논문 : 구제역 매몰지역 침출수에서 발생하는 난분해성 유기물질 거동

강미아 ( Mee A Kang ),안예솔 ( Yae Sol An ) 대한지질공학회 2013 지질공학 Vol.23 No.4

구제역 매몰지에서 발생하는 침출수는 지하수, 호소수 및 하천수 등의 자연수에서 나타나는 유기물질의 성상(친수성유기물질: 22~27%)과 달리 친수성유기물질을 44~50%로 포함하고 있었다. 자연수에서는 유기탄소가 미생물의 대사 등에의해 감소되는 경향을 나타낸다. 하지만, 매몰 초기에 발생하는 구제역 침출수(leachate-1, 2)에서는 RTOC와 RDOC의 농도가 초기 TOC, DOC 농도보다 높게 나타나는 특성이 있다. 매몰시간이 경과하면서 RTOC와 RDOC는 초기 TOC와DOC보다 낮게 검출되었다. 구제역 침출수 중 386일이 경과한 leachate-6의 RDOC는 RTOC 중에 91%를 차지하였다. 이것은 안정화된 매몰지 환경에서도 침출수 중에는 여전히 미생물 등의 활동에 의해 제거되기 어려운 형태의 난분해성유기물질이 유기물질의 대부분을 차지하고 있음을 알 수 있다. 따라서 구제역 침출수의 난분해성 유기물질의 검출수준과성상은 지표수 및 지하수에 대한 영향을 파악하는 정보로서 유효하며, 침출수 내 환경을 이해하는 데에도 기여할 것으로 기대된다. The leachate from landfill (Andong city) contaminated by foot-and-mouth disease (FMD) contains 44%-50%hydrophilic organic matter, compared with 22%-27% in natural water bodies such as ground water, lake water, and river water. In such natural water, the organic matter content is reduced by the metabolism of microbes in the water. However, in the case of leachate-1 and -2, the concentrations of RTOC (refractory total organic carbon) and RDOC (refractory dissolved organic carbon) were higher than the initial TOC and DOC after burial. According to time elapsed after burial, the concentrations of RTOC and RDOC were decreased below the initial TOC and DOC. In the case of leachate-6 (386 days after burial), RDOC made up 91% of RTOC. This result shows that organic matter in the leachate was composed dominantly of RDOM, most of which was not removed by the metabolism of microbes. Hence, the presence and characteristics of RDOM provide a valuable indication of the effect of leachate on the quality of surface water and ground water. Such information is useful in understanding leachate environments.

