• 대한환경공학회지
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• 제37권5호
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• pp.269-276
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• 2015

본 연구는 경상북도 지역에서 호소수를 원수로 사용하는 한 정수장의 원수 및 공정별 처리수의 자연유기물질(NOM) 및 소독부산물(DBPs) 생성특성을 조사하고 정수공정내 DBPs 제어방안을 제시하였다. Fluorescence excitation-emission matrix (FEEM) 분석결과 원수의 NOM은 토양과 미생물의 복합기원에 의한 것으로 밝혀졌다. NOM의 분자량크기 및 분획제거 특성은 liquid chromatography-organic carbon detector (LC-OCD)를 이용하여 분석하였다. 대체로 휴믹물질과 저분자량 유기물질 분획이 많았고, 고분자량물질은 저분자량물질보다 응집 침전공정에서 제거가 용이한 것으로 나타났다. 전염소주입 후 정수공정별로 진행될수록 반응시간이 길어져 DBPs 농도가 증가하였으며 생성된 DBPs는 일반적인 정수처리로 제거되지 않았다. THMs은 chloroform이 74%로 주종을 이루었으며 bromodichloromethane (22%)와 dibromochloromethane (4%)도 발생했다. HAAs는 dichloroacetic acid (50%)와 trichloroacetic acid (48%)가 주종을 이루었고 dibromoacetic acid (2%) 등 브롬계열은 농도가 낮거나 발생되지 않았다. HANs은 dichloroacetonitrile (60%), bromochloroacetonitrile (30%), dibromoacetonitrile (10%)이 발생되었다. 실험기간 동안 해당 정수장에서 DBPs 발생은 용존유기물농도와 수온보다 전염소주입농도에 큰 영향을 받은 것으로 나타났고, 염소주입농도의 조절로 DBPs 생성농도를 이전에 비해 16~44% 감소시킬 수 있었다.

• 분석과학
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• 제17권1호
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• pp.69-81
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• 2004

한강과 낙동강에서 채취한 원수에 염소소독제인 hypochlorite를 $10{\mu}g/mL$의 농도로 투여한 후 1시간 ~ 14일까지 TOC (total organic carbon), 잔류염소량 및 14종의 염소소독부산물 생성율을 조사하였다. 그 결과 TOC 및 탁도는 큰 차이가 없었으며 잔류염소량은 한강에서 투여 후 1시간 경과 시 $6{\mu}g/mL$ 이상에서 14일째에 $1.23{\mu}g/mL$으로 감소한 반면 낙동강의 경우 3일 이후 거의 존재하지 않았다. 7일 후 발생한 총 소독부산물의 농도는 한강의 경우 101.3 ng/mL (789.6 nM)이며 이 중 THMs (trihalomethanes)가 68%로 가장 큰 비중을 차지하였다. 그 외에 HAAs (haloacetic acids, 19%), chloral hydrate(10%)가 검출되었으며, 낙동강의 경우 총 소독부산물의 농도가 98.4 ng/mL (678.6 nM)이며 이 중 HAAs가 57%로 가장 큰 비중을 차지하였다. 그 외에 THMs (34%), HANs (haloacetonitriles, 5%) 및 chloropicrin등 질소화합물의 농도가 증가하였다. 이는 낙동강의 경우 한강에 비해 상대적으로 많이 포함된 암모니아성 질소가 소독제인 염소와 반응하여 클로라민을 생성함으로써 염소에 의한 소독효과와 클로라민에 의한 소독효과를 함께 나타내기 때문인 것으로 사료되며 전체적인 소독부산물들의 생성비율 경향을 살펴보면 소독제의 종류에 따라 소독부산물의 생성패턴에 차이가 있으나 산성도가 큰 HAAs의 초기 생성농도가 높고 점차 THMs의 생성속도가 증가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권1호
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• pp.35-41
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• 2014

소독부산물의 일종인 트리할로메탄류(THMs)는 정수처리 공정에서 소독제로 사용되는 염소와 수중에 잔존하는 유기물질이 반응하여 생성된다. 일반적으로 염소계 및 브롬계 THMs는 일반적인 수돗물에서 검출되기 때문에 잘 알려져 있으나, 요오드계 THMs (I-THMs)의 경우는 수중에 요오드 이온이 존재할 때 생성된다. I-THMs는 약품취를 유발하며, 또한 염소계나 브롬계 THMs에 비해 인체독성이 더 강한 것으로 알려져 있다. 현재 I-THMs 분석을 위한 공인된 분석법은 없는 실정이다. 10종의 THMs 분석을 위해 headspace 전처리장치와 GC/ECD를 이용하여 최적화된 분석법을 개발하였으며, 개발된 분석법에 의한 검출한계(LOD)와 정량한계(LOQ)는 각각 12 ng/L~56 ng/L 및 38 ng/L~178 ng/L로 나타났다. 강물, 해수 및 하수처리장 최종방류수의 matrix 영향을 평가하였으며, 본 연구에서 개발된 분석법은 별도의 전처리 과정이 필요치 않아 간편하고 빠르며 자동화된 방법으로 수중에 미량으로 함유된 I-THMs 분석에 적합한 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권4호
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• pp.453-461
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• 2013

