오존산화 공정에서 염색폐수가 혼합된 하수의 색도 제거 및 분포특성 연구

이병천(Byung Cheun Lee),이순화(Shun Hwa Lee),이철희(Chul Hee Lee) 大韓環境工學會 2007 대한환경공학회지 Vol.29 No.10

가정하수가 함유된 염색폐수를 하수처리장에서 재래식 활성슬러지 공정으로 처리되고 있다. 이 처리공정만으로는 폐수의 색도 물질을 만족할 만한 수준으로 저감하는데 한계가 있다. 그래서 염료 용액과 높은 색도를 갖는 하수처리장의 유입수 및 유출수의 색도 제거를 위하여 실험실 규모의 오존 장치를 만들어 실험을 수행하였다. 오존산화 결과 오존주입량당 색도제거상수 k(mg/L)-1은 반응성염료, 분산성염료, 하수처리장 방류수, 유입수가 각각 0.182, 0.072, 0.049, 0.030으로 나타났다. 오존산화 공정에서 반응성염료가 분산성염료보다 훨씬 쉽게 색도가 제거되었다. 이때 각 시료의 색도분포를 AColor(흡착성 색도), BColor(생분해성 색도), A&BColor (흡착 및 생분해성 색도) 그리고 NRColor(제거 안 되는 색도)로 분류하여 나타냈다. DOC분포도 색도와 동일한 방법으로 ADOC, BDOC, A&BDOC, NRDOC로 구분하여 조사되었다. 오존산화처리 전 단계에서 반응성염료, 하수처리장 유입수 및 유출수의 흡착 가능한 색도는 각각 86%, 73%, 77%로서 가장 많은 부분을 차지하므로 흡착으로 제거하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 모든 시료에서 생물분해 가능한 색도의 비율이 매우 낮게 나타났으며, 특히 유출수 중에 잔존하는 색도물질의 경우 낮은 생분해성으로 수계로 유입되었을 때, 빛 투과성의 저해 등의 악영향이 있을 것으로 판단된다. The textile wastewater containing a little amount of domestic sewage is being treated at the public owned sewage treatment plant(STP) by the conventional activated sludge process. This process has some limits to reduce the colouring agent of the wastewater to a satisfiable level. A lab-scale ozone facility was built to treat some synthetic dye solutions and a highly colored influent and effluent from the public owned STP. Constant of color removalabilities per unit ozone dosage, k(mg/L)-1 for reactive dyes, disperse dyes, the effluent and influent of STP were 0.182, 0.072, 0.049 and 0.030(mg/L)-1, respectively. Reactive dyes decolorized more effectively than the disperse dyes when treated with ozone. Color was fractionated into four parts, that is, AColor(adsorbability), BColor(biodegradability), A&BColor(adsorbability and biodegradability) and NRColor(non-removal). The same method was applied in the DOC distribution. DOC was fractionated into four parts which were ADOC, BDOC, A&BDOC and NRDOC. Before ozonation of reactive dyes, influent and effluent of STP, it was found that 86%, 73% and 77% of adsorbable color(AColor+A&BColor) were contained. Based on the result of color distribution, ozonation and adsorption process need to be adopted in order to enhance color removalability caused by dyestuff and adsorptive organic, respectively.

국내 5 하수처리장에서 E-screen과 Yeast two-hybrid assay에 의한 에스트로겐 활성도와 내분비계장애물질 농도의 평가

이병천(Byung Cheun Lee),이지호(Ji Ho Lee),김현영(Hyun Young Kim),Cuong N. Duong,나진성(Jin Sung Ra),장남익(Nam Ik Chang),김현구(Hyun Koo Kim),김상돈(Sang Don Kim) 大韓環境工學會 2007 대한환경공학회지 Vol.29 No.10

