• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권9호
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• pp.2577-2582
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• 2013

A novel stick-shaped portable sensing device featuring a microhole array interface between the polyvinylchloride-2-nitrophenyloctylether (PVC-NPOE) gel and water phase was developed for in-situ sensing of perchlorate ions in real water samples. Perchlorate sensitive sensing responses were obtained based on measuring the current changes with respect to the assisted transfer reaction of perchlorate ions by a perchlorate selective ligand namely, bis(dibenzoylmethanato)Ni(II) (Ni(DBM)2) across the polarized microhole array interface. Cyclic voltammetry was used to characterize the assisted transfer reaction of perchlorate ions by the $Ni(DBM)_2$ ligand when using the portable sensing device. The current response for the transfer of perchlorate anions by $Ni(DBM)_2$ across the micro-water/gel interface linearly increased as a function of the perchlorate ion concentration. The technique of differential pulse stripping voltammetry was also utilized to improve the sensitivity of the perchlorate anion detection down to 10 ppb. This was acquired by preconcentrating perchlorate anions in the gel layer by means of holding the ion transfer potential at 0 mV (vs. Ag/AgCl) for 30 s followed by stripping the complexed perchlorate ion with the ligand. The effect of various potential interfering anions on the perchlorate sensor was also investigated and showed an excellent selectivity over $Br^-$, $NO_2{^-}$, $NO_3{^-}$, $CO{_3}^{2^-}$, $CH_3COO^-$ and $SO{_4}^{2^-}$ ions. As a final demonstration, some regional water samples from the Sincheon river in Daegu city were analyzed and the data was verified with that of ion chromatography (IC) analysis from one of the Korean-certified water quality evaluation centers.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제19권12호
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• pp.1347-1350
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• 1998

The equivalent conductances for tetraethylammonium perchlorate (TEAP), tetrabutylammonium perchlorate (TBAP), tetrahexylammonium perchlorate (THAP), and tetradodecylammonium perchlorate (TDDAP) were measured in pyridine (Py) at 25 ℃. The measured data have been analyzed by Onsager conductance theory. From Kohirausch's law of independent migration of ion, the limiting ionic conductances of tetraalkylammonium ions were determined using the limiting ionic conductance of perchlorate cited from reference. Using those and viscosity of pyridine, the Stokes and hydrodynamic radii of tetraethylammonium, tetrabutylammonium, tetrahexylammonium, and tetradodechylammonium ions were calculated. And, the salvation numbers of corresponding ions were also calculated using the hydrodynamic and crystallographic radii and the volume of one pyridine molecule. From those results, the model of salvation for those ions was extracted by comparison with the model for ion salvation. And the electrostatic Gibbs free energy (ΔGel) fitted for our salvation model was calculated. Those of corresponding ions in pyridine at 25 ℃ also increased with increasing radii of tetraalkylammonium ions. This trend of ΔGel was explained by the different ion-solvent interaction between tetraalkylammonium ion and pyridine.

• 분석과학
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• 제23권6호
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• pp.560-565
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• 2010

과염소산 이온($ClO_4^-$)은 로켓, 그리고 미사일 추진체등의 군사적 무기에 산화제로서 널리 사용이 되고 있다. 또한 주요 오염물질로 간주되는 과염소산 이온을 분해하려는 연구도 계속 진행이 되고 있다. 과염소산 이온을 환원 분해 처리하기위한 촉매로는 0가 철이 많이 응용되고 있다. 0가 철은 지표수의 정화나 오염물질의 처리에 널리 활용이 되고 있는 물질이다. 그러나 이것은 뭉침이 잘 일어나고 쉽게 침전이 되며 제한적인 유동성을 갖는 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 칼슘-알지네이트 고분자를 응용하여 나노크기의 0가 철 입자를 고정시켜 안정화하고 과염소산 이온을 환원분해 하였다. 안정화된 0가 철 입자는 분산되어 넓은 표면적을 가지기 때문에 과염소산 이온의 환원분해 효율을 더욱 증가 시킨다. 본 연구에서는 지지체 물질인 알지네이트 비드로 0가 철을 고정화하는 방법을 개발하고 가교제 역할을 하는 칼슘이온을 함께 사용하였다. 이것을 이용하여 과염소산 이온의 환원분해 효율을 온도를 변화하면서 실험 하였고 재사용 가능성을 점검하였다.

