• 제목/요약/키워드: chromium trivalent

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연속배양 체제에서의 침출수 미생물에 의한 6가 크롬이온의 환원 (Reduction of Hexavalent Chromium by Leachate Microorganisms in a Continuous Suspended Growth Culture)

  • 김현영;오영숙;김영관;최성찬
    • 미생물학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.126-131
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    • 1998
  • 침출수 미생물에 의한 크롬 6가이온의 3가이온으로의 환원을 회분식 배양 및 실험실 규모의 연속배양체제에서 연구하였다. 회분식 배양에 있어서 다양한 범위는 침출수 (10~60%)와 glucose (50~200 mM)를 첨가한 최소배지에서 초기 농도 $20mg\;L^{-1}$의 크롬(VI)을 첨가한 경우 72시간내에 최대 90%의 크롬(VI)이 침출수 미생물에 의하여 환원되었다. 이때 glucose의 첨가는 크롬환원을 촉진시켰으나, 배지내 침출수 비율의 증가는 오히려 크롬환원을 저해하였다. 후자의 경우는 침출수에 존재하는 황산이온이 크롬이온과 경쟁적 저해를 일으키기 때문인 것으로 추정되었다. 연속배양 실험은 124일간 상온에서 크롬(VI)의 농도를 $5{\sim}65mg\;L^{-1}$로 증가시키면서 수행하였으며, 수리학적 체류시간이 36시간일 때 $5{\sim}50mg\;L^{-1}$의 크롬농도 범위에서의 환원은 거의 100%에 달하는 것으로 나타났다. 평균 81.2%의 환원효율을 보인 101~124일 구간에서 계산된 specific reduction rate는 $3.492mg\;g^{-1}\;protein\;h^{-1}$였다. 이상의 결과는 침출수에 존재하는 미생물이 크롬은 함유한 다양한 침출수 또는 피혁폐수의 크롬 무독화과정에 유용하게 쓰일 수 있다는 가능성을 제시해 주는 것이다.

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크롬 취급 사업장의 작업환경 및 근로자 폭로 실태에 관한 연구 (A Study of Working Environments and Workers Exposed to Chromium)