환경 중에 배출되어 인간을 포함하여 척추동물의 내분비계에 영향을 미치는 내분비계장애물질(endocrine disrupting compounds; EDCs)은 하수처리장 방류수가 주요 오염원인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 국내 5곳 하수처리장에서 7종(nonylphenol, octylphenol, BPA, estrone(E1), 17β-estradiol(e₂), 17α-ethynyl estradiol(Ee₂), genistein)의 내분비계장애물질의 농도를 조사하고, E-screen과 Yeast two-hybrid assay를 이용하여 에스트로겐 활성도(estrogenic activity)를 분석하였다. 하수처리장에서 GC/MS로 분석된 7종의 내분비계장 애물질의 농도 결과, 하수처리 공정에서 슬러지 흡착이나 미생물분해로 유입수에 비하여 유출수에서 크게 감소하였다. Ee₂와 genistein은 방류수에서 분석 검출한계 이하로 나타났으며, 천연호르몬인 E1과 e₂는 하수처리로 각각 89.0%, 73.1%의 높은 농도 제거율을 나타내었으며, 방류수 중의 에스트로겐 활성의 대부분을 차지하였다. E-screen assay로 하수처리장 유입수와 유출수의 에스트로겐 활성도를 분석한 결과 22.4와 19.8 ng-EEQ/L로 나타내어 91%의 감소율을 보였으며, Yeast two-hybrid assay에 의한 결과도 크게 감소하는 유사한 경향을 나타냈다. 5곳 하수처리장 방류수의 E-screen 결과, 에스트로겐 활성을 나타내는 주요 기여물질이 E1과 e₂인 것으로 나타났다. Effluents from sewage treatment plants(STPs) is a potential source of environmental endocrine disrupting compounds(EDCs) which are known to disrupt the endocrine system of animals, including humans and many aquatic organisms. In this study, we investigated the environmental concentrations of 7 target chemicals(nonylphenol, octylphenol, BPA, estrone(E1), 17β-estradiol(e₂), 17α-ethynyl estradiol (Ee₂) and genistein) at 5 STPs and their corresponding estrogenic activities using E-screen and Yeast two-hybrid assay. The average concentrations of 7 compounds detected by gas-chromatography and mass spectrometry appeared at high levels in influents and lower levels in effluents, which suggested the removal mechanisms through sorption by sludge and subsequent biodegradation processes. Amongst, Ee₂ and genistein were not found in the effluents. The natural estrogens, E1 and e₂, which is known to contribute mostly to the estrogenic potency in effluents, showed high removal ratios of 89.0% and 73.1%, respectively. The estrogen equivalent concentrations(EEQ) by E-screen assay in the STPs were 22.4 ng EEQ/L for influent and 1.98 ng EEQ/L for effluent, which account for 91% decrease in estrogenic activity and well matched with the result of Yeast two-hybrid assay. These results showed the dominant estrogenic compounds at 5 STPs are E1 and e₂ and represents most of the estrogenic activity by E-screen.

고도정수처리 공정에서 DOC 분획 특성 및 AOX(FP)와의 관계

이병천(Byung Cheun Lee),최경희(Kyung Hee Choi),최자윤(Ja Yoon Choi),이철희(Chul Hee Lee) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.10

