초록 ▼

4. 연구 결과
가. 제조나노물질의 수계 배출원 모니터링 및 환경노출평가 연구
(1) 수 환경 중 나노물질 모니터링 등 국내외 연구동향/관리방안 조사
- ISO TC 229 WG3, OECD WPMN SG8, CEN TC352 WG3, EPA APM 272, EPA APM 32등 나노물질의 수계환경 노출 측정 표준화 노력에 관하여 조사한 결과, 나노물질에 관한 명확한 분석법이나 수계 노출된 나노물질에 관한 모니티링 시험법은 없는 실정
- 수계 중 나노물질 측정에 관한 한계점 파악 : 실제폐수에 노출시켜서 분석한

4. 연구 결과
가. 제조나노물질의 수계 배출원 모니터링 및 환경노출평가 연구
(1) 수 환경 중 나노물질 모니터링 등 국내외 연구동향/관리방안 조사
- ISO TC 229 WG3, OECD WPMN SG8, CEN TC352 WG3, EPA APM 272, EPA APM 32등 나노물질의 수계환경 노출 측정 표준화 노력에 관하여 조사한 결과, 나노물질에 관한 명확한 분석법이나 수계 노출된 나노물질에 관한 모니티링 시험법은 없는 실정
- 수계 중 나노물질 측정에 관한 한계점 파악 : 실제폐수에 노출시켜서 분석한 사례가 적기때문에 해당 분석법의 구체화와 실증화가 필요한 상태임
- 기존 하폐수처리장의 나노물질 처리효율은 90~99%에 이르는 것으로 보고되고 있음
∙ 나노폐기물의 매립시 지속적인 환경 오염원으로 작용할 수 있고, 소각시에는 나노물질의 코팅 물질이 다이옥신 등과 같은 유해물질로 변환될 가능성이 높음
- 수질내 나노물질 및 나노폐기물에 관한 관리방안에 관하여 미국, 스위스, 중국 등의 사례를파악한 결과, 법규화 된 경우는 없음
(2) 파일럿을 활용한 하폐수처리장에서 나노물질 제거특성 분석
- 파일럿 규모의 하폐수처리 장치를 이용하여 TiO² , TiCl⁴ , ZnO, ZnCl² 등 4종, 3가지 시나리오(1회 노출, 3회 노출, 연속노출)에 관한 처리효율 평가
∙ 파일럿 장치내 생물반응조의 순응기 운전을 통해 슬러지의 활성을 평가하였고, DO,COD, BOD, pH, T 등에 관한 모니터링 실시
- Spiking 시나리오 비교
∙ 1회 spiking 비교 : TiO² 및 ZnO 평균 85.6%의 파일럿 장치에 의한 제거 효율을 보임
∙ 3회 spiking 비교 : TiO² 및 ZnO 평균 84.3%의 파일럿 장치에 의한 제거 효율을 보임
∙ 연속 spiking 비교 : TiO² 및 ZnO 평균 87.0%의 파일럿 장치에 의한 제거 효율을 보임
- 물질별 제거효율 비교
∙ TiO² : 평균 88.8%의 파일럿 장치에 의한 제거 효율을 보임
∙ TiCl⁴ : 평균 90.8%의 파일럿 장치에 의한 제거 효율을 보임
∙ ZnO : 평균 70.6%의 파일럿 장치에 의한 제거 효율을 보임
∙ ZnCl² : 평균 82.2%의 파일럿 장치에 의한 제거 효율을 보임
- 이온과 나노입자 제거효율 비교 : 나노입자보다는 이온상태일 때 제거가 더 잘되는 것으로 나타났으며, 이는 슬러지내 흡착이 나노입자에 비해 더 효과적으로 작용하는 것으로 해석됨
- 회분식 반응 실험 : 활성슬러지(200 ppm)에 대한 TiO²와 ZnO의 흡착능 평가를 위하여, adsorption isotherm 실험을 HA 유무 조건과 pH 변화 조건에서 수행하였으며 속도론적해석도 실시
∙ 파일럿 실험에서 액상에서 TiO²에 비해서 농도가 더 뚜렷하게 나타났으며 이는 슬러지내 흡착이 잘 이루어지지 않고 액상내 존재한다는 것을 뜻하며, 이에 슬러지내 흡착 실험이 이온 흡착에 비해 발생이 약한 것으로 보임
∙ 슬러지의 나노입자에 대한 흡착용량은 TiO²가 ZnO에 비해 DW에서는 4배, 합성하수에서는 1.5배정도 크며, 초기 흡착속도도 TiO²가 큰 것으로 평가
∙ HA 공급으로 인한 DW내 입자의 분산성이 양호해지고 HDD가 작아진데 영향이 있으며, 슬러지와의 흡착에 부정적인 영향을 미치는 것으로 파악됨
∙ 낮은 pH에서는 ZnO 나노입자의 용해를 통한 이온의 흡착이 진행되고, 중성이나 높은pH에서는 ZnO 나노입자의 슬러지내 흡착이 진행