  • 유병철;손병철;전진호;손혜숙;한용수;이채언;정운
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제27권3호
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    • pp.517-530
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    • 1994
  • For the purpose of providing the basic data for health management of workers who are exposed to chromium and for improving the quality of working environment, the authors evaluated blood and urinary level of chromium, the occupational history. AST, ALT, Hb, Hct, nasal specular examinaton on 287 workers who have been dealed chromium compounds in 56 manufacturing Industries of five types, that is, 38 metal plating services(plating),4 manufacture of other fabricated metal products (fabricated metal product), 5 manufacturing of dyestuff(dyestuff), 6 dressing and dyeing of leather(leather), 3 others(manufacture of pottery and ceramic househod wares, motor vehicles, electronic valves and tubes and other electronic components) and also measured the level of chromium in air from February to October 1993. The results were as follows ; 1. The utilized type of chromium compounds was the hexavalent state in plating fabricated metal product dyestuff, leather and the trivalent state in .other, and atmosperic chromium concentration as geometric mean was $0.0138mg/m^3(0.001{\sim}0.068mg/m^3)$ in plating, $0.0115mg/m^3(0.006{\sim}0.015mg/m^3)$ in fabricated matal product, $0.068mg/m^3(0.002{\sim}0.019mg/m^3)$ in dyestuff, $0.0083mg/m^3(0.002{\sim}0.028mg/m^3)$ in leather $0.0039mg/m^3(0.003{\sim}0.005mg/m^3)$ in other by the type of industry and it exceeded TLV-TWA ($0.05mg/m^3$) in five (13.6%) of plating services. 2. The geometric mean of chromium in blood was $1.54{\mu}g/dl(0.10{\sim}3.62{\mu}g/dl)$ in Plantng, $0.94{\mu}g/dl(0.27{\sim}2.82{\mu}g/dl)$ in fabricated metal product, $0.51{\mu}g/dl(0.10{\sim}3.25{\mu}g/dl)$ in dyestuff, $0.87{\mu}g/dl(0.15{\sim}8.00{\mu}g/dl)$ in leather, $0.55{\mu}g/dl(0.20{\sim}2.28{\mu}g/dl)$ in other by the type of industry(p<0.001). 3. The geometric mean of chromium in urine was $14.47{\mu}g/l(6.90{\sim}28.00{\mu}g/l)$ in planting, $4.63{\mu}g/l(0.24{\sim}43.00{\mu}g/l)$ in fabricated metal product, $5.93{\mu}g/l(1.00{\sim}33.00{\mu}g/l)$ in dyestuff, $11.09{\mu}g/l(0.80{\sim}48.00{\mu}g/l)$ in leather, $12.41{\mu}g/l(10.10{\sim}41.00{\mu}g/l)$ in other by the type of industry(p<0.001). 4. As the result of nasal specular examination, twenty four cases (8.4%) of nasal septal perforation among 287 total subjects was observed, and there were 17 (9.7%) cases in plating, 4 csaes (14.3%) in dressing and dyeing of leather. In the comparison of chromium concentration in blood and urine between the perforated group and non-perforated group, the perforated group showed a significantly higher value as $1.883{\pm}3.055{\mu}g/dl\;and\;0.793{\pm}0.815{\mu}g/dl$(P<0.001), $21.31{\pm}34.610{\mu}g/L\;and\;9.304{\pm}11.079{\mu}g/L$ (P<0.001). 5. The mean concentration of chromium in blood, urine and the mean level of AST, ALT, Hb and Hct in exposure group were higher than those of control group(p<0.001).

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고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 이용한 3가, 6가 크롬의 동시정량에 관한 연구 (Simultaneous Determination of Chromium (III) and Chromium(VI) by High Performance Liquid Chromatography(HPLC))

  • 노재훈;김치년;김춘성;김규상
    • 한국산업보건학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.189-197
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    • 1994
  • Analytic methods for Cr(VI) level in industrial hygienic field were suggested by the National Institute for Occupational Safety and Health(NIOSH method 7600, 7604). There were growing needs for measurement of Cr(III) and Cr(VI) levels simultaneously. Two analytical methods were suggested to determine Cr(III) and Cr(VI) levels simultaneously. The one is method by using reversed phase high peformance liquid chromatography(HPLC) and the other is by using ion exchange HPLC. The purpose of this work was to evaluate the usefulness of these two analytic methods. For the difference of ionic charges of Cr(III)-ethylendiamine tetraacetic acid(EDTA) chelate and $CrO_4{^-2}$, we could detect them simultaneously by ion exchange HPLC. Also, we attempted to determine the levels of Cr(III) and Cr(VI) chelated with sodium diethyldithiocarbamate(NaDDTC) by using reversed phase HPLC. The confirmation of Cr(III) and Cr(VI) were checked by fraction collector and nameless atomic absorption spectrometer. The optimal conditions for the formation of Cr(III)-EDTA chelate were two hours incubation period with pH 5. Cr(III)-EDTA and Cr(VI) in EDTA solution were successfully separated by anion exchange column using $Na_2CO_3/NaOH$ mixture as mobile phase. Peaks of Cr(III)-EDTA and Cr(VI) in EDTA were identified at 5 minutes and 7 minutes of retention time respectively by the ion exchange HPLC. The formation of Cr(III)-NaDDTC and Cr(VI)-NaDDTC chelates were twelve hours incubation period. Cr(III)-NaDDTC and Cr(VI)-NaDDTC chelates were separated by reversed phase column using methanol and water mixture as mobile phase. Peaks of Cr(VI)NaDDTC and Cr(III)-NaDDTC chelates were identified at 13 minutes and 26 minutes of retention time respectively by the reversed phase HPLC. Due to reduction of Cr(VI) to Cr(III), it seems to be not suitable for simultaneous determination of Cr(III)-NaDDTC and Cr(VI)-NaDDTC chelates by reversed phase HPLS. Simultaneos determination of Cr(III) and Cr(VI) by ion exchange HPLC was more accurate and simple method.

