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재래식 정수처리 공정에서 수질계 휴믹물질의 구조 및 화학적 특성분석
Structural and Chemical Characterization of Aquatic Humic Substances in Conventional Water Treatment Processes

김현철   (한국과학기술연구원 수질환경 및 복원연구센터CC0186926  ); 유명진   (서울시립대학교 환경공학부UU0000710  );
  • 초록

    한강을 상수원으로 하는 재래식 정수처리 시설의 각 단위공정으로부터 휴믹물질(HS; humic substances)을 분리하여 작용기 분포, 화학적 조성, FT-IR(Fourier transform infrared) 그리고 $^1H-NMR$ (proton nuclear magnetic resonance) 스팩트럼을 분석하여 구조 및 화학적 특성을 평가하였다. HS의 농도분포는 정수처리 동안 47.2%에서 26.4%(0.97 mgC/L에서 0.54 mgC/L)로 단계적으로 감소하였다. HS 중 페놀기(phenolic groups)의 농도분포는 정수처리 동안 60.5%에서 21.8%( $12.2{\sim}6.0\;{\mu}M/L$ as phenolic-OH)로 점차 감소하였으며, 카르복실기(carboxylic groups)의 경우 전염소처리 이후 39.5%( $7.9\;{\mu}M/L$ as COOH)에서 46.9%( $10.6\;{\mu}M/L$ as COOH)로 증가하였지만 응집 침전 그리고 모래여과 이후 34.2%( $9.4\;{\mu}M/L$ as COOH)까지 단계적으로 감소하였다. 또한 원소분석과 FT-IR 및 $^1H-NMR$ 분석결과 정수처리 공정을 거치면서 카르복실기의 분율이 증가하고 방향족에 대한 지방족 양성자의 비( $P_{Al}/P_{Ar}$ )가 증가하는 것으로 조사되어 상대적으로 지방족 화합물의 물질분율이 증가하는 것을 확인하였다.


    Humic substances(HS) from raw and process waters at a conventional water treatment plant were isolated and extracted by physicochemical fractionation methods to investigate their characteristics. They are characterized for their functionality, chemical composition, and spectroscopic characteristics using FT-IR(Fourier transform infrared) and $^1H-NMR$ (proton nuclear magnetic resonance) spectroscopy. Humic fraction gradually decreased from 47.2% to 26.4%(from 0.97 to 0.54 mgC/L) through conventional water treatment processes. Concentration of phenolic groups in the HS fraction gradually decreased from 60.5% to 21.8%(from 12.2 to $6.0\;{\mu}M/L$ as phenolic-OH) through water treatment. In the case of carboxylic groups, the concentration increased from 39.5% to 46.9%(from 7.9 to $10.6\;{\mu}M/L$ as COOH) by pre-chlorination, but gradually decreased to 34.2%( $9.4\;{\mu}M/L$ as COOH) through sedimentation and sand filtration. From the results of the FT-IR and $^1H-NMR$ spectra of HS, the content of carboxylic groups increased and ratio of aliphatic protons to aromatic protons( $P_{Al}/P_{Ar}$ ) also increased through water treatment, which indicated the increase of aliphatic compounds.


  • 주제어

    휴믹물질 .   부식화도 .   방향성.  

  • 참고문헌 (22)

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    22. Thurman, E. M., Organic Geochemical of Natural Waters, Kluwer Academic, Boston, MA, USA, pp. 497-498 (1985) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kim, Hyun-Chul ; Lee, Seock-Heon ; Kim, Kyung-Ju ; Yu, Myong-Jin 2007. "Spectroscopic Characterization and Seasonal Distribution of Aquatic Humic Substances Isolated from Han River Water" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 29(5): 540~547     

 저자의 다른 논문

  • 김현철 (4)

    1. 2005 "$TiO_2/UV$ 회전반응기를 이용한 한강 휴믹물질의 광촉매산화 처리 및 특성 변화" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 27 (10): 1129~1135    
    2. 2005 "고도정수처리 공정에서 수질계 휴믹물질의 구조 및 화학적 특성분석" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 27 (3): 240~246    
    3. 2005 "정수처리시 천연유기물질의 제거에 대한 급속혼화유형의 영향" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater 19 (3): 370~377    
    4. 2007 "한강원수로부터 분리된 수중휴믹물질의 계절적 분포와 분광학적 특성분석" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 29 (5): 540~547    
  • 유명진 (32)

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