Treatment of hazardous chemicals by Nanoscale Iron powder

나노크기 철 분말을 이용한 난분해성 유해화합물질의 처리

The destruction of hazardous chemicals such as chlorinated organic compounds(COCs) and nitroaromatic compounds(NACs) by zero-valent iron powder is one of the latest innovative technologies. In this paper. the rapid dechlorination of chlorinated compounds as well as transformation of nitro functional group to amine functional group in the nitroaromatic compounds using synthesized zero-valent iron powder with nanoscale were studied in anaerobic batch system. Nanoscale iron, characterized by high surface area to mass ratios(31.4$\textrm{m}^2$/g) and high reactivity, could quickly reacts with compounds such as TCE, chloroform, nitrobenzene, nitrotoluene, dinitrobenzene and dinitrotoluene, at concentration of 10mg/L in aqueous solution at room temperature and pressure. In this study, the TCE was dechlorinated to ethane and chloroform to methane and nitro groups in NACs were transformed to amino groups in less than 30min. These results indicated that this chemical method using nanoscale iron powder has the high potential for the remediation of soils and groundwater contaminated with hazardous toxic chemicals including chlorinated organic compounds and nitro aromatic compounds.

유기 염소계 화합물과 니트로기 방향족 화합물 같은 난분해성 유해물질을 처리함에 있어, 0가 철 분말의 사용은 최근에 가장 활발히 논의되고 있는 기술 가운데 하나이다. 본 연구에서는 나노크기의 0가 철 분말을 실험실에서 만들어 유기 염소계 화합물의 탈염소화 반응과 니트로기 방향족 화합물의 니트로기 변환실험을 혐기성 회분식 반응조에서 실시하였다. 매우 큰 비표면적과 높은 반응성을 가지고 있는 나노크기 0가 철 입자는 10mg/$\ell$로 농도수용액상에 존재하는 TCE, 클로로포름, 니트로 벤젠, 니트로 톨루엔, 디니트로 밴젠, 디니트로 톨루엔등의 물질을 상온.상압의 조건에서 빨리 제거할 수 있었다. 본 연구에서는 반응 시간 30분 안에 TCE는 에탄으로, 클로로포름은 메탄으로 탈염소화 되었고, 니트로기 방향족 화합물의 니트로기는 모두 아민기로 변환되었다. 이러한 결과들은 유기 염소계 화합물과 니트로기 방향족 화합물 같은 난분해성 유해물질로 오염된 지하수나토양을 복원함에 있어, 나노크기의 0가 철 분말을 이용한 화학적 처리기술의 잠재성을 나타내주는 것이다.