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[대기오염 개론]휘발성 유기 화합물

Ⅰ. 휘발성 유기화합물1. 휘발성유기화합물(VOCs)정의대기 중에서 질소산화물과 공존하면 햇빛의 작용으로 광화학반응을 일으켜 오존 및 팬(PAN:퍼옥시아세틸 나이트레이트) 등 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학스모그를 유발하는 물질을 통틀어 일컫는 말이다. 대기오염물질이며 발암성을 가진 독성 화학물질로서 광화학산화물의 전구물질이기도 하다. 또한 지구온난화와 성층권오존층 파괴의 원인물질이며 아구치를 일으키기도 한다.국내의 대기환경보전법시행령 제39조 제1항에서는 석유화학제품?유기용제 또는 기타 물질로 정의하는데, 환경부고시 제1998-77호에 따라 벤젠·아세틸렌·휘발유 등 31개 물질 및 제품이 규제대상이다. 산업체에서 많이 사용하는 용매에서 화학 및 제약공장이나 플라스틱 건조공정에서 배출되는 유기가스에 이르기까지 매우 다양하며 끓는점이 낮은 액체얀료, 파라핀 올레핀, 방향족화합물 등 생활주변에서 흔히 사용하는 탄화수소류가 거의 해당된다.배출원은 토양과 습지·초목·초지 등의 자연적 배출원과 유기용제사용시설·도장시설·세탁소·저유소·주유소 및 각종 운송수단의 배기가스 등의 인위적 배출원이 있는데, 배출량은 세계적으로 유기용제사용시설과 자동차 등의 이동오염원이 대부분을 차지한다. 환경과 인체에 큰 영향을 끼치므로 대부분의 국가들이 배출을 줄이기 위하여 정책적으로 노력하고 있다.국내에서는 1995년에 개정한 대기환경보전법에 근거하여 여천공기업지와 울산·미포 및 온산공업단지를 특별대책지역으로 지정하였다. 1997년 12월에는 대기환경보전법시행령을 개정하여 규제대상의 범위를 탄화수소류 중 레이드증기압이 27.6㎪ 이상인 물질에서 10.3㎪ 이상인 물질로 확대하고 주유소를 규제 대상시설로 추가하였으며, 1999년 10월에는 대기환경보전법시행령을 개정하여 10.3㎪ 이하의 물질 중의 유해한 물질도 관리할 수 있도록 레이드 증기압의 범위제한을 두지 않도록 하였다. 대기환경규제지역으로 지정된 지역 안의 석유정제 및 석유화학제품 정제 제조시설이나 저장 및 출하시설, 저유소, 주유lycol ethers, 원유정제화합물, 납사 및 Mineral spirits이며, 표 2.2에서는 VOC 물질의 종류를 발생원별로 제시하였는데, 대부분의 유기용제가 해당되어 Paraffin, Olefin과 Aromatics에는 실제로 많은 종류의 화합물이 포함된다.표 2.2. 발생원에 따른 VOC 물질의 종류공장의 종류발생원VOC 물질의 종류도장및 잉크제조 공장자동차, 전자제품 도장 및 건조기금속, 유리, 옵셋인쇄 건조기에나멜, 니스 건조기벤젠, 톨루엔, 크실렌, 납사, 알코올, 에스테르, 유기용매용매, 접착제 및합성수지제조공장플라스틱, 합판 제조공정 등스타이렌, 알데히드, 에스테르화학공장석유화학, 유기합성 공정 등벤젠, 톨루엔, 크실렌, 알데히드, 알코올악취물질취급 공장비료, 사료, 소화기 제조과정 등아민 및 황화합물기타담배 건조기, 향료 제조과정 등알코올, 에스테르※대표적 VOC 물질 :지방족탄화수소, 방향족 탄화수소, 할로겐 탄화수소, 케톤류, 알데히드류, 알콜류, 글리콜류, 에테르류, 에폭시류, 페놀류 등※대표적 VOC 제외대상 물질 :메탄, 에탄, 일산화탄소, 이산화탄소, 금속카바이드 또는 카보네이트, 암모늄 카보네이트1) 광화학 반응성에 따른 분류VOC는 대기 중에서의 광화학 반응성에 따라 분류하기도 하는데, 이는 일반적인 유기화합물 분류의 VOC에 속하는 화합물이라도 대기중에서의 반응성에 따라 오염에 영향을 주는 정도가 달라지기 때문이다. 오존오염과 관련된 VOC의 영향은 광화학 반응성의 정도로 평가되는 것이 일반적이며, 규제대상 화합물을 선택하는데 많이 활용된다. 오존오염과 관련된 규제대상 VOC 화합물은 다음의 2가지 범주에 속하는 화합물을 제외한 모든 유기화합물로 정의되는 것이 일반적이다.① CO, CO₂, Carbonic acid, metallic carbides 또는 carbonates 및 ammonium carbonate로 대개 무기화합물질로 분류되는 탄소함유 화합물② 광화학 반응성이 작은 것으로 분류된 화합물VOC의 연쇄 광화학반응에 질소산화물(NOx)과 공존시 태양광의 작용에 의하여 광화학 반응을 일으켜 오존 및 PAN(Peroxylacetyl Nitrate) 등 2차 오염물질을 생성시킴으로써 광화학 스모그 현상을 일으킨다. 광화학적 스모그의 생성을 위해서는 탄화수소의 존재가 필수적인데, 모든 탄화수소가 대기의 다른 구성물과 반응하여 유해화학물질을 동일한 정도로 생성시키는 것은 아니다. 따라서 각종 탄화수소의 반응도(Reactivity)를 비교하기 위해서는 기준이 필요한데, 탄화수소 소모율, NO 산화율, 산화제 생성율, 에어로졸(Aerosol) 생성율, 눈의 통증, 식물의 피해정도가 이용되고 있다. 특히, 탄화수소 소모율과 NO 산화에 근거한 결과는 대체적으로 잘 일치한다. 여기서 NO 산화율이란 탄화수소에 의하여 NO가 NO2로 산화되는 비율을 뜻한다.