생분해에 의한 용존 자연유기물질 분광특성 및 Pyrene 결합반응성 변화

박민혜(Min Hye Park),허진(Jin Hur) 大韓環境工學會 2008 대한환경공학회지 Vol.30 No.9

본 연구에서는 낙엽과 토양에서 추출한 용존 자연유기물질(DOM)을 대상으로 생분해 과정 중 변화하는 분광특성과 pyrene 결합 반응성을 조사하였다. 유기물질 특성 변화 분석을 위해 용존 유기탄소(DOC), 용존 자연유기물질 내 방향족 탄소성분을 나타내는 고유흡광도(Specific UV absorbance: SUVA), synchronous 형광 스펙트럼과 유기탄소결합계수(pyrene organic carbon-normalized binding coefficient: Koc) 분석을 실시하였다. 3주간의 배양기간 동안 낙엽 추출 DOM과 토양 DOM의 DOC는 각각 61%, 51% 감소하였다. 배양 전과 후의 분광특성을 비교해 보면 단백질/아미노산 계 형광특징(PLF)은 점차 감소된 반면 SUVA, 펄빅산계 형광 특징(FLF)과 휴믹산 계 형광 특징(HLF)은 점차 증가하였다. 이러한 자연유기물질의 분광특성 변화는 생분해 과정을 통해 휴믹화가 진행되며 자연유기물질 내 비방향족 생분해성 탄소성분이 단단한 구조의 방향족 탄소구조로 변화됨을 시사한다. SUVA 값과 유기오염물질과의 결합정도를 나타내는 Koc 값 사이에서는 시료의 종류와 상관없이 1차 상관관계(r = 0.97)를 보여 주어 생분해가 진행되는 동안 방향족 탄소구조 분포가 자연유기물질의 소수성 오염물질과의 결합 정도에 큰 영향을 미침을 보여주었다. 또한 형광특징 중 FLF와 HLF가 Koc 값과 높은 상관관계를 보였으며 자연유기물질의 기원에 따라 다른 상관관계식을 보여주었다. 본 연구를 통해 생분해가 진행되는 동안 자연유기물질 성분변화 및 소수성 유기오염물질의 거동 예측에 자연유기물질의 분광특성이 좋은 모니터링 지표로 사용될 수 있음을 보여 주었다. Changes in spectroscopic characteristics and pyrene binding coefficients of terrestrial dissolved organic matters(DOM) were investigated during microbial incubation. The incubation studies were conducted for 21 days using a leaf litter DOM and a soil-derived DOM with an inoculum from a river. The dissolved organic carbon(DOC), the specific UV absorbance(SUVA), the synchronous fluorescence spectra, and the pyrene organic carbon-normalized binding coefficient(Koc) of the DOM were measured at the incubation days of 0, 3, 7, 14 and 21. After the 21-day incubation, DOC were reduced to 61% and 51% of the original concentrations of the litter DOM and the soil-derived DOM, respectively. Comparison of the spectroscopic characteristics before and after the incubation revealed that the SUVA, the fulvic-like fluorescence(FLF), the humic-like fluorescence(HLF) of the different DOM were enhanced by the incubation whereas the protein-like fluorescence(PLF) was reduced. This indicates that more aromatic and humic-like compounds were enriched during the biodegradation process while biodegradable and weak carbon structures were depleted. Irrespective of the DOM sources, SUVA values showed a positive relationship with pyrene Koc with a correlation coefficient of 0.97. The FLF and HLF also exhibited good correlations with Koc values although different regression equations were obtained from the different DOM. Our results suggest that the selected spectroscopic characteristics could be good estimation indices for the changes of the binding reactivity of DOM for hydrophobic organic contaminants during biodegradation process.

비강우시 한강수계 하천의 연간 난분해성 물질 유출특성

허상회,임지열,길경익 한국습지학회 2017 한국습지학회지 Vol.19 No.3

2,600만 수도권 시민들의 식수원인 한강수계의 경우 수질관리를 위해 비점오염원에 대한 관리가 중요하며 특히 비점 오염원이 주요 원인인 유기물질 및 난분해성 물질에 대한 조사가 필요하다. 이번 연구에서는 한강 수계의 주요 3개 하 천(남한강, 북한강, 경안천)의 연간 비강우시 난분해성 유기물질을 포함한 유기물질의 유출특성을 연구하였다. 연구결 과 유기물질 및 난분해성 물질의 경우 용존성 물질의 비율이 높았으며 전체 부하량중 여름철에 대부분의 부하량이 가 장 많았다. 각 하천별 유기물질 및 난분해성 물질의 연간 부하량의 경우 유역면적에 비례하여 남한강, 북한강, 경안천 순서로 나타났다. 각 유역 면적 당 부하량 산정결과 TOC의 경우 경안천, 남한강, 북한강 순서로 나타났으며, R-TOC 의 경우 비교적 일정한 유출특성을 보였다. As a drinking water source of 26 millions people of Seoul metropolitan region, Han river is one of the most important basin. Managing the Non-point source pollution which is regarded as the main cause of water pollution including refractory organic matter is important thing. This research investigates the runoff characteristics of organic matters from main 3 rivers (South Han, North Han, Kyungan). Water quality measurement items include not only carbon-based TOC (Total Organic Carbon), DOC (Dissolved Organic Carbon), POC (Particulate Organic Carbon) but also R-TOC (Refractory Total Organic Carbon), R-DOC (Refractory Dissolved Organic Carbon), R-POC (Refractory Particulate Organic Carbon) is researched. The research shows that R-TOC takes approximately 61∼83% of TOC. Most of the R-TOC is consist of R-DOC (72∼ 77%). Refractory organic matter have a stable runoff characteristics compared to other organic matter. The organic matter concentrations of South Han river and Kyungan river are the highest in spring time and show a gradual decline. The concentrations of Kyunan river is the highest. Kyungan river’s small area and the high city land use ratio seem to be the reason. Loading of organic matter in summer time takes the most loading (62∼84%). TOC loadings per unit area of each river is Kyungan river (1.22 ton/km2), South Han river (1.01 ton/km2), North Han river (0.91 ton/km2).

