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UV-LED/chlorine 활용한 에너지 효율적 erythromycin 제거 연구: 라디컬 기여도, 부산물, 독성 평가를 중심으로
김태경(Tae-Kyoung Kim),김태연(Taeyeon Kim),차영호(Youngho Cha),황유식(Yu Sik Hwang),조경덕(Kyung-Duk Zoh) 환경독성보건학회 2021 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2021 No.5
Erythromycin (ERY)는 광범위하게 사용되는 항생제로써 높은 검출 빈도와 이로 인한 항생제 내성 문제로 인해 US EPA CCL4에 포함되어 있는 물질이다. 해당 물질의 분해를 위해 고도산화처리공정 중 최근 많은 관심을 받고 있는 UV/chlorine 공정을 선정하였고 알칼리성을 띄고, 항생제 및 내성균, 내성 유전자를 다량 포함하고 있는 병원폐수에서 최적의 제거효율을 달성하고자 기존의 254 nm 광원 대신 OCl-에 대한 흡광도가 높은 275 nm 파장의 자외선을 활용하였다. UV/chlorine 공정 상에서는 •OH, Cl•, ClO•, Cl2•-과 같은 반응성 염소종 그리고 수화전자등이 발생될 수 있으나, 공정상에서 이들 라디컬의 기여는 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 다양한 pH조건하에서의 라디컬의 ERY에 대한 제거 기여율을 확인하여 제거 메커니즘을 확인하는 연구를 수행하였다. 낮은 pH 에서는 OH 라디컬이 주된 제거 기여율을 가졌으나 pH가높아질수록 반응성 염소종의 기여도가 상승하였고, 이와 함께 수화 전자의 기여율 역시 상승함을 확인하였다. UV/chlorine 적용 이후 항생 효과를 내는 주요 구조(macrolide)가 분해되며 더 이상의 항생 효과를 지니지 않는 것으로 확인되었다. 또한, 항생제 내성균, 내성 유전자에 대해서도 UV/chlorine이 가장 좋은 제거 효율을 보였으며 적용 이후 독성 역시 20% 이상 저감 되는 것을 확인할 수 있었다.