• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제10권S_2호
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• pp.79-88
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• 2001

Humic acids react with chlorine to produce Trihalomethanes(THMs), known as carcinogens, during disinfection, the last stage in water purification. Currently, the removal of organic humic acids is considered the best approach to solve the problem of THM formation. Accordingly, the current study examined the adsorption of organic compounds of humic acids onto an inorganic carrier prepared from oyster shell waste. The adsorbent used was activated oyster shell powder(HAP) and silver ion-exchanged oyster shell powder(HAP-Ag), with CaCO$_3$ as the control. The adsorbates were phthalic acid, chelidamic acid, catechol, dodecylpyridinium chloride(DP), and 2-ethyl phenol(2-EP). The adsorption experiments were carried out in a batch shaker at $25^{\circ}C$ for 15 hours. The equilibrium concentration of the adsorbate solution was analyzed using a UV spectrophotometer and the data fitted to the Langmuir isotherm model. Since the solution pH values were found to be greater than the pKa values of the organic compounds used as adsorbates, the compounds apparently existed in ionic form. The adsorptive affinities of the organic acid and phenolic compounds varied depending on the interaction of electrostatic forces, ion exchange, and chelation. More carboxylic acids and catechol, rather than DP and 2-EP, were adsorbed onto HAP and HAP-Ag. HAP and HAP-Ag exhibited a greater adsorptive affinity for the organic compounds than CaCO$_3$, used as the control.

• 한국물환경학회지
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• 제28권5호
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• pp.754-761
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• 2012

Several drinking water treatment plants (DWTPs) produce the bottled tap waters (BTWs) as pilot production and provide them for noncommercial use. In 2008, acetaldehyde and chloral hydrate were detected in some BTWs and the public worry over the safety of the water. In this study, the BTWs produced from 7 DWTPs were tested for 13 chemicals including disinfection byproducts (DBPs). The level of four trihalomethanes (THMs) were increased up to 15 days. The average concentration of them was 0.0075 mg/L at the time of bottling and it was increased to 0.0214 mg/L after 15 days. The average acetaldehyde concentration was 0.0406 mg/L at the time of bottling but it was went up to 0.2251 mg/L after 11 days and then decreased. Although the initial concentrations of DBPs were below the drinking water standard, we also traced them at different storage conditions. Temperature affected the formations of THMs and acetaldehyde concentrations significantly. While the average concentration of THMs ranged from 0.0113 to 0.0182 mg/L at $25^{\circ}C$, it was increased to 0.0132 ~ 0.0256 mg/L at $50^{\circ}C$. In case of acetaldehyde, concentration ranged from 0.0901 to 0.2251 mg/L at $25^{\circ}C$, it was increased to 0.3394 ~ 1.0591 mg/L at $50^{\circ}C$. Throughout the tests with 7 BTWs samples, none of the chemicals was exceeded the drinking water standard of Korea. Therefore, it is recommended to avoid the exposure of BTWs to sunlight or high temperature during distribution and storage.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2001

The main purpose of applying the chlorination process during water treatment is for disinfection. Research results, however, indicate that disinfection by-products including trihalomethanes, haloacetic acids, haloacetonitriles, haloketones, and chloropicrin can be produced by chlorination process. Some of these disinfection by-products are known to be potential human carcinogens. This three-year project is designed to establish a standard analysis procedure for disinfection by-products in drinking water and investigate the distribution and sources of specific disinfection by-products. The occurrence level of DBPs in drinking water was below 50$\mu\textrm{g}$/L in most cases. THMs in plant effluent accounted for 48% of all DBPs measured, whereas HAAs accounted for 24%, HANs 14%, haloketones 5%, chloral hydrate 7%, and chloropicrin 2%. Chloroform was found to be the major THMs compound (71%), followed by bromodichloromethane (21%), dibro-mochloromethane (7%), and bromoform (3%), The concentration of DBPs formed in distribution systems increased from those detected in plant effluent. Results would play an important role in exposure assessment as a part of the risk assessment process, and would give basic information for establishment of disinfection by-products reduction and management procedures.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.37-44
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• 1987

활성탄을 이용하여 chloroform, 4 염화탄소 및 crystal violet의 흡착특성(吸着特性)을 단일용질계(單一溶質系)와 2 용질계(溶質系)에서 연구(硏究)하였다. 단일용질계(單一溶質系)에서 각 용질(溶質)의 흡착(吸着)은 Freundlich 식(式)에 의해 적절히 표현되었다. 2 용질계(溶質系)에서의 흡착(吸着)의 농도(濃度)가 1 mg/l 이하의 낮은 농도(濃度)에서도 심한 조해현상(阻害現狀)을 나타냈다. chloroform의 흡착시(吸着時) 화학구조가 유사(類似)한 4 염화탄소가 화학구조가 상이(相異)한 crystal violet 에 비해 훨씬 큰 영향을 미쳤다. 조해효과(阻害效果)는 crystal violet 흡착시(吸着時) chloroform 에 의한 것이 가장 높았으며 chloroform 과 4 염화탄소가 서로 미치는 영향은 대등하였다. 2 용질계(溶質系)는 Fritz 와 Schl${\ddot{u}}$nder 모형(模型)에 의해 적절히 표현(表現)할 수 있었고 훨씬 간단한 3 상수(常數) Freundlich 식(式)에 의해 표현가능(表現可能)하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제1권1호
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• pp.53-68
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• 1992