수질 환경 분야PW-10 : 수계별 농업용저수지의 총유기탄소(TOC) 특성 연구

민혜정 ( Hye Jung Min ),서하나 ( Ha Na Seo ),이진경 ( Jin Kyung Lee ),김민희 ( Min Hee Kim ),최금선 ( Geum Sun Choi ) 한국환경농학회 2014 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2014 No.-

하천과 호소에는 외부 육상으로부터 기원된 유기물의 유입이 많으므로 난분해성 유기물의 비율이 우세하기 때문에 유기성 오염의 증가 원인을 파악하는데 있어서 생물화학적산소요구량(BOD)과 화학적산소요구량(COD) 측정만으로 한계가 있다. 최근 이를 보완하기 위한 유기물 오염 지표로서 총유기탄소(TOC)에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 전국의 총 805개 농업용 저수지를 수계별로 한강, 낙동강, 금강, 영산강, 섬진강으로 구분하여 총유기탄소의 특성을 파악하고 화학적산소요구량(COD)과의 상관관계를 분석하였다. 이와 더불어 계절적으로 부영양화가 빈번히 발생하는 3차(7월∼9월)에 클로로필a 농도에 따른 TOC/COD 상관관계에 대하여 분석하였다. 수계권역별 저수지는 한강수계 165개, 낙동강수계 247개, 금강수계 186개, 영산강수계 98개,섬진강수계 109개에 대하여 조사하였다. 조사기간은 2012년에서 2013년, 2년 동안 계절별로 총 8 회 조사하였다. 조사항목은 TOC, COD, 클로로필a이며, 모든 항목은 수질오염공정시험기준에 따라 분석하였다. 총유기탄소(TOC) 기기분석에 사용된 장비는 GE Instrument사의 SIEVERS 900이다. 수계별로 TOC와 COD의 상관관계(TOC/COD)를 분석하기 위해 이상 값과 실제 값의 편차의 합이 가장 적은 관계식을 추론하였다. 수계에 따라 COD가 한강수계 9 mg/L, 금강수계 7 mg/L, 영산강수계 6 mg/L, 섬진강수계 8 mg/L을 기준으로 저농도와 고농도에 대해 관계식이 구분되며, 기준 이하의 저농도 구간에서 관계식의 기울기가 고농도 구간의 기울기에 비해 높게 나타났다. 이를 통해 COD 농도가 낮은 저수지에서 유기오염물질 중 부식물질(humic substance)과 같은 난분해성물질이 외부에서 유입되어 높은 비율로 나타나는 것으로 판단된다. 그러나 낙동강수계의 경우 농도와 상관없이 전 농도에서 기울기가 높게 나타나 유기물질 중 난분해성 유기물질이 높은 비율로 존재한다고 추정할 수 있다. 각 조사년도 3차 클로로필a에 따라 TOC/COD 상관관계는 수질환경기준 중 생활환경기준(호소)에서 좋음(Ib, 9 mg/m3 이하), 약간 나쁨(IV, 35 mg/m3 이하) 단계를 기준으로 분류하여 분석하였다. TOC/COD 관계식의 기울기가 9 mg/m3 미만에서 약 0.7, 9 ~ 35 mg/m3에서 약 0.6, 35 mg/m3 이상에서 약 0.5로, 클로로필a 농도가 낮은 구간에서 COD대비 TOC 가 높게 나타나며 유기오염물질 중 외부 오염물질의 유입이 주원인으로 작용하는 난분해성 물질의 비율이 높다고 판단된다. 앞으로 국내 농업용저수지에 대한 TOC와 COD의 데이터를 지속적으로 확보하여 상관관계를 분석한다면, 과거의 COD 결과를 통해 TOC의 결과를 비교적 정확하게 유추할 수 있을 것이라 사료되며, 수계별 특성에 맞는 모델식으로 활용 가능하리라 생각된다.

