• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 1996년도 제19회정기학술대회(The 19th Symposium of the Korean Society of Environmental Toxicology)
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• pp.75-75
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• 1996

최근 가장 관심이 집중되고 있는 음용수중의 미량오염물질로는 인위적으로 첨가되는 소독제(disi octant)로 인한 소독부산물(disinfection by-products: DBPs)을 들 수 있다. 1970년대부터 염소소독시 수중의 유기오염물길과 반응하여 발암성물질 과 돌연변이 물질이 다수 함유되어 있는 클로로포름(chloform)을 포함한 트리할로메탄(Trih리omethane: THMs)의 생성이 발견되었으며 이로 인한 건강상의 영향이 지속적으로 보고되고 있다. 염소소독시 780가지 이상의 화합물이 염소와 휴믹산(humic acids)과의 반응에 의해 생성되며, 이중 대부분이 할로겐 화합물로 알려져 있다. 염소 소독부산물로는 인체발암력을 지니고 있는 트리할로메탄(THMs) 이외에도 할로아세틱산(Haloaceticacids: HAAs), 할로아세토나이트릴(Haloacetbnitriles: HANs)등이 주 생성물질인 것으로 알려져 있으나 우러나라의 원수특성에 따른 소독부산물의 생성능 (Formation potential)에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 우리나라 주요 4대강(한강, 대청호, 영산강, 낙동강)의 원수를 실험실내에서 염소처리하여 생성되는 소독부산물의 생성농과 pH, 체류시간 등의 조건에 따라 생성능을 조사하였다. 각 화합물은 추출 및 농축과정을 거친 후 GC/MSD를 사용하여 물질을 확인한 후 할로겐화합물에 민감한 GC/ECD를 사용하여 시료를 분석하였다. pH와 시간, 원수중의 유기물 함량이 소독부산물의 생성에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. THMs은 알칼리에서, HAAs의 경우는 약산성에서 접촉시간이 증가할수록 높은 생성능을 보였고, HANs의 경우는 급속히 생성했다가 시간이 경과함에 따라 소멸하며 약산성에서 높은 생성능을 보임을 알 수 있었다, 강별로는 낙동강에서 THMs파 HANs의 생성능이 비교적 높았고, 영산강에서는 HAAs의 생성능이 높았다. 각 원수의 특성에 따른 생성능을 파악함으로써 생성능 저감방안을 마련하며, 소독 부산물질의 인체노출평가에 따른 위해성평가를 통해 관리기준을 설정해야 할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.332-340
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• 2009

20종의 아미노산 성분들에서의 염소 소독부산물 생성 특성을 조사한 결과, 단위 DOC당 THM 생성능은 Br 첨가 유무에 관계없이 tryptophan과 tyrosine에서 높게 나타났고 나머지 18종에서는 매우 낮은 생성능을 나타내었다. 단위 DOC당 HAA 생성능 조사결과, tryptophan, tyrosine, asparagine, aspartic acid 및 histidine에서 Br 첨가 유무에 관계없이 높은 생성능을 보였으며, asparagine, aspartic acid 및 histidine은 DCAA 생성능 조사결과, aspartic acid, histidine, asparagine, tyrosine 및 tryptophan에서 Br 첨가 유무에 관계없이 높은 생성능을 나타내었으며, aspartic acid는 660.2 ${\mu}$g/mg으로 나타나 다른 아미노산 성분들에 비해 월등히 높은 HAN 생성능을 나타내었으며, 반응성이 높은 6종의 아미노산 성분에서 생성되는 HAN 구성종의 대부분은 DCAN으로 나타났다. 단위 DOC당 chloral hydrate 와 chloropicrin의 생성능을 조사결과에서 chloral hydrate는 asparagine, aspartic acid, histidine, methionine, tryptophan 및 tyrosine에서 생성능이 높은 것으로 나타났고, chloropicrin의 경우는 20종의 아미노산에서 전체적으로 1${\mu}$g/mg 이하의 아주 낮은 생성능을 보였다. 아미노산의 작용기별 소독부산물 생성 특성은 THM의 경우 방향족(aromatic) 화합물인 tryptophan과 tyrosine에 반응성이 높았고, HAA는 aromatic, neutral, acidic, basic 순으로 반응성을 보였으며, HAN은 acidic, basic, neutral, aromatic 순으로 반응성을 나타내어 방향족 화합물보다 지방족 화합물이며 친수성인 물질에서 반응성이 더 높은 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.378-381
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• 2009