In order to research the adsorption removal characteristics of trace organic by-products in disinfection of drinking water by biological activated carbon(BAC), water samples disinfect- ted with $Cl_2$, $O_3$ and $ClO_2$ after treatment by fluidized-bed system with water added with humic acid(10mg/L) were investigated the formation and the removal of trihalomethanes (THMs), and the trace organic by-products by gas chromatography(GC) II gas chromatography/mass selective detector(GC/MSD). Control was used by activated carbon(AC) and water added with humic acid(HA). The results were summarized as follow : The THMs removal effect of BAC by chlorination was in lower 90 % than that of control(HA), the sorts of oxidants formed by $Cl_2$ , $O_3$ and $ClO_2$ were that $O_3$ was very fewer than $Cl_2$ or $ClO_2$, and that $ClO_2$ was fewer than $Cl_2$. The trace organic by-products were esters and phthalates etc. Based on results above, it is concluded that BAC was appeared the more desirable adsorbtion-degradation removal characteristics than that of AC.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1135-1140
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• 2006

국내 정수장에서 염소소독시 발생하는 소독부산물인 트리할로메탄(THMs), 할로아세틱에시드(HAAs)의 발생농도와 각각의 종별 분포현황을 조사하였다. 조사대상은 일반적인 정수처리공정으로 구성된 한강, 금강, 섬진강, 낙동강 수계의 1개 정수장씩 총 4개소였다. THMs의 발생농도는 평균 26.9 ppb, 최대 46.7 ppb, 최소 11.0 ppb였으며, $HAA_5$의 발생농도는 평균 25.4 ppb, 최대 57.1 ppb, 최소 9.7 ppb였다. 계절적으로는 동절기에 농도가 낮았고 하절기에 높았다. THMs의 종별 분포를 조사한 결과 클로로포름의 비율이 평균 77%로 가장 높았고 다음으로는 브로모디클로로메탄(20%)이 높게 검출되었으며, 브로모포름의 농도는 정량한계 미만이었다. $HAA_5$의 경우 디클로로아세틱에시드(DCAA)와 트리클로로아세틱에시드(TCAA)의 합이 $HAA_5$의 97%를 차지하는 것으로 조사되었다. 그러나 한강수계의 경우는 이 비율이 평균 90%로 다소 낮았으며, 특히 겨울철에 비율이 가장 낮았다. 한편, 하절기를 제외하고는 DCAA가 TCAA보다 높은 것으로 조사되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권3호
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• pp.513-520
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• 2006

The effect of chlorination on disinfection byproducts (DBPs) production from bloom-forming freshwater algae including 7 strains of cyanobacteria and 6 strains of diatoms was investigated. The release and degradation of hepatotoxin (microcystins) by the chlorination on Microcystis under differential condition of the chlorination time and dose were also investigated. The disinfection byproducts formation potentials (DBPFP) of cyanobacterial species and diatoms were ranged from 0.017 to $0.070{\mu}mol\;DBPs/mg$ C and from 0.129 to $0.708{\mu}mol\;DBPs/mg$ C respectively. Among three major groups of DBPs, haloacetonitrils (HANs) was major product in most test strains except Aphanizomenon sp. and Oscillatoria sp. Haloacetic acids (HAAs) was less than 5 % of total DBPs. Chloroform and dichloroacetonitril (DCAN) were dominant compounds in trihalomethanes (THMs) and HANs respectively. After 4 hours chlorination of toxic Microcystis aeruginosa under the dose range of 0.5 to $10mg\;Cl_2/L$, the concentration of intracellular microcystins decreased, but dissolved dissolved microcystins concentration increased with the treatment of more than $3mg\;Cl_2/L$. However the total amount of microcystins was almost constant even at $10mg\;Cl_2/L$ of chlorination. To conclude, our results indicate that the chlorination causes algal cell lysis and release of intracellular microcystins in the intact form to surrounding waters.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.203-214
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• 2018

