황환원균과 3가철을 이용한 Trichloroethylene의 제거에 관한 연구

황기철,민지은,박인선,박재우,Hwang, Ki-Chul,Min, Jee-Eun,Park, In-Sun,Park, Jae-Woo 한국지하수토양환경학회 2008 지하수토양환경 Vol.13 No.1

혼합균에서 분리 배양한 황환원균에 의해 발생되는 황화수소가 염소계유기오염물질인 트리클로로에틸렌의 환원에 어떠한 영향을 미치는지, 또한 염소계유기오염물질에 대한 환원력이 있다고 알려진 2가철은 황화수소가 존재할 경우 트리클로로에틸렌의 환원과 어떠한 관계에 있는지를 알아보기 위하여 본 실험을 수행하였다. 황환원균에 독성을 나타내지 않는 수준의 트리클로로에틸렌의 농도에서 황화수소 발생 및 트리클로로에틸렌의 분해 실험을 수행한 결과 황산염의 환원으로 발생한 황화수소의 농도는 4.38 mM, 트리클로로에틸렌의 농도는 큰 변화가 없는 것으로 관찰되었으며 이를 통하여 황환원균에 의해 발생되는 황화수소의 농도가 트리클로로에틸렌을 환원시키기에는 부족하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 황화수소의 농도가 위 실험에서 발생된 농도보다 100배 정도 높을 경우(438 mM)에는 트리클로로에틸렌에 대한 환원력이 있음을 확인하였다. 대표적인 산화철인 $Fe_2O_3$(3가철)를 첨가하였을 경우, 황환원균의 생장에 따라 황화수소, 2가철 및 트리클로로에틸렌의 농도변화를 관찰하였으며 이를 통하여 황환원균에 의해서 발생된 황화수소가 산화되면서 3가의 산화철을 2가철로 환원시키고 황화수소에 의하여 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해하여 농도를 감소시키는 것을 확인하였다. 위의 실험결과를 바탕으로 낮은 농도의 황화수소는 트리클로로에틸렌의 환원에 영향을 미치지 못하며 다만, 황화수소에 의해 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해시키는 주요한 요인임을 알 수 있었다. 또한 실제 해수중에서 황환원균과 $Fe_2O_3$가 공존할 경우의 트리클로로에틸렌의 제거 효과를 살펴보기 위한 실험을 한 결과 황환원균이 황화수소를 생성하여 트리클로로에틸렌의 제거에 영향을 줄 수 있는 반응들은 황환원균 생장에 필수적인 탄소원의 농도가 확보될 때 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다. Sulfate reducing bacteria (SRB) is universally distributed in the sediment, especially in marine environment. SRB reduce sulfate as electron acceptor to hydrogen sulfide in anaerobic condition. Hydrogen sulfide is reducing agent enhancing the reduction of the organic and inorganic compounds. With SRB, therefore, the degradability of organic contaminants is expected to be enhanced. Ferrous iron reduced from the ferric iron which is mainly present in sediment also renders chlorinated organic compounds to be reduced state. The objectives of this study are: 1) to investigate the reduction of TCE by hydrogen sulfide generated by tht growth of SRB, 2) to estimate the reduction of TCE by ferrous iron generated due to oxidation of hydrogen sulfide, and 3) to illuminate the interaction between SRB and ferrous iron. Mixed bacteria was cultivated from the sludge of the sewage treatment plant. Increasing hydrogen sulfide and decreasing sulfate confirmed the existence of SRB in mixed culture. Although hydrogen sulfide lonely could reduce TCE, the concentration of hydrogen sulfide produced by SRB was not sufficient to reduce TCE directly. With hematite as ferric iron, hydrogen sulfide produced by SRB was consumed to reduce ferric ion to ferrous ion and ferrous iron produced by hydrogen sulfide oxidation decreased the concentration of TCE. Tests with seawater confirmed that the activity of SRB was dependent on the carbon source concentration.