휘발성유기화합물 관련 조항 고찰 및 개선

김종원(Kim, Jong-Won) 강원대학교 비교법학연구소 2021 환경법과 정책 Vol.27 No.-

휘발성유기화합물은 발암물질로 분류되는 다수의 특정대기유해물질과 기후변화에 영향을 미치는 오존전구물질을 포함하고 있어 철저한 관리가 필요한 물질이다. 휘발성유기화합물의 효율적 관리를 위해 대기환경보전법에서는 휘발성유기화합물 배출 및 배출시설을 중심으로 규정하고 있다. 대기환경보전법에 명시되어 있는 휘발성유기화합물 관련 조항은 지속적으로 개정되어 오고 있으며 현행의 조항은 2021년 7월 14일에 시행되었고 2021년 10월 14일에 새로운 개정안이 시행될 예정이다. 이에 따라 휘발성유기화합물의 철저한 관리를 위해 현재 시행되고 있는 관련 조항과 새로 시행될 개정안을 검토 및 고찰하여 새로 시행될 개정안에 포함되어 있지 않은 개선사항에 대해 그 필요성과 개선안을 제시하였다. 총 5가지 항목으로 먼저는 휘발성유기화합물 배출억제시설에 의해 포집되거나 회수된 휘발성유기화합물에 대한 처리이며, 두 번째는 도료의 휘발성유기화합물 함유기준으로 함유기준 미표시 또는 거짓 표시에 대한 관리 및 처리에 대한 사항이다. 세 번째는 공동주택 및 공용시설의 휘발성유기화합물에 대한 규제로 공동주택 및 공용시설이 도심 및 주변지역에 위치해 있으면서도 휘발성유기화합물 배출시설 신고의무 대상이 아니기에 신고대상으로 포함해야 함을 제안하였다. 네번째는 주유소의 휘발성유기화합물로 주유소는 전국 각지 도심 지역 및 주변 지역에 많이 위치해 있으면서도 배출시설 신고의무 지역 외에 대해서는 신고 의무 대상이 아니기에 신고 대상에 포함해야 함을 제안하였다. 마지막으로 휘발성유기화합물 측정에 대한 사항으로 측정시기 및 위치 등에 대한 사항이 법적으로 규정되어 있지 않아 휘발성유기화합물 측정 및 관리의 사각지대가 발생하지 않도록 배출시설 주변 및 인구밀집지역에서의 측정을 규정화해야 한다. VOCs containing a number of specific harmful substances classified as carcinogens and ozone precursors affecting climate change require strict management. For the efficient management of VOCs, the Clean Air Conservation Act stipulates discharge and facilities of VOCs. The articles relating to VOCs specified in the Air Conservation Act have been constantly revised and the current articles have been implemented on 14 July 2021 and a new amendment will be implemented on 14 October 2021. Accordingly, the relevant articles currently in place for thorough management of VOCs and newly implemented amendments were reviewed and improvements not included in the newly implemented amendments were presented. First of all, treatment of VOCS captured or recovered by emission control facilities. Second, the management and treatment of nonindicated or false indications of VOC paint. Third, it was proposed that the articles on VOCs in multi-family housing and public facilities should be included as reporting targets because they are located in urban and surrounding aress and are tno subject to reporting of VOC emissions. Fourthly, it was suggested that gas stations should be included in the reporting list because they are located in many urban and surrounding areas of the country and are not subject to reporting obligations other than emission facilities. Lastly, the measurement of VOCs should be defined to prevent blind spots in the measurement and management of VOCs, as the measurement of VOCs is not legally defined.

