 이용하였다. Carrier gas는 고순도 질소(N?)를 사용하고, Pressure는 0.
성능/효과
- 흑탄, 백탄 50g 주입 시 유출수에서는 흑탄의 경우 농약 성분의 농도가 모두 0mg/l 로 완전한 제거가 이루어졌으며, 백탄의 경우에는 40분 후 Diazinon0] 100%, Malathion, Butachlor, Fenitrothion, Sima zine이 평균 99%의 제거율을 보였다. 1kg의 흑탄과 백탄을 희석시료 30L에 넣어 제거율을 비교해본 실험에서도, 흑탄은 4가지 농약 성분(Simazine, Diazinon Fenitrothion, Butachlor)에 대해서 백탄보다 높은 제거율을 보였다, 가장 높은 제거율을 보인 Simazinee 백탄에서 평균 88%, 흑탄에서는 평균 92%를 나타내었으며, Diazinone 백탄에서 평균 41.9%, 흑탄에서 66%로 상대적으로 제거율이 낮게 나타났다.
- Simazinee 1구간 96%, 2구간 92%, 3구간 90%로 나타났으며, Diazinone 1구간 79%, 2구간 72%, 3 구간 55%로 낮은 제거율이 나타났다. Fenitrothione 1구간 94%, 2구간 88%, 3구간 82%로 나타났고, Butachlor는 1구간 91%, 2구간 85%, 3구간 81%로 나타났다. 결과적으로 Simazinee 6%, Fenitrothion 12%, Butachlor 10%로 제거율이 낮아졌다, 특히 Diazinone 24%로 낮아져 상대적으로 흡착이 잘 되지 않는 것으로 나타난다.
- Fenitrothione 1구간 94%, 2구간 88%, 3구간 82%로 나타났고, Butachlor는 1구간 91%, 2구간 85%, 3구간 81%로 나타났다. 결과적으로 Simazinee 6%, Fenitrothion 12%, Butachlor 10%로 제거율이 낮아졌다, 특히 Diazinone 24%로 낮아져 상대적으로 흡착이 잘 되지 않는 것으로 나타난다.
- 따라서 흑탄 lg 주입 결과, 백탄 lg 주입 보다 Malathion을 약 15%, Butachlor을 약 19%, Fenitrothion을 약 25% 제거율이 높게 나타나 이 성분들은 더 잘 흡착하는 것으로 판단되어진다. 흑탄 lg주입 시 다른 성분보다 흡착이 느린 Simazine과 Diazinon에서도 백탄보다 높은 제거율을 보였다.
- 또한 1kg 흑탄, 백탄 주입 실험에서도 흑탄은 4가지 농약 성분(Sim azine, Diazinon, Fenitrothion, Butachlor)을 백탄보다 더 잘 제거하는 것으로 나타났다. 반면 Diazinon의 제거율은 백탄에서 평균 41.
- 1g, lg, 10g, 50g씩 증가시킬수록 농약 성분의 제거율이 높아지는 것으로 나타났으며, 흑탄이 백탄 보다 농약 성분을 잘 제거하는 것으로 나타났다. 특호], lg 주입시 흑탄은 백탄보다 Malathione 약 15%, Butachlore 약 19%, Fenitrothione 약 25% 제거율이 더 높게 나타난 것으로 보아 흡착이 잘 된다고 판단된다. 반면에 Diazinon의 제거율은 상대적으로 낮게 나타났다.
- 1g, lg, 10g, 50g씩 증가시킬수록 제거 속도는 빨랐다. 특히 흑탄, 백탄을 각각 1g, 10g씩 주입 하였을때 제거율의 차이가 뚜렷하게 나타났다.
- 회분식 실험 결과 흑탄, 백탄 양을 0.1g, lg, 10g, 50g씩 증가시킬수록 농약 성분의 제거율이 높아지는 것으로 나타났으며, 흑탄이 백탄 보다 농약 성분을 잘 제거하는 것으로 나타났다. 특호], lg 주입시 흑탄은 백탄보다 Malathione 약 15%, Butachlore 약 19%, Fenitrothione 약 25% 제거율이 더 높게 나타난 것으로 보아 흡착이 잘 된다고 판단된다.
- 회분식 실험 결과 흑탄, 백탄 양을 0.1g, lg, 10g, 50g씩 증가시킬수록 제거 속도는 빨랐다. 특히 흑탄, 백탄을 각각 1g, 10g씩 주입 하였을때 제거율의 차이가 뚜렷하게 나타났다.
- 흑탄 칼럼에서는 흡착 시간(21~31hr)에서 농약 성분의 평균 제거율을 비교해 본 결과, Simazine은 90%, Fenitrothione 82%, Butachlore 81%로 나타났으며, 특히 Diazinon의 제거율은 55%로 나타나 상대적으로 흡착이 잘 되지 않는 것으로 나타났다.
- 평균 97%으로 높은 제거율을 보였다. 흑탄, 백탄 50g 주입 시 유출수에서는 흑탄의 경우 농약 성분의 농도가 모두 0mg/l 로 완전한 제거가 이루어졌으며, 백탄의 경우에는 40분 후 Diazinon0] 100%, Malathion, Butachlor, Fenitrothion, Sima zine이 평균 99%의 제거율을 보였다. 1kg의 흑탄과 백탄을 희석시료 30L에 넣어 제거율을 비교해본 실험에서도, 흑탄은 4가지 농약 성분(Simazine, Diazinon Fenitrothion, Butachlor)에 대해서 백탄보다 높은 제거율을 보였다, 가장 높은 제거율을 보인 Simazinee 백탄에서 평균 88%, 흑탄에서는 평균 92%를 나타내었으며, Diazinone 백탄에서 평균 41.
- 흑탄, 백탄 칼럼에서의 농약 제거율을 보면, 백탄의 경우 4 시간 동안 평균 Simazine 84%, Diazinon 75% Fenitrothion 90%, Butachlor 86%를 나타내었으며, 6~7사이에 Simazine 93%, Diazinon 71% Fenitrothion 97%, Butachlor 86% 가장 높은 제거율을 보이다가 Simazine 86%, Diazinon 53% Fenitrothion 59%, Butachlor 43%로 Simazine을 제외한 나머지 성분에 대해서 제거율이 급격하게 떨어지는 것으로 나타났다. Fig 3.
- 흑탄, 백탄을 10g 주입시 결과를 비교해보면, 흑탄에서는 농약 성분의 제거율이 99%~100%를 나타내었으며, 백탄에서도 Malathione 평균 100%, Butachlor평균98%, Fenitrothion 은 평균 97%으로 높은 제거율을 보였다. 흑탄, 백탄 50g 주입 시 유출수에서는 흑탄의 경우 농약 성분의 농도가 모두 0mg/l 로 완전한 제거가 이루어졌으며, 백탄의 경우에는 40분 후 Diazinon0] 100%, Malathion, Butachlor, Fenitrothion, Sima zine이 평균 99%의 제거율을 보였다.
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