따라서, 광화학스모그의 발생을 방지하기 위해서는 반응율이 높은 탄화수소의 배출을 통제해야만 하는데, 대체적으로 올레핀(Olefins), 디올레핀(Diolefins), 싸이클로알켄(Cycloalkenes)과 같은 이중결합을 가진 탄화수소가 반응율이 높으며, 트리알킬벤젠(Trialkylbenzenes), 테트라알킬벤젠(Tetraalkylbenzenes)이 그 다음이며, 디알킬벤젠(Dialkylbenzenes), 알데하이드(Aldehydes), 에틸렌(Ethylene), 톨루엔(Toluene), 파라핀계 탄화수소, 아세틸렌(Acetylene), 벤젠(Benzene)순이다.한편, 올레핀 화합물의 오존 생성 메카니즘을 간략하게 표현해 보면, 아래 반응식과 같다.O ＋ Olefin → Rㆍ ＋ ROㆍRㆍ ＋ O₂→ ROOㆍROOㆍ ＋ O₂→ ROㆍ ＋O₃3) 인체 및 생태계 영향VOC는 인체 및 생태계에 미치는 영향이 커서 일부 특정 대기 유해물질로 분류되고 있으며, 또한 광화학 반응을 통하여 오존 등과 같은 2차 오염물질인 광화학 산화물을 생성시킨다. 이와 같은 휘발성 유기화합물의 영향을 크게 5가지, 즉 (1)인체에 유독, (2)오존층 파괴(서 생긴 입자로서 성분은 주로 황산염?질산염?암모늄염 및 유기물질이다. 대기 중에 존재하는 크고 작은 입자들은 크기·발생원·성상에 따라 티끌(particle)·에어로솔(aerosol)·먼지(dust)· 작은 물방울(droplet)· 비산재(fly ash)·안개(fog)·증기(fume)·연무(mist)·매연(smoke)·스모그(smog)?검댕(soot)등으로 구분해 부른다.2. 입자상 물질의 크기- 공기 중에 부유하고 있는 고체나 액체의 미립자(particle)- 종류 : 먼지, 미스트, 흄(fume), 스모크, 바이오 에어로졸, 섬유 등※ 바이오 에어로졸 : 공기중 박테리아, 곰팡이, 미생물과 관련된 것① 먼지(dust) : 고체물질이 공정에 의해 공기중으로 발생, 비산된 미세한 고체미립자, 즉 고체물질의 일부가 마찰, 연삭, 분쇄 등에 의해 공기중으로 발생되는 고체상의 미립자- 분쇄, 마찰, 연삭, 운송, 굴착 등- 1차 먼지 : 원재료가 가공되는 과정에서 발생되는 분진- 2차 먼지 : 제거되지 않고 낙하했던 먼지들이 공정의 시작에 의해 다시 비산되는 물질② 미스트(mist) : 공기중에 부유하고 있는 작은 알갱이의 액체미립자 즉, 액체의 교반, 끓임, 혼합 등의 공정이나 증기의 응축으로 공기중에 떠다니는 액체미립자- 물리적인 공정(교반, 뿌림, 끓임 등) : 도금공정, 절삭유 사용공정- 증기의 응축③ 흄(fume) : 고온물질이 고온에 의해 증기화, 산화, 응축으로 공기중에 형성된 고체미립자- 고체물질(철골구조물 등)이㉠ 고열에 의한 증기화㉡ 증기물이 공기 중의 산소에 의해 산화물 형성㉢ 산화물이 온도 차이로 응축- 용접, 용해 등으로 인해 금속열, 용접공폐의 원인이 된다.※ 입자상물질의 호흡기 침착 - 입자상 물질의 크기와 화학성분이 영향을 미침① 물리적 크기(실제크기 측정) : 대표적인 먼지의 크기 측정- 페렛직경 : 입자의 가장자리를 이등분해서 측정. 과대평가할 가능성이 있다.- 마틴직경 : 입자(면적)를 이등분한 곳의 크기를 직경으로 한다.- 등면적여 곳을 통해 최종적으로 허파꽈리에 이른다. 기관은 직경 2cm 미만에서 기관지 말단에서 1mm 이하가 되어 허파꽈리로 연결되어 있다. 입자가 흡입되면, 입경이 큰 것은 충돌 내지 침강에 의해 기도벽에 침착한다. 허파꽈리 영역에까지 도달한 입경이 작은 입자는 확산에 의해 허파꽈리 벽에 침착한다.입자상 물질에서 입경의 크기는 직접적으로 측정한 길이가 아니고, 공기의 흐름상 관성과 관련된 것으로, 공기 역학 지름이라고도 불리운다. 한편, 대기중 입자는 입경에 따라 그 생성 기구가 다르며, 미소 입자 편은 건강에 심각한 위협이 되는 성분이 많이 포함되어 있다. 이 때문에, 입경은 그 호흡기계에의 침착과 대기 중에서의 생성 기구에 의한 성분 차이의 양면적 특성에 따라, 건강과 크게 관련되어 왔다.일본에서는 대기 중 입자상 물질 가운데, 입경 10μm 이하의 입자(부유 입자상 물질 - 약칭 SPM)를 환경기준으로 정했다. 반면, 미국에서는 PM10과 PM2.5 두 종류의 입경 특성을 가지는 입자의 환경기준이 설정되어 있다.PM2.5는 공기 역학지름 2.5μm 이하의 입자를 말한다. 하지만, 2.5μm 이하의 입자라 하더라도 2.5μm 이하의 입자만 100% 포함하고 2.5μm를 넘는 입자는 전혀 포함하지 않는다는 것은 아니다. PM2.5는 포집 효율이 50%가 되는 공기 역학지름이 2.5μm가 되는 입자이다. 마찬가지로 PM10은 포집 효율이 50%가 되는 공기 역학지름이 10μm가 되는 입자이다.한편, 일본의 SPM는 10μm를 넘는 입자가 100% cut이 되는 입자이다. SPM와 PM10은 다른 입경 분포를 가지는 것이고, 평균 입경을 비교하면, PM2.5＜SPM＜PM10이다.이들의 입경에 근거하는 입자상 물질에 관한 명칭 이외에도, 각 나라의 여러 가지의 법률이나 규제안에는 다양한 입자의 명칭이 들어있다. 분진, 매진(매진), 연기 등이 그것이다. 또한, 분진 안에도 부유 분진, 스파이크 타이어 분진, 특정 분진(석면 등) 등 종류도 매우 다양하다. 이들 중 상리포솜)