유사 1차 동역학 모델을 이용한 Electro-Fenton 공정의 난분해성 유기물질 제거효율 최적화

김민경 ( Minkyung Kim ),김도균 ( Dokyun Kim ),박철 ( Chul Park ),최봉호 ( Fenghao Cui ),모경 ( Kyung Mo ),김문일 ( Moonil Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

최근 국내·외적으로 잔류성유기오염물질, 기름성분 등의 난분해성 유기물에 대한 환경적 영향에 대한 이슈가 제기 되었으며, 이를 효과적으로 처리하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 난분해성 유기물질의 처리를 위한 전기화학적 방법으로는 Electro-Fenton 공정이 대표적인 방법으로 사용되고 있다. Electro-Fenton 반응의 경우 OH·, Fe²⁺, H₂O₂의 생성과 소모가 동시에 발생하기 때문에 실험을 통하여 측정한 다양한 인자를 토대로 반응의 특성과 유기물제거의 상관관계를 평가하는데 한계가 있어 최적화에 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 Electro-Fenton의 다양한 인자와 유기물제거 상관관계 평가를 용이하게 하기 위한 모델을 개발하기 위하여 Phenol을 대상으로 pH 3 조건에서 Electro-Fenton 반응을 batch test를 통한 데이터베이스를 구축하였다. 구축된 데이터베이스를 토대로 시간에 따른 유기물 농도 변화를 나타내본 결과 1차-동역학 반응의 패턴에 근접하였다. 이는 유사 1차-동역학 모델(Pseudo 1st-order reaction model)을 사용 할 수 있음을 의미하며, 모든 반응 과정을 반응속도 상수 1개로 통합한 유사 1차 반응 속도상수(pseudo 1st-order kinetic constant, k_ap)를 사용하여 1st-order kinetic식으로 나타낼 수 있다. 유사 1차반응 상수 k_ap는 반응물의 농도, pH, 전류 밀도, 산소 농도, 온도 등 다양한 인자들의 영향에 따라 결정되기 때문에 영향인자들의 변화에 따라 k_ap를 보정하여야 한다. 따라서, 각각의 인자들을 반영하여 k_ap 보정식을 도출 하였고 이를 적용한 모델을 통하여 Electro-Fenton의 영향인자인 전류밀도, DO 농도, Fe²⁺ 농도, 반응시간에 따른 유기물제거율 예측이 가능하였다. 나아가, 실제 데이터를 통하여 검증을 실시한 결과, F-satatistic 값은 7.1542e⁺²⁸, p-value는 2.8618e^-15로 실제 데이터와의 유사성이 높은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 종합적으로 고려해 보았을 때, 전류밀도 0.3mA/㎠, 유입 유기물 농도 100mg/L, 반응시간 2hr 조건하에서 DO 농도 범위는 약 2mg/L ~ 6mg/L, Fe²⁺ 농도 범위는 약 50mg/L ~ 100mg/L에서 유기물 제거율이 약 85%이상으로 최적조건인 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 모델을 토대로 향후 Electro-Fenton 공정을 이용한 난분해성 유기물 처리최적화에 적용할 수 있다.