이염화이소시아뉼산나트륨(NaDCC) 주입 선박평형수처리설비(BWMS, ballast water treatment system)에 의해 처리된 배출수 내에는 브롬 및 염소계열의 활성물질과 소독부산물질(DBPs, disinfection by-products)들이 포함되어 있다. 본 연구에서는 NaDCC로 처리된 선박평형수가 해양환경에 미치는 생태위해성을 파악하기 위하여 생태독성시험(WET test, whole effluent toxicity test)과 생태위해성평가(ERA, ecological risk assessment)를 수행하였다. 배출수독성 시험종은 규조류(Skeletonema costatum, Navicula pelliculosa), 녹조류(Dunaliella tertiolecta, Pseudokirchneriella subcapitata), 로티퍼(Brachionus plicatilis, Brachionus calyciflorus) 및 어류(Cyprinodon variegatus, Pimephales promelas)로 8개의 해양 및 담수종을 이용하였다. 생태독성시험결과, 규조류 및 녹조류를 이용한 성장저해시험에서만 명확한 독성영향이 나타났으며 해수의 시험 조건에서 무영향농도(NOEC, no observed effect concentration), 최저영향농도(LOEC, lowest observable effect concentration) 및 반수영향농도(EC50, effect concentration of 50 %)는 각각 25.0 %, 50.0 % 및 > 100.0 %로 가장 민감한 영향을 나타냈다. 하지만 로티퍼 및 어류를 이용한 독성시험의 경우 모든 염분 구간에서 독성영향이 나타나지 않았다. 한편, 배출수에 대한 화학물질분석결과, bromate, isocyanuric acid, formaldehyde, chloropicrin과 trihalomethanes (THMs), halogenated acetonitriles (HANs), halogenated acetic acid (HAAs) 등 총 25개의 소독부산물질들이 검출되었다. ERA결과, 25개의 소독부산물질들 중, 지속성(P), 생물축척성(B) 및 생물독성(T)의 특성을 모두 보이는 물질은 없었다. 예측환경농도(PEC, predicted environmental concentration) / 예측무영향농도(PNEC, predicted no effect concentration) 비율은 일반적인 항구 환경에서는 모든 물질이 1.0을 초과하지 않았지만 선박 최 인접지역의 경우 Isocyanuric acid, Tribromomethane, Chloropicrin 및 Monochloroacetic acid가 1.0을 초과하여 위해성이 있을 것으로 나타났다. 하지만 실제 배출수를 이용한 생태독성시험결과의 NOEC (25.0 %)를 적용한 결과 NaDCC로 처리된 선박평형수가 해양에 배출되었을 때 선박 최 인접지역을 포함한 일반적인 항구 환경에 수용 불가한 생태위해성을 가지지 않는 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권10호
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• pp.916-927
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• 2010

일반적으로 정수처리 공정에서 염소에 의한 소독공정은 수인성 질병을 억제하고 상수도관망에서 미생물의 재성장을 억제하는 목적으로 사용되고 있다. 그러나 염소소독은 수중의 유기물과 반응하여 소독부산물(Disinfection By-products; DBPs) 과 같은 발암성 물질을 생성함으로 적절한 염소 주입이 필요하고 최근에는 관말지역에서의 잔류염소 확보를 위해 상수관로 나 배수지 등에서 재염소를 실시하는 경향이 증가하고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 정수장에서 최적의 염소주입과 재염소 주입량을 산정하기 위하여 미국 EPA에서 개발한 EPANET 2.0을 사용하여 최적 염소 주입량을 산정하고 그 효과를 모의하였다. 대상지역 상수관로에 대한 수질을 모의하기 위하여 bottle test를 통해 수체감소계수($k_{bulk}$)를 도출하였으며, syster-matic analysis method를 이용하여 관벽감소계수($k_{wall}$)를 도출하였다. 배ㆍ급수계통에서의 수질을 정확히 예측하고자 유량과 체류시간 등을 고려한 수리해석 모델을 기초로 하여 상수도관망에서의 잔류염소 농도를 예측하고 염소주입 농도에 따른 소독부산물(DBPs)인 트리할로메탄(Trihalomethanes; THMs)의 생성변화를 실험을 통해 확인하였다. 수체감소계수($k_{bulk}$)를 도출한 결과 온도가 높을수록 초기에 빠른 감소를 보였으며, $25^{\circ}C$의 경우 25시간이 지난 이후에는 절반이상이 감소하였다. 대상지역에 재염소 주입시설을 도입할 경우 최적 재염소 주입량을 산정하였으며, 관망도상에서 경제적으로 유리한 지점을 선정할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제10권4호
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• pp.264-273
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• 1997

수용액 중의 trihalomethane을 제거하기 위하여 양극 산화반응을 시키고 solid phase microextraction(SPME) fiber로 추출한 다음 GC-ECD로 분석하였다. 반응 용기 내부로 염소이온 등이 오염되는 것을 방지하기 위해 음극과 양극은 $KNO_3$-agar bridge로서 연결시켰다. 6종의 trihalomethane들은 성분에 따라 감도의 차이가 있었지만, 검량선은 수 ppb에서 수백 ppb 범위에서 좋은 직선관계를 보였다. 백금(Pt), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), Ti 금속상에 이리듐(Ir)을 도포시킨 고체 전극, 및 유리질 탄소에 루테늄(Ru)을 도포한 양극들을 사용하여 THM 성분을 제거하려 하였다. 제거효율이 가장 우수한 것은 Ti-Ir 양극으로서, 9V의 전압을 걸었을 때 약 1.5시간 이후에는 모든 성분들이 제거되었음을 알 수 있었다. 다양한 산화상태(mv)의 루테늄으로 유리질 탄소전극을 도포시킨 전극은 초기에는 제거효율이 우수하였으나, 시간이 경과할수록 전극 표면의 훼손으로 인해 제거효율은 약 60% 정도로 감소하였다. 특히 클로로포름은 약간 증가되는 경향을 보임으로써, 이것은 전극반응에 의하여 오히려 재생되는 것으로 생각된다.