• 공업화학
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• 제16권2호
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• pp.187-193
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• 2005

광촉매 $TiO_2$박막은 titanium (IV) isopropoxide, 에탄올, HCl을 일정한 비율로 졸-겔방법에 의해 제작하였다. SEM에 의한 표면관찰에서는 $500^{\circ}C$에서 5회 반복해서 코팅하여 제작한 것이 우수했다. EDX에 의한 성분비는 spin코팅이 O : Ti의 atom%가 61 : 39로 dip코팅보다 우수했다. 그리고 박막제작의 온도에 따라서 anatase상에서 rutile상으로 결정구조가 변화되어 가는 것을 XRD측정으로 알았다. 제작한 $TiO_2$박막에 UV빔을 조사해서 얻은 TOC의 광분해효율이 1 h 이내에 20~65%를 나타내었고, 그 이후에는 서서히 감소하는 것을 확인했다.

• 환경위생공학
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• 제24권2호
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• pp.40-48
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• 2009

Unusual bloom of toxic cyanobacteria in water bodies have drawn attention of environmentalists world over. Major bloom of Anabaena, Microcystis in water storage reservoir, rivers and lake leading to adverse health effects have been reported from Australia, England and many part of the world. These cyanobacterial cells can release intercellular matter like toxin in water and these intercellular matter can increase the concentration of organic matter. Cellysis can occur when algal cells meet the disinfectants like chlorine in water treatment plant and the resultant rising up of DOC(Dissolved Organic Carbon) or TOC(Total Organic Carbon) can increase the formation of disinfection by products. Disinfectants that kill microorganisms react with the organic or inorganic matter in raw water. In general disinfectants oxidize the matter in raw water and the resultant products can be harmful to human. There are always conflict about which is more important, disinfection or minimizing disinfection by products. The best treatment process for raw water is the process of the lowest disinfection by products and also the the lowest microorganism. In this study the cultured cells, Microcytis Aeruginosa(MA), Anabaena Flos-aquae(AF), Anabaena Cylindrica(AC), and the cells obtained in Daechung Dam(DC) whose dominant species was Anabaena Cylindrica were subjected to chlorination. Chlorination oxidizes inorganic and organic compounds and destruct live cells in raw water. Chloroform was analyzed for the cultured cells which were treated with $20mg/\ell$ dose of chlorine. In general chloroform is easily formed when dissolved organic matter react with chlorine. The cultured cells contributes the concentration of dissolved organic carbon and also that of total organic carbon which might be potent precusors of chloroform formed. The correlations of the concentration of chloroform, DOC and TOC were investigate in this study.

• 자원환경지질
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• 제55권5호
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• pp.511-519
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• 2022