급수시스템에서 박테리아 재성장의 영양원이 되는 DOC를 정수처리 공정에서 효과적으로 저감시키기 위하여 생분해와 흡착으로 구분하여 네 종류의 DOC로 분획하였고 각각의 제거특성을 연구하였다. 네 종류의 분획 DOC는 흡착성을 가지면서 생분해성이 없는 AnBDOC, 흡착성이 없고 생분해성만이 있는 nABDOC, 흡착과 생분해성을 동시에 나타내는 ABDOC, 흡착과 생분해가 되지 않는 nAnBDOC로 구분하여 분석하였다. 낙동강 중류에 위치한 정수처리장 원수의 조사결과, ADOC가 BDOC보다 약간 높은 비율로 존재하고 있으며, 오존산화 후에는 분획 DOC 중에서 AnBDOC 농도가 가장 많이 제거되었으며, 제거율은 nAnBDOC가 49.5%로 가장 높았다. BAC 공정으로 제거된 분획 DOC 중에는 ADOC가 약 91%를 차지하고 있으므로 흡착에 의한 제거가 우수한 것으로 나타났고, 잔류하는 TDOC 0.50 mg/L 중에는 ADOC가 0.46 mg/L(67.7%)을 차지하고 있으므로 배수관내 미생물 증식 및 소독부생성물의 생성 방지를 위하여 BAC 공정상에서 EBCT증가, 재생주기 등의 운전조건을 개선해야 하는 것으로 나타났다. 정수처리 공정에서 DOC분획 결과로부터 흡착이나 생분해 등으로 제거 가능량을 파악할 수 있으므로 정수처리 공정에 유용한 것으로 나타났다. 염소처리하는 정수처리 공정에서 DOC분획 농도와 밀접한 관계를 가지는 AOX의 분석결과, AOX 7.1 μg/L은 오존산화와 활성탄흡착 공정으로 0.51 μg/L까지 충분히 제거되었다. As a part of dissolved organic matter, dissolved organic carbon (DOC) or biodegradable DOC (BDOC) fraction in particular is one of important issues in water treatment. Due to role as a nutrient source for bacteria, BDOC, therefore, may cause regrowth problems in water distribution system. The main objectives of this study were to investigate the possibility to minimize the concentration of BDOC in advance water treatment process. DOC in water is fractionized into four fractions such as AnBDOC (adsorbable and non-biodegradable DOC) which possesses adsorption properties but no biodegradation ability; nABDOC (biodegradable and non-adsorbable DOC) which has biodegradation properties but no adsorption ability; ABDOC (adsorbable and biodegradable DOC) which has adsorption properties and biodegradable characteristic; and non-removal DOC (nAnBDOC) which do not have either adsorbability or biodegradability. BAC process was effective for adsorbable DOC (AnBDOC+ABDOC) removal. However, in some cases, the removal ratio of adsorbable DOC was not sufficient. BDOC removal rate is very low or irremovable. Thus, for the control of residual DOC, it is necessary to change the operation condition by BAC process. From the analysis results of DOC fractions, water treatment processes appeared to be effective because it could grasp a remarkable amount of biodegradable, adsorbable and non-removal DOC. The concentration of AOX in non-prechlorination process was reduced from 7.1 μg/L to 0.51 μg/L in BAC process followed by ozonation.

흐름 장-흐름 분획기를 이용한 나노물질의 분리

김성희(Sung Hee Kim),이우춘(Woo Chun Lee),김순오(Soon Oh Kim),나소영(So Young Na),김현아(Hyun A Kim),이병태(Byung Tae Lee),이병천(Byoung Cheun Lee),엄익춘(Ig Chun Eom) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.11