본 연구에서는 BAC 공정을 장기간 운전하면서 유입수중의 $Br^-$ 농도변화에 따른 THMFP 제거율을 평가하였다. BAC 공정을 장기간 운전하면서 THMFP 구성종별로 제거능을 살펴본 결과, $CHCl_3$ 생성능의 경우는 계절변화에 따른 유입수중의 $Br^-$ 농도변화에 따라 관계없이 우수한 제거능을 나타내었으나, 브롬계 THM 생성능의 경우는 유입수중의 $Br^-$/DOC 비가 증가할수록 제거율은 저하되었다. 또한, BAC 공정에서의 THMFP 구성종별로 제거특성을 살펴본 결과, 유입수의 $Br^-$/DOC 비가 높은 경우에 EBCT가 증가할수록 $CHCl_3$ FP의 제거율은 증가하였으나 브롬계 THMFP의 경우는 EBCT가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었고, THMFP 구성종의 브롬원자 개수가 많아질수록 제거율은 감소하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권5호
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• pp.523-530
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• 2010

14종의 합성유기질소 화합물들에서의 염소 소독부산물 생성 특성을 조사한 결과, 단위 DOC당 THM 생성능은 $Br^-$첨가 유무에 관계없이 3-aminobenzoic acid, 2-aminophenol, aniline, anthranilic acid 및 4-nitroaniline에서 높게 나타났다. 단위 DOC당 HAA 생성능 조사결과, $Br^-$ 첨가 유무에 관계없이 단위 DOC당 THM 생성능과 유사한 생성특성을 보였으나 특이하게 p-nitrophenol에서 가장 높은 생성능을 나타내었으며, 생성된 HAAFP의 대부분이 TCAAFP로 나타났다. 단위 DOC당 HAN 생성능은 3-aminobenzoic acid, 2-aminophenol, aniline 및 anthranilic acid에서 $Br^-$ 첨가 유무에 관계없이 높은 생성능을 나타내었고 다른 합성유기질소 화합물들에 비해 aniline에서 높은 생성능을 보였으며, 반응성이 높은 4종의 합성유기질소 화합물들에서 생성되는 HAN 구성종의 대부분은 DCAN으로 나타났다. 단위 DOC당 chloral hydrate와 chloropicrin의 생성능을 조사결과에서 3-aminobenzoic acid와 2-aminophenol에서 생성능이 높은 것으로 나타났고, 전체적으로 10 $mg/{\mu}g$ 이하의 비교적 낮은 생성능을 보였다. 염소 소독부산물 생성능이 높은 6종의 합성유기질소 화합물들과 시판 humic acid에서의 $Br^-$ 첨가 유무에 따른 단위 DOC 당 총 DBP 생성능을 조사한 결과에서 $Br^-$를 첨가한 경우는 anilin e> anthranilic acid> 3-aminobenzoic acid> 4-nitroaniline> humic acid> p-nitrophenol> 2-aminophenol 순으로 나타났고, $Br^-$를 첨가하지 않은 경우는 anthranilic acid> aniline> p-nitrophenol> humic acid> 4-nitroaniline> 3-aminobenzoic acid> 2-aminophenol 순으로 조사되었다. 또한, aniline, anthranilic acid, 4-nitroaniline 및 p-nitrophenol의 경우는 염소와의 반응성이 아주 높은 것으로 조사되었다.

• 상하수도학회지
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• 제24권6호
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• pp.723-734
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• 2010

With a belief of high water quality production and less chemical usage, membrane technology including Microfiltration (MF), Ultrafiltration (UF), and Nanofiltration(NF) is being employed more and more in drinking water treatment process. However, due to higher energy consumption of UF and NF, MF is normally used for drinking water treatment especially in a plant of large scale. In this investigation, performance ofsand filtration and membrane filtration was compared regarding removal of various water quality parameters, such as TOC, DOC, KMnO4 consumption, THMFP, and HAAFP. Two lines of pilot plant have been operated, one of which line is a traditional advanced water treatment process which includes sedimentation, sand filtration, ozonation, and activated carbon, and the other line is an alternative treatment process which includes sedimentation with inclined plate, MF membrane, ozonation, and activated carbon. For the first about 4months of period, MF filtration showed similar or little bit higher performance than sand filtration. However, after about 4month later, sand filtration showed much higher performance in removing all parameters monitored in the investigation. It was found that sand filtration is a better option than MF filtration as far as microbial community is fully activated in sand filter bed.

• 대한환경공학회지
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• 제30권3호
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• pp.286-292
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• 2008