공학/기술| 2006.04.12| 23페이지| 1,000원| 조회(784)

휘발성 유기화합물, PM10, 나노물질, 입자상 물질

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[작업환경관리]물질안전 보건자료 평가A+최고예요

물질 안전 보건 자료(MSDS)1. MSDS(Material Safety Data Sheet )의 정의? 화학물질을 제조·수입·취급하는 사업주가 해당물질에 대한 유해성 평가 결과를 근거로 작성한 자료를 말한다.? 화학물질의 이름, 물리화학적 성질, 유해?위험성, 폭발?화재 시 방재요령, 환경에 미치는 영향 등을 기록한 서류로서 전기 품을 구입하면 그에 따른 설명서가 있고 약봉지안에는 제품 취급 설명서에 조에의 성분, 그 명칭, 조성, 약효 및 효능, 취급 시 주의사항, 마셨을 때 눈에 들어갔을 때 주의사항 등이 기재되어 있듯이 화학물질에 대한 제품취급 설명서가 물질안전 보건자료이다.- 화학물질 제조- 수입- 사용 및 양도하고자 하는 사업주로 하여금 취급하는 화학 물질의 유해- 위험성과 관련된 상기 자료를 작성하여 사업장에 비치, 근로자가 유해 및 위험성을 충분히 인지할 수 있도록 교육 실시하여 정보의 공유화를 실시하는 제도 근로자의 생명 및 건강 보호- 산업재해 및 직업병 예방위의 사항에 대한 근원적 예방방법 국제적으로 화학물질관리에 있어서 가장 유효한 제도로 인식되고 있다.? 물질안전보건자료(MSDS)는 미국 노동성 산하 노동안전위생국(Occupational Safety & Health Administration, OSHA)이 1983년 약 600여종의 화학물질이 작업장에서 일하는 근로자에게 유해하다고 여겨서 이들 물질의 유해 기준을 마련하고자 한 것으로부터 기인하고 있다. 이 기준은 1985년에 발효되었으며 이 때 근로자의 알 권리(right-to-know)에 대한 연방법안에 동조하는 대규모 화학 회사들이 지지하고 나서 MSDS에 대한 시안이 마련되었으며, 화학 제조업자 협회(Chemical Manufacturers Association, CMA)가 미국 표준연구소(ANSI)의 공인을 얻어서 1992년 통일된 MSDS 안을 제정하여 공포하게 되었다.2. MSDS목적화학물질을 안전하게 취급하기 위하여 근로자나 실수요자에게 필요한 정보를 제공함으로써 화학물질에. 화학물질의 좋은 정보는 생산자가 이미 공개해 놓았으니 더 공개할 내용이 없다. 남은 것은 화학물질의 좋지 않은 정보뿐이다. 화학물질이 어떠한 속병을 일으키고 어떠한 질병을 일으킬 수 있는가를 작업자와 소비자에게 모두 공개하도록 하는 제도가 MSDS제도 인 것이다. 다만, 철저하게 작성하고 엄격하게 준수할 뿐이다.(4) 안전취급과 안전처분의 목적지구상에 존재하는 모든 유해물질은 안전성을 위협하는 위험성을 갖고 있다. 유해물질을 취급하거나 불안전하게 처분하게 되면 단기간적으로는 안전사고를 일으킬 것이고, 장기간적으로는 속병을 앓게 할 뿐 만아니라, 피부병을 유발 할 수도 있다. MSDS에는 유해물질에 대한 안전취급사항들이 적혀 있는 것이므로 유해물질을 안전하게 취급하고자 할 때 읽어보고 생각하면 된다. 만약 MSDS속에 안전취급사항이 없다고 한다면, 연구를 좀 더하여 재작성하도록 요구할 수 있고 이러한 정당한 사항을 무시한다면 노동부에 진정도 할 수 있고 경찰에 고발 할 수 있다.3. 용어 해설① LD (Lethal Dose)??독물의 투여량에 대한 공시생물의 감응작용을 24시간내 치사율로 나타낸 투여량??예) LD50 : 공시생물의 50%가 24시간 내에 죽게 되는 독물의 투여량?② TD (Toxic Dose)??공시생물의 감응작용이 죽음외의 유해한 독성을 나타내게 될 때의 투여량??예) TD50 : 공시생물의 50%가 죽음외의 유해한 독성을 나타내게 되는 독물의 투여량③ LC (Lethal Concentration)??공시생물의 감응작용을 치사율로 나타낼 수 있을 때의 독물의 기준 농도④ NFPA(National Fire Protection Association) 지수??화재로 인해 발생하는 인명이나 재산상의 손실을 막기 위한 안전지수로서 건강위험, 화재위험, 반응성에 대해 각각 0~4로 나누어져 있다.용어의미급성독성(Acute Toxicity)그 화학물질의 폭로 이후 단기간(1~14일)내에 발생되는 독성을 의미하며, 가역적 영향을 미친다. 실제시험에서는 이 인간집단에 대하여 일으키는 건장장해의 빈도와 분포 등의 요인들을 비교 조사하여 통계학적으로, 해석해 내는 건장장해 내지 질병원인조사이다. 이러한 역학 조사를 ‘질병역학조사’라고 표현하여, 기술공학적인 ‘역학조사’와 구별하기도 한다.4. MSDS의 구성유해물질 안전보건자료 즉 MSDS는 화학물질이나 그 제제에 대하여 제조 시, 수입 시, 사용 시, 운반 시 또는 저장 시에는 작성하여 취급근로자가 쉽게 볼 수 있는 장소에 게시하거나 비치하여야 하되, 다음 사항들이 기재되어져 있는 자료이어야 한다고 산업안전보건법이 규정하고 있다.(1) MSDS의 주요내용① 화학물질의 명칭 ?② 안전보건상의 취급주의사항③ 환경에 미치는 영향 ?④ 물리화학적 특성⑤ 독성학적 정보⑥ 폭발화재시의 대처방법⑦ 응급조치요령⑧ 기타 노동부장관이 정하는 사항이러한 사항들에 대한 자료는 기재되어야 한다. 