This study, changes in raw water quality is to indicate on the efficiency of ozone treatment of each pollutant as compared to derive the appropriate operating measures. The appropriate selection for injection rate of pre-ozone and did not inject pre-ozone assess changes in the water. When good water quality, you not injected of pre-ozone to evaluate the economic efficiency of electricity and put the most cost-effective ozone concentration were evaluated. Evaluation remove organic matter and chlorophyll-a concentration level in experiments with each factor of the water DOC> 2.5 mg/L, THMFP> 70 ${\mu}g/L$, Chl-a> 30 $mg/m^3$or less constant process, if you do not need to put pre-ozone showed little impact. It also does not put you in pre-ozone appropriate produce enough power rate savings was calculated as approximately 90 million won. Ability to remove organic materials and the ability to produce disinfection byproducts, and cost-effective decisions by considering the concentration of injection if pre-ozone 1 mg/L was investigated by the appropriate concentration of ozone injection.

• 환경정책연구
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• 제10권4호
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• pp.61-80
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• 2011

생분해성 물질 지표인 BOD 중심의 환경규제와 환경기초시설의 집중 투자로 인하여 전국적인 BOD 오염도는 지속적으로 개선되었다. 그러나 COD 등의 난분해성 물질은 주요 상수원을 포함하여 전국적으로 정체 또는 증가 추세를 보임에 따라 BOD 관리체계의 한계를 드러냄과 동시에 정체수역 증가와 같은 수체 특성변화의 반영 등 달라진 환경여건을 반영할 수 있는 지표의 필요성이 끊임없이 제기되고 있다. 따라서 본 논문에서는 수체의 변화된 유기물질 오염상태를 적절히 관리할 수 있는 유기물질 관리지표를 선정하였다. 지표전환의 항목으로 $COD_{Cr}$와 TOC를 검토해 본 결과 $COD_{Cr}$보다는 TOC를 향후 유기물질 관리지표로 선정함이 적정한 것으로 나타났다. TOC는 유기물지표로서 대표성,국제적 통용성, 모니터링 프로그램의 용이성, 분석기술의 유무, 정밀도 및 정확도, 분석에 소요되는 시간, 운전의 용이성, 소독부산물의 관리, 기존정책과의 연계성, 외국사례여부, 국내적용사례, 수생태계와의 상관성 등에 대한 평가 결과 타당한 것으로 나타났다.

• 상하수도학회지
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• 제22권1호
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• pp.131-140
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• 2008

The application of magnetic ion exchange resin($MIEX^{(R)}$) is effective for natural organic matter(NOM) removal and for control of the formation of disinfection byproducts(DBPs). NOM removal is also enhanced by adding $MIEX^{(R)}$ with coagulant such as polyaluminium chloride(PACl) in conventional drinking water treatment systems. In the application of $MIEX^{(R)}$, it is important to understand changes of NOM characteristics such as hydrophobicity and molecular weight distributions with $MIEX^{(R)}$ or $MIEX^{(R)}$+coagulant treatment.To observe characteristics of NOM by treatment with $MIEX^{(R)}$ or $MIEX^{(R)}$+coagulant, four major drinking water sources were employed. Results showed that the addition of $MIEX^{(R)}$ to coagulation significantly reduced the amount of coagulant required for the optimum removal of dissolved organic matter(DOC) and turbidity in the all four waters. The DOC removal was also increased approximately 20%, compared to coagulant treatment alone. The process with $MIEX^{(R)}$ and coagulant showed that complementary removal of hydrophobic and hydrophilic fraction of DOC. The combined processes preferentially removed the fractions of intermediate (3,000-10,000 Da) and low (< 500 Da) molecular weight. The microfiltration test showed that membrane cake resistance was decreased for waters with flocs from $MIEX^{(R)}$+coagulant. A porous layer was formed to $MIEX^{(R)}$ on the membrane surface and the layer consequently inhibited settling of coagulant flocs, which could act on a foulant.

• 상하수도학회지
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• 제32권3호
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• pp.279-289
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• 2018

N-nitrosodimethylamine (NDMA) is a class of disinfection byproducts and a frequently detected nitrosamine with carcinogenic potentials. This review summarizes NDMA precursors, their formation mechanisms in chloraminated water, and mitigation strategies. Understanding the formation mechanism and characteristics of precursors is essential for developing a mitigation strategy. Dimethylamine (DMA), the most widely studied NDMA precursor, has an NDMA molar yield up to 3%. In comparison, a subset of tertiary amines, e.g., pharmaceuticals, generate up to 90% upon chloramination. Potent NDMA precursors, are characterized by their negative partial charge, low planarity values and molecular weight, and high bond length and $pK_a$ values. A nucleophilic substitution of tertiary amine on chloramine is a key reason for the high NDMA yield from the most potent NDMA precursors. The distribution and fate of NDMA in surface water, aquifers, and its formation in the distribution system can be mitigated through two strategies: (1) degrading or/removing NDMA after its formation and (2) pre-treatment of its precursor's prior chloramination.

