흐름주입분석법을 이용한 음용수중 브롬산이온 정량

소개

흐름주입분석법을 이용한 음용수중 브롬산이온 정량
Determination of Bromate Anioninthe Drinking Water by Flow Injection Analysis.

현재 국내 음용수 소독에는 일반적으로 염소와 오존이 사용되고 있다. 해수가 유입된 해안 부근의 원수 중에는 브롬화 이온(bromide, Br-)이 함유되어 있고 지표수 또한 지질의 용해, 산업폐수 등에 의해  브롬 이온이 상수원수에 유입될 수 있으며, 브롬화 이온 함유 원수의 오존으로 처리시 브롬산염이 생성되는 것으로 보고되었다. 브롬화 이온 그 자체는 건강에 직접적인 영향을 미치지 않지만 오존과 반응하여 소독부산물로 발생되는 브롬산염은 1990년 세계보건기구 국제 암연구 협회(LARC)에 의해 발암의심물질로 분류되었고, 세계보건기구는 1993년 음용수 지침에서 브롬산염의 최대 허용 오염 기준치를 25μg/L 이하로 제한하였다. 미국과 유럽연합(EU)역시 오염 기준치를 10μg/L 이하로 제한하고 있으나 우리나라는 음용수 수질기준에 아직 브롬산염의 기준이 정하여져 있지 않다. 또한 국내에서는 최근 정수 처리를 위한 오존 처리시설을 확충하고 있어 브롬산염의 제거와 정밀한 분석법에 대한 연구가 계속되어야 할 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 간접요오드화법을 이용한 흐름주입분석법(FIA)을 이용하여 정밀하고 빠르게 브롬산이온을 분석할 수 있는 분석법을 확립하였다.

목차

List of Tables ⅱ
List of Figures ⅱ
Abstract ⅲ

Ⅰ Introduction 1

Ⅱ Experimental 3
2.1 Materials and Reagent 3
2.2 Instrument 3
2.3 Experiment method 4
2.4 FIA (Flow Injection Analysis) Set-up 4

Ⅲ. Result & Discussion 5
3.1 Characteristics of Absorption spectra 5
3.2 Optimal Conditions in the flow injection system 6
3.3 Effect of interference by several anion 13

Ⅳ. Conclusions 14

Ⅴ. References 15

본문내용

I. Introduction

해수가 유입된 해안 부근의 원수 중에는 브롬화 이온(Bromide, Br-)이 함유되어 있고 지표수 또한 지질의 용해, 산업폐수 등에 의해 브롬화 이온이 상수원수에 유입될 수 있으며, 브롬화 이온 함유 원수의 오존처리 시 브롬산염이 생성되는 것으로 보고되었다1). 또한 해수를 이용하는 양식장이나 이를 냉각수로 이용하는 발전소 등에서 미생물에 의한 오염을 방지하기 위해 오존처리를 하는 경우가 많다. 오존은 산화력이 강한 물질로서, 원형질 등에 직접 작용하여 세포를 살상하기 때문에 많은 분야에서 살균제로 사용되고 있다. 특히 정수장의 소독뿐만 아니라 강한 산화력으로 인한 탈취, 탈색, 탁도의 제거와, 암모니아 및 아질산의 산화 등의 효능을 가지고 있기 때문에 병원미생물의 살균과 배출수의 수질정화를 목적으로 다용도로 사용되고 있다2). 해수를 이용하는 양식장인 경우에는 해수 중에 존재하는 브롬화 이온이나 염소이온 등이 오존과 반응하여 산화물을 생성한다3,4). 담수중의 브롬화합물은 지질의 생성, 해수의 침입과 인위적인 것에 의해 존재하게 된다. 인위적인 것으로는 농약, 비료, 유연가솔린의 첨가물, 불연화제, 산업폐수 및 하수 처리수 등에 의해 유입된다3). Br-을 포함하는 수용액에 오존을 주입하면 Br-은 HOBr을 생성하게 되며, HOBr은 pH의 조건에 따라 OBr-, HOBr의 형태로 존재하게 된다5.6). 이들은 또다른 O3 분자와 반응을 진행하여 BrO3-로 산화됨과 동시에 Br-을 생성한다. BrO3-의 생성에 대한 반응식은 다음과 같이 표시할 수 있다6).

O3 +Br- → O2 +OBr- (1)
O3 +OBr- → 2O2 + Br- (2)
OBr- +H3O+ ↔ HOBr + H2O (3)
2O3 + OBr- → 2O2 + BrO3- (4)

(1)~(3)식에서 중간체인 HOBr의 농도는 pH가 낮을수록 증가하게 되고, 알카리성에서보다 산성에서 Humic acid와 반응하여 Bromoform을 잘 형성한다고 보고하고 있다7). 국내에서는 최근 정수 처리를 위한 오존 처리시설을 확충하고 있어 브롬산염의 제거와 정밀한 분석법에 대한 연구가 계속되어야 할 것으로 생각된다. 브롬화 이온 그 자체는 건강에 직접적인 영향을 미치지 않지만 오존과 반응하여 소독부산물로 발생되는 브롬산염은 1990년 세계보건기구 국제 암연구 협회(LARC)에 의해 발암의심물질로 분류되었고8), 세계보건기구는 1993년 음용수 지침에서 브롬산염의 최대 허용 오염 기준치를 25μg/L 이하로 제한하였다9). 미국과 유럽연합(EU)역시 오염 기준치를 10μg/L 이하로 제한10) 하고 있으나 우리나라는 음용수 수질기준에 아직 브롬산염의 기준이 정하여져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 간접요오드화법을 이용한 흐름주입분석법(FIA)을 이용하여 정밀하고 빠르게 브롬산이온을 분석할 수 있는 분석법을 확립하고자 하였다.

참고자료

· 1) Kosak-Channing, L. and Helz, G. R., "Ozone reactivity with seawater components," J. Int. Ozone Ass., 1, 39~46(1979)
· 2) Verde, L., F. Meucci and G. C. Vanini. 1969. On the behavior of anionic detergents in ozone-treatde water. L`Igiene Moderna 62, 277-285.
· 3) da Silva, M. V., P. A. Gibbs and R. M. Kirby. 1998. Sensorial and microbial effects of gaseous ozone on fresh scad. J. Appl. Microbiol. 84, 802-810.
· 4) Dacid, J. and L. S. Vernon. 1980. Water chemistry. pp. 354. John Wiley & Sons. New York.
· 5) Werner, R. H. and J. Hoigne, 1983, Ozonation of Bromide-Containing Water ; Kinetics of Formation of hypobromous Acid and Bromate, Environ. S챠. Technol., 17(5), 261-267
· 6) Gunten, U. V. and J. Hoigne, 1994 Bromate Formation during Ozonation of Bromide containg Water: Interaction of Ozone and Hydroxyl radical Reaction, Environ. Sci. Tech., 28 1234-1242
· 7) Hang, W. R., J. Hoigne and H. Bader, 1984, Improved Ammonia Oxidation by Ozone in the Presence of Bromide Ion During Water Treatment, Wat. Res., 18(9), 1125-1128.
· 8) WHO, "LARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans," 52,(1990)
· 9) World Health Organization, "Guidelines for drinking water quality," WHO, Geneva, Switzerland(1993).
· 10) USA., "Federation regulation," USA., 59:145:38668, July29(1994)