- 나노입자가 함유된 생물시료를 알칼리처리(alkine digestion)를 통해 나노입자를 추출후DLS 분석을 통해 입도분포를 해석하는 기법들이 제시되고 있음
∙ TMAH를 이용한 나노입자 농도에 따른 슬러지 알칼리 분해 결과, TiO²는 나노입자의회수가 가능하였으며 입도분포를 확인할 수 있었음
∙ 슬러지의 적절한 용해를 위해서는 pH 13이상의 높은 염 조건을 요구하지만 해당 pH에서는 ZnO가 용해되므로 슬러지내 존재하는 ZnO의 염처리는 해당 기법으로는 불가능한 것으로 판단됨
- 나노제품을 사용하고 폐기하거나 하폐수처리장의 폐슬러지를 처리할 경우, 소각 또는 매립을 활용하고 이때도 비의도적 환경 노출이 발생 가능함
∙ 전기응집에 의한 TiO² 제거 : Fe 전극은 94.6~96.8%의 제거효율을 보였고 Al 전극은87.9~93%의 제거효율을 보여, Fe 전극의 제거효율이 Al 전극보다 3~5%정도 높음
∙ 염처리를 통한 ZnO 제거 : 황 처리한 ZnS는 작은입자들간의 응집을 보이는 polymeric gel network를 형성하고, 인산 처리한 Zn³(PO⁴)²는 거대입자가 성장한 aggregated sol형태로 제거되며, 두 경우 모두 99% 이상의 제거효율을 보임
(3) 실제 배출원 대상으로 나노물질 현장 모니터링 연구
- 집중 모니터링 대상 하폐수처리장은 오산에 있는 O하수처리장과 음성에 있는 H폐수처리장으로 선정하여 장기 노출평가를 실시 : 100,000 ppm TiO², 10,000 ppm ZnO
- 하수처리장 노출결과
∙ TiO²의 spking 이후 장기간 모니터링에 의하면, 나노물질의 하수처리장내 유입은 최종방류수내 존재하는 대상 Ti의 농도를 지속적으로 증가시켜서 Ti가 공정내에 장기간 존재하는 것으로 해석되었으며, 슬러지케익내 존재 비율이 배경농도 대비 최대 2배까지 상승하기는 했지만 큰 폭으로 상승하지 않은 관계로 공정수와 생물반응조에 장기간 존재하는 것으로 파악됨
∙ Spiking한 지점과 2달후의 농도가 최저 배경농도인 180 mg/kg의 두배까지 증가한 것으로 보아 투입한 TiO²가 장기적으로 공정중에 존재하게 되어 2달 이후 슬러지케익내 농도 및 최종방류수내 농도가 지속적으로 증가함
∙ 10,000 ppm ZnO을 투입하게 되면 최종방류수 인근의 Zn가 무한 희석되기 까지는 최소 2달이 소요되는 것으로 계산되며, 2개월 이상의 장기 모니터링을 통해 이를 보다 심도입게 해석할 필요가 있음
- 폐수처리장 노출결과
∙ 생물반응조에서는 80 ppb 근처에서 배경농도가 나타났으며, spiking에 의한 효과는 나타나지 않았으며 배경농도 정도의 농도를 꾸준히 유지하였음
∙ 최종방류수에서도 생물반응조와 유사한 배경농도를 보였으며, 28시간 동안 공정중에서의 농도변화는 없음
∙ 하수처리장과는 다르게 폐수처리장에서는 화학적처리와 같은 별도 처리가 진행되므로공정중 상등액에서 검출되는 나노입자 또는 유래 성분이 입자 응집 및 침전으로 인해 검출되지 않는 것으로 파악됨
(4) 활성슬러지내 미생물과 나노물질간의 제거특성 및 영향평가
- 하수 plant에서 활성슬러지를 채취하여 각각의 균주에 최적화된 배지에 배양시킨 뒤, 배양된 미생물이 각각 나노입자와 나노이온 상태일 때 성장에 미치는 영향평가 실시
∙ 동일한 농도의 나노물질에서 그람 양성균인 Bacillus균의 평균 성장 저해율은 60% 이상이고, 그람 음성균인 Pseudomonas의 경우는 평균 성장 저해율이 10% 미만으로 나타남
∙ ZnO와 TiO² 나노물질의 농도가 같을 때 미생물 성장에 미치는 영향은 ZnO가 평균적으로 3배 정도 높아서 ZnO의 독성이 TiO² 보다 크다고 볼 수 있음
- Lab-scale SBR 공정에서 ZnO 나노입자(10, 50 ppm)의 유입은 질산화와 인방출공정을 저해하여 질소의 경우 대조군 대비 20%이상의 제거율 감소, 인의 경우 50% 이상의 제거율 감소를 나타냄
