초록 ▼

■ 흡수선량에 따른 MTBE 제거효율 및 부산물 생성 평가
○ 흡수선량 (0.6, 1.25, 2.5, 5, 10 kGy) 별 MTBE 제거율 평가 결과, 흡수선량이 증가될수록 MTBE 제거율이 증가되나, 반응 속도는 감소하고, 10 kGy 조사 시 1 mM MTBE가 94% 제거됨.
○ MTBE가 분해됨에 따라서 4 종의 부산물 검출: TBA (tert butyl alcohol), TBF (tert butyl formate), MA (Methyl aceteate), AC (Aceton).
○ MTBE가 분해됨에 따라

■ 흡수선량에 따른 MTBE 제거효율 및 부산물 생성 평가
○ 흡수선량 (0.6, 1.25, 2.5, 5, 10 kGy) 별 MTBE 제거율 평가 결과, 흡수선량이 증가될수록 MTBE 제거율이 증가되나, 반응 속도는 감소하고, 10 kGy 조사 시 1 mM MTBE가 94% 제거됨.
○ MTBE가 분해됨에 따라서 4 종의 부산물 검출: TBA (tert butyl alcohol), TBF (tert butyl formate), MA (Methyl aceteate), AC (Aceton).
○ MTBE가 분해됨에 따라서, 흡수선량에 따라 TBF > TBA> AC> MA 순으로 부산물이 생성되었으며, 이후 흡수선량이 증가함에 따라 부산물의 농도가 감소함.
■ 수질 배경인자의 영향
○ 지하수 (TOC 0.76 mg/L, Alkalinity 50 mg/L as $CaCO_{3}$, pH 7.4)에 1 mM MTBE를 조제하여 흡수선량에 따른 MTBE 제거율 평가
○ 지하수 대상 MTBE 제거 평가 결과, 5 KGy 이상 조사 시 67%의 MTBE 제거효율을 나타내었으며, 이 후 흡수선량이 증가해도 MTBE의 제거율은 증가하지 않음 (Dose rate effect)
○ $NO_{3}^{-}$ 영향: 수 중 $NO_{3}^{-}$는 전자빔 조사 시 생성된 $e_{aq}^{-}$와 반응하여 OH 라디칼 생성을 억제시키며, 10 mM 과량의 $NO_{3}^{-}$를 주입한 결과, MTBE의 제거율이 약 20% 감소됨.
■ 전자빔 조사 시 $H_{2}O_{2}$의 주입에 따른 영향
○ 전자빔 조사 시 $H_{2}O_{2}$ (0.01, 0.05, 0.1, 1.5, 5 mM)를 주입한 결과, 증류수에서는 1.25, 2.5 kGy dose에서 약 13% MTBE의 제거율이 증가하였으나, 그 이상의 dose에서는 시너지 효과가 나타나지 않음.
○ 지하수 내 MTBE 제거 평가에서 $H_{2}O_{2}$ 주입 시 MTBE 제거율이 약 10~29% 증가되었으며, 모든 흡수선량 (0.6 ~ 10 kGy)에서 시너지 효과가 나타남.
○ 최적 과산화수소 주입 농도는 50 μM 이며, 50 μM 이상으로 과산화수소를 주입하여도 제거율에 대한 시너지 효과가 없음.

Abstract ▼

Methyl tert-butyl ether (MTBE) is a compound that is used as a gasoline additive. The contamination by MTBE in ground water has gravely increased. However, MTBE-contaminated waters are not effectively treated using standard methods such as air-stripping, adsorption technologies and biodegradation.

Methyl tert-butyl ether (MTBE) is a compound that is used as a gasoline additive. The contamination by MTBE in ground water has gravely increased. However, MTBE-contaminated waters are not effectively treated using standard methods such as air-stripping, adsorption technologies and biodegradation. The aim of this study is 1) to examine the degradation of MTBE and formation of its intermediates by electron beam (EB) irradiation as a function of absorbed dose and 2) to investigate the effect of the $H_{2}O_{2}$ addition on the removal efficiency of MTBE.
All of the experiments were conducted using 2 MeV electron accelerator (10 mA) and absorbed doses were reflected as 0.6, 1.25, 2.5, 5 and 10 kGy. A solution of 1 mM MTBE was prepared using deionized distilled water (DDI). The concentrations of MTBE and the by-products were analyzed using GC/FID equipped with a DB-624 column.

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 보고서 초록 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...6
• CONTENTS ...7
• 목차 ...9
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...11
• 제1절 연구개발의 필요성 ...11
• 1. 기술적 측면 ...11
• 2. 경제·산업적 측면 ...11
• 3. 사회·문화적 측면 ...11
• 제2절 연구개발 최종목표 ...12
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...13
• 제1절 국내 연구 현황 ...13
• 제2절 국외 연구 현황 ...13
• 1. 개요 ...13
• 2. 미국 ...14
• 3. 독일 ...18
• 4. 일본 ...20
• 5. 러시아 ...22
• 6. 오스트리아 ...24
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...26
• 제1절 실험 방법 ...26
• 1. 다양한 인자 (전자빔 dose, MTBE 농도 등) 별 전자빔 조사에 의한 MTBE 제거 효율 및 산화부산물의 생성 평가 ...26
• 가. 시료 및 시약 ...26
• 나. 전자빔 조사 ...26
• 다. MTBE 및 산화부산물 분석 ...26
• 2. MTBE 제거 시 scavengers 영향 조사 ...26
• 3. MTBE 제거율에 지하수 배경인자가 미치는 영향 ...27
• 4. 전자빔/오존 혼합 공정 및 과산화수소 주입에 따른 MTBE의 제거율 평가 ...27
• 제2절 연구 결과 ...27
• 1. 다양한 인자 (전자빔 dose, MTBE 농도 등) 별 전자빔 조사에 의한 MTBE 제거 효율 평가 ...27
• 2. 전자빔 공정에 의한 MTBE 제거 메커니즘 규명 및 산화부산물 생성 평가 ...30
• 3. MTBE 제거 시 scavengers 영향 평가 ...33
• 4. MTBE 제거율에 지하수 배경인자가 미치는 영향 ...35
• 5. 전자빔 및 오존 단일 공정 대비 전자빔/오존 혼합 공정의 효율 향상 유무 평가 ...37
• 6. 전자빔 조사 시 과산화수소 주입에 따른 영향 ...39
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...42
• 제1절 목표 달성도 ...42
• 제2절 국내외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 ...42
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...44
• 제1절 경제적 측면 ...44
• 제2절 사회적 측면 ...44
• 제3절 기술적 측면 ...44
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...46
• 제7장 참고문헌 ...47