그렇지만 기재순서 마저 여기에 맞추라는 주문이나 지시는 아니다. 최소한 위의 7가지 사항들에 대한 자료를 요구하고 있는 것이다. 신종화학물질이 아닌 기존화학물질이나 신규화학물질에 대하여서는 위의 자료들이 대부분 존재한다. 다만 그러한 자료를 찾아내기 어려운 면이 있다고는 할 수 있다.?학제 품을 수입하고자 한다면 OECD 제국이나 유럽을 제외하면 사실상 수입선이 없다고 보아야 한다. 따라서 EU가 채택하여 사용하고 있으며 미국과 / 캐나다가 채택하고 있는 MSDS의 순서는 다음과 같다.(2) 물질안전보건자료(MSDS)의 주요항목① 화학제품과 회사에 관한 정보 (Chemical Product and Company Identification)② 구성성분의 명칭 및 함유량 (Composition, Information on Ingredients)③ 유해위험성(Hazards Identification)④ 응급조치요령(First Aid Measures)⑤ 폭발·화재 시 대처방법 (Fire-fighting Measures)⑥ 누출사고 시 대처방법 (Accidental Release Measures)⑦ 취한 중간체라고 하더라도 취급 부서의 근로자는 보호되어야 하므로 그 기업체의 연구소 단위에서는 그 물질과 MSDS 작성을 연구 하여야 하는 것이다. MSDS를 작성하여야 하는 유해화학물질이 그 자체로 순수하게 존재하는 경우는 별로 없으며, 단일?화학물질의 형태로 존재하는 경우는 많지 않다. 대부분이 혼합물의 형태로 존재한다. 이러한 혼합?물이 그 자체로서 특정한 물리화학적 특성을 갖고 있다면, 이미 미국화학회(American Chemical ??Society)가 물질 당 하나씩 붙인 Chemical Abstracts Service Number(CAS No.)가 부여되고 있고, 이미 선진국에서는 그것이 상품화되어, MSDS도 판매되거나 제공되고 있으므로 MSDS의 작성대상을?별도로 생각할 필요는 없다. MSDS의 작성대상이냐 아니냐로 고민하여야 할 대상은 사실상 혼합물이다. 화학제품으로서 판매되거나 제공되고 있지만, 단일 화학물질로 인정할 수도 없고, 그렇다고 유해화학물질들만으로 혼합?되어져 있는 경우가 아니므로 판단하기 어려운 것이다. 유해화학물질만으로 구성된 복합적 혼합물?이라면 MSDS에 그 조성을 밝히고 그 특성들을 밝히면 된다. 이 경우에도 발암성의 물질인 경우에는?0.1% 이상으로 함유된 유해물질을 명백히 하여야하고, 일반적 조성이라고 한다면 1% 이상 함유된 유해물질을 명백히 하면 되는 것이다. 말하자면 그 조성을 A% + B% + C% + ···· = 100% 로 해주면 완전하게 된다.?이는 어느 정도까지 그 조성분을 밝히느냐의 문제에 지나지 않는 것이다. 물론 그 조성을 상세히 밝히는 것이 그 제품의 경쟁력 확보에 문제가 되는 정보 보호사항일 수도 있다. 이러한 기밀적 정보보호라면 유해화학물질관리법에서 규정하는 정보보호 대상이어야 하고, 이 법에 의한 인가를 받아야?한다. 이 법에 의하여 인가된 기간 내에서만 그 조성의 정보보호가 가능한 것이다.- 혼합물의 유해결정① 혼합물의 독성이 전체로서 시험된 경우, 그 시험결과를 유해성여부를 판단하는 기초로S 작성제외 대상이다. 의약품과 함께 쓰는 가제나 소독약품 등도 마찬가지이다. 또한 화장품도 제외대상이다. 그러나 의약품을 만드는 원료물질이나 의약부외품의 원료물질 및 화장품의 원료물질, 이들 원료 물질들의 부원료로 이용되는 화학물질은 MSDS 작성의 제외대상 물질이 아니다. 원료물질이나 의약부외품의 원료물질 및 화장품의 원료물질들 또는 이들 원료 물질들의 부원료로?이용되는 화학물질도 MSDS 작성의 제외대상 물질이 아니다.③ 마약법에 의한 마약이 MSDS 작성 제외 물질마약법에는 헤로인, 코카인, 코독심, 코데인, 아세틸메사돌 등 106종의 마약은 MSDS 작성 제외 대상이나. 황산, 톨루엔, 아세톤 등의 마약원료물질 22종은 대량 거래 시에만 제외하고 미량 사용시는 MSDS 작성제외 물질에 해당되지 않는다.??④ 농약관리법에 의한 농약농약으로 현재 등록되어 있는 물질 수는 248종에 대해서는 MSDS를 작성하지 않아도 된다. 대신에 농약관리법에 의한 농약사용방법과 주의사항 등을 농약병과 상자에 표기하도록 하고 있다. 그러나 농약의 원료물질이나 부원료물질에 대하여서는 각기 MSDS를 작성 제공하여야 한다.⑤ 사료관리법에 의한 사료사료에는 배합사료 등등이 있지만 유해화학물질은 아니다. 그러므로 사료에 대한 MSDS를 작성 하거나 제공하거나 받거나 할 필요는 없다. 그러나 사료관리법에서 규정하고 있는 유해사료를?결정하는 요인인 비소(배합사료에서 100ppm이하) 불소(100ppm이하), 크롬(300ppm이하), 납(10ppm이하), 수은(0.4ppm이하), 아플라톡신(20ppb이하) 등 6종의 유해물질은 유해물질로서?관리하는 것이 아니라 사료의 함유물 내지 불순물로서 관리한다.⑥ 비료관리법에 의한 비료비료에는 유기질비료, 복합비료, 석회질비료, 규산질비료 등 42종에 대해서는 유해물질로 분류하지 않고 유용물질로 분류하고 있다. 그러나 화학비료의 원료인 암모니아를 구입하거나 생산할 때에는 반드시 그 MSDS를 받거나 작성하거나 제공하거나 비치하거나 게시하여야 한다제수