• 분석과학
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• 제26권1호
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• pp.11-18
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• 2013

과염소산 음이온은 암모니움 과염소산 염 형태로서 로켓의 추진체, 폭발물의 재료로 사용되는 물질이다. 고농도의 암모니움 과염소산은 비군사화과정을 통해 폐로켓으로부터 회수된다. 음용수나 음식을 통해 사람이 섭취하게 되면, 갑상선 호르몬을 합성하는데 필요한 물질인 요오드의 흡수를 방해하게 된다. 소량이라도 장기 노출 시 신장 및 갑상선 기능장애, 생식기능 장애 그리고 암을 유발할 수 있다. 따라서 수질에서의 과염소산이온을 효과적으로 제거할 수 있는 방법이 필요하다. 경제적인 관점을 고려하여, 본 연구에서는 이온교환수지에 흡착된 과염소산 이온을 효과적으로 탈착(재생)시킬 수 있는 조건을 최적화하는 것이 목적이다. pH, 탈착용액의 이온형태, 농도에 따라서 탈착량을 파악하였으며, 이온교환수지와 활성탄을 혼합한 혼합수지를 이용하여 탈착효율이 증가하는 시너지효과를 보았다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.29-34
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• 2009

본 연구에서는 질산염(${NO_3}^-$)과 용존산소(DO)에 의한 생물학적 퍼클로레이트 환원의 저해 그리고 전자공여체를 차지하기 위한 이러한 전자수용체들의 경쟁적 관계를 조사하고자 염소이온프로브(chloride ion probe)를 직접적인 측정방법으로 사용하였다. 퍼클로레이트 환원미생물을 포함하는 플라스크에서 염소이온프로브를 이용하여 염소생성 (=퍼클로레이트 환원)을 모니터링하였다. 2 mM 퍼클로레이트의 생물학적 환원은 2 mM의 질산염에 의해 저해를 받았으며, 염소이온 생성율이 퍼클로레이트가 단독으로 존재하는 경우에 비해 30% 정도 감소하였고, 아세테이트가 제한된 상태이며 질산염과 퍼클로레이트가 공존하는 경우는 염소이온의 생성율이 약 70% 정도 감소하였다. 7-8 mg/L의 용존산소와 2 mM의 퍼클로레이트가 공존하는 조건에서 아세테이트의 공급정도와 상관없이 퍼클로레이트의 생물학적 환원작용이 완벽하게 저해를 받았다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.776-781
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• 2006

제초제, 로켓 추진제 등에 주로 사용되는 과염소산(perchlorate, $ClO_4^-$)은 갑상선의 요오드 섭취를 방해하여 갑상선 암을 유발할 수 있으며 임산부가 섭취 시 태아의 뇌 발달을 저해하는 등 인체 독성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 최근 미국을 중심으로 perchlorate 관련 연구가 활발하게 진행되고 있으며 2006년 US. EPA에서 먹는물에서의 perchlorate 가이드라인을 설정하였다. 그러나 아직 국내에서는 perchlorate에 관한 독성 및 환경 내 오염 정도 등에 관해 구체적으로 조사된 바가 없다. 따라서 본 연구에서 국내 수 환경에서의 Perchlorate 오염 정도 파악을 위해 영남권 지역 주민들의 주 상수원수로 사용되고 있는 낙동강 수계와 낙동강 권역에 위치한 도시들의 수돗물을 대상으로 perchlorate를 분석하였다. 분석 결과 낙동강 수계 중에서는 $ND{\sim}278.4$ ${\mu}g/L$의 범위로 perchlorate가 검출되었으며 구미공단천(2차)에서 가장 높게 나타났으며 하류로 내려올수록 perchlorate 농도가 감소하였다. 수돗물의 경우 대상 도시에 따라 다소 편차를 나타냈으며 농도 범위는 $ND{\sim}34.1$ ${\mu}g/L$이었다. 조사 대상 지역 중 대구 달서 감삼동에서 가장 높게 검출되었고 부산에서는 비슷한 농도($9{\sim}11$ ${\mu}g/L$)로 대부분의 구에서 검출되었다. 본 조사결과는 낙동강 수계에 perchlorate 오염원이 있으며 낙동강을 상수원수로 사용하는 지역은 수돗물에서 perchlorate 관리대책이 필요함을 의미한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제25권1호
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• pp.65-72
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• 2008

