KR100996382B1 - 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물 또는 독성 유기 오염물질의 제거방법 - Google Patents

방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물 또는 독성 유기 오염물질의 제거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물 또는 독성 유기 오염물질의 제거방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 방사선 조사 이외에 설페이트 라디칼을 추가로 도입하여 과도한 방사선의 조사 없이 효율적으로 하·폐수, 오염된 수환경, 하·폐수 슬러지, 가축분뇨 및 음식물 쓰레기 등에 존재하는 병원성 미생물, 독성 유기 오염물질, 또는 이들 모두를 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물 또는 독성 유기 오염물질의 제거방법{A method of disinfection of pathogens and degradation of recalcitrant toxic organic chemicals by radiation with sulfate radicals}
본 발명은 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물 또는 독성 유기 오염물질의 제거방법에 관한 것이다.
자연 생태계 및 환경오염물질 처리 부산물 중에는 다양한 항생제, 농약 및 병원성 미생물 등의 유해 물질들이 존재하며, 이를 제거하기 위한 다양한 방법들이 연구되어 왔다. 예를 들어, 자연 생태계, 수 생태계, 하폐수 슬러지, 인분, 가축분뇨 등에는 병원성 미생물 또는 독성 유기물질 등 다양한 유해 물질들이 포함되어 있어 1차 처리 이후에도 이를 방출하기 위하여는 다양한 방법의 후처리가 필요하다.
이와 같은 처리를 위한 공지의 방법으로는 처리 대상에 대하여 방사선을 조사하는 방법이 있다. 처리 대상에 방사선을 조사하는 경우 수화학적 분해에 의하여 하이드록실 라디칼, 수소 원자, 수화전자 등의 이온성 물질이 생성되게 되며, 상기 이온성 물질 가운데 하이드록실 라디칼이 처리 대상 물질을 무기화하는데 매우 효과적인 것으로 알려져 있다.
그러나, 처리 대상 물질에 포함된 병원성 미생물은 하이드록실 라디칼에 의하여 쉽게 사멸하지만, 항생제 및 농약과 같은 독성 유기 오염물질을 분해하기 위하여는 많은 하이드록실 라디칼이 존재해야 하는데, 그 존재량을 증가시키기 위해서는 적정량 이상으로 방사선 조사량이 필요하기 때문에 비용이 증가하여 경제적 측면에서 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 병원성 미생물, 독성 유기 오염물질, 또는 이들 모두를 효율적으로 동시에 제거할 수 있는 방법을 연구하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 하·폐수, 지하수, 오염된 수환경, 하·폐수 슬러지, 가축분뇨 및 음식물 쓰레기 등에 존재하는 병원성 미생물, 독성 유기 오염물질, 또는 이들 모두의 제거방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 방사선 조사와 설페이트(sulfate) 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물, 독성 유기 오염물질, 또는 이들 모두의 제거방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 방사선 조사 이외에 설페이트 라디칼을 추가로 도입하여 과도한 방사선의 조사 없이 효율적으로 하·폐수, 지하수, 오염된 수환경, 하·폐수 슬러지, 가축분뇨 및 음식물 쓰레기 등에 존재하는 병원성 미생물, 독성 유기 오염물질, 또는 이들 모두를 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 방사선만을 사용한 경우와 방사선 및 퍼설페이트(persulfate)를 사용한 경우의 살균 효율을 비교한 그래프이고,
도 2는 방사선만을 사용한 경우와 방사선 및 퍼설페이트(persulfate)를 사용한 경우의 설파메톡사졸(Sulfamethoxazole)의 분해 효율을 비교한 그래프이고,
도 3은 방사선만을 사용한 경우와 방사선 및 퍼설페이트(persulfate)를 사용한 경우의 설파메톡사졸의 총유기탄소(Total Organic Carbon(TOC))를 비교한 그래프이고,
도 4는 도 2는 방사선만을 사용한 경우와 방사선 및 퍼설페이트(persulfate)를 사용한 경우의 Alachlor®의 분해 효율을 비교한 그래프이고,
도 5는 방사선만을 사용한 경우와 방사선 및 퍼설페이트(persulfate)를 사용한 경우의 Alachlor®의 총유기탄소(Total Organic Carbon(TOC))를 비교한 그래프이다.