∙ 유기물의 경우 질소 및 인과 다르게 10 ppm의 ZnO 나노입자 유입에는 큰 수질의 변화를 보이지 않았지만 50 ppm의 경우 하수처리장 방류수 수질기준의 6배가 넘는 값을 나타냄
(5) TiO², ZnO의 PEC, PNEC 자료 검토
- 2010년, 2011년 나노물질 취급량 조사 결과를 바탕으로 PEC 예측을 위한 가중인자를 중량 및 제품수에 관하여 도출하였고, 환경매질별로 보정 지표를 설정하고 노출 시나리오를 설정
∙ 매질흐름량 분석에 기반한 모델링내 box의 크기 비교를 하면, 원재료 및 나노소비재 제품에 사용되는 TiO² 및 ZnO 전체 사용량을 기준으로 비교하여 STP가 가장 큰 크기를 보임 : STP >> Recycling sludge > WIP > Landfill >> Water >> Soil ~ Water ~ Air
∙ 제품에서 STP로 넘어가는 과정이 중요하고 STP에서 효율적으로 나노물질이 제거되어야하며, sludge의 재이용시에 환경매질로의 비의도적 노출이 발생되지 않도록 주의를 기울여야 함
- 기존 독성자료 분석을 통한 수생태 TiO² 무영향예측농도(PNEC) 산출한 결과, EU의 AF법에 따라 17.8 ㎍/L, 호주/뉴질랜드의 저신뢰도법에 따라 89 ㎍/L, 호주/뉴질랜드의 중간신뢰도법에 따라 173.52 ㎍/L로 산출되었음
- 기존 독성자료 분석을 통한 수생태 ZnO 무영향예측농도(PNEC) 산출한 결과, EU의 AF법에 따라 0.04 ㎍/L, 호주/뉴질랜드의 저신뢰도법에 따라 0.04 ㎍/L로 산출되었음
나. 제조 은나노물질의 생태위해성 평가
(1) 위해성평가에 대한 국내외 관련 연구동향 조사
- EU 및 미국의 나노물질 위해성평가 동향을 분석한 결과, 일반물질에서와 같은 생태위해성평가결과(SSD기반의 PNEC 산출 등)를 확인할 수 없었으며, 아직까지는 국내뿐만 아니라 국제적으로도 나노물질의 위해성평가는 여러 가지 제약 때문에 제대로 이뤄지지 않은 것으로 확인됨
(2) 유해성 확인 및 노출 평가
- PNEC 산출에 활용할 수 있는 AgNP 토양독성 자료가 매우 제한적임에 따라, EU 및 네덜란드의 AF법에 근거한 AgNP 토양 PNEC 0.0043 mg/kg만 산출가능 하였음
- AgNP 슬러지 매체에서의 위해성평가를 위해, AgNP 슬러지 매체에서의 독성자료를 수집하고, EU의 슬러지 미생물 PNEC 산출법(AF법)에 따라 2790 ㎍/L로 산출하였음
- 기존 독성자료 분석을 통한 수생태 은나노 무영향예측농도(PNEC) 산출한 결과, EU의 AF법에 따라 0.02 ㎍/L, 호주/뉴질랜드의 저신뢰도법에 따라 0.02 ㎍/L, 캐나다 Short-term Type A법에 따라 0.079 ㎍/L, 캐나다 Short-term Type B1법, B2법에 따라 0.015 ㎍/L로 산출되었음
∙ 그 외 EU SSD법, 호주/뉴질랜드의 중간신뢰도법과 고신뢰도법, 미국의 CMC와 CCC,캐나다 방법론 중 만성 가이드라인은 기존 AgNP 수생태 독성의 자료가 충족되지 않아 적용하지 못 하였음
(3) 수생생물 PNEC 산출을 위한 AgNP 독성평가 실험
- 기존의 AgNP 수생태 독성자료를 종합하여 분석한 결과, SSD기반의 만성 PNEC 산출이 불가한 것으로 확인됨
∙ 본 연구에서는 동일 AgNP을 대상으로 하여 5개의 독성학적그룹의 8종의 급성 또는 만성 실험을 수행 후 호주/뉴질랜드의 급만성비를 적용하는 SSD기반 PNEC 산출법인 중간신뢰도법을 적용하고자 하였음
∙ 본 실험의 결과를 바탕으로 호주/뉴질랜드의 급만성비를 적용하는 SSD기반 PNEC 산출법인 중간신뢰도법 기반의 0.586 ㎍/L를 산출하였음
∙ 또한 저신뢰도법인 EU의 AF법에 근거한 0.043 ㎍/L, 호주/뉴질랜드의 저신뢰도법에 근거한 0.043 ㎍/L도 산출가능 하였음
(4) AgNP 생태위해성 평가
- 기존 연구*에서 제시한 10 box 기반의 AgNP 토앙 매체에서의 PEC값과 기존자료 분석을 통해 제시한 AgNP 토양 PNEC 0.0043 mg/kg (EU AF법 근거)의 비를 이용해 HQ를 평가한 결과, 연도별·지역별로 위해도가 1 미만으로 나타나 위해우려가 상대적으로 낮게 나타남