본 연구에서는 국내에서 운영 중인 대형 LPG(Liquefied petroleum gas: 액화석유가스) 지하공동저장소 주변 오염지하수 내 TOC(total organic carbon: 전유기탄소)를 효과적으로 제거할 수 있는 탈기법(air-stripping) 기반의 정화공정을 개발하기 위해, 국내 LPG 지하저장소 주변 두 종류의 오염 지하수 시료(초기 TOC 농도는 각각 608 mg/L와 153 mg/L)를 대상으로 TOC 제거 실내 실험을 하였다. 다양한 air-stripping 조건(공기주입량 변화, 온도 변화, 초음파 처리 연계 등)에서 처리수의 TOC 제거효율을 비교함으로써, 최적의 TOC 제거효율을 가지는 air-stripping 기반의 지하수 정화공정을 개발하고자 하였다. Air-stripping의 공기 주입량 변화 실험 결과, 공기주입량이 2 L/min에서 11 L/min로 많아질수록, stripping 시간이 1시간에서 24시간으로 길어질수록, 오염지하수의 TOC 제거율은 증가하였지만, 처리 후 지하수의 TOC 농도는 방류수 수질 기준(100 mg/L 이하)보다 높았다. 정성분석 결과 실험에 사용한 LPG 지하저장소 주변 오염지하수의 TOC 주요 성분은 메탄올과 프로판으로 나타났으며, 메탄올의 경우 물과의 친화성에 의해 air-stripping 효과가 프로판보다 낮아, 장시간의 stripping이 필요한 것으로 판단되었다. 상온(20℃)에서 공기주입량 4 L/min로 24시간 air-stripping 후 오염 지하수의 TOC 제거효율은 59.1%였으나, 온도를 30℃와 40℃로 상승시켰을 때 제거효율은 각각 80.0%와 82.8%로 증가하여, 온도 증가에 따라 TOC 제거효율도 증가하였다. 다만 오염지하수의 온도를 40℃로 유지하여도 24시간 이상 air-stripping을 해야 처리수의 TOC 농도가 방류수 수질 기준을 만족하였다. Air-stripping의 TOC 제거효율을 높이기 위해, 초음파 처리 과정을 병행한 경우, 공기주입량 9 L/min 조건으로 air-stripping을 적용한 결과 5시간 만에 87.8%의 높은 제거효율을 나타내어(처리 후 TOC 농도: 72.4 mg/L) 방류수 수질 기준(100 mg/L)을 만족하였다. 초기 TOC 농도가 낮은 오염지하수의 경우에도 초음파 처리와 air-stripping을 동일한 조건으로 병행한 경우, TOC 제거효율은 89.7%(처리 후 TOC농도: 18.9 mg/L)를 나타내었다. 연구 결과로부터 TOC로 오염된 대형 LPG 지하공동저장소 주변 지하수에 대하여 초음파 처리와 air-stripping을 연계한 정화법을 적용하는 경우, 비교적 짧은 시간(6시간 이하)에 효과적으로 지하수 내 TOC를 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권1호
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• pp.9-14
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• 2014

Fenton reaction with zerovalent iron (ZVI) and $Fe^{2+}$ ions was studied to treat pharmaceutical wastewaters (PhWW) including antibiotics and non-biodegradable organics. Incremental biodegradability was assessed by monitoring biochemical oxygen demand (BOD) changes during Fenton reaction. Original undiluted wastewater samples were used as collected from the pharmaceutical factory. Experiments were carried out to obtain optimal conditions for Fenton reaction under different $H_2O_2$ and ion salts (ZVI and $Fe^{2+}$) concentrations. The optimal ratio and dosage of $H_2O_2$/ZVI were 5 and 25/5 g/L (mass basis), respectively. Also, the optimal ratio and dosage of $H_2O_2/Fe^{2+}$ ions were 5 and 35/7 g/L (mass basis), respectively. Under optimized conditions, the chemical oxygen demand (COD) removal efficiency by ZVI was 23% better than the treatment with $Fe^{2+}$ ion. The reaction time was 45 min for ZVI and shorter than 60 min for $Fe^{2+}$ ion. The COD and total organic carbon (TOC) were decreased, but BOD was increased under the optimal conditions of $H_2O_2$/ZVI = 25/5 g/L, because organic compounds were converted into biodegradable intermediates in the early steps of the reaction. The BOD/TOC ratio was increased, but reverse-wise, the COD/TOC was decreased because of generated intermediates. The biodegradability was increased about 9.8 times (BOD/TOC basis), after treatment with ZVI. The combination of chemical and biological processes seems an interesting combination for treating PhWW.

• 분석과학
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• 제16권3호
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• pp.249-260
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• 2003