최근 들어 나노기술의 발전에 따라 다양한 산업 및 상업분야에서 나노물질의 사용이 급증하고 있다. 이러한 나노물질이 환경에 유출되어 사람의 건강 및 생태계에 악영향을 줄 수 있다는 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 이에 따라 다양한 환경매질 내에서 나노물질의 거동특성 및 생독성 등에 대한 평가들이 요구되어진다. 이러한 평가들이 진행되기 위해서 필연적으로 다양한 매체 내에서 존재하는 나노물질을 효과적으로 분리하고 이들의 특성을 정량화하는 기술들이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 나노물질의 분리기술들 중 시료의 교란이 비교적 적고 전처리과정이 단순한 장-흐름 분획기술을 이용한나노물질 분리에 대한 국내외 선행연구들을 살펴보았다. 특히 가장 많이 활용되어온 흐름 장-흐름 분획기를 중심으로 기본원리를 살펴보고 분리대상인 나노물질의 종류에 따라서 지금까지 수행되어온 연구들을 분류하고 분석해 봄으로써 이 분야의 연구자들에게 실제적인 정보를 제공하고자 한다. 장-흐름 분획기를 이용하여 다양한 환경매질로부터 나노물질을 효과적으로 분리하기 위해서 분리대상인 나노물질의 종류와 특성을 고려한 전처리, 적절한 멤브레인과 운반용액의 선택, 흐름조건의 최적화 등이 중요한 것으로 조사되었다. 뿐만 아니라 분리 후 나노물질의 특성을 정량화하기 위해서 다양한 검출기 및 분석기와의 연계가 필수적으로 보인다. 하지만 아직까지 일부 환경매질에만 국한되어 연구가 진행되었으며, 또한 분리대상인 나노물질의 종류도 극히 제한적인 것으로 조사되었다. 특히 이러한 나노물질에 대한 분리 및 측정에 대한 국내 연구는 매우 부족한 실정이며 나노물질 사용량이 급증하고 있는 현실을 고려하면 이 분야에 대한 연구가 절실히 요구된다. Recently, the consumption of nanomaterials has been significantly increased in both industrial and commercial sectors, as a result of steady advancement in the nano-technologies. This ubiquitous use of nanomaterials has brought up the concern that their exposure to environments may cause detrimental effects on human health as well as natural ecosystems, and it is required to characterize their behavior in various environmental media and to evaluate their ecotoxicity. For the sake of accomplishing those assessments, the development of methods to effectively separate them from diverse media and to quantify their properties should be requisitely accompanied. Among a number of separation techniques developed so far, this study focuses on Field-Flow Fractionation (FFF) because of its strengths, such as relatively less disturbance of samples and simple pretreatment, and we review overseas and domestic literatures on the separation of nanomaterials using the FFF technique. In particular, researches with Flow Field-Flow Fractionation (FlFFF) are highlighted due to its most frequent application among FFF techniques. The basic principle of the FlFFF is briefly introduced and the studies conducted so far are classified and scrutinized based on the sort of target nanomaterials for the purpose of furnishing practical data and information for the researchers struggling in this field. The literature review suggests that the operational conditions, such as pretreatment, selection of membrane and carrier solution, and rate (velocity) of each flow, should be optimized in order to effectively separate them from various matrices using the FFF technique. Moreover, it seems to be a prerequisite to couple or hyphenate with several detectors and analyzers for quantification of their properties after their separation using the FFF. However, its application has been restricted regarding the types of target nanomaterials and environmental media. Furthermore, domestic literature data on both separation and characterization of nanomaterials are extremely limited. Taking into account the overwhelmingly increasing consumption of nanomaterials, the efforts for the area seem to be greatly urgent.

사염화탄소를 이용한 마우스 지방간에서의 새로운 생체발광 측정법

임재관(Jae-Kwan Lim),최준호(Chun-Ho Choi),김정대(Jung-Dae Kim),이병천(Byung-Cheon Lee),유혜란(Hye-Ran You),박대훈(Dae-Hun Park),천병수(Byeung-Soo Cheun),소광섭(Kwang-Sup Soh) 한국생물공학회 2004 KSBB Journal Vol.19 No.1

Combined repeated dose toxicity study with the reproduction/developmental toxicity screening test of silver nanoparticles

Jeong-Sup Hong(홍정섭),Su-Hyon Kim(김수현),Sang-Hee Lee(이상희),Eun-Hye Jo(조은혜),Byung-Cheun Lee(이병천),Jun-Heon Yoon(윤준현),Ig-Chun Eom(엄익춘),Hyun-Mi Kim(김현미),Pilje Kim(김필제),Kyung-Hee Choi(최경희),Moo-Yeol Lee(이무열),Ye 환경독성보건학회 2012 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2012 No.10

수질관리 : Clay 입자와 영양물질에 의한 물벼룩독성변화

전준호 ( Jun Ho Jeon ),나진성 ( Jin Sung Ra ),이병천 ( Byung Cheun Lee ),김상돈 ( Sang Don Kim ) 대한상하수도학회 2007 공동추계 학술발표회 논문집 Vol.2007 No.-

수질관리 : Clay 입자와 영양물질에 의한 물벼룩독성변화

전준호 ( Jun Ho Jeon ),나진성 ( Jin Sung Ra ),이병천 ( Byung Cheun Lee ),김상돈 ( Sang Don Kim ),김상돈 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2007 공동 추계학술발표회 Vol.2007 No.-