Control of Chlorinated Volatile Pollutants at Indoor Air Levels Using Polymer-based Photocatalyst Composite

Byeong-Chan Kim,Hye-Jin Kim,Ji-Eun Kim,Eun-Ju Park,Ji-Sun Noh,Hyun-Jung Kang,Seung-Ho Shin,Wan-Kuen Jo 한국청정기술학회 2013 청정기술 Vol.19 No.2

폴리아닐린 기반 이산화티타늄 복합체(폴리아닐린-이산화티타늄 복합체)를 다른 소성온도 조건에서 제조하여 일반 공기질 수준의 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌에 대한 제어 적용성 연구를 수행하였다. 모든 조사대상 오염물질에 대하여 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체의 제어효율은 제조 시 적용된 소성온도 변화에도 아무런 경향을 나타내지 않았다. 대신에, 소성온도를 350 ℃에서 450 ℃로 증가시켰을 때 3시간의 광촉매 공정 동안에 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체의 제어효율은 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌에 대하여 61%에서 72%로, 21%에서 39%로 각각 증가하였다. 그러나, 소성온도를 450 ℃에서 550 ℃와 650 ℃로 더 증가시켰을 경우에는 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체에 의한 트리클로로 에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 제어효율이 점진적으로 감소하였다. 이러한 결과는 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체 내아나타제 결정상의 생성량과 입자의 비표면적 변화 때문으로 판단되었고, 이러한 특성 변화는 X-선 회절과 주사전자현미경 분석결과를 통하여 확인하였다. 가장 낮은 주입농도(0.1 ppm) 조건에서 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율은 각각 72%와 39%이었고, 반면에 가장 높은 주입농도(1.0 ppm) 조건에서는 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율은 각각 52%와 18%로 나타났다. 공급 유량을 0.1 L min<SUP>-1</SUP>에서 1.0 L min<SUP>-1</SUP>로 증가시켰을 때 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율이 각각 약 100%에서 47% 그리고 약 100%에서 18%로 감소하였다. 또한, 상대습도를 20%에서 95%로 증가시켰을 때 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율이 각각 약 100%에서 23% 그리고 약 100%에서 8%로 대폭 감소하였다. 본 연구결과를 종합해볼 때, 작동조건을 최적화할 경우 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체가 일반 공기질 농도 수준의 염소계 화합물질 제어를 위해서 효율적으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다. In this study, polyaniline (PANI)-based TiO2 (PANI-TiO2) composites calcined at different temperatures were prepared and their applications for control of trichloroethylene (TCE) and tetrachloroethylene (TTCE) at indoor air levels were investigated. For these target compounds, the photocatalytic control efficiencies of PANI-TiO2 composites did not exhibit any trend with varying calcination temperatures (CTs). Rather, the average control efficiencies of PANI-TiO2 composites over 3-h photocatalytic process increased from 61 to 72% and from 21 to 39% for TCE and TTCE, respectively, as the CT increased from 350 to 450 ℃. However, for both the target compounds, the average control efficiencies of PANI-TiO₂ composites decreased gradually as the CT increased further to 550 and 650 ℃. These results were ascribed to contents of anatase crystal phase and specific surface area of different particle sizes in the PANI-TiO2 composites, which were demonstrated by the X-ray diffraction and scanning electron microscopy images, respectively. At the lowest input concentration (IC, 0.1 ppm), average control efficiencies of TCE and TTCE were 72 and 39%, respectively, whereas at the highest IC (1.0 ppm) they were 52 and 18%, respectively. As stream flow rate increased from 0.1 to 1.0 L min<SUP>-1</SUP>, the average control efficiencies of TCE and TTCE decreased from ca. 100 to 47% and ca. 100 to 18%, respectively. In addition, the average control efficiencies of TCE and TTCE decreased from ca. 100 to 23% and ca. 100 to 8%, respectively as the relative humidity increased from 20 to 95%. Overall, these findings indicated that as-prepared PANI-TiO₂ composites could be used efficiently for control of chlorinated compounds at indoor air levels, if operational conditions were optimized.

국내 트리클로로에틸렌의 물질흐름분석

박준철(Jun Chul Park),황용우(Yong Woo Hwang),김준범(Jun Beum Kim),김영운(Young Woon Kim) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회지 Vol.42 No.4