• 한국환경보건학회지
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• 제39권5호
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• pp.391-407
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• 2013

Micropollutants emerge in surface water through untreated discharge from sewage and wastewater treatment plants (STPs and WWTPs). Most micropollutants resist the conventional systems in place at water treatment plants (WTPs) and survive the production of tap water. In particular, pharmaceuticals and endocrine disruptors (ECDs) are micropollutants frequently detected in drinking water. In this review, we summarized the distribution of micropollutants at WTPs and also scrutinized the effectiveness and mechanisms for their removal at each stage of drinking water production. Micropollutants demonstrated clear concentrations in the final effluents of WTPs. Although chronic exposure to micropollutants in drinking water has unclear adverse effects on humans, peer reviews have argued that continuous accumulation in water environments and inappropriate removal at WTPs has the potential to eventually affect human health. Among the available removal mechanisms for micropollutants at WTPs, coagulation alone is unlikely to eliminate the pollutants, but ionized compounds can be adsorbed to natural particles (e.g. clay and colloidal particles) and metal salts in coagulants. Hydrophobicities of micropollutants are a critical factor in adsorption removal using activated carbon. Disinfection can reduce contaminants through oxidation by disinfectants (e.g. ozone, chlorine and ultraviolet light), but unidentified toxic byproducts may result from such treatments. Overall, the persistence of micropollutants in a treatment system is based on the physico-chemical properties of chemicals and the operating conditions of the processes involved. Therefore, monitoring of WTPs and effective elimination process studies for pharmaceuticals and ECDs are required to control micropollutant contamination of drinking water.

• 환경위생공학
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• 제22권3호
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• pp.13-26
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• 2007

Changes in the characteristics of dissolved organic matter was studied at selected stations in the Nakdong river basin using physical and chemical methods. Characteristics of dissolved organic matters were analysed and assessed. Production of disinfection byproducts were also investigated. 1. Result of relatedness study among each items of analyses showed that relatedness on BOD values were highest with cattle excrement treatment facilities where there is no synthetic organic materials and relatedness on $COD_{Mn}$ were highest at the mainstream Nakdong river. In case of $COD_{Cr}$ (which has more oxidative power than $COD_{Mn}$), the values were higher in the sidestreams indicating the higher content of recalcitrant compounds. The relatedness values for the $UV_{254}$ also showed higher values in the sidestreams and treatment facilities than mainstream indicating the presence of organic aromatic compounds. 2. Ratio of DOC on total organic carbon were higher in the mainstream which is attributable to the influent particulate organic materials produced by agricultural activities. The values were 10-15% higher in the mainstream compared with sidestreams. 3. Result of biodegradability test indicate that concentrations of recalcitrant DOC were higher in the sidestreams than in the mainstream. The values of recalcitrant DOC were higher with the forest stream indicating the effect of soil oriented humic substances. 4. Result of THM production test carried out at 10 stations in the Nakdong river show that $CHCl_3$ was detected with the highest value and the value was highest at Waekwan station.

• 대한환경공학회지
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• 제34권11호
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• pp.729-734
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• 2012

용존유기질소(DON)는 염소와 반응하여 인체에 유해한 질소계 소독부산물과 소독능을 저하시키는 유기성 클로라민을 생성할 수 있다. 이러한 물질의 생성을 줄이기 위해서는 소독공정 전에 DON의 제거가 필요하다. 본 연구는 DON을 함유하는 지표수와 재이용수를 이용하여 응집실험을 하고 알루미늄염(alum)과 고분자응집제(polyDADMAC)에 의한 DON의 제거특성을 조사하였다. 또한 DON, 용존유기탄소(DOC), 254 nm 자외선 흡광물질($UVA_{254}$)의 제거율 및 제거 기작을 비교하였다. 지표수와 재이용수 모두 alum 응집제의 주입농도를 증가시킴에 따라 DON, DOC, $UVA_{254}$ 제거율이 점진적으로 증가하였는데, 원수특성과 상관없이 소수성 유기물을 나타내는 척도인 $UVA_{254}$의 제거율이 가장 높았다. 지표수와 재이용수 모두 alum 응집제만 주입한 경우보다 고분자응집제를 같이 주입한 경우 DON의 제거율이 높게 나타났다. 고분자응집제의 전하중화가 작용하는 적정농도범위가 좁아 고분자응집제만 주입하기 보다는 무기응집제와 같이 주입하는 하는 것이 바람직하다. 상대적으로 생성된 후 오랜 시간이 지나지 않은 재이용수의 DON 제거율이 지표수의 DON 제거율보다 높았고, 지표수와 재이용수 모두 10,000 Da 이상 분자량의 DON 제거율이 높게 나타났다.