본 발명은 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물, 독성 유기 오염물질, 또는 이들 모두를 동시에 제거하는 방법에 관한 것이다.
오염물질이 포함된 하·폐수, 오염된 수환경, 하·폐수 슬러지, 가축분뇨 또는 음식물쓰레기에 방사선을 조사할 경우, 수화학적 분해에 의하여 하이드록시 라디칼, 수소 원자, 수화전자 등의 이온성 물질이 생성되며, 상기 이온성 물질 가운데 하이드록시 라디칼은 처리 대상 물질을 무기화하는데 매우 효과적이다.
이와 함께, 본 발명은 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질을 동시에 도입하여, 설페이트 라디칼을 형성시킴으로써 처리 대상 물질의 살균 또는 제거 효율을 더욱 향상시키는 특징이 있다. 설페이트 라디칼은 예를 들어 하기 화학식 1과 같은 방법으로 형성될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112010030522513-pat00001

이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물의 제거방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 처리 대상 물질에 방사선을 조사함으로 인하여 하이드록실 라디칼이 생성될 뿐만 아니라, 본 발명에서 도입되는 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질을 분해하여 설페이트 라디칼이 형성되도록 한다. 이와 같이 형성된 하이드록실 라디칼과 설페이트 라디칼은 산화제로 작용하여 처리 대상물질에 포함되어 있는 병원성 미생물을 제거하게 된다.
이때, 제거 대상이 되는 병원성 미생물은 하·폐수, 지하수, 오염된 수환경, 하·폐수 슬러지, 가축분뇨 또는 음식물쓰레기에 포함될 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 처리 대상 물질이 상기 물질일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 병원성 미생물을 포함하며 처리의 필요성이 있는 물질이면 어떠한 물질도 처리 대상 물질이 될 수 있다.
본 발명에 따라 처리 대상 물질에 방사선을 조사함에 있어서, 조사선량은 흡수선량을 기준으로 1 Gy 내지 20 MGy의 범위인 것이 바람직하다. 조사선량이 1 Gy 미만인 경우, 에너지가 낮아 하이드록실 라디칼 및 설페이트 라디칼이 충분히 생성되지 않는 문제점이 있고, 20 MGy를 초과하는 경우, 이에 따른 더 나은 효과가 발생하지 않으므로 불필요하게 과도한 에너지의 방사선이 조사되는 문제점이 있다.
한편, 본 발명에서 조사되는 방사선은 Co60 , Co56, Sc46, Na22, 및 Cs134 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로부터 발생되는 감마선; 전자선 또는 감마선 가속기로부터 발생되는 전자선, 감마선 또는 플라즈마 모두 가능하다. 이는 하이드록실 라디칼을 생성하는 원리가 비슷하고 설페이트 라디칼과 시너지 현상을 일으키기 때문이다.
본 발명은 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용하여 병원성 미생물을 제거하는 것을 특징으로 한다. 이때 설페이트 라디칼은 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질로부터 예를 들어 하기 화학식 1과 같이 형성될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112010030522513-pat00002

상기 화학식 1에서 퍼설페이트는 본 발명에서 도입되는 방사선에 의하여 분해되어 설페이트 라디칼을 형성한다.
또한, 본 발명은 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용한 독성 유기 오염물질의 제거방법을 제공한다.
본 발명에서 제거 대상으로 하는 독성 유기 오염물질은 항생제, 내분비계 장애물질, 개인용품 물질 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면 처리 대상 물질에 방사선을 조사함으로 인하여 하이드록실 라디칼이 생성될 뿐만 아니라, 본 발명에서 도입되는 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질을 분해하여 설페이트 라디칼이 형성되도록 한다. 이와 같이 형성된 하이드록실 라디칼과 설페이트 라디칼은 산화제로 작용하여 처리 대상물질에 포함되어 있는 독성 유기 오염물질을 제거하게 된다.