∙ 10 box 기반의 AgNP 슬러지 매체에서의 PEC값과 기존자료 분석을 통해 제시한 AgNP 슬러지 PNEC 2790 ㎍/L의 비를 이용해 HQ를 평가하였으나 현 자료의 부정확성으로 HQ를 명확히 제시하기가 어려움
*2013년 ‘수계 배출원 중심의 나노물질 환경노출평가 기법 연구’
- 10 box 기반의 AgNP 물 매체에서의 PEC값과 본연구의 영양단계별 급·만성실험 기반 AgNP 수서 PNEC 0.586 ㎍/L의 비를 통해 HQ를 평가한 결과, 연도별·지역별로 위해도가 1 미만으로 나타나 위해 우려가 상대적으로 낮게 나타났음
∙ 또한 하폐수처리장 최종방류수 내 Ag ion모니터링결과 기반 AgNP 농도 추정치를 PEC 값으로 취할 경우에도 1곳(2013년 S하수처리장)을 제외하고 위해도가 1 미만으로 나타나 위해우려가 상대적으로 낮음. 그러나 S하수처리장에서 2014년도에는 최종방류수 내 Ag ion가 미검출 되었음
∙ 기존 독성자료 분석을 통한 토양생태 AgNP 무영향예측농도(PNEC) : EU 및 네덜란드의 AF법에 따라 0.0043 mg/kg로 산출함. HQ를 평가한 결과, 해당 연도별로 위해도가 1 미만으로 나타나 위해우려가 상대적으로 낮게 나타남
∙ 기존 독성자료 분석을 통한 AgNP 슬러지 미생물 무영향예측농도(PNEC) : EU의 슬러지 미생물 PNEC 산출법(AF법)에 따라 2790 ㎍/L로 산출함
∙ 영양단계별 실험을 통한 수생태 AgNP 무영향예측농도(PNEC) : 호주/뉴질랜드의 중간신뢰도법(급만성비 적용 SSD기반 PNEC)에 따라 0.586 ㎍/L로 산출함. HQ는 연도별·지역별로 위해도가 1 미만으로 나타나 위해우려가 상대적으로 낮게 나타났음
∙ 단, 위에서 제시한 매체별 AgNP 생태위해도(HQ) 산출결과는 측정기술적 문제로 인해 실측 모니터링 데이터를 바탕으로 한 PEC값을 적용하지 못 하고, model을 이용한 예측 PEC 또는 측정된 은이온 농도를 은나노 농도로 변환한 추정 PEC을 적용한 제한점이 존재함
∙ 신뢰성 있는 매체별 AgNP 생태위해도 평가를 위해서는 향후 실측 모니터링 데이터에 근거한 PEC값 산출이 필요함
다. 연구 분야에 대한 지원업무
(1) OECD WPMN 주관 물리화학적 특성 분야 전문가 워크숍 참석(2014.6, 워싱턴 미국)
- 제조나노물질에 관한 OECD WPMNs 전문가 회의(2013.2.28.-3.1, 멕시코)에서 논의된 나노물질의 물리화학적 특성 분석법에 관한 재논의 및 적합한 분석법 정의
(2) 제조나노물질 물성 분석을 위한 표준작업지침서 등 관련 국내 지침서 보완
- 2009년 ‘나노물질 환경 노출도 평가 및 안전관리 가이드라인 구축’ 용역과제에서 ‘제조나노물질의 환경노출도 평가 및 안전관리 지침서(2011.8)’ 작성을 위한 기초 자료 작성제조나노물질 물성 분석을 위한 표준작업지침서 보완 작업 실시 : ‘옥탄올/물 분배계수 측정’,‘크기 및 입도분포도 측정’에 관한 SOP 및 ‘생물시료내 함유된 나노물질을 분리하여 입도분석을 하기 위한 염처리법’을 별첨으로 첨부
(3) 나노물질 안전성 확보를 위한 관리방안/향후 연구/정책 추진방향 제안
- 2013년 “수계 배출원 중심의 나노물질 환경 노출평가 기법 연구”에서 IPA 분석을 통해 도출한 32개의 연구주제에 관하여 SMART 분석을 실시
∙ SMART score가 평균 이상(+3)인 연구주제 : 나노물질의 정의, 표준나노물질의 제조 및 공급, 나노물질의 물리화학적 특성 분석, 수생 생물종의 독성 평가(fish, daphnia)
- 나노물질 안전관리를 위한 연구영역으로는 방법론 마련에서부터 위해성평가의 목표에 이르기까지 top-down식의 연구 진행이 바람직
∙ OECD WPMN의 방식은 bottom-up이라서 방법론이 다양하여 위해성 평가 결과들의 종합화가 어려운 반면, NANoREG에서 추진하고 있는 top-down 방식이 방법론을 먼저규정하고 시작하므로 위해성 평가 결과들간의 비교가 가능