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미생물의 크롬내성과 크롬환원의 상호 비교 (A Comparison between Bacterial Cr(VI) Resistance and Cr(VI) Reduction among Environmental Isolates)

  • 오영숙;최성찬
    • 미생물학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.125-130
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    • 1997
  • 미생물에 의한 6가이온 크롬의 3가이온으로의 환원은 세균에게 크롬내성을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 가설을 확인하기 위하여 크롬오염 토양과 오염되지 않은 토양으로부터 형태적으로 다른 20종의 세균을 순수분리하고 각각의 균주에서 크롬내성과 크롬환원능을 상호 비교하였다. 전자의 공여체로 glucose를 사용했을 때 세포현탁액에 의한 크롬의 환원은 시간당 0.014-0.305mM Cr(VI)의 범위로 관찰되었으며, 액체배지에서 2mM의 크롬에 대한 내성은 크롬을 첨가하지 않은 배지에서 배양한 경우와 혼탁도를 비교한 결과 전혀 저해를 받지 않는 경우부터 93.4%의 성장저해를 받는 경우까지 다양하게 관찰되었다. 이러한 결과로부터 상관관계를 분석한 결과 크롬내성과 크롬환원은 전혀 상관이 없는 것으로 계산되었다. 한편 군집수준에서의 크롬내성비교는 크롬오염 토양과 오염되지 않은 토양에서 각각 19.1%와 0.4%로 나타나 크롬의 존재는 내성균주의 선택적 성장을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 이때 획득된 크롬에 대한 내성은 크롬의 환원에 의해서 제공되는 것이 아님을 상관관계 분석으로부터 알 수 있었다.

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3價크롬염에 의한 크롬鍍金

  • 고석수;박병가
    • 한국표면공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.3-11
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    • 1977
  • 3가크롬 鍍金法은 6가크롬 鍍金法의 諸 欠点을 克服할 수 있다는 事실이 알려져 外國에서는 오래 前 부터 工業的 실用化를 위한 硏究가 活潑하게 行하여 졌고, 이중 최근에 發表된 Alecra 3 process는 電着諸特性이 뛰어난 方法으로 裝飾크롬 鍍金 分野에 利用되고 있다고 한다. 本 硏究는 Alecra 3 process의 浴 組成中 개미산칼륨으로, 염화칼륨을 염화나트륨으로 大替한 浴의 電着諸特性을 調査하고 最適 염化크롬의 濃度와 錯化比를 함께 調査하여 다음과 간은 結果를 얻었다. (1) 外觀, 被覆性,均一電着性 및 平均 電析 速度 등은 염화크롬 濃度가 0.4 mol일때 가장 良好하였다. (2) 개미산나트륨 대 염화크롬의 mol比는 염화크롬이 0.4 mol일때 2~3이 比較的 良好한 電着諸特性을 보여 주었다. (3) 개미산나트륨 및 염화나트륨 含有한 鍍金浴의 電着諸特性은 Alecra 3 Process의 特性과 비슷하였다.