이때, 제거 대상이 되는 독성 유기 오염물질은 하·폐수, 지하수, 오염된 수환경, 하·폐수 슬러지, 가축분뇨 또는 음식물쓰레기에 포함될 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 처리 대상 물질이 상기 물질일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 독성 유기 오염물질을 포함하며 처리의 필요성이 있는 물질이면 어떠한 물질도 처리 대상 물질이 될 수 있다.
본 발명에 따라 처리 대상 물질에 방사선을 조사함에 있어서, 조사선량은 흡수선량을 기준으로 1 Gy 내지 20 MGy의 범위인 것이 바람직하다. 조사선량이 1 Gy 미만인 경우, 에너지가 낮아 하이드록실 라디칼 및 설페이트 라디칼이 충분히 생성되지 않는 문제점이 있고, 20 MGy를 초과하는 경우, 이에 따른 더 나은 효과가 발생하지 않으므로 불필요하게 과도한 에너지의 방사선이 조사되는 문제점이 있다.
한편, 본 발명에서 조사되는 방사선은 Co60 , Co56, Sc46, Na22, 및 Cs134 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로부터 발생되는 감마선; 전자선 또는 감마선 가속기로부터 발생되는 전자선, 감마선 또는 플라즈마 모두 가능하다. 이는 하이드록실 라디칼을 생성하는 원리가 비슷하고 설페이트 라디칼과 시너지 현상을 일으키기 때문이다.
본 발명은 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용하여 독성 유기 오염물질을 제거하는 것을 특징으로 한다. 이때 설페이트 라디칼은 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질로부터 예를 들어 하기 화학식 1과 같이 형성될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112010030522513-pat00003

상기 화학식 1에서 퍼설페이트는 본 발명에서 도입되는 방사선에 의하여 분해되어 설페이트 라디칼을 형성한다.
나아가 본 발명은 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물과 독성 유기 오염물질의 동시 제거방법을 제공한다.
하·폐수, 지하수, 오염된 수환경, 하·폐수 슬러지, 가축분뇨, 또는 음식물 쓰레기 등은 병원성 미생물 또는 독성 유기 오염물질이 단독으로 포함되어 있는 경우보다 이들이 동시에 포함되어 있는 경우가 많으며, 본 발명에 따른 방법은 이와 같이 처리 대상 물질에 병원성 미생물과 독성 유기 오염물질이 함께 포함되어 있는 경우에도 이들을 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. 특히 병원성 미생물은 방사선 조사에 의하여 형성되는 하이드록실 라디칼에 의하여 용이하게 사멸하지만, 독성 유기 오염물질은 적은 양의 방사선 조사만으로는 충분히 분해되지 않는다. 본 발명은 방사선 조사와 설페이트 라디칼을 동시에 이용하여 이와 같이 용이하게 분해되지 않는 독성 유기 오염물질까지 동시에 제거할 수 있다.
이때, 설페이트 라디칼은 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질로부터 예를 들어 상기 화학식 1과 같이 형성될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 자세히 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 자세히 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
병원성 미생물의 제거 1
1. 병원성 미생물(실험 균주)의 준비
본 실시예에서는 한국미생물 보존센터로부터 Escherichia Coli K12(ATCC 23716)를 분양받아 실험의 균주로 사용하였다. Escherichia Coli K12(E. Coli K12)는 수질기준에 가장 보편적인 지표 미생물로 수인성 병원성 미생물의 잠재적 존재를 경고하는데 도움을 주기 때문에 상수처리에서 중요한 지표 미생물이다. E. Coli K12는 37 ℃에서 24 시간동안 150 rpm으로 배양기를 흔들어준 후 사용하였다.
