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본 연구에서는 TCE 등의 유기오염물질로 오염된 현장의 지하수를 처리하기 위한 반응매질로써 나노영가철(nanoscale zero valent iron, NZVI)의 적용성을 평가하기 위해 수행되었다. 오염현장에서는 TCE 외에 음이온(NO_3^-, Cl^-, SO_4^2-, HCO_3^-)과 자 연유기물질(natural organic matter, NOM)이 검출되었으며 상업용 나노영가철(NANOFER 25, Nanorion)을 이용하여 모의, 현장 지하수를 처리하고 그 결과를 분석하였다. TCE만을 고려한 처리실험에서 25 g/L의 NANOFER 25는 1.8 mM TCE를 약 20시 간에 95% 이상 처리하였으며(k = 0.15 hr^-1), TCE 반복주입을 통해 평가한 NANOFER 25의 반응용량은 0.19 mmole TCE/g NZVI인 것으로 나타났다. 음이온은 개별 음이온의 농도는 반응성에 큰 영향을 주지 않았으나 4가지 음이온을 모두 포함하는 오염현장의 평균농도로 제조한 모의지하수처리 시 유사 1차속도상수(k)가 0.069 hr^-1로 60% 감소하였으며 총 반응용량은 10% 감소하였다. 용존성 유기물(DOC)를 기준으로 한 유기물의 현장 평균농도에서는 반응속도상수가 0.025 hr^-1로 84%까지 감소하는 것도 확인할 수 있었다. 오염현장에서 최고의 TCE 농도(1.8 μM)를 가지는 현장지하수를 이용하여 처리하였을 때는 TCE 농도가 낮아 25 g/L의 NANOFER 25를 사용하여 10시간 내 90% 이상의 TCE를 분해할 수 있었다. 본 연구결과와 현장 오염 지하수에 대한 수리, 지질학적 조사결과를 접목할 경우, 향후 효율적인 현장 지하수처리 결과를 도출할 수 있을 것으로 예상 된다.

Nanoscale zero-valent iron (NZVI) particles were tested as remediation media for groundwater contaminated by organic pollutants (e.g., TCE, trichloroethylene). The contaminated groundwater contained anions (NO_3^-, Cl^-, SO_4^2-, and HCO_3^-) and natural organic matter (NOM). Treatability of commercial NZVI particles (NANOFER 25, Nanoiron, Czech) was tested by using a synthetic groundwater and the field groundwater samples. More than 95% of 1.8 mM TCE was removed within 20 hours with a NZVI dosage of 25 g/L (k = 0.15 hr^-1). Repetitive degradation experiments revealed that the removal capacity of NANOFER 25 was 0.19 mmole TCE/g NZVI. TCE degradation reactions were not substantially affected by the presence of each anion with concentrations as high as 100 times the average field concentrations. However, when the four anions (NO_3^-, Cl^-, SO_4^2-, HCO_3^-) were present simultaneously. the degradation reactivity and removal capacity were decreased by 60% (k = 0.069 hr^-1) and 10%, respectively. The k value of TCE degradation in the presence of NZVI (25 g/L) with dissovled organic carbon of 2.5 mg/L was also decreased by 84% (k = 0.025 hr^-1). In the experiments with the field groundwater, more than 90% of 1.8 μM TCE, which is the concentration of TCE at the source zone, was removed within 10 hours with a NANOFER 25 dosage of 25 g/L. The results imply that the contaminated groundwater can effectively be treated by NANOFER 25 with more information on the hydrogeology of the site.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
수질오염총량관리제 시행의 문제점과 개선방안 : 계획 수립시 고려사항 김영일, 이상진 pp.385-389
수질오염총량관리제 시행의 문제점과 개선방안 : 목표수질과 개발계획 배명순 pp.390-395
망간산화물(Birnessite)을 매개로한 산화-변환반응을 이용한 PAH-퀴논화합물의 제거 최찬규, 한윤이, 김성욱, 신현상 pp.396-404