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Cu-Zn 금속합금의 산화 환원반응과 Al-Silicate의 흡착반응을 이용한 폐수 중 중금속처리에 관한 연구 (A Study on the Treatment of Heavy Metal in Wastewater by Redox Reaction of Cu-Zn Metal Alloy and Adsorption reaction of Al-Silicate)

  • 이수정;김종화;송주영
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.441-448
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    • 2016
  • 본 연구는 구리 아연 금속합금의 산화 환원 반응과 합성 알루미늄 실리케이트의 흡착 반응을 이용한 폐수 중 중금속 처리에 관한 연구이다. 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에서 산화 환원반응에 의해 아연보다 이온화 경향이 작은 중금속은 환원 처리되고, 이온화 된 아연 및 미반응 중금속은 흡착 처리하여 제거하는 연구이다. 극세사 형태로 제조된 금속합금 물질은 표면적이 커서 1회 처리만으로도 반응 평형에 도달하게 하여 효율이 높은 것으로 나타났다. 크롬($Cr^{+3}$)은 redox 반응 1회 처리만으로도 100.0 % 제거 되었으며, 수은은 98.0 %, 주석 92.0 %, 구리는 91.4 % 정도 제거되었다. 카드뮴, 니켈, 납도 각각 40.0 %, 50.0 %, 58.0 %가 제거 되었다. 크롬($Cr^{+3}$)은 아연과 이온화 경향 차이가 거의 없지만 제거 효율이 높은 것으로 나타났는데 이는 3가 크롬은 이온 상태로 존재하면 redox 반응에서 발생한 $OH^-$ 이온과 결합하여 수산화물 침전을 형성하는 것으로 판단된다. Redox 반응 후 증가한 아연 및 미반응 중금속 농도를 알루미늄실리케이트를 1회 통과하여 거의 100.0 % 제거할 수 있었다. 이는 합성 알루미늄 실리케이트의 비표면적이 크고 금속 이온의 흡착능력이 우수한 것으로 나타났으며, 반응 후 알루미늄 이온은 증가하지 않는 것으로 보아 이온 교환이 아닌 흡착으로 아연 및 중금속 이온들을 제거할 수 있는 것으로 나타났다.

Rhodococcus sp. CP01에 의한 페놀과 6가 크롬이온의 동시 제거 (Simultaneous Removal of Phenol and Hexavalent Chromium by Rhodococcus sp. CP01)

  • 최광현;오영숙;김병동;최성찬
    • 미생물학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.279-284
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    • 2000
  • 페놀을 유일한 탄소 및 에너지원으로 이용할 수 있는 Rhodococcus sp. CP01을 침출수로부터 분리하고 회분식 및 연속배양 체제에서 크롬(VI)을 동시에 환원시키는 능력을 추정하였다. 크롬(VI) 환원의 최적 pH 7.0과 페놀 농도 1,000 mg/L에서 최소배지에 주어진 0.25 mM의 크롬(VI)은 CP01 균주에 의해 60시간만에 완전히 환원되었으며, 이때 크롬의 환원속도는 4.17 $\mu$M/hr, 페놀의 분해속도는 38.4 mg.$L^{-1}$.$hr^{-1}$로 측정되었다. 수리학적 체류시간을 100hr으로 유지한 호기성 연속배양 체제에서 크롬(VI)의 농도를 0.0625, 0.125, 그리고 0.25 mM로, 페놀 농도를 1,000~4,000 mg/L까지 변화시키면서 46인간 운전한 결과, 크롬(VI) 0.125 mM과 페놀 3,000 mg/L일 때 유사 steady state에 이르렀으며 이때 크롬의 환원율은 거의 100%로 일정하게 유지되었다. 이 구간에서 계산된 specific reduction rate는 0.34 mg Cr(VI).g $protein^{-1}$.$hr^{-1}$로서 glucose를 생장기질로 이용한 기존의 연구 결과와 유사한 수준으로 나타났다. 이상의 결과로부터 본 연구는 중금속 크롬(VI)과 방향족 화합물인 페놀을 동시에 효과적으로 제거할 수 있는 생물학적 처리 가능성을 보여 주었다.