2. 병원성 미생물의 제거
상기에서 준비된 실험 균주를 107∼108 CFU/ml 가 되도록 1000 ml 수용액을 만든 후, 실험균주가 포함된 수용액에 0.01 mM 농도가 되도록 2.381 mg/L Na2S2O8를 주입하여, 15 ml 코니칼 튜브(conical tube)에 담은 후, 바로 상온(20 ℃)에서 흡수선량 0.1 kGy 되도록 감마선을 조사하였다. 이때 사용된 광원은 방사능이 1.47×1017 Bq (397949 Ci)인 고준위 60Co 광원(MDS Nordion, Canada)을 사용하였다.
<실시예 2>
병원성 미생물의 제거 2
감마선의 흡수선량을 0.2 kGy로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<실시예 3>
병원성 미생물의 제거 3
감마선의 흡수선량을 0.3 kGy로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<실시예 4>
병원성 미생물의 제거 4
감마선의 흡수선량을 0.4 kGy로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<실시예 5>
병원성 미생물의 제거 5
감마선의 흡수선량을 0.5 kGy로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<실시예 6>
병원성 미생물의 제거 6
감마선의 흡수선량을 0.7 kGy로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<실시예 7>
병원성 미생물의 제거 7
감마선의 흡수선량을 1.0 kGy로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<실시예 8 내지 17>
독성 유기 오염물질의 제거 1 내지 10
가축과 인간에게 많이 쓰이는 항생제인 설파메톡사졸(Sulfamethoxazole)의 30 mg/L 농도의 수용액을 제조하였다. 상기 수용액 1000 ml에 0.1 mM 농도가 되도록 Na2S2O8 (0.02381 g/L)를 주입하여 혼합한 후, 상온에서 상기 실시예 1에서 사용한 장비로 감마선의 흡수선량을 하기 표 1과 같이 변화시키면서 감마선을 조사하여 수용액 내의 설파메톡사졸을 제거하였다.
실시예 방사선 흡수선량(kGy)
8 0.2
9 0.4
10 0.6
11 0.8
12 1.0
13 2.0
14 5.0
15 10
16 20
17 40
<실시예 18 내지 59>
독성 유기 오염물질의 제거 11 내지 52
농약 제초제로 널리 사용되는 Alachlor® 10 mg/L 농도의 수용액 1000 ml에 하기 표 2와 같은 농도로 Na2S2O8을 Alachlor® 의 수용액에 혼합한 후, 상기 실시예 1에서 사용한 장비로 감마선의 흡수선량을 하기 표 2와 같이 변화시키면서 감마선을 조사하여 수용액 내의 Alachlor®을 제거하였다.
흡수선량
(Gy)		 Na2S2O8의 농도(mM)
0.01 0.03 0.05 0.1 0.5 1.0
50 실시예18 실시예25 실시예32 실시예39 실시예46 실시예53
100 실시예19 실시예26 실시예33 실시예40 실시예47 실시예54
150 실시예20 실시예27 실시예34 실시예41 실시예48 실시예55
200 실시예21 실시예28 실시예35 실시예42 실시예49 실시예56
250 실시예22 실시예29 실시예36 실시예43 실시예50 실시예57
300 실시예23 실시예30 실시예37 실시예44 실시예51 실시예58
500 실시예24 실시예31 실시예38 실시예45 실시예52 실시예59
<비교예 1>
감마선만을 조사하여 병원성 미생물의 제거 1
본 발명에 따른 설페이트 라디칼의 추가적인 효과를 확인하기 위하여, Na2S2O8을 도입하지 않고 감마선만을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<비교예 2>
감마선만을 조사하여 병원성 미생물의 제거 2
감마선의 흡수선량을 0.2 kGy로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<비교예 3>
감마선만을 조사하여 병원성 미생물의 제거 3
감마선의 흡수선량을 0.3 kGy로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<비교예 4>
감마선만을 조사하여 병원성 미생물의 제거 4
감마선의 흡수선량을 0.4 kGy로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<비교예 5>
감마선만을 조사하여 병원성 미생물의 제거 5
감마선의 흡수선량을 0.5 kGy로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<비교예 6>
감마선만을 조사하여 병원성 미생물의 제거 6
감마선의 흡수선량을 0.7 kGy로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<비교예 7>
감마선만을 조사하여 병원성 미생물의 제거 7
감마선의 흡수선량을 1.0 kGy로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 병원성 미생물을 제거하였다.