∙ 신뢰성 있는 매체별 생태위해도 평가를 위해서는 지속적인 나노물질 모니터링 기법 개발연구 수행과 실측 모니터링데이터에 근거한 PEC값 산출이 필요함

Abstract ▼

Over the past decade, an increasing number of manufactured nanoparticles (NPs) have been incorporated into products and manufacturing processes due to the rapid innovation and commercialization in the field of nanotechnology. Because of their unique antibacterial, antifungal, and partially antiviral

Over the past decade, an increasing number of manufactured nanoparticles (NPs) have been incorporated into products and manufacturing processes due to the rapid innovation and commercialization in the field of nanotechnology. Because of their unique antibacterial, antifungal, and partially antiviral properties, NPs have been one of the most promising engineered nanoparticles (ENPs) for applications such as medicines, clothing, and cosmetics. The intentional and/or accidental releases of NPs to the environment are hence largely unavoidable. The potential toxicity and bioaccumulation of NPs make it necessary to probe their fates and transport in the environment. Municipal wastewater treatment plants (WTPs) act as the “gateways” controlling releases of ENPs from domestic and/or industrial sources to the aquatic environment via treated effluent that is discharged into surface waters.
In the present study, we aim to investigate NPs (TiO₂ and ZnO) removal and release from pilot and field wastewater treatment plants. For this purpose, 2 municipal WTPs were chosen and the pilot plant was fabricated. Special emphasis was placed on (1) investigating whether and to what extent chemical/mechanical treatment plays a role in the NPs removal, (2) quantifying NPs in field-collected wastewater effluents, (3) investigating the effect of NPs to micro-organisms living in activated sludge, (4) estimating the predicted no-effect concentration (PNEC) for NPs in environmental media,and (4) finally, suggesting the minimization method for indirect environmental exposure of NPs.
