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농업용 멀칭비닐(Polyethylene;PE)은 토양의 온도와 수분 유지, 비료 유실 방지, 잡초 발생 억제 등의 이점으로 인해서 전 세계적으로 농민들은 작물 재배를 위해 멀칭비닐을 관행적으로 사용한다. 하지만 농경지에서 멀칭비닐의 수거율은 약 70%로 수거되지 못하고 쌓여있는 멀칭비닐이 연간 7만톤 정도로 매우 많은 실정이다. 멀칭비닐은 자연적으로 분해되는데 50~100년 이상의 많은 시간이 소요되므로 환경문제를 일으킨다. 펜톤 산화공정은 과산화수소와 철염을 반응시킴으로써 생성되는 강력한 산화력을 가지는 OH라디칼을 이용하여 오염물질을 산화분해할 수 있다. 펜톤 산화는 생물학적으로 분해가 어려운 물질 또한 산화분해 시켜서 생물학적인 처리가 가능할 수 있도록 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 펜톤 산화공정을 이용하여 농업용 멀칭비닐을 분해하기 위한 최적 조건을 확립하고자 하였다. 과산화수소와 철염의 주입 비율(30:1, 10:1, 5:1, 3:1, 1:0) 및 주입농도(0.5%:1000 mg/L, 1%:2000 mg/L, 1.5%:3000 mg/L, 3%:6000 mg/L, 6%:12000 mg/L)를 다르게 하여 일정한 크기로 자른 멀칭비닐과 1시간 동안 반응시켰다. 멀칭비닐을 펜톤 반응 후 SEM과 FTIR로 멀칭비닐의 표면과 관능기의 변화를 분석하였다. 과산화수소와 철염의 주입 비율이 5:1일 때 멀칭비닐의 표면 및 관능기에 가장 큰 변화가 일어났으며, 그 다음으로 10:1, 3:1, 30:1, 1:0 순이었다. 반응 후 표면에 균열과 구멍이 생성되었다. 그리고 반응 전과 비교하였을 때 반응 후에 C=O, C-O 피크가 형성됨으로써 멀칭비닐이 산화되었음을 알 수 있었다. 과산화수소와 철염의 농도가 3%:6000 mg/L일 때 멀칭 비닐의 표면과 관능기에 가장 큰 변화가 관찰되었으며, 나머지 농도에서는 3%:6000 mg/L에 비해서 변화가 적었다. 따라서 멀칭비닐을 분해하기 위한 최적 조건은 과산화수소와 철염의 주입 비율이 5:1, 농도가 3%:6000 mg/L인 것으로 나타났으며, 최적 조건을 활용한다면 멀칭비닐의 산화분해의 효율을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.
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