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엄하늬 ( Ha Nee Umh ),노진규 ( Jin Kyu Roh ),이병천 ( Byoung Cheun Lee ),박수민 ( Su Min Park ),이종협 ( Jong Heop Yi ),김영훈 ( Young Hun Kim ) 한국화학공학회 2012 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.50 No.6
최근 나노기술의 급격한 발전은 산업 및 바이오의약 등 다양한 분야에 새로운 활용 가능성을 제시하고 있다. 나노 물질을 이용한 나노소비재의 증가와 함께 환경으로의 나노물질 노출 가능성이 제기되고 있으며, 최근 나노물질의 인 체 및 환경 영향이 주요 현안으로 떠오르고 있다. 환경 중에 비의도적으로 노출된 나노물질은 다양한 환경 매질에 축 적되고 언젠가는 우리들에게 재영향을 미치게 된다. 따라서, 환경 매질(대기, 수계, 토양)에 노출된 나노물질의 영향을 이해하기 위해서는 나노물질의 환경 내 거동을 이해하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 나노물질의 환경 매질별 노출 사례를 조사하고, 향후 연구 방향을 제시하고자 하였다. 작업장(실험실)에서는 주로 대기 노출이 지배적이지만, 환경중으로 노출될 경우 최종적으로 수계 및 토양으로 노출되는 것으로 파악되었다. 또한 기존의 하수처리장 설비로 는 완벽하게 나노물질을 제거하기가 어렵다는 것을 확인하여, 나노폐기물 처리에 관한 새로운 방법론 개발이 절실함을 확인하였다. 보다 다양하고 깊이있는 환경 노출 연구를 위해서는 현장 모니터링 장비의 개발이 필요함을 확인할 수 있었으며, 이에 추가적으로 다양한 분석법을 제안하였다. 본 총설에서 정리한 나노물질의 환경 매질별 노출 사례 연구 들은 향후 나노물질의 환경 거동 평가 및 나노폐기물의 적절한 처리방법 모색에 기본 자료로 활용될 것이다. Recent rapidly growth in nanotechnolgies is promised novel benefits through the exploitation of their unique industrial and biomedical applications. With increasing utilization of nanomaterials in consumer products, the potential release of nanomaterials into the environment and their impacts on the ecosystem and human health have been the issues of concern, Nanomaterials that was exposed unintentionally in environment might be accumulated in various environmental media, and finally it will be influenced to human and ecosystems. Therefore, it is important to understand the fate and behavior of nanoparticles for understanding effects on environmental media (air, water, and soil phase). Therefore, in this work, we investigated the several cases for environmental exposure of nanomaterials and suggested the direction of further research. In workplace, exposure to air media is dominant, but finally waste and wastewater was moved to the water and soil phase. In addition, we found the existing sewage treatment plant was not suitable to remove completely nanomaterials in wastewater flow. To deeper study, environmental monitoring tool must be developed additionally and we suggested the several analyzing method for aged and pristine physicochemical properties of nanomaterials exposed into environmental media. This review for nanomaterials` exposure to environmental media will be helpful to investigate the envrionmental fate of nanomaterials and define the suitable treatment method for nano-waste.
박준수 ( Jun Su Park ),곽병규 ( Byoung Kyu Kwak ),배은주 ( Eun Joo Bae ),이정진 ( Jeong Jin Lee ),김영훈 ( Young Hun Kim ),최경희 ( Kyung Hee Choi ),이종협 ( Jong Heop Yi ) 한국환경분석학회 2010 환경분석과 독성보건 Vol.13 No.1
As increasing use of nanoproducts including engineered nanomaterials, it is expected that the exposure of nanomaterials to the ecosystem increases. However, few methodology has been reported to evaluate impacts of nanoparticles on human health and environment. The potential impacts of nanoproducts can be assessed in terms of life cycle assessment (LCA). LCA is the systematic analysis of the resource usages and emissions over the life time from the primary resources to the moment of disposal. In this study, LCA methodology of nanomaterials and nanoproduct was proposed based on international standards (ISO14040-14044). Results of this study suggested that data on ecotoxicology and environmental fate and physicochemical characteristic of nanomaterials should be identified. In addition, database should be established on these preliminary data. Sustainable development of nanotechnology will be accomplished after the evaluation of environmental impact via LCA of nanomaterials.