공학/기술| 2006.04.12| 10페이지| 1,000원| 조회(1,408)

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[환경화학]잔류 염소 요구량

잔류 염소와 염소요구량1. 요약? 염소소독을 실시하는 주된 목적은 수인성 질병을 예방하기 위함이다. 이때 소독은 유해한 미생물을 사멸시키기 위한 공정이며, 원칙적으로는 완전히 멸균된 물이 되지는 못한다. 염소, 하이포아염소산 및, 하이포아염소이온을 유리잔류염소라고 하며, 클로르 아민을 결합잔류염소라고 한다. 이때 잔류염소는 물속에 용존 하는 유리염소 및 클로르아민과 같은 결합형의 산화력을 가진 유효염소를 말한다. 이것은 살균등의 목적으로 물에 가한 가스 상 또는 분말상의 염소 또는 염소화합물이 원인이 되어 수중에 용존 하고 있는 것이다.? 염소이온과 질산은이 정량적으로 반응한 다음 과잉의 질산은 이 크롬산과 반응하여 크롬산은의 침전으로 나타나는 점을 적정의 종말점으로 하여 염소이온의 농도를 측정하는 방법이다. 정량 범위는 0.7㎎/ℓ이상이다.2. 서론§ 소독 : 공공 용수, 폐수방류수에 대해 소독을 한다.§ 소독의 목적 : 수인성 전염병의 발생 및 확산을방지하기 위하여§ 상수, 하수, 공업용수, 공업폐수 등의 처리에 쓰여 지고 있다. 정수처리에서 초기 공정으로 살균, 철이나 망간의 제거, 암모니아 제거 등을 목적으로 행해지는 염소의 첨가 작업을 전염소처리라고 하며, 급수 직전에 수도꼭지의 잔류염소를 보존 유지할 목적으로 첨가되는 것을 후염소처리라고 한다. 하수처리장에서는 방류 전에 행해진다. 예를 들면, 상?하수 처리장의 염소소독 및 유기물의 제거, 침전조의 플랑크톤과 조류의 제거, 분뇨정화조의 살균, 각종 공업용수에서의 균의 증식방지 및 망간의 제거, 폐수 중의 시안제거 등이 있다. 이 중 염소소독은 침전여과 등의 수 처리를 행한 후에 다시 염소의 살균작용을 이용하여 해가 없도록 하는 조작이며, 상수와 하수처리에도 쓰인다. 하수에서의 염소주입량은 염소요구량 등 하수의 수질에 큰 영향을 받으므로 이들을 고려하여 실험적으로 결정할 필요가 있다.§ 염소 소독? 염소의 특성염소의 특징은 산화력을 이용하여 물속에 잔존하는 박테리아, 대장균등 이물질들을 살균하는데 사용존재하는 염소결합 잔류염소 : 염소가 암모니아나 유기성 질수 화합물과 반응하여 존해 하는 것 (ex: chloramine)? 염소 요구량 : 물에다 가한 일정량의 염소와 일정한 기간 후에 남아 있는 유리 및 결합 잔류염소의 차? 염소의 살균력염소의 살균력은 세균의 생존에 중요한 한 효소의 능력을 파괴시킬 수 있는 염소의 능력에 기인하는 잔류염소의 농도와 형태물의 pH와 온도, 수중의 불순물농도, 접촉시간 등에 영향을 받는다. 즉 pH가 낮고 온도가 높을수록 염소의 농도가 높고 반응시간이 길수록 강해진다.살균력 : HOCl > OCl > chloramine염소는 대장균등 소화계 계통의 전염성 병원균(수인성)에 특히 효과가 크게 작용하며, 바이러스는 대장균보다 염소에 대한 저항력이 강해 생존할 염려가 있고 또한 대부분의 박테리아는 음(-)으로 대전되어 있어 OC- 의 접근이 어렵고 HOCl이 효력이 높다. 염소계열의 소독제에는 염소가스(Cl2), 차아염소산나트륨(NaOCl), 클로로칼키(Ca(OCl)2), 이산화염소(ClO2) 등이 있고 수영장에서 가장 많이 사용하는 것은 차아염소산나트륨이다. 염소를 주입하는 방법은 자동주입장치를 이용하여 액체상의 차아염소산 나트륨을 HOSE를 통해 배관에 주입 시키는 것이다. CENSOR 감지에 의해 수영장의 잔류염소 농도가 0.4 - 1.0PPM으로 유지될 수 있는 양이 자동조절 된다. chloramine은 살균력은 약하지만 물에 이취미를 주지 않고 살균작용이 오래 지속하는 장점이 있어 이러한 장점을 살려 살균에 이용되기도 한다.? 원리염소는 수중에서 가수분해하여 차아염소산이 된다.Cl2 + H2O → H+ + Cl- + HOCl(pH5미만)HOCl → H+ + OCl- (pH 8에서 95%)이 이온화는 pH에 영향을 받아 pH 5에서는 HOCl로 존재하며, pH 8에서는 OCl-이 증가한다. 살균력은 HOCl이 더 크다.또한 암모니아 화합물이 있으면 클로라민(Chloramine)이 생긴다.RNH2 + HOCl → RNHCl 다.- Cl2, NaCl, Chloramine은 많은 사람들에게 알레르기 반응을 일으키는 요인이 된다.- 염소는 물에 용해되어 있는 많은 양의 해로운 화학물질을 중화시키지 못하며 어떠한 박테리아류는 정상적인 POOL CONDITION에서 파괴되지 않는 경우가 있다.- 수영장이나 온천장의 pH가 적절할 경우 약 30%의 염소만이 물을 정화시킨다. 따라서 적절한 pH상태를 유지하기 위해서는 지속적인 화학물질의 조정이 필요하며 결국은 유지비용의 부담이 증가하는 요인이 된다. (오존의 작용은 pH에 거의 영향을 받지 않는데 비해 염소의 경우는 적정범위를 벗어났을 때 상당히 효율이 떨어진다.)- 수중에 포함된 phenol이 염소와 반응하면 chlorophenol이 되어 불쾌한 맛과 냄새를 유발한다.§ 소독에는 두 가지 인자, 즉 접촉시간(t) 및 살균제의 농도(C)가 가장 중요하다. 이들 이외의 인자들이 일정할 때, 살균 작용은 다음과 같이 표현 된다.