The ion exchangers supported on silica gel containing primary, secondary, or tertiary amine groups show a behaviour that is weakly acidic, while the quaternary salts are strongly acidic. These properties change according to the hydrophilicities of the modifier functional groups. Ammonium salt derivatives supported on silica gel were prepared from silica modified with 3-Aminopropyltriethoxysiliane and N-3-(Trimethoxysilyl)propylehtylene diamine. The preparation and the ion exchange properties of two systems were discussed. Two systems have different hydrophilicities and contain ammonium chloride derivatives of 3-amminopropyltriethoxysilane and N-3-(triehtoxysilyl)propyl ethylene diamine supported on silica gel, $SA^+/Cl^-$ and $SA^+/Cl^-$, respectively. The high affinity to perchlorate ion presented by the $SA^+/Cl^-$ through the equilibrium studies of ion exchange led us to its application as an ion selective electrode for the perchlorate ion. The determination of the perchlorate ion in the presence of other anions and in complexes is very difficult. Few analytical methods are available and most of them are indirect. Both materials showed potential use as an ion exchanger; they are thermically stable, achieve equilibrium rapidly in the presence of suitable exchanger ions, and are easily recovered.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1060-1068
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• 2007

건강유해물질인 perchlorate로 인한 음용수의 오염은 국 내외적으로 심각히 대두되고 있으나, 전세계적으로 perchlorate에 대한 국가 차원의 규제 기준을 가진 곳은 아직 없고 발암물질로 구분되지도 않은 상황이다. 최근엔 미국 환경청(US EPA)에서 perchlorate의 예방적 복원 지침서를 발표하였으며, perchlorate 분석 및 저감기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 국내에서는 perchlorate에 대한 먹는 물 수질기준이나 배출 허용 기준 등이 설정되어 있지 않고, perchlorate에 관한 국내 연구는 초기 단계에 머무르고 있다. 본 연구에서는 perchlorate의 성상 및 인체 유해성에 관해 간단히 고찰하였고, 기존의 이온교환(Ion exchange), 생물반응기(Bioreactor), 액상 탄소 흡착(Liquid Phase Carbon Adsorption), 퇴비화 처리(Composting), 현장 생물학적 정화(In Situ Bioremediation), 투수성 반응 벽체(Permeable Reactive Barrier), 식물정화법(Phytotechnology), 막분리기술(Membrane Technologies) 등과 같은 저감 기술의 장단점 및 효율에 관해 소개하였다. 최근 활발히 진행되고 있는 투수성 반응 벽체와 생물학적 환원 기술의 통합 등에 대한 연구 및 분석기술 개발에 대해서도 소개하였다. 본 논문을 통해 향후 국내 실정에 맞는 고효율의 perchlorate 국내저감기술 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

• 분석과학
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• 제23권5호
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• pp.429-436
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• 2010

본 연구는 다양한 종류의 음이온 교환수지와 활성탄으로 구성된 새로운 혼합 수지를 과염소산 이온의 제거에 응용할 경우, 각 흡착제들이 갖는 장점으로 인한 시너지 효과를 얻을 수 있는지 조사하였다. 특히 비군사화 과정에서 발생하는 고 농도의 과염소산 암모늄용액을 대상으로 하였는데, 혼합수지 중단일-기능기 음이온 교환수지와 활성탄의 조합에서 과염소산 이온의 흡착 효율이 향상되었다. 일반적으로는 분리된 흡착조를 이용하여 유기 오염물과 무기 음이온의 제거가 시행되는데 반해, 본 연구에서 시도한 혼합 수지를 사용할 경우 한 번에 동시 제거가 가능하여 제거과정에서 필요한 시간, 공간 및 비용을 감소시키는 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 시료 중의 공존 음이온들에 대한 방해효과도 낮고 음이온 교환 수지에 비하여 특별한 단점이 없으며 실제시료에도 효과적으로 응용이 가능하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권4호
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• pp.349-356
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• 2010

과염소산이온의 분석을 위해 전기전도도 검출기(CD; conductivity detector)를 연결한 이온크로마토그래피(IC; ion chromatography) 방법이 지금까지 가장 널리 사용되어 왔다. 그러나 이 방법은 시료의 조성에 영향을 받을 수 있고, 정량한계를 낮추는데 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 미량의 과염소산이온 분석을 위해 이온크로마토그래피 질량분석법(IC-MS/MS; ion chromatography mass spectrometry)을 제시하였다. IC-MS/MS를 이용한 과염소산이온의 분석방법을 적용한 결과 평균회수율 104.4 ${\pm}$ 5.7%, 상대표준편차 1.9 ${\pm}$ 1.3%를 얻었으며, 검출한계(MDL; method detection limit)는 0.0207 ${\pm}$ 0.0099 ${\mu}g/L$를 얻을 수 있었다. IC-MS/MS를 한강수계 지류천과 본류에 적용시킨 결과, 최소 <0.1 ${\mu}g/L$에서 최고 18.30 ${\mu}g/L$ 범위로 나타났다. 서울시 6개 아리수정수센터의 취수원수와 정수에서는 과염소산이온이 0.18~0.34 ${\mu}g/L$의 농도로 존재하는 것으로 나타났다.