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소나무, 낙엽송, 북양가문비나무 변재부에서 CCA와 CCFZ의 정착특성 (Fixation characteristics of CCA and CCFZ in Japanese Red Pine, Japanese Larch, and Ezo Spruce Sapwood)

  • 김규혁;김형준;김재진
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제29권1호
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    • pp.52-59
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    • 2001
  • 본 연구는 양생방법과 양생온도에 따른 소나무, 낙엽송, 북양가문비나무 변재부에서 CCA와 CCFZ의 정착특성을 조사하기 위하여 수행되었다. 방부제 유효성분의 정착 정도는 6가크롬의 3가크롬으로 환원율에 의해 결정하였으며, 연구결과를 토대로 수종, 방부제, 양생방법, 양생온도의 조합별 적정 양생기간을 예측하였다. 양생방법에 관계없이 양생온도가 높을수록 방부제 유효성분들의 정착이 크게 가속되었으며, 건조양생에 비하여 비건조양생시 정착이 빨리 진행되었다. 수종간의 양생속도는 양생방법과 방부제의 종류에 관계없이 전반적으로 소나무>낙엽송>북양가문비나무 순으로 빨랐고, 소나무를 대상으로 비교한 방부제간의 정착속도는 CCA 2호>CCA 3호>CCFZ의 순이었다. 양생방법에 관계없이 양생온도와 양생 소요기간간의 상관이 매우 우수하여 처리재 양생장소의 대기온도에 의해 수종과 방부제의 조합별 적정 양생기간을 거의 완벽하게 예측할 수 있었다.

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크롬산화환원반응을 이용한 제주도 화산회토양 내 토양산화환원능 평가 (Evaluation of Soil Redox Capacity using Chromium Oxidation-reduction Reactions in Volcanic Ash Soils in Jeju Island)

  • 전철민;안주성;김구영;박기화
    • 한국광물학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.161-175
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    • 2008
  • 제주도 화산회 기원 토양시료들은 전형적인 안디졸에 해당하는데 낮은 pH, 높은 수분함량, 높은 유기물함량, 식질-미사질 토성을 보여주었다. 결정질 광물 중 현무암 기원의 감람석, 휘석 등의 철고토광물과 자철석 및 적철석 등의 산화철이 주구성광물로 관찰되며 이차광물인 깁사이트가 일부 심토에서 나타나는 것이 특징이다. 그밖에 제주도 화산회 토양은 비정질 알로판 광물과 ferrihydrite 등의 결정도가 낮은 광물을 상당량 포함하고 있다. 주성분원소는 비화산회토양에 비해 상대적으로 낮은 $SiO_2$ 함량과 높은 $A1_2O_3$$Fe_2O_3$ 함량을 보이는데 이는 전형적인 화산회토의 특성을 반영한다. 토양 내 중금속 함량 중에서 Zn, Ni, Co, Cr은 각자 $84{\sim}198$, $56{\sim}414$, $38{\sim}150$, $132{\sim}1164\;mg\;kg^{-1}$의 범위를 보여 일반적인 세계 토양 내 함량범위를 초과하는 것으로 나타났다. 특히 Cr의 경우 1,000 ppm 이상의 함량을 가지는 토양 시료도 존재하는 등 제주도 화산회 토양은 높은 Cr 함량을 보이는 것이 특징이다. 제주도 토양의 환원능은 평균 $6.53\;mg\;L^{-1}$ reduced Cr(VI)로서 내륙의 비화산회토양에 비해 5.1배 이상 큰 것으로 나타났다. 비화산회토양의 경우 토양 환원능은 토양의 이화학적 인자 중 총 탄소함량과 매우 좋은 상관관계(R = 0.90)를 보이고 있는 것으로 보고되었으나, 총 탄소함량이 일반 토양에 비해 20배 이상 큰 제주도 화산회 토양의 경우 환원능은 탄소함량과는 오히려 약한 음의 상관관계를 보여주고 있다(R = -0.469). 이러한 결과는 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자가 탄소함량뿐만 아니라 또 다른 토양 이화학성에 있음을 지시한다. 주성분 원소조성과 환원능의 상관관계분석결과 화산회토 특성을 반영하는 Al과 Fe 원소와 정의 상관관계(R = 0.793, R = 0.626)를 보여주었다. 또한 중금속 원소 중 Ni, Co, Cr 등은 제주도 화산회 토양의 환원능과 정의 상관관계(R = 0.538, R = 0.647, R = 0.468)를 보이고 있다. 산화환원전위에 민감한 Cr 원소의 경우 제주도 화산회토양의 높은 환원능으로 인해 유해하고 이동성이 높은 6가 크롬의 생성 및 이동이 매우 제한될 것으로 판단된다. 또한 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자는 비정질인 알로판 광물 및 ferrihydrite 등의 화산회토 특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.