사멸(kill)∝Cn×t(n>0)이에 따르면 살균제의 농도가 낮을 때는 긴 접촉시간이 필요하며, 반대로 농도가 높을 때는 접촉시간이 짧아진다.§ 소독제? Cl2, ClO2, 차아염소산 나트륨, 표백분 등이 사용된다.? 이산화염소(ClO2) : 강력하지만 불안정하여 사용 시 마다 생산하여야 한다. 클로라민을 생성하지 않고, 페놀로부터 클로로페놀을 생성하지 않음으로 페놀 함유 수 처리에 유효하다. 그러나 폭발성이 있고 부식성 및 독성이 강하므로 취급에 주의를 요한다.Sodium hypochlorite(NaOCl) 하이포아염소산 나트륨Calcium hypochlorite[Ca(OCl)2] : 유효염소 60∼70%.표백분(Bleaching powder, Chlorinated lime) : 유효염소 약 25%Ca(OCl)2, CaCl2, Ca(OH)2, H2O 등의 복합화합물.Ca(OCl)2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2HOClHOCl → H+ + OCl-표백분은 저장 중에 염소분이 소실되기 쉽고, 다량의 수 처리에는 부적은 불안정한 가스로서 화학적으로 매우 활성이 높아 공기나 물 속의 박테리아나 바이러스, 곰팡이균, 악취를 내는 각종 유해가스 및 인체에 해로운 유기물질(솔밴트류, 농약, 중금속 성분 등)등을 공격하여 이들과 화학 반응을 일으켜 산화시킨다. 이러한 성질을 이용하여 공기나 물을 깨끗하고 살균된 상태로 만들게 된다. 오존은 염소보다 수 백배나 빠른 살균능력을 가지고 있으며, 수중에서도 종래의 염소계 살균체 보다 7배의 살균력을 보유하면서도 잔류성이 없는 무공해 물질이다. 사용되고 남은 오존가스 자체는 서서히 산소로 완전 분해 되어 버리므로 해가 없다. (오존농도 반감기 : 공기 중에서 10 ~ 15시간, 물 속에서 20 ~ 30분)? 장? 단점① 장 점- 모든 박테리아와 바이러스를 살균 시킨다.(염소 살균시는 수중의 바이러스균은 염소에 대해 면역성을 갖는다.)- 염소 살균시보다 유지비용이 적게 든다.- pH가 중성이며 물의 산성 또는 알칼리성의 조화에 영향을 주지 않는다.- 수영하는 사람이나 기구에 안전하다.- 물에 염소와 강튼 이취미를 남기지 않으며 유기물에 의한 이취미가 제거된다.- 물에 화학 물질을 남기지 않는다.- 탁도를 일으키는 모든 유기체를 파괴 시킨다.- 염소 살균시 보다 막대한 노력과 인건비를 절감한다.- 염소를 과다하게 사용시 수영장과 모든 설비기구에 치명적인 손상을 입히지만 오존을 과다하게 물에 포함될 수 없으므로 수영장과 모든 설비 기구의 수명이 연장된다.- 오존은 CHLORINE 혼합으로 인한 알레르기 반응을 제거한다.- 오존은 탁도를 낮추어 수질을 맑고 깨끗하게 한다.- 가장 강력한 산화제와 살균제의 하나이다.- 수질을 맑고 깨끗하게 유지하면 양호한 순환작용을 할 수 있게 한다.- 수영장에서 사용되는 화학약품을 50-60% 절감할 수 있다.- 박테리아를 소독하는 경우 오존은 염소보다 25배 강한 살균력을 가지며 1000배 빠른 속도로 순간 살균한다.- 염소가 pH의 영향을 많이 받는 반면 오존은 거의 영향을 받지 않는다. 예로써 pH10일 때 때에 생기는 OH라디칼에 의한 반응이 주체이기 때문에 보다 강한 산화력을 나타낸다. 낮은 pH반응에서는 오존이 강력한 신전자시약이기 때문에 미생물 표층의 세포벽과 세포막의 이중결합과 같은 불포화결합부와 전자밀도가 높은 부분을 공격한다. 그러므로 오존은 불포화결합의 절단, 전자공여기를 갖는 방향족 화합물의 산화와 황화물, 아민류, 아미노산류와 같은 친핵성원자를 갖는 분자의 산화에 유효하다. 이와 같이 불포화결합의 계열만으로 목적이 달성되어 산화반응의 주체가 되며 일반적으로 반응성 물질의 산화에 사용된다. 결국 미생물의 종류에 따라 오존처리 조건을 변화시킨 방법이 효율적인 살균방법이라고 말할 수 있다.? 오존 처리의 효과㉠ 완벽한 살균 : 오존은 산화력이 매우 강해서 박테리아나 바이러스 등을 완벽하게 살균처리 한다.㉡ 탈색, 탈취, 탈미 : 식수는 색, 맛, 냄새 등이 없어야 한다. 오존은 이와 같은 원인을 제거 처리한다.㉢ 철, 망간의 산화 : 지하수에 대부분 존재하는 Fe, Mn은 오존에 의해 쉽게 산화되어 FILTER를 통해 제거된다.㉣ 유기물의 산화 : 수중에 존재하는 유기물을 산화 시키며 과일, 채소류의 농약에 대한 오염문제를 해결하는데 이용할 수 있다.㉤ 배관의 보호 : 오존은 배관 표면의 금속성분과 급속히 반응하여 불용성 침전막으로 산화보호 피막을 형성함으로써 더 이상의 부식을 방지한다.? 오존 살균 시 에도 잔류 염소를 유지하는 이유상수를 살균처리 하는데 있어서도 수원지에서 일반 가정까지 상수가 공급되는 과정에서 배관으로부터의 2차 오염을 방지하기 위해 상수도 수질기준은 0.2ppm 이상의 잔류 염소 기준치를 규정하고 있다. 위의 논리와 마찬가지로 수영장 내에 완벽하게 살균된 수영수가 공급된다 하더라도 보균자의 전염성 균류가 침범 했을 때 급속히 확산하는 경우가 있다. 이러한 2차적인 오염을 방지하기 위해 국내 수영장 수질기준에서는 0.2 - 0.4ppm의 잔류염소를 유지하도록 되어있다. 그러나 수영장의 2차 오염을 방지하는 방법은 수영장수의 살균다.