고농도 유기성 퇴적물에서 발생하는 황계열 악취물질 제거를 위한 전기산화시스템의 적용

김진성,송지현,남윤기 한국냄새환경학회 2013 실내환경 및 냄새 학회지 Vol.12 No.4

Organic solids, deposited at the bottom of the domestic wastewater discharge pipelines, cause odor problems because high strength sulfur-containing odorous compounds are produced during the anaerobic degradation of the organic sediments. In this study, an electrolytic oxidation (EO) system was applied to reduce soluble odorous compounds in the organic sediments and to minimize the odor problems from the wastewater discharge facilities. Wastewater sludge in a range of COD 8,000 – 28,000 mg·L-1 was added into a lab-scale closed-container, and emission characteristics of sulfur-containing compounds were monitored. When the EO system was applied, the concentration of hydrogen sulfide in the head space was rapidly dropped from 450 ppm to under the detection limit within 30 minutes of operation. The maximum removal of the sulfur compounds per input energy was found to be 0.33 mg-S·kJ-1·L-1. In addition, organic constituents in the sediment were degraded along with amounts of the odorous compounds by the EO system, showing 56% reduction of COD within one hour operational period. Consequently, the EO system using low electrical energy can be effectively applied to abate the odor problems from the wastewater discharge facilities. 도시지역 합류식 하수배제 설비인 우수받이 및 하수관거, 정화조 등에는 유기성 고형물이 퇴적되기 쉬우며, 유기성 퇴적물이 부패되는 과정에서 고농도의 황계열 악취물질이 발생한다. 본 연구에서는 전기산화방식을 이용하여 유기성 퇴적물 내에 용존된 악취물질 및 전구물질을 저감시켜, 하수관거에서 기상으로 배출되는 악취 문제를 해결하고자 하였다. 실험실 규모의 밀폐된 회분식 반응기에 하수슬러지(COD 기준 8,000 ~ 28,000 mg·L-1)를 투입하고, 발생되는 악취물질 농도와 악취발생특성을 조사하였다. 여기에 전기산화시스템을 적용하여 황계열 악취물질과 전체 유기물의 산화 및 분해실험을 진행하였다. 전기산화 실험을 진행한 결과, 밀폐된 반응기의 기상에서 450 ppm의 고농도로 발생한 황화수소가 반응 30분 이내에 검출한계 이하까지 제거되었으며, 메틸머켑탄과 디메틸설파이드는 85% 이상 제거되었다. 투입된 전기에너지당 황계열 악취물질의 제거율은 최대 0.33 mg-S·kJ-1로 나타났다. 또한 1시간의 반응기간 동안 회분식 반응기 내에서 황계열 악취물질 뿐만 아니라 고농도 퇴적물에 함유된 전체 유기물 농도가 56% 감소하여, 전기산화시스템이 악취를 유발하는 유기성 전구물질을 동시에 저감하는 효과를 나타내었다. 결과적으로 최소한의 전기에너지를 이용하여 하수관거 퇴적 유기물에 의한 악취문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