<비교예 8 내지 17>
감마선만을 조사하여 독성 유기 오염물질의 제거 1 내지 10
가축과 인간에게 많이 쓰이는 항생제인 설파메톡사졸(Sulfamethoxazole)의 30 mg/L 농도의 수용액을 제조하였다. 상기 수용액 1000 ml에 대하여 상온에서 상기 실시예 1에서 사용한 장비로 감마선의 흡수선량을 하기 표 3과 같이 변화시키면서 조사하여 수용액 내의 설파메톡사졸을 제거하였다.
비교예 방사선 흡수선량(kGy)
8 0.2
9 0.4
10 0.6
11 0.8
12 1.0
13 2.0
14 5.0
15 10
16 20
17 40
<비교예 18 내지 24>
독성 유기 오염물질의 제거 11 내지 17
농약 제초제로 널리 사용되는 Alachlor® 10 mg/L 농도의 수용액 1000 ml에 상기 실시예 1에서 사용한 장비로 감마선의 흡수선량을 하기 표 4와 같이 변화시키면서 조사하여 수용액 내의 Alachlor®을 제거하였다.
비교예 방사선 흡수선량(Gy)
18 20
19 100
20 150
21 200
22 250
23 300
24 500
<실험예 1>
병원성 미생물 살균 효율의 확인
방사선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용할 경우, 병원성 미생물의 살균 효율을 확인하기 위하여 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 7에 대하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 7에서 처리된 수용액을 각각 108 CFU/ml로 0.1 M의 인산염 버퍼를 이용하여 희석하였다. 희석된 처리수를 평판배지(nutrient agar plate)에 도밀한 후 37 ℃의 인큐베이터에서 24 시간동안 배양하였다. 배양후 형성된 균주의 개체수(colony)를 계수하였고, 처리전 실험균주의 개체수를 확인하여 살균 전·후의 균주 개체수를 비교하였고, 그 결과를 표 5 및 도 1에 나타내었다. 표 5 및 도 1에 따르면, 본 발명에 따라 감마선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용하는 경우 병원성 미생물의 살균 효율이 더욱 뛰어남을 알 수 있다.
감마선 조사와 Na2S2O8 첨가에 따른 E. Coli의 살균 효율
실시예 살균효율 비교예 살균효율
1 79.7357 1 79.1030
2 92.5110 2 85.7288
3 97.2026 3 90.0102
4 99.7824 4 94.2915
5 99.9804 5 98.3588
6 99.9987 6 99.9938
7 10.0000 7 99.9999
<실험예 2>
독성 유기 오염물질의 제거 효율 확인 1
방사선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용할 경우, 독성 유기 오염물질의 제거 효율을 확인하기 위하여 실시예 8 내지 14과 비교예 8 내지 14에 대하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실시예 8 내지 14과 비교예 8 내지 14에서 처리된 수용액 내의 설파메톡사졸의 농도를 HPLC(High Performance Liquid Chromatograph)로 측정하였다. 이를 처리 전 수용액 내의 설파메톡사졸의 농도와 비교하여 본 발명에 따른 독성 유기 오염물질의 제거 효율을 확인하였고, 그 결과를 하기 표 6 및 도 2에 나타내었다. 표 6 및 도 2에 따르면, 본 발명에 따라 감마선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용하는 경우 독성 유기 오염물질중 하나인 설파메톡사졸의 제거 효율이 더욱 뛰어남을 알 수 있다. 이하에서 C는 각 독성 유기 오염물질의 방사선 조사전 농도이고, Co는 방사선 조사 후 농도를 의미한다.