공학/기술| 2006.04.12| 9페이지| 1,000원| 조회(1,947)

염소, 잔류염소, Cl, 염소요구량, 잔류염소와 염소요구?

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[환경공학]경도

경도(Hardness)1. 요약? 물의 세기 정도를 나타내는 용어로서 물속에 용존 하고 있는 Ca++, Mg++, Fe++, Mn++, Sr++ 등 2가 양이온 금속의 함량을 이에 대응하는 CaCO3 ppm으로 환산 표시한 값으로 일시경도(temporary hardness)와 영구경도(permanent hardness)가 있다.? 경도가 높은 물은 거품을 내는데 많은 양의 비누를 필요로 하며, 온수 파이프, 난방장치에 결석(Scale)을 형성한다. 경도의 근원은 빗방울이 공기 중을 통하여 떨어 질 때 CO2가 용해하고 지하를 침투할 때 미생물의 작용에 생긴 CO2가 용해하여 H2CO3가 되며 이 물이 지하의 석탄층을 통과할 때 칼슘이나 마그네슘 등 각종 광물이 녹아 센물이 된다.? 경도측정은 총경도와 칼슘경도로 구분하여 측정할 수 있는 에틸렌디아민테트라아세트산의 용액이나 그 나트륨염을 적정 표준액으로 사용하는 Ca++, Mg++ 방법이다. 시료의 pH를 10으로 한 후 EBT를 지시약으로 해서 EDTA로써 적정하여 Ca++, Mg++량의 총합을 구하고 이것을 CaCO3로 계산함으로써 경도를 구하는 방법이다.2. 서론? 정의 : 비누거품이 생기기전에 잉여(과잉)로 비누를 소비하는 능력(즉, 때가 잘 지지 않는다. 물이 뻑뻑하다는 느낌)? 온수기?보일러(온도상승)등 물때(Scale)형성하여 관이 터질 수도 있다.? 물맛에 영향을 준다.? 지하수의 경도가 지표수의 경도 보다 높게 나타난다. 물이 접촉하고 있는 표면에 따라 경도가 달라진다.? 물의 세기 구분㎎/ℓ경도(degree of hardness)0~75단물(Soft)75~150약간 센물(moderately hard)150~300센물(hard)300이상대단히 센물(very hard)? 경도의 원인- 경도는 2가의 금속양이온에 의하여 생긴다. 이 이온들은 비누와 반응하여 침전을 생서할 수도 있으며, 또 물속의 특정한 음이온들과 결함하여 물때를 형성할 수가 있다. 경도를 유발하는 주요 양이온들은 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 철(Ⅱ) 및 망간(Ⅱ)이온들이다. 때로 알루미늄과 철 이온들도 물의 경도를 높인다고 생각되고 있다. 그러나 자연수의 pH값 정도에서의 이들의 용해도는 매우 낮아서 그 이온 농도들은 무시할 수 있다.경도를 발생하는 양이온음이온Ca++HCO3-Mg++SO42-Fe++Cl-Mn++NO3-Sr++SiO2-물의 경도는 대부분이 접촉하고 있는 토양과 암석층으로부터 온 것이다. 지상에 내리고 있는 대부분의 빗물은 자연수 속에서 발견되는 많은 양의 고형물을 용해 시킬만한 능력은 없다. 이 용해 능력은 박테리아의 작용으로 생긴 이산화 탄소가 높은 농도로 들어있으며, 탄산과 평형을 이루고 있다. 이렇게 해서 pH낮아진 물에는 염기성 물질, 특히 석회암이 용해된다. 석회암은 순수한 탄산염이 아니며, 황산염, 염화물 및 규산염 등의 불순물을 포함하고 있으므로, 이들 물질들은 탄산염들이 용해됨에 따라 표면으로 노출되어 나오게 되고 물의 용매 작용을 받아 용액 속으로 녹아 들어가게 된다. 일반적으로 센물을 표토층이 두텁고 석회암층이 존재하는 곳에서 생긴다. 단물을 표토층이 얇고 석회암층이 없거나 드문 지역에서 나온다.? 센물은 단물과 마찬가지로 사람들이 사용하는 데 불편은 없다. 일부사례에서 칼슘이나 마그네슘은 심장질환에 억제효과가 있는 것으로 알려지고 있다. 그러나 센물 속의 이온들이 비누와 먼저 반응하여 세정작용을 하지 못하게 하므로 비누의 가격이 싸더라도 세탁용도로는 적합하지 않다.? 물의 세기 측정- 경도(hardness), 물의 경도는 물 중의 Ca2+ 및 Mg2+의 양을 이것에 대응하는 탄산칼슘 CaCO3의 ppm(mg/L)으로 환산해서 나타낸 것이다. 물 중의 Ca2+와 Mg2+는 주로 지질에 기인한 것이지만 해수, 하수, 공장폐수 등에 원인이 있을 수도 있다. 수도수에 있어서는 시설물의 콘크리트. 구조물 및 물의 석회처리에 의한 것이 있다. 경도가 너무 높으면 위장을 해치기도 하지만 적당량은 맛 좋은 음료수로 되고, 또 수도관의 방식에 도움이 되고 있다고 한다. 경도는 전경도(총 경도), 칼숨 경도 및 마그네슘 경도로 구분된다. 전 경도(총 경도)는 물 중의 칼슘 및 마그네슘이온에 의한 경도를 말한다. 미리 완충용액을 사용하여 검수의 pH를 약 10으로 조절한 후 EBT를 지시약으로 하여 EDTA용액으로 적정하여 구한다. EBT의 수용액은 pH10부근에서는 청색을 띠지만 Ca2+, Mg2+등의 금속이온 M2+를 함유한 용액 중에 가하면 킬레이트화를 일으켜, 적색～적자색을 띤다.다음에 이 용액중에 EDTA표준용액을 적가하면 EDTA의 쪽이 EBT보다도 Ca, Mg의 킬레이트 화합물을 만들기 쉽기 때문에 Ca, Mg순서로 EDTA와 결합하여 무색의 킬레이트 화합물로 되고 반응종료와 함께 용액의 색은 유리된 EBT에 의해 청색으로 된다.① 칼슘경도 : 칼슘경도는 물 중의 칼슘이온에 의한 경도를 뜻한다. 미리 검수의 pH를 충분히 높힌 후 NANA지시약을 가하고 EDTA 용액으로 적 정해서 구한다. pH를 12～13으로 조정하면 Mg2+는 Mg(OH)2로 침전하 고, 또 이 pH에서 적정하면 Mg2+가 EDTA와는 반응하지 않으므로 Ca2+ 만 정량된다. 칼슘경도의 측정에 대한 용액의 색의 변화를 다음 그림으 로 보여준다.② 마그네슘 경도 : 물 중의 마그네슘 이온에 의한 경도를 뜻한다. 마그네 슘 경도는 전 경도로부터 칼슘 경도를 빼어서 산출한다. Eriochrome Black T (EBT)의 수용액은 pH10 부근에서 청색을 띄게하고 Ca2+, Mg2+등의금속이온이 공존할 경우에는 킬레트생성정수(ligand가 착물을 형성하기 쉬운 정도)의 크기에 따라 Mg2+와 먼저 킬레트착물을 생성해(a) 적자색을 보인다. 이와같은 킬레트화합물을 포함한 액중에 Na2-EDTA의 수용액을 적가하면 pH10에서 EDTA2-로 존재하여 먼저 Ca, Mg와 1:1로 무색의 착물을 만든다(b). 다음으로 EDTA쪽이 EBT보다도 Ca2+나 Mg2+와 킬레트정수가 크므로 (a)반응에서 생성된 착물로부터를 Mg2+탈취하여 무색의 킬레트화합물이 생성되고 이 때 해리한 EBT는 본래의 청색으로 돌아간다(c).a. Mg2+(무색) + EBT(청색, 소량) → Mg2+-EBT착물(적자색)b. Ca2+ + EDTA(무색) → Ca2+-EDTA(무색) : 당량점 이전Mg2+ + EDTA(무색) → Mg2+-EDTA(무색) : 당량점 이전c. Mg2+ + EBT(적자색) + EDTA → EBT(청색) + Mg2+-EDTA(무색) : 당량점따라서 경도가 있는 검수의 pH를 10으로 하고 소량의 EBT를 가하면 적자색이 되고, 다시 EDTA로 적정하면 EBT-착물이 완전히 해리되는 순간에 청색(적정의 종말점)을 보인다. 적정된 EDTA당량은 경도이온의 당량과 같다.(액 중에서 EDTA2-이므로) 만일 검수중에 Mg2+가 존재하지 않을 때는 미리 일정량의 Mg2+를 가해 적정한 후 적정치에서 첨가량를 빼는 것이 좋다.(색 변화로 확인)0.01M EDTA용액 1mL는 0.01M × 2N/M ×0.001당량수? 경도의 형태- 분류(1) 금속이온에 관한 것Ca경도 : 수중 Ca2+총량에 의해 표시되는 경도Mg경도 : 수중 Mg2+총량에 의해 표시되는 경도∴ 총경도 = Ca경도 + Mg경도(2) 이 금속이온들과 회합하고 있는 음이온들에 관한 것일시경도(탄산염경도) : 탄산염이나 중탄산염처럼 끓이면 석출하는 Ca 및 Mg염에 의한 경도로서 중탄산염과 탄산염 알칼리도를 합친 부분에 해당하는 총경도의 부분Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 +H2OMg(HCO3)2 → MgCO3↓ + CO2 + H2OMgCO3 + H2O → Mg(OH)2 ↓ + CO2알칼리도와 경도는 모두 CaCO3로 환산하여 나타내므로알칼리도