팔당호와 팔당호 상류의 난분해성 유기물질 유출 특성 분석 및 상관성 분석

강채원,길경익 한국습지학회 2023 한국습지학회지 Vol.25 No.4

수도권에 일 약 8백만톤의 물을 취수하여 공급하는 팔당호는 수질보전정책 시행으로 BOD(Biochemical Oxygen Demand)1.1mg/L를 달성하였으나 난분해성 물질을 포함하는 COD(Chemical Oxygen Demand) 항목은 점점 증가하는 양상을 보였다. 난분해성 유기물질의 상수원 유입은 잠재적인 BOD의 증가, 수돗물의 냄새와 맛 유발, THM(Trihalomethane) 발생 증가, 조류 증식을 일으키며 유해 난분해성 미량오염물질이 잔류할 경우 수생 환경에서내분비 교란과 항생제 내성과 같은 현상을 유발한다. 본 연구에서는 팔당호의 난분해성 유기물질 관리를 위해 팔당호와 팔당호 상류의 점 오염원과 비점오염원의 난분해성 유기물질 유출 농도를 파악하기 위한 모니터링을 실시하였다. 지역별 난분해성 유기물질 유출 농도를 비교하고 하수처리장에서의 제거율을 파악하였다. 또한 피어슨 상관성 분석기법을 사용해 유기물질 지표와 선행건기일수, 선·선행건기일수간 상관성 분석을 실시하였다. 하천과 팔당호의 난분해성 유기물질 농도는 유사한 양상을 보였다. 하수처리장 유출수는 하천과 팔당호보다는 높은 농도를 보였으며, 유입수와 유출수 농도의 비교 결과 하수처리장에서 난분해성 유기물질 제거율은 65.73%였다. 난분해성 유기물질 유출 농도와 선행건기일수, 선·선행건기일수 사이에서는 유의미한 상관성이 나타나지 않았다. 이는 데이터 부족으로 판단되며 장기적인 모니터링으로 데이터 축적이 필요하다 사료 된다. Extracted from the metropolitan area, the Paldang Lake, which supplies approximately 8 million tons of water, has achieved a BOD (Biochemical Oxygen Demand) of 1.1 mg/L as a result of water quality preservation policies. However, concerning the COD (Chemical Oxygen Demand) component that encompasses refractory organic matter, there has been an observable upward trend in concentration. The introduction of refractory organic matter into the water source of Paldang Lake brings potential increments in BOD, generates off-putting tastes and odors in tap water, increases THM (Trihalomethane) formation, and triggers algae proliferation. Moreover, if residual hazardous refractory pollutants persist in aquatic environments, they may induce endocrine disruption and phenomena such as antibiotic resistance. In this study, a monitoring campaign was executed to discern the concentration of refractory organic matter emissions from point and non-point sources within Paldang Lake and its upstream region, with the aim of managing refractory organic matter in Paldang Lake. By comparing refractory organic matter emission concentrations across monitored areas, the elimination efficiency at wastewater treatment plants was assessed. Additionally, employing the Pearson correlation correlation analysis technique, correlations among refractory organic matter indices, antecedent wet days, and antecedent dry days were explored. The concentrations of refractory organic matter in rivers and Paldang Lake exhibited a similar pattern. Wastewater treatment plant effluents exhibited higher concentrations compared to rivers and Paldang Lake. The assessment of refractory organic matter removal at wastewater treatment plants indicated a removal efficiency of 65.73%. However, no significant correlation emerged between refractory organic matter emission concentration and antecedent wet days or priory antecedent dry days. This absence of correlation is attributed to data scarcity, underscoring the need for long-term monitoring and data accumulation.