In general, wastewater effluent is discharged primarily into surface waters (e.g. rivers, lakes, oceans) and represents a significant potential point source for pollutants into the environment. In the present study, we found that even the highest TiO₂ and ZnO spiking, STP and WTP are not potential point sources. Both the mechanical and biological treatments can reduce the NPs from wastewater. Totally, more than 80~90% of the NPs that entered municipal WWTPs are reduced through the wastewater treatment processes, which gives rise to extremely low concentrations of NPs in the effluents (e.g., some ng/L). On the other hand, the removed NPs are likely to be accumulated in the wastewater biosolid that is usually used as agricultural land amendments, placed in landfills, or incinerated. The biosolid may represent a potential source for NPs release into the environment that is very different from WWTP liquid discharge. Hence, future investigation will have to further enlighten the biosolid releases and consequent ecosystem exposures.
We investigated the negative effects of nanopaticles on activated sludge and microorganism, such as Bacillus and Pseudomonas with consideration for types of nano materials and concentrations. In the test with culture medium using nano materials of the same concentration, the growth inhibition ratio of Bacillus, which is gram-positive bacteria, was above 60%. On the other hand, the growth inhibition ratio of gram-negative pseudomonas was under 10%. Also, the negative effect of ZnO was three times bigger than that of TiO₂ at the same concentration as in the previous studies. In the lab test with SBR process, T-N rejection ratio was declined by more than 20% in a reactor with 10 and 50 ppm ZnO nanoparticles in comparison to the reference reactor. Besides, T-P rejection ratio was decreased by about 50%. In particular, removal efficiency reduction of T-N and T-P was attributed to nitrification and phosphorus releases, respectively. In case of COD, while there was no negative effect on organic matter removal at 10 ppm ZnO nanoparticles, effluent COD concentration of reactor with 50ppm ZnO was more than six times than effluent quality standard.
Silver nanoparticles (AgNP) are widely used in the commercial, medical, and household products due to their unique properties. However, the guideline values?? for the protection of ecosystems have not been reported yet. In the present study, the predicted no-effect concentration (PNEC) of AgNPs for protection of aquatic ecosystem was estimated based on the probabilistic ecological risk assessment. A battery of bioassays conducted in the laboratory were bacterial assay, algal assay, euglena assay, cladoceran assay, and fish assay. In addition, PNECs of TiO2 and ZnO for aquatic ecosystem protection, PNEC of AgNP for terrestrial ecosystem protection, and PNEC of AgNP for the protection of sludge microorganisms were derived based on the data from literatures. Previous literatures were extensively collected and compilated. Then compiled data were evaluated based on the methodologies used in Australia, New Zealand, Canada, the European Community, and the USA.
As a result of the battery of bioassays for AgNP, PNEC for the protection of aquatic ecosystem could be derived based on a species sensitivity distribution (SSD) using the probabilistic ecological risk assessment approaches. The PNEC of AgNP for the protection of aquatic ecosystem was estimated to be 0.586 ㎍/L in the present study. PNEC of ZnO for aquatic ecosystem protection, PNEC of AgNP for terrestrial ecosystem protection, and PNEC of AgNP for the protection of sludge microorganisms were derived using the assessment factor (AF) method due to their limited information about toxicity values. In estimating hazard quotient (HQ) for AgNP, PEC values of water, soil, and sludge media based on 10 box models were divided by each PNEC value. Finally, HQs for AgNP in water and soil media were less than one, indicating low risks, and HQ for AgNP in sludge media was not calculable because of unit discordance. The HQs were estimated using the model PEC and PNEC values based on deterministic ecological risk assessment. Therefore, we suggested conducting a battery of bioassays for TiO₂, ZnO and AgNPs in each medium in the future, because these reported HQ, PEC, PNEC values in the present study did not represent a completed risk assessment and showed a lot of uncertainties.