아연백법 및 공침공정을 이용한 복합 중금속-시안착염 폐수의 현장처리(II) (The Treatment of Heavy Metal-cyanide Complexes Wastewater by Zn$^{+2}$/Fe$^{+2}$ Ion and Coprecipitation in Practical Plant (II))

  • 이종철;이영만;강익중
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.524-533
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    • 2008
  • 도금산업에서 배출되는 폐수는 독성이 강한 시안이온과 시안착화합물, 그리고 다양한 중금속이 함유되어 있다. 이러한 독성이 강한 시안이온 및 시안 착화합물의 처리는 알칼리염소법에 의한 시안 산화처리방법이 가장 일반적으로 잘 알려진 방법이다. 이는 시안이온은 분해 가능하나 시안 착화합물의 처리는 어려운 것으로 알려져 있고, 실제로 산업현장에서 수질환경보전법상 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L을 초과하는 경우가 빈번하다. 본 연구에서는 앞서 밝힌 아연백법 및 공침공정을 이용한 복합 중금속-시안착염 폐수의 현장처리(I) (아래에서 "현장처리(I)"으로 표시 함)과 비교하여 크롬환원처리 후 Fe/Zn 공침공정을 적용하여 시안착염을 제거하고, 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리방법으로 검토하였다. 크롬처리는 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시 환원제로서 NaHSO$_3$를 사용하여 pH 2.0, ORP 250 mV, 반응시간 30 min.에서 99.9% 이상의 최대제거율을 얻을 수 있었다. Fe/Zn 공침에 의한 시안착염 제거실험은 pH 9.5, FeSO$_4$/ZnCl$_2$ 3.0 $\times$ 10$^{-4}$ mol, mixing rpm 240에서 시안이온의 제거효율은 98.24%(잔류시안농도: 4.50 mg/L)로 최대의 결과를 얻었다. 황화물 침전법에 의한 기타중금속(Cu, Ni)처리반응의 조건은 pH 9.0$\sim$10.0, 반응시간 30 min. mixing rpm 240에서 Cu의 경우 Na$_2$S 주입량 3.0 mol에서 99.9%, Ni의 경우 Na$_2$S 4.0 mol에서 93.86%의 최대결과를 얻었다. Fe/Zn공침처리 후 잔류시안농도 4.50 mg/L의 제거를 위하여 알칼리염소법을 실시한 결과 1차 산화반응은 pH 10.0 이상, ORP 350 mV, reaction time 30 min, 2차 산화반응은 pH 8.0 이하, ORP 650 mV, 반응시간 30 min.에서 제거효율 95.33%, 잔류시안농도 0.21 mg/L의 결과를 얻었다. 즉 (1) 크롬환원처리, (2) Fe/Zn 공침공정에 의한 시안착화합물 제거 및 기타 중금속(Cu, Ni) 처리, (3) 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리를 실시한 결과(아래에서 "현장처리(II)"로 표시 함) 시안의 잔류농도는 0.21 mg/L로서 수질 및 수생태계보전에 관한 법율의 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L의 규제치 이하로 처리가 가능하다는 것을 현장 확인할 수 있었고 "현장처리(I)"보다 처리효율적인 측면이나 경제적인 측면에서 모두 양호한 결과를 얻을 수 있었다.