유동조건에서 KMnO4 도입에 따른 수용액중 PCE/TCE의 산화분해

• 영문명: Oxidative Degradation of PCE/TCE Using KMnO4 in Aqueous Solutions under Steady Flow Conditions
• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 김헌기(Heonki Kim) 김태윤(Tae Yun Kim)
• 간행물 정보: 『자원환경지질』41권 6호, 685~693쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2008.12.30

국문 초록

지하수가 유동하는 조건에서, KMnO4의 도입에 따른 perchloroethene (PCE), trichloroethene (TCE)의 산화분해속도를 토양컬럼을 이용한 실험실 규모의 실험을 통하여 측정하였다. 토양 컬럼을 통과하며 발생하는 PCE, TCE의 농도 감소속도에 영향을 미치는 요인으로서 산화제와 반응물의 반응접촉시간과 산화제의 농도 변화에 대한 효과를 관측하였다. 실험은 모래로 충진된 유리컬럼을 사용하였으며 반응물의 컬럼도입농도는 PCE에 대하여 0.11~0.21 mM, TCE에 대하여 약 1.3~1.5 mM의 범위에서 일정하게 유지되었고, PCE 용액의 컬럼 내 체류시간은 14~125분, TCE용액은 15~36분이었다. 또한 KMnO4의 도입농도는 0.6~2.5 mM범위에서 일정하게 유지되었다. 실험결과, PCE와 TCE의 컬럼통과시간과 컬럼유출액의 오염물질농도는 대체로 반비례 하는 것으로 나타났으나, 본 연구에서 정한 실험조건에서는 PCE 및 TCE에 대한 반응차수를 정확히 결정할 수 없었다. 그러나 의사 1차반응으로 가정하고 계산한 반응속도 상수는 기존의 회분식 결과와 비교적 근접한 것으로 나타났다. TCE의 분해속도는 KMnO4의 농도에 비례하여 증가하였으며, 이는 토양 컬럼에 PCE와 TCE가 기존의 실험과 달리 비교적 높은 농도로 도입되었기 때문으로 판단된다. 본 연구는 회분식 실험조건과 달리 유동조건에서 PCE와 TCE의 KMnO4에 의한 산화분해속도를 측정함으로써 이들 오염물질로 오염된 대수층의 오염원 근처의 현장에 직접 KMnO4를 적용하여 복원하는 기법을 설계하고 실행하는데 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

영문 초록

The rates of oxidative degradation of perchloroethene (PCE) and trichloroethene (TCE) using KMnO4 solution were evaluated under the flow condition using a bench-scale transport experimental setup. Parameters which are considered to affect the reaction rates tested in this study were the contact time (or retention time), and the concentration of oxidizing agent. A glass column packed with coarse sand was used for simulating the aquifer condition. Contact time between reactants was controlled by changing the flow rate of the solution through the column. The inflow concentrations of PCE and TCE were controlled constant within the range of 0.11~0.21 mM and 1.3~1.5 mM, respectively. And the contact time was 14~125 min for PCE and 15~36 min for TCE. The KMnO4 concentration was controlled constant during experiment in the range of 0.6~2.5 mM. It was found that the reduction of PCE and TCE concentrations were inversely proportional to the contact time. The exact reaction order for the PCE and TCE degradation reaction could not be determined under the experimental condition used in this study. However, the estimated reaction rate constants assuming pseudo-1st order reaction agree with those reported based on batch studies. TCE degradation rate was proportional to KMnO4 concentration. This was considered to be the result of using high inflow concentrations of reactant, which might be the case at the vicinity of the source zones in aquifer. The results of this study, performed using a dynamic flow system, are expected to provide useful information for designing and implementing a field scale oxidative removal process for PCE/TCE-contaminated sites.

목차

1. 서 론

2. 재료 및 실험방법

3. 결과 및 고찰

4. 결 론

키워드

oxidation aquifer remediation permanganate PCE TCE 산화제 대수층정화 과망간산이온 PCE TCE