엄하늬 ( Ha Nee Umh ),노진규 ( Jin Kyu Roh ),박준수 ( Jun Su Park ),곽병규 ( Byoung Kyu Kwak ),이병천 ( Byung Cheon Lee ),최경희 ( Kyung Hee Choi ),이종협 ( Jong Heop Yi ),김영훈 ( Young Hun Kim ) 한국화학공학회 2012 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.50 No.1
나노기술의 발전과 함께 나노물질을 포함한 소비재가 대중화되고 있다. 그러나 지난 10여년간 조심스럽게 제기되고 있는 나노물질의 잠재적 위해성으로 인해, 나노제품 사용을 불안해하고 있다. 특히 나노제품을 직접 취급하는 생산시설(연구소 및 업체)의 작업자는 직접적인 인체 노출을 초래하게 된다. 따라서 이들에 대한 인체 및 환경 노출 안전관리를 위하여, 직접적인 노출평가가 필요하다. 본 연구에서는 기상 및 액상 반응을 통해 나노물질을 생산하는 두 곳의 업체를 현장 방문하여 나노물질의 주요 노출대상 공정과 노출원을 파악하고 SMPS를 이용한 실시간 현장 모니터링을 실시하였다. 분석 결과, 액상 공정도 기상으로의 나노입자 노출이 심각하게 발생하고 있음을 확인하였다. 가장 문제가 되는 점은 나노물질의 잠재적인 위해성에 관한 인식의 부족으로 제대로 된 방호활동을 못하고 있다는 점이다. 따라서 보다 다양한 나노물질 취급 시설에 대한 환경노출 평가가 필요하고 이를 바탕으로 한 나노물질 취급 안전관리 방법이 제시되어야 한다.
인공토양으로부터 토양증기추출법에 의한 유기화합물의 탈착 현상에 관한 연구
이현주,이종협,이병환,주창업 한국화학공학회 1999 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.37 No.1
토양오염 정화방법의 하나인 토양증기추출법(soil vapor extraction, SVE)은 오염된 토양에 진공 또는 가압의 공기를 공급하여 연속적인 공기 흐름을 유도함으로써 토양의 기공에 잔류하는 유해화합물의 증발을 촉진하여 오염물질을 제거하는 공정이다. 본 연구에서는 토양증기추출법의 효율에 영향을 주는 인자들 가운데에서 토양의 수분함량과 오염물질 및 인공토양의 종류가 오염물질의 제거 특성에 미치는 영향에 대한 실험과 계산을 수행하였다. 인공토양으로 glass bead, sand, molecular sieve가 사용되었으며, 오염물질로는 톨루엔, 메틸에틸케톤, 트리클로로에틸렌이 사용되었다. 각 실험에 대하여 Freundlich 등온식(S=KC^w)과 기공확산모델 등을 고려하여 계산을 수행하였다. 연구 결과에 의하면 토양과 유기화합물의 탈착 관계식이 유기화합물의 잔존농도에 따라 달라졌다. 본 연구에서 적용한 인공토양과 유기화합물의 흡착관계식에서 초기에는 N=1이었으나, 오염물질의 농도가 낮아진 후에는 N<1로 변화하였다. 그리고, 수분을 포함하고 있는 경우, K값을 변수로 하였을 때 탈착이 진행됨에 따라 탈착식의 K값이 증가하는 방향으로 탈착곡선이 전이되었다. 그리고, 오염물질인 유기화합물의 헨뤼상수가 작고 물에 대한 용해도가 클수록, 인공토양의 기공부피와 표면적이 클수록 Freundlich 평형계수 K가 커짐을 알 수 있었다. 이러한 연구결과는 정화대상지역에 토양증기추출법을 이용한 적절한 정화방법을 설계하는데 기초자료로 이용될 수 있을 것이다. Soil vapor extraction (SVE) is known to be an effective process to remove the contaminants from the soils, which enhances the vaporization of organic compounds by using forced vapor flows or applying vacuum through soils. Experiments and calculations are carried out to investigate the effects of the organic contaminants, types of soils, and water contents on the removal efficiency with operating time. In the study, simulated soils include the glass bead which has no micropore, sand, and molecular sieve which has a large volume of micropores. As model organic pollutants, toluene, methyl ethyl ketone, and trichloroethylene are selected. Modelling is carried out considering Freundlich isotherm (S=KC^w) and pore diffusion model. Result shows that the rates of desorption of organic compounds from the soils are dependent on the concentration of organics residues in soils. At the initial stage, the N value approaches to one. However, this value decreases with the process of desorption process. In addition, when soils cintain the water, the K value in the expression of Freundlich isotherm increases for the desorption process. It is also found that the K value increases when Henry's constant of organic compound decreases, the solubility increases, and the pore volume or surface area of simulated soil increases. The results could provide a basis for the design of SVE process.