한강에서 채취한 원수에 염소소독제인 hypochlorite를 $10{\mu}g/m{\ell}$의 농도로 투여한 후 1시간~14일까지 TOC (total organic carbon), 잔류염소량 및 탁도 등을 측정하고 THMs (trihalomethanes), HANs (haloacetonitriles), HKs (haloketones), chloral hydrate 및 HAAs (haloacetic acids) 등의 염소소독 부산물의 생성율을 조사하였다. 그 결과 잔류염소량은 투여후 1시간 경과 시 $6{\mu}g/m{\ell}$ 이상에서 14일째에 $1.23{\mu}g/m{\ell}$으로 감소하였으며 TOC 및 탁도는 큰 차이가 없었다. 7일 후 발생한 총 소독부산 물의 농도는 $101.3ng/m{\ell}$ (789.6 nM)이며 이 중 THMs이 69%로 가장 큰 비중을 차지하였다. 그 외에 HAAs가 19%, chloral hydrate가 10% 정도 검출되었으며, HANs와 HKs 및 chloropicrin 등은 미량 검출되었다. THMs 중에서는 chloroform이 $61.5ng/m{\ell}$로 총 THMs 중 약 89% 정도를 차지하였으며 HANs 중에서는 DCAN이 95%인 $0.72ng/m{\ell}$, HAAs 중에서는 TCAA가 50% 등으로 가장 높은 비율로 검출되었다. 각 부산물의 발생량의 상관관계를 조사한 결과 THMs과 HANs의 경우 THMs의 농도가 $40ng/m{\ell}$인 지점을 경계로 HANs과 경쟁적 발생관계가 있음이 나타났다. HAAs의 경우는 특별한 경향성을 나타내지 않았으나 전체적으로 초기에 산화상태가 큰 화합물에서 산화상태가 작은 화합물로 점차 변화하는 것으로 관찰되었다.

• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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• 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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• pp.1271-1271
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• 2001

Water pollutants in drainage mainly consist of organic compounds. Hence, total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD), and biochemical oxygen demand (BOD) were generally used as the indices of pollution. However, these values are determined by special analyzer (TOC), titration method (COD), or microbe culture (BOD). Therefore, the development of simple and easy methods for the determination of water pollution is required. The authors reported the evaluation of water pollution by near infrared (NIR) spectroscopy in a model system with food components (Takamura et al. (200) Near Infrared Spectroscopy: Proceedings of 9th International Conference, pp. 503-507). In this study, the relationship between NIR spectra and drainage was investigated in order to develop a method for evaluation of drainage by NIR. Drainage was obtained in Nara Purification Center. The ranges of TOC, COD, and BOD were 0-130, 0-100 and 0-200, respectively. NIR transmittance spectra were recorded on NIR Systems Model 6250 Research Composition Analyzer in the wavelength range of 680-1235 and 1100-2500 nm with a quartz cell (light path: 0.5, 1, 2, 4 and 10mm) at 10-40. Statistical analysis was performed using NSAS program. A partial least squares (PLS) regression analysis was used for calibration. As the result, a good correlation between the raw NIR spectra and OC was obtained in the calibration. The best light path was 10 and 0.5mm in the wavelength range of 680-1235 and 110-2500nm, respectively. In the calibration, correlation coefficients(R) were 096-0.97 in the both range. In the prediction, however, a good correlation (R=0.89-0.96) was obtained only in the range of 6801235 nm, Similar results were obtained in the cases of COD and BOD. These results suggest the possibility that NIR spectroscopy can be used to evaluate drainage.

• 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.

• 해양환경안전학회지
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• 제13권1호
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• pp.9-20
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• 2007