감마선 조사와 Na2S2O8 첨가에 따른 설파메톡사졸의 제거 효율
실시예 설파메톡사졸 제거효율
(C/Co)		 비교예 설파메톡사졸 제거효율
(C/Co)
8 0.68 8 0.68
9 0.43 9 0.45
10 0.28 10 0.31
11 0.18 11 0.21
12 0.13 12 0.17
13 0.00 13 0.01
14 0.00 14 0.00
<실험예 3>
독성 유기 오염물질의 제거 효율 확인 2
방사선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용할 경우, 독성 유기 오염물질의 제거 효율을 확인하기 위하여 실시예 8 내지 17과 비교예 8 내지 17에 대하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실시예 8 내지 17과 비교예 8 내지 17에서 처리된 수용액 내의 설파메톡사졸의 총유기탄소(Total Organic Carbon(TOC))를 TOC-VCSN (Shimadzu Co., Japan)로 측정하였다. 이를 처리 전 수용액 내의 설파메톡사졸의 TOC와 비교하여 본 발명에 따른 독성 유기 오염물질의 제거 효율을 확인하였고, 그 결과를 하기 표 7 및 도 3에 나타내었다. 표 7 및 도 3에 따르면, 본 발명에 따라 감마선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용하는 경우 독성 유기 오염물질중 하나인 설파메톡사졸의 제거 효율이 더욱 뛰어남을 알 수 있다.
감마선 조사와 Na2S2O8 첨가에 따른 설파메톡사졸의 제거 효율
실시예 설파메톡사졸의 TOC
(C/Co)		 비교예 설파메톡사졸의 TOC
(C/Co)
8 0.99 8 0.99
9 1.01 9 0.99
10 1.00 10 0.99
11 1.00 11 0.99
12 0.99 12 1.00
13 0.94 13 0.96
14 0.62 14 0.95
15 0.16 15 0.90
16 0.13 16 0.75
17 0.10 17 0.59
<실험예 4>
독성 유기 오염물질의 제거 효율 확인 3
방사선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용할 경우, 독성 유기 오염물질의 제거 효율을 확인하기 위하여 실시예 18 내지 59와 비교예 18 내지 24에 대하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실시예 18 내지 59와 비교예 18 내지 24에서 처리된 수용액 내의 Alachlor®의 농도를 HPLC(High Performance Liquid Chromatograph)로 측정하였다. 이를 처리 전 수용액 내의 Alachlor®의 농도와 비교하여 본 발명에 따른 독성 유기 오염물질의 제거 효율을 확인하였고, 그 결과를 하기 표 8, 표 9 및 도 4에 나타내었다. 표 8, 표 9 및 도 4에 따르면, 본 발명에 따라 감마선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용하는 경우 독성 유기 오염물질중 하나인 Alachlor®의 제거 효율이 더욱 뛰어남을 알 수 있다.