오염 지하수 양수 및 처리 공정에 대한 전과정평가 조종수 pp.405-412

나노영가철의 TCE 분해반응 시 지하수 용존물질의 영향 김태호, 김홍석, 이진용, 천정용, 이강근, 황인성 pp.413-419

DTF를 이용한 순산소연소 조건에서 탈황반응과 CaSO₄ 분해 특성 최욱, 조항대, 최원길, 박영성, 길상인, 이형근 pp.420-425

층상이중수산화물에 의한 인공지하수내의 박테리오파지 T7 제거 박정안, 이창구, 강진규, 김성배 pp.426-431

전산유체를 활용한 정수지 최적 도류벽 형태 및 경제적인 장폭비 산정 조영만, 노재순, 빈재훈, 김태균, 최영준 pp.432-438

고해상도 위성영상을 이용한 도시유역의 소강우 유출해석 김진영, 안경진 pp.439-446

고분자 중공사막 모듈을 이용한 미세기포 발생과 이미지 분석기법을 이용한 기포 특성 파악 김준영, 장인성 pp.447-452

상수원에서의 잔류 의약물질 검출, 거동, 분포 현황 및 독성 손희종, 장성호 pp.453-479

참고문헌 (25건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 2005 전국 지정폐기물의 발생 및 처리현황, 환경부(2005). 미소장
2 2007 전국 지하수 수질측정망 운영결과, 환경부(2008). 미소장
3 지하수 DNAPL 오염원 정화기술 기술동향 분석보고서, SEEDS 지하수연구단한국환경산업기술원(2010). 미소장
4 Kinetics of Halogenated Organic Compound Degradation by Iron Metal 네이버 미소장
5 Pathways and Kinetics of Chlorinated Ethylene and Chlorinated Acetylene Reaction with Fe(0) Particles 네이버 미소장
6 Reductive Dechlorination of Chlorophenols by Palladized Iron 소장
7 고석오, 송호철, 김영훈, “용존가스 종류 및 화학적 조건별 영가철(Fe0)에 의한 6가크롬의 반응성 평가,” 대한환경공학회지, 25(5B), 407~412(2005). 미소장
8 As (5) immobilization in an aqueous solution by zerovalent iron under various environmental conditions 소장
9 Kinetics of nitrate, nitrite, and Cr(VI) reduction by iron metal. 네이버 미소장
10 Treatment of inorganic contaminants using permeable reactive barriers 네이버 미소장
11 Reductive debromination of polybrominated diphenyl ethers by zerovalent iron. 네이버 미소장
12 TCE dechlorination rates, pathways, and efficiency of nanoscale iron particles with different properties. 네이버 미소장
13 Effect of particle age (Fe0 content) and solution pH on NZVI reactivity: H2 evolution and TCE dechlorination. 네이버 미소장
14 Characterization of zero-valent iron nanoparticles 네이버 미소장
15 Effect of TCE Concentration and Dissolved Groundwater Solutes on NZVI-Promoted TCE Dechlorination and H 2 Evolution 네이버 미소장
16 Nitrate reduction by zerovalent iron: effects of formate, oxalate, citrate, chloride, sulfate, borate, and phosphate. 네이버 미소장
17 Effects of carbonate species on the kinetics of dechlorination of 1,1,1-trichloroethane by zero-valent iron. 네이버 미소장
18 Major anion effects on the kinetics and reactivity of granular iron in glass-encased magnet batch reactor experiments. 네이버 미소장
19 Johnson, T. L., Fish, W., Gorby, Y. A. and Tratnyek, P. G. “Degradation of carbon tetrachloride by iron metal : Complexation effects on the oxide surface,” J. Contam. Hydrol., 29, 379~398(1998). 미소장
20 Effect of Surfactant and Natural Organic Matter on Reductive Dechlorination of TCE by Zero-valent Iron 소장
21 Natural organic matter enhanced mobility of nano zerovalent iron. 네이버 미소장
22 Optimization of Nano- and Microiron Transport through Sand Columns Using Polyelectrolyte Mixtures 네이버 미소장
23 Synthesis of Oxidation Resistant Core-shell Nanoscale Zero-valent Iron by Controlled Air Contact 소장
24 Atmospherically stable nanoscale zero-valent iron particles formed under controlled air contact: characteristics and reactivity. 네이버 미소장
25 Investigation of the Long-Term Performance of Zero-Valent Iron for Reductive Dechlorination of Trichloroethylene 네이버 미소장

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