In summary, the ENPs are intentionally or unintentionally released to environmental media during the life cycle of consumer products. Recently, several model studies have been discussed to understand the environmental exposure of the ENPs and to reduce the unintentional release into the environment, and the key releasing points were found as the WTP effluent/sludge. The nanowastes containing ENMs were treated using WTP and WIP. As a result, the WTP and WIP efficiently removed the ENMs from aqueous phase and emitted clean gas, posing no risk to the environment. Since these nanowaste treatments are not effective end-of-life treatments, the ENMs emissions can occur during the further treatment of the waste sludge in the WTP or the slag in the WIP. Therefore, the remediation or recovery of metals from nanowastes is an additionally required step with so-called landfill mining techniques. Furthermore, the monitoring for ENMs in the environment will increase the information on the fate and transport of ENMs in environmental media.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 연구진 ... 4
• 요약문 ... 5
• Abstract ... 14
• 차례 ... 17
• 그림차례 ... 20
• 표차례 ... 30
• I. 연구의 배경 및 목표 ... 35
• 가. 과업명 ... 36
• 나. 연구의 배경 및 필요성 ... 36
• (1) 나노물질의 의도적 사용에 따른 피해 ... 36
• (2) 나노물질의 수계 환경 노출 ... 36
• (3) 나노물질의 하천에 미치는 영향 ... 37
• (4) 나노물질의 활성 슬러지내 미생물 영향 ... 38
• (5) 나노물질 함유 폐수의 시험방법 ... 39
• (6) 나노물질 함유 폐수의 하폐수처리시설에 의한 처리 ... 40
• (7) 나노물질 폐수 처리후 발생되는 폐기물의 매립 및 소각에 의한 처리 ... 41
• (8) 하폐수처리시설을 이용한 처리방법의 문제점 ... 42
• (9) 나노입자에 따른 미생물 영향 ... 44
• (10) 나노물질 수생태 위해성평가 필요성 ... 45
• (11) 종민감도 분포(SSD) 기반의 확률생태위해성평가(PERA)의 적용필요성 ... 47
• 다. 연구목표 ... 47
• II. 연구개발의 내용/방법 ... 48
• 가. 연구의 범위 ... 48
• (1) 제조나노물질의 수계 배출원 모니터링 및 환경노출평가 연구 ... 48
• (2) 제조 은나노물질의 생태위해성 평가 ... 50
• (3) 연구 분야에 대한 지원업무 ... 50
• 나. 연구방법 ... 52
• (1) 제조나노물질의 수계 배출원 모니터링 및 환경노출평가 연구 ... 52
• (2) 제조 은나노물질의 생태위해성 평가 ... 67
• (3) 연구 분야에 대한 지원업무 ... 75
• 다. 연구추진 전략 ... 77
• (1) 연구팀 구성 ... 77
• (2) 연구분야에 대한 역할분담 ... 78
• (3) 연구 추진을 위한 자문위원진 구성(안) ... 78
• (4) 업무보고 추진 체계 ... 79
• III. 연구결과 ... 80
• 가. 제조나노물질의 수계 배출원 모니터링 및 환경노출평가 연구 ... 81
• 1. 수 환경 중 나노물질 모니터링 등 국내외 연구동향/관리방안 조사 ... 81
• 2. 파일럿(모형장치)을 활용한 하폐수처리장에서 나노물질 제거특성 분석 ... 127
• 3. 실제 배출원 대상으로 나노물질 현장 모니터링 연구 ... 245
• 4. 활성슬러지내 미생물과 나노물질간의 제거특성 및 영향평가 ... 274
• 5. TiO2, ZnO의 PEC, PNEC 자료 검토 ... 296
• 나. 제조 은나노물질의 생태위해성 평가 ... 347
• 1. 위해성평가에 대한 국내외 관련 연구동향 조사 ... 347
• 2. 유해성 확인 및 노출 평가 ... 364
• 3. 수생생물 PNEC 산출을 위한 AgNP 독성평가 실험 ... 411
• 4. 은나노물질 생태위해성 평가 ... 426
• 다. 연구 분야에 대한 지원업무 ... 430
• 1. 국내외 나노물질 안전성평가 관련 표준지침 마련을 위한 전문가 활동 ... 430
• 2. 나노물질 안전성 확보를 위한 관리방안/향후 연구/정책 추진방향 제안 ... 434
• 3. 연구결과의 국제적 검증을 위한 SCI급 논문 투고 ... 446
• 라. 결론 ... 447
• (1) 과업지시서 세부 업무 내용에 따른 해당 챕터 ... 447
• (2) 파일럿 및 현장 노출평가를 통한 TiO2, ZnO의 거동 평가 ... 447
• (3) 활성슬러지내 미생물의 나노물질 영향 평가 ... 448
• (4) AgNP의 독성평가를 통한 PNEC 자료 도출 ... 449
• IV. 부록 ... 451
• 별첨 1. 국외출장귀국보고서 ... 452
• 별첨 2. 나노입자에 대한 옥탄올-물 분배계수 측정방법 ... 468
• 별첨 3. 나노입자의 크기 및 입도분포도 측정방법 ... 475
• 별첨 4. 생물시료내 함유된 나노입자의 입도분포 측정을 위한 전처리 방법 ... 481
• 끝페이지 ... 486