목적 : 물질흐름분석을 통하여 그룹 1 발암물질 중 배출량이 가장 많은 트리클로로에틸렌의 국내 흐름을 파악한 후, 효율적인 화학물질 관리 및 배출량 저감방안 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 방법 : 본 연구에서는 2014년 국내 트리클로로에틸렌의 물질흐름분석을 실시하였다. 물질흐름도는 STAN 2.6 소프트웨어를 사용하여 나타내었다. 연구 대상 물질의 지역별・산업별 흐름을 분석하여 각 흐름의 특성을 파악한 후, 배출량 저감 방안을 제시하였다. 결과 및 토의 : 트리클로로에틸렌은 수도권에서 79.8%가 사용되었고, 기타 기계 및 장비 제조업에서 45.6%, 금속가공제품 제조업에서 29.4% 사용되었으며, 고무제품 및 플라스틱제품 제조업에서 42.0%, 1차 금속 제조업에서 26.8% 배출되었다. 기업 규모별 배출량 분석 결과 대기업에서 전체 배출량의 3.9%, 중견기업에서 전체 배출량의 61.6%, 중소기업에서 전체 배출량의 34.5%를 배출하였다. 트리클로로에틸렌은 사용량에 비해 배출량이 많았으며, 다양한 업종 및 지역에서 사용되었다. 결론 : 트리클로로에틸렌은 사용량에 비해 많은 양이 배출되었는데, 소규모 사업장의 화학물질의 관리가 미흡한 것으로 조사되었다. 물질흐름분석 결과를 기초자료로 활용하여 화학물질의 배출 저감 방안으로 화학물질의 위험성 및 대체물질 홍보, 기업 간 교류 시스템 도입, 발암물질 배출 총량제 도입, 배출저감계획서의 의무 이행, 배출저감 인센티브제도 고려를 제시하였고, 위험성 개선 방안으로 위험성 데이터베이스 구축을 제시하였다. Objectives : According to the material flow analysis, the domestic flow of trichloroethylene with the highest emission among carcinogens in group 1 was determined. The purpose of this study is to provide basic data for efficient chemical management and establish measures to reduce emissions. Methods : In this study, the material flow analysis of trichloroethylene was analyzed in Korea in 2014. The material flow chart was presented using STAN 2.6 software. The flow of trichloroethylene by region and industry was analyzed to identify the characteristics of each flow, and the emission reduction method was presented. Results and Discussion : Trichloroethylene was used up to 79.8% in the Seoul metropolitan area, 45.6% in the manufacturing of other machinery and equipment, and 29.4% in the manufacturing of fabricated metal products except machinery and furniture. Trichloroethylene was emitted 42.0% in the manufacturing of rubber and plastics products and 26.8% in the manufacturing of primary metals. The analysis of emissions by company size resulted in 3.9% of total emissions from large companies, 61.6% from mid-sized companies, and 34.5% from small-sized companies. Trichloroethylene was used in various industries and regions, with higher emissions compared to its use. Conclusions : Trichloroethylene has been emitted in large quantities relative to its usage. The study found that the management of chemicals in small businesses was insufficient. This result of the material flow analysis is used as basic data to reduce emissions of chemicals. The result of the study helps to recognize the risk of chemicals and suggest alternative materials, introduce inter-company information and expert exchange system, introduce a total amount of carcinogens emission system, implement duties in the emission reduction plan, and consider emission reduction incentives. In addition, measures to improve risk are proposed to establish risk-based database.

세탁소 배출 휘발성유기화합물의 흡착 제거 기술

이승재(Seung Jae Lee),문승현(Seung Hyun Moon) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.11

본 연구에서는 세탁소에서 배출되는 휘발성유기화합물을 흡착처리하는 공정의 개발 가능성을 검토하였다. 휘발성 유기화합물을 흡착하는 재료로는 핏치계 활성탄소섬유를 선택하였고, 흡착제의 재생방법으로는 전기변동법을 사용하였다. 용제는 트리클로로에틸렌과 톨루엔을 대상으로 하였으며 활성탄소섬유와 용제의 종류에 따른 파과곡선과 흡착량을 비교 검토하였다. 흡착량을 증대시키기 위하여 다양한 방법으로 활성탄소섬유를 전처리하였다. 또한 흡착이 완료된 활성탄 소섬유의 재생에 필요한 온도와 허용전압을 측정하였다. 그 결과 트리클로로에틸렌의 흡착에는 미세 기공이 잘 발달된 활성탄소섬유가 우수한 성능을 나타낸 반면 톨루엔의 경우에는 비표면적이 큰 흡착제가 우수한 성능을 보였다. 활성탄소섬 유는 흡착제 무게의 41~54%에 해당하는 트리클로로에틸렌을 흡착하였으며 유입되는 휘발성유기화합물의 농도가 높아지면 완전흡착시간은 급격히 짧아지고 흡착량은 서서히 감소하여 낮은 농도의 휘발성유기화합물을 처리하는 것이 보다 유리한 것으로 나타났다. 활성탄소섬유 표면의 산소작용기를 조절한 결과, 진공열처리를 한 활성탄소섬유의 톨루엔 흡착성능이 가장 우수한 것으로 나타나, 톨루엔의 흡착은 빈자리 탄소(vacant carbon site)가 흡착점이라고 판단된다. 흡착된 용제는 150℃에서 대부분 탈착되었다. This study investigated a possibility to develop an adsorption process for volatile organic compounds (VOCs) of the solvent emitted during dry cleaning. Pitch activated carbon fiber (ACF) was chosen as an adsorbent of VOCs, and an electric swing adsorption process was utilized for the reproduction of the adsorbent after the completion of VOCs adsorption. Effects of ACF types and several solvents such as trichloroethylene (TCE) and toluene were examined on breakthrough curves and amounts of adsorbed VOCs. ACF was pretreated under various conditions in order to enhance the amounts of the adsorbed VOCs. Temperatures and voltages were measured for the reproduction of the ACF after full adsorption. ACF having micropores exhibited high adsorption of TCE, and high surface area of ACF could increase the adsorption property of toluene. In general, ACF could adsorb 41~54% TCE of the adsorbent weight. The increase of inlet VOCs concentration significantly decreased the breakthrough time and slightly lowered the amounts of adsorbed VOCs. Thus, ACF could effectively adsorb VOCs in low concentration in the feed stream. ACF pretreated by heat under vacuum showed excellent toluene adsorption with controlling oxygen functional groups on the ACF surface, which revealed that vacant carbon site could be the adsorption point of toluene. Most adsorbed toluene was desorbed at 150℃.