PAHs는 해양환경 중에 넓게 분포되어 있으며 인간활동에 의한 화석연료 이용으로 PAHs의 오염이 광범위하게 일어나고 있다. PAHs는 잠재적으로 해양 수서환경 생물에 발암성과 돌연변이를 일으키고 있다. 본 연구는 여수화학공단, 광양제철소와 콘테이너부두가 자리잡고 있는 광양만의 표층퇴적물에서의 PAHs를 Soxhlet Extractor를 이용하여 추출하여 GC-MS로 PAHs 13종을 검출하였고 TOC(Total Oragnic Carbon)와 입도분석을 행하였다. 분석된 퇴적물에서 PAHs 화합물 모두가 검출되었으며 Total PAHs 범위는 $171.40{\sim}1013.54{\mu}g/kg$ dry wt.로 검출되었다. PAHs 화합물중 Naphthalene이 $14.08{\sim}691.39{\mu}g/kg$ dry wt.로 거의 모든 시료에서 가장 높게, Anthracene이 $0.49{\sim}22.66{\mu}g/kg$ dry wt.로 가장 낮게 나타났다. Total PAHs와 PAHs 화합물의 상관관계는 Naphthalene, Phenanthrene과 같은 저분자량 물질에서 높은 상관관계를 나타내었다. P/A(Phenanthrene/Anthracene)비 와 F/P(Fluoranthene/Pyrene)비의 결과에 의하면 연소기원과 유류오염 기원의 복합적인 영향을 받는 것으로 보여진다. Total PAHs와 TOC와의 상관계수는 높지는 않지만 양의 상관관계를 나타내었으며, 입도와의 상관관계는 높지는 않지만 퇴적물 입자의 크기가 세립 할수록 PAHs와 상관관계가 있음이 나타났다. 광양만 표층퇴적물에서 PAHs의 검출농도는 생물학적 영향에 대한 기준(biological effect guidelines)에 비해 낮은 값을 보여주고 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1629-1637
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• 2015

To develop various usable water from coal seam gas (CSG) water that needs to be pumped out from coal seams for methane gas production, a feasibility study was carried out, evaluating and analysing a recent report (Coal Seam Gas Water Management Policy 2012) from Queensland State Government in Australia to suggest potential CSG water treatment options for fit-for-purpose usable water production. As CSG water contains intrinsically high salinity-driven total dissolved solid (TDS), bicarbonate, aliphatic carbon, $Ca^{+2}$, $Mg^{+2}$ and so on, it was found that appropriate treatment technologies are required to reduce the hardness below 60 mg/L as $CaCO_3$ by setting the reduction rates of $Ca^{+2}$, $Mg^{+2}$ and Na+ concentrations, as well as TDS reduction. Also, Along with fiber filtration and membrane separation, an oxidation degradation process was found to be required. Along with salinity reduction, as CSG water contains organic compounds (TOC: 248 mg/L, $C_6-C_9$: <20 mg/L and $C_{10}-C_{36}$: <60 mg/L), compounds with relatively high molecular weights ($C_{10}-C_{36}$) need to be treated first. Therefore, this study suggests a combined system design with filtration (Reverse osmosis) and oxidation reduction (electrolysis) technologies, offering proper operating conditions to produce fit-for-purpose usable water from CSG water.

• 한국물환경학회지
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• 제27권1호
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• pp.110-114
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• 2011

In this paper, in order to eliminate Limnoperna fortunei inhabiting the water conduction pipeline, prechlorination at the intake station was employed to improve the degradation of water quality due to the high pH of raw water taken at the downstream of Paldang Dam, algal growth, etc.. With the prechlorination concentration of 1.0mg/L at the intake station, the pH in the water well at the treatment plant decreased by 0.4, and with 1.5mg/L, by 0.6. Also, it eliminated Chlorophyll-a by about 95%, and the population of algae by about 49%. Such disinfection by-products (DBPs) as Trihalomathanes (THMs), Haloacetic Acids (HAAs), and Chloral Hydrate (CH) were under the quality standard for potable water, showing no change by the prechlorination, while raising the prechlorination rate from 1.0 up to 1.5mg/L, the DBPs in the water well increased by 1.5 to 3.1 times. As a consequence of testing Kyungan Stream, a branch stream flowing into Lake Paldang, the prechlorination (0.57mg/L, 1.14mg/L, 1.71mg/L) had no effect of eliminating the taste and odor compounds and total organic carbon (TOC) which is the DBPs precursor. As for the efficiency of Geosmin elimination by the rates of prechlorination and powder activated carbonation (PAC), it was found that the higher the concentration of PAC was (30ppm>20ppm>10ppm), the higher the efficiency was; the higher the rate of prechlorination was, the lower the efficiency by PAC was. Therefore, when taste and odor occur from raw water, suspending prechlorination at the intake or lowering the rate was proved to be more effective in eliminating the taste and odor compounds by PAC.