7종의 뇨 성분에서의 염소 소독부산물 생성 특성을 조사한 결과, kynurenine, indole 및 uracil에서 단위 DOC당 염소 소독 부산물 생성능이 비교적 높게 나타났다. Kynurenine, indole 및 uracil에 대해 Br$^-$ 첨가 유무에 따른 THMs/DOC를 조사한 결과, Kynurenine은 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우, THMs/DOC가 86.9 $\mu$g/mg으로 나타났으며, Br$^-$를 첨가하였을 경우는 THMs/DOC는 100.8 $\mu$g/mg으로 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우보다 높게 나타나고 있다. Indole의 경우도 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우 보다 Br$^-$을 첨가한 경우에 THMs/DOC가 6.58 $\mu$g/mg에서 31.4 $\mu$g/mg 정도로 높아지는 것으로 조사되었다. 또한, HAAs/DOC를 조사한 결과에서도 kynurenine에서 가장 높은 생성능을 보이고 있으며, 다음으로 uracil과 indole 순으로 조사되었다. 특히, THMs의 경우와는 반대로 kynurenine과 indole에서 Br$^-$이 첨가된 경우 HAAs/DOC가 현저히 감소되는 것으로 나타나고 있다. Br$^-$를 첨가하지 않은 경우에 kynurenine과 indole에서는 생성된 HAAs의 대부분을 TCAA가 차지하고 있는 것으로 나타났으나, uracil의 경우는 DCAA의 생성능이 높은 것으로 나타났다. Br$^-$ 첨가 유무에 따른 HANs/DOC를 조사한 결과에서는 kynurenine에서의 생성능이 가장 높았고, 대부분이 DCAN으로 나타났으며, Uracil의 경우에는 염소처리에 의해 HAN은 생성되지 않았다. 또한, CH/DOC 조사결과에서는 kynurenine과 indole에서는 낮은 생성능을 보인 반면, uracil의 경우 CH/DOC가 Br$^-$를 첨가하지 않은 시료에서는 1,270 $\mu$g/mg, Br$^-$를 첨가한 시료에서는 1,027 $\mu$g/mg으로 나타나 매우 높은 반응성을 나타내고 있다. Kynurenine, indole 및 uracil에 대해 Br$^-$ 첨가 유무에 따른 THMs과 HAAs 생성능 변화를 살펴본 결과, kynurenine과 indole의 경우는 Br$^-$가 첨가되었을 경우 THMs/DOC가 높아지는 것으로 나타나고 있다. Kynurenine은 Br$^-$가 첨가되었을 경우 THMs/DOC가 큰 폭으로 증가한 것이라기보다는 HAAs/DOC가 감소되어 Br$^-$ 첨가에 따라 THMs/DOC가 큰 것으로 나타났으며, indole의 경우는 kynurenine과는 반대로 THMs/DOC가 증가하여 나타난 결과이다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권12호
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• pp.893-899
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• 2011

정수처리공정별 THMs 현황과 영향인자와의 상관성 등 생성특성을 분석하고 저감할 수 있는 운영방안을 연구하였다. M정수장의 처리공정은 전염소-응집-침전-여과-오존-활성탄-후염소로 구성되어 있다. 공정별 THMs 농도는 응집침전여과의 기본공정에서 92~93%가 생성되어 전염소처리공정이 주된 영향을 미치는 것으로 조사되었다. THMs 생성과 원수수온, $KMnO_4$소비량의 결정계수는 0.80, 0.72로 높게 나타났으며 정수장에서는 원수수온과 $KMnO_4$소비량으로 생성농도를 예측하는 것이 효율적이라 판단된다. 중염소처리를 한 경우 정수 THMs이 전염소처리의 48% 수준으로 나타나, 염소 주입지점만 변경하는 중염소 처리가 THMs 저감에 유용한 방식으로 판단된다. 전구물질 제거를 위한 분말 활성탄 실험에서는 전염소 앞단에 주입하는 경우에 THMs 생성이 줄었다. 생성된 THMs 제거에는 에어스트리핑 방법이 효과가 있었다.

• 한국물환경학회지
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• 제38권2호
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• pp.63-71
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• 2022

This study aimed to maximize the potential of fluorescence 3D excitation-emission matrix (EEM) for predicting the trihalomethane formation potential (THMFP) of DOM with various sources. Fluorescence spectroscopy is a useful tool for characterizing dissolved organic matter (DOM). In this study, differential spectroscopy was applied to EEM for the prediction of THMFP, in which the difference between the EEM before and after chlorination was taken into account to obtain the differential EEM (DEEM). For characterization of the original EEM or the DEEM, the maximum intensities of several different fluorescence regions in EEM, fluorescence EEM regional integration (FRI), and humification index (HIX) were calculated and used for the surrogates for THMFP prediction. After chlorination, the fluorescence intensity decreased by 77% to 93%. In leaf-derived and effluent DOM, there was a significant decrease in the protein-like peak, while a more pronounced decrease was observed in the humic-like peak of river DOM. In general, leaf-derived and effluent DOM exhibited a relatively lower THMFP than the river DOM. Our results were consistent with the high correlations between humic-like fluorescence and THMFP previously reported. In this study, HIX (r= 0.815, p<0.001), FRI region V (r=0.727, p<0.001), humic-like peak (r= 0.827, p<0.001) from DEEM presented very high correlations with THMF P. When the humic-like peak intensity was converted to a logarithmic scale, a higher correlation was obtained (r= 0.928, p<0.001). This finding suggests that the humic-like peak in DEEM can serve as a universal predictor for THM formation of DOM with various origins.