트리클로로에틸렌의 광분해산물인 디클로로아세트산의 열가수분해처리

임재림(Lim Jae Lim),남세용(Nam Se Yong),김상현(Kim Sang Hyeon),신항식(Shin Hang Sig) 大韓環境工學會 2003 대한환경공학회지 Vol.25 No.7

환원과 흡착을 통한 지하수의 질산성 질소, 트리클로로에틸렌, 크롬의 제거

한은영(Eun-Yeong Han),김종국(Jong-Gook Kim),김혜빈(Hye-Bin Kim),백기태(Kitae Baek) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

영가철과 피트를 이용한 질산성질소와 트리클로로에틸렌의 제거

민지은(Jee Eun Min),김미정(Mee Jeong Kim),박재우(Jae Woo Park) 大韓環境工學會 2006 대한환경공학회지 Vol.28 No.10

천연 장석에 지지된 나노영가철에 의한 트리클로로에틸렌의 환원적 탈염소화 연구

최민희(Minhee Choi),신서연(Seeyeon Shin),배성준(Sungjun Bae) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

탈기-자외선 조사-열가수분해를 이용한 트리클로로에틸렌의 처리

김상현(Kim Sang Hyeon),임재림(Im Jae Lim),남세용(Nam Se Yong),신항식(Sin Hang Sig) 大韓環境工學會 2003 대한환경공학회지 Vol.25 No.8

Control of Chlorinated Volatile Pollutants at Indoor Air Levels Using Polymer-based Photocatalyst Composite

김병찬,김혜진,김지은,박은주,노지선,강현정,신승호,조완근 한국청정기술학회 2013 청정기술 Vol.19 No.2

In this study, polyaniline (PANI)-based TiO2 (PANI-TiO2) composites calcined at different temperatures were prepared and their applications for control of trichloroethylene (TCE) and tetrachloroethylene (TTCE) at indoor air levels were investigated. For these target compounds, the photocatalytic control efficiencies of PANI-TiO2 composites did not exhibit any trend with varying calcination temperatures (CTs). Rather, the average control efficiencies of PANI-TiO2 composites over 3-h photocatalytic process increased from 61 to 72% and from 21 to 39% for TCE and TTCE, respectively, as the CT increased from 350 to 450 ℃. However, for both the target compounds, the average control efficiencies of PANI-TiO2 composites decreased gradually as the CT increased further to 550 and 650 ℃. These results were ascribed to contents of anatase crystal phase and specific surface area of different particle sizes in the PANI-TiO2 composites, which were demonstrated by the X-ray diffraction and scanning electron microscopy images, respectively. At the lowest input concentration (IC, 0.1 ppm), average control efficiencies of TCE and TTCE were 72 and 39%, respectively, whereas at the highest IC (1.0 ppm) they were 52 and 18%, respectively. As stream flow rate increased from 0.1 to 1.0 L min-1, the average control efficiencies of TCE and TTCE decreased from ca. 100 to 47% and ca. 100 to 18%, respectively. In addition, the average control efficiencies of TCE and TTCE decreased from ca. 100 to 23% and ca. 100 to 8%, respectively as the relative humidity increased from 20 to 95%. Overall, these findings indicated that as-prepared PANI-TiO2 composites could be used efficiently for control of chlorinated compounds at indoor air levels, if operational conditions were optimized.