정삼투 여과를 통해 중금속 제거 시 잔류성 유기물질에 의한 정삼투 여과 성능 변화

조경근 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.3

목적:중금속과 잔류성 유기물질이 존재하는 Feed 용액을 정삼투 여과로 처리 시 잔류성 유기물질의 존재가 정삼투 여과에서 중금속 제거율과 물 투과도에 어떤 영향을 미치는지에 대해 파악하고자 하였다. 방법:총 4가지 Feed 용액(① 중금속만을 포함, ② 중금속과 Trimethoprim을 포함, ③ 중금속과 Ibuprofen을 포함, ④ 중금속과 Triclosan을 포함)을 이용하여 정삼투 여과실험을 진행하였다. 그리고 Feed 용액에 따른 물 투과도와 중금속 제거율에 대한 실험결과를 비교 및 분석하였다. 결과 및 토의:물 투과도는 Ibuprofen을 제외한 유기물질을 포함하는 실험에서 더 높게 나타났다. 이는 멤브레인 지지층 내 유기물질의 흡착으로 인한 내부 농도 분극의 감소가 영향을 미쳤다고 판단된다. Ibuprofen을 포함하는 실험에서는 Gibbs-Donnan 효과로 역염투 여과도가 증가하여 물 투과도가 감소되었다고 판단된다. 중금속 제거율은 정삼투 여과에서 대부분 제거되는 중금속의 경우 유기물질의 영향이 없었지만, 그렇지 않은 중금속의 경우 유기물질이 포함될 때 제거율이 증가하는 모습을 보였다. 이는 주로 멤브레인 내 흡착에 따른 막힘현상이 영향을 미쳤다고 판단된다. 결론:이번 연구에서 Feed 용액 내 잔류성 유기물질의 존재가 물 투과도와 중금속 제거율에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 따라서 중금속과 다양한 유기물질을 포함하는 Feed 용액을 정삼투 여과로 처리할 시 용액의 구성에 따라 여과 성능이 변할 것으로 판단된다. Objectives:The purpose of this study was to examine how the presence of trace organic compounds (TROCs) affects water flux and heavy metal rejection in forward osmosis (FO) filtration when feed solution (FS) contains TROCs and heavy metals. Methods:Four FS (① only heavy metals, ② heavy metals and Trimethoprim, ③ heavy metals and Ibuprofen, ④ heavy metals and Triclosan) were used, and the FO filtration experiments were conducted to perform comparative analysis on the water flux and the rejection rate depending on the FS type. Results and Discussion:The water flux was higher when FS contained TROCs except Ibuprofen, compared to FS containing only heavy metals. It is speculated that the increased water flux was influenced by the decrease in the internal concentration polarization (ICP), which was caused by the adsorption of the TROCs in the support layer of the membrane. The water flux decreased when FS contained Ibuprofen, and this may be because reverse salt flux increased due to the Gibbs-Donnan effect. The rejection rate was not affected by TROCs when heavy metals were mostly rejected in FO filtration, but for the heavy metal that was not fully rejected, the rejection rate increased when FS contained TROCs. It is speculated that this was mainly due to clogging caused by the adsorption on the membrane. Conclusions:It was demonstrated that the presence of TROCs in FS can affect water flux and the rejection rate of heavy metals. Therefore, when the FS containing heavy metals and various organic substances is treated by FO filtration, the performance of the filtration is expected to change depending on the composition of the solution.

용존성 방류수 유기물질이 비스페놀 A의 흡착 및 에스트로겐 활성에 미치는 영향

유지수,나주림,정진호 응용생태공학회 2019 Ecology and resilient infrastructure Vol.6 No.2

This study evaluates the effect of dissolved effluent organic matter (SE-dEfOM) from sewage wastewater treatment plants on the adsorption and estrogenic activity of bisphenol A (BPA). Specific ultraviolet absorbance and fluorescence index analyses indicated that SE-dEfOM was mainly microbially derived non-humic substances differed from Suwannee River natural organic matter (SR-NOM) as reference. Both Langmuir and Freundlich models successfully explained the adsorption of BPA onto both SE-dEfOM and SR-NOM. Additionally, the SE-dEfOM showed higher binding capacities and affinities for BPA than those of SR-NOM, resulting in better reduction of the estrogenic activity of BPA. These findings suggest that the binding and toxicity of BPA are largely dependent on the source of organic matters. 본 연구는 하수종말처리장의 용존성 방류수 유기물질이 비스페놀 A (BPA)의 흡착과 에스트로겐 활성에 미치는 영향을 조사하였다. 특이적 자외선 흡수 (SUVA)와 형광 지수 (FI) 분석 결과, 방류수 유기물질은 참조물질로 사용한 스와니강 자연 유기물질과는 달리미생물 기원의 비휴믹성 유기물질 특성을 나타내었다. Langmuir와 Freundlich 모델 모두 방류수 및 자연 유기물질에 대한 BPA의흡착을 잘 설명하였다. 방류수 유기물질은 자연 유기물질 보다 더 높은 BPA 흡착능을 보여주었고, 이에 따라 에스트로겐 활성 역시 더많이 감소시켰다. 이러한 결과들은 유기물질의 기원에 따라 BPA 흡착능과 에스트로겐 활성 저감이 크게 영향을 받는 다는 것을 제시한다.