감마선 조사와 Na2S2O8 첨가에 따른 Alachlor®의 제거 효율
실시예 Alachlor® 제거효율
(C/Co)		 실시예 Alachlor® 제거효율
(C/Co)
18 0.49 39 0.25
19 0.29 40 0.07
20 0.17 41 0.02
21 0.10 42 0.01
22 0.05 43 0.00
23 0.02 44 0.00
24 0.00 45 0.00
25 0.35 46 0.17
26 0.13 47 0.04
27 0.06 48 0.01
28 0.03 49 0.00
29 0.01 50 0.00
30 0.00 51 0.00
31 0.00 52 0.00
32 0.32 53 0.09
33 0.10 54 0.01
34 0.04 55 0.00
35 0.02 56 0.00
36 0.00 57 0.00
37 0.00 58 0.00
38 0.00 59 0.00
감마선 조사에 따른 Alachlor®의 제거 효율
비교예 Alachlor® 제거효율
(C/Co)		 비교예 Alachlor® 제거효율
(C/Co)
18 0.69 22 0.09
19 0.46 23 0.04
20 0.28 24 0.00
21 0.17 - -
<실험예 5>
독성 유기 오염물질의 제거 효율 확인 4
방사선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용할 경우, 독성 유기 오염물질의 제거 효율을 확인하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
농약 제초제로 널리 사용되는 Alachlor® 10 mg/L 농도의 수용액 1000 ml에 하기 표 10과 같은 농도별로 Na2S2O8을 주입하여 혼합한 후, 상기 실시예 1에서 사용한 장비로 감마선의 흡수선량을 하기 표 10과 같이 변화시키면서 조사하여 수용액 내의 Alachlor®을 제거하였다. 그 후 실험예 3과 동일한 방법으로 처리 전·후의 TOC를 측정하였고 이를 하기 표 10 및 도 5에 나타내었다. 표 10 및 도 5에 따르면, 본 발명에 따라 감마선과 설페이트 라디칼을 동시에 이용하는 경우 독성 유기 오염물질중 하나인 Alachlor®의 제거 효율이 더욱 뛰어남을 알 수 있다.
감마선 조사와 Na2S2O8 첨가에 따른 Alachlor®의 제거 효율
흡수
선량
(kGy)		 Alachlor® (10mg/L) TOC (C/Co)
감마선
조사		 감마선
조사
+
Na2S2O8 0.1 mM		 감마선
조사
+
Na2S2O8
0.3 mM		 감마선
조사
+
Na2S2O8
0.5 mM		 감마선
조사
+
Na2S2O8
1.0 mM		 감마선
조사
+
Na2S2O8
3.0 mM		 감마선
조사
+
Na2S2O8
5.0 mM
0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
0.1 0.97 0.90 0.88 0.85 0.84 0.77 0.66
1 0.84 0.81 0.75 0.72 0.68 0.56 0.34
2 0.72 0.63 0.57 0.53 0.38 0.18 0.05
5 0.68 0.55 0.42 0.31 0.12 0.09 0.05
10 0.72 0.54 0.39 0.26 0.10 0.09 0.06
20 0.72 0.54 0.40 0.29 0.11 0.08 0.06

Claims (15)

  1. 방사선 조사와 설페이트(sulfate) 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물의 제거방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 병원성 미생물의 제거방법은 하·폐수, 지하수, 오염된 수환경, 하·폐수 슬러지, 가축분뇨 및 음식물쓰레기로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나에 포함된 병원성 미생물을 대상으로 하는 것을 특징으로 하는 병원성 미생물의 제거방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방사선 조사의 조사선량은 흡수선량 기준으로 1 Gy 내지 20 MGy인 것을 특징으로 하는 병원성 미생물의 제거방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조사되는 방사선은 Co60, Co56, Sc46, Na22, 및 Cs134로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로부터 발생되는 감마선인 것을 특징으로 하는 병원성 미생물의 제거방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조사되는 방사선은 전자선 가속기로부터 발생되는 감마선, 전자선 및 플라즈마로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 병원성 미생물의 제거방법.
  6. 방사선 조사와 이에 의하여 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질을 동시에 이용한 병원성 미생물의 제거방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 방사선 조사에 의하여 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질은 퍼설페이트(persulfate)인 것을 특징으로 하는 병원성 미생물의 제거방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 방사선 조사와 이에 의하여 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질을 동시에 이용한 독성 유기 오염물질의 제거방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 방사선 조사에 의하여 설페이트 라디칼을 형성할 수 있는 물질은 퍼설페이트(persulfate)인 것을 특징으로 하는 독성 유기 오염물질의 제거방법.
  15. 방사선 조사와 설페이트(sulfate) 라디칼을 동시에 이용한 병원성 미생물과 독성 유기 오염물질의 동시 제거방법.
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