공학/기술| 2006.04.12| 7페이지| 1,000원| 조회(585)

경도, Hardness, 경도(hardness)

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[환경화학 실험]철

철 (Iron)I. 요약- 철은 지각중에 널리 존재하는 원소로써 자연수중에는 지표수 0~15mg/L, 평균 0.2mg/L로 지하수에는 비교적 많아 심층수에는 20mg/L을 함유하는 수도 있다. 철은 환경조건에 따라 존재상태가 변화하여 극히 복잡하며 다음과 같이 분류할 수 있다. 자연수중의 철은 암석 또는 토양에서 유래된 것으로 magnetic(자철광,Fe3O4), pyrite(황철광, FeS2), Hematite(적철광, Fe2O3), Limonite(갈철광, Fe2O3?3 H2O), siderite(능철광, FeCO3)등이 환원되어 용출된 것으로 생각된다. 즉 우수가 지하로 침투하는 경우, 유기물 분해에 의하여 산소가 소비되고 이산화탄소를 발생한다.- 철은 공공용수 공급에 심각한 문제를 일으킨다. 토양과 광물속에 들어 있는 철은 주로 불용성인 산화 제2철과 황화철이다. 지역에 따라서는 아주 조금밖에 녹지 않는 탄산제일철로도 나타난다. 철이 포함된 물은 마셔도 별다른 해가 없는 것으로 알려져 있다. 그러나 철은 Fe3+로 산화되어 콜로이드 침전을 형성하여 혼탁도가 유발되고 미관상 아주 좋이 안게 된다. 철은 세탁을 방해하며 배관시설물에 보기 흉한 얼룩을 내며 철박테리아의 성장으로 배수관망에 장해를 일으키기도 한다. 철의 측정방법으로는 대단히 많은 방법들이 개발되어 있다. 공장폐수에서와 같이 비교적 많은 양의 철을 측정하는 경우에는 일반적으로 침전법이 사용된다. 그러나 대체로 적은 양이 들어있는 수돗물에는 비색법이 더 정확하다.II. 서론-측정 원리 : 철 이온을 암모니아 알칼리성으로 하여 수산화제이철로 침전분리하고 침전물을 염산에 녹여서 염산하이드록실하민으로 제일철로 황원한 다음, o-페난트로린을 넣어 약산성에서 나타나는 등적색철착염의 흡광도를 510nm에서 측정하는 방법이다. 정량범위는 0.02·0.5mg이고 표준편차율은 10~2%이다.- 용해성 : 철이온(제일철 이온, 제이철이온, 중탄산염, 황산염, 염화물), 철착이온, 착화합물- 불용해서 : 무기점토성 입자중의 철, 수산화물로 한 철, 산화물로 한철, 유기물이나 규산과 결합한 철- 무산소 상태에서 환원작용이 되어 토양중의 Fe는Fe2O3 →FeCO3 → Fe(HCO3)2되어 용존 한다. 그래서 철은 수중에서 탄산수소염으로 되어 있는 경우가 많고 초산염, 황산염, 염화물 및 유기화합물로 존재한다. 수도 등 기관내의 Fe은 원수 중에서도 유래되지만 철관에서도 용출된다. pH 알칼리도가 낮은 물, 이산화 탄소가 많은 물 등에서 특히 용출되기 쉽다. 철은 인체의 헤모글로빈과 합성과 관련된 중요한 성분이다. 여러 가지 식품에 희하여 섭취되며 성인은 체내에 약 4.5g을 유지하고 있다. 약 70%는 혈액의 헤모글로빈 중에 함유되어 있다. 성인의 필요량은 1일 10mg정도이다. 철이 많은 물은 불결한 왼관(혼탁, 적수)의 취미를 주며, 식기, 위생도기와 세탁물을 더럽힌 다. 또 철 박테리아의 번식을 초래하고 관 내면에 부찰하여 통수능력을 저하하기도 하고 수질을 악화시킨다. 공업용수로 사용할 경우에 제지, 펌프, 섬유염색, 사진용 필름, 색소제조, 청량음료 등에 부적당하다.- 상당한 양의 철을 포함하고 있는 지하수에는 항상 용존산소가 결핍되어 있고, 이산화 탄소의 함량이 높다. 철은 Fe(Ⅱ)로 존재한다. 이산화 탄소의 함량이 높은 것은 박테리아에 의한 유기물의 산화 반응이 잘 일어나고 있음을 나타내는 것이며, 용존 산소이ㅡ 결핍은 혐기성 상태로 되었음을 나타내는 것이다.- 수년동안 철의 함량이 낮은 양질의 물을 생산해 내던 우물이, 그 주변의 토양에 유기오염울이 유입되면 이 토양 속이 혐기성 상태로 되어 지질의 물로 바뀌는 것을 알게 되었다.- 저수지에서 철의 문제는 성층화된 저수지와 관련시켜 왔으나 이 문제는 혐기성 상태에 있는 심수층에서만 나타난다. 가용성 철과 망간은 가을철 역전 이 일어나기까지 심수층에 들어있는 바닥이 뻘로 부터 방출된다. 이 같은 현상은 저수지 전역으로 분포되며, 충분한 시간이 지나 자연상태에서 산화되어 침전되지 않으면 저수지를 상수원으로 이용할 떄 문제를 일으키게 된다. 산화되어 침전되지 않으면 저수지를 상수원으로 이용할 때 문제를 일으키게 된다.- 역역학적 고찰로부터 산소가 포함되어 있는 물에서는 Fe(Ⅱ)만이 철과 안정한 산화상태라는 것을 알았다. 그러므로 이러한 형태는 심한 혐기성 환원조건에서만 가용성인 Fe(Ⅱ)로 환원될 수 있다.- 연구결과에 따르면 철 환원 박테리아가 혐기성 상태에서 Fe(Ⅱ)에너지 대사를 위한 전자 수용체로 이용하여 환원된 형태의 Fe(Ⅱ)을 형성시킨다고 알려져 있다. 그러므로 미생물은 철 및 망간의 환원을 위한 환원상태를 만들어 줄 뿐만 아니라 직접 환원시키며 이익을 얻기도 한다.- 시료의 전처리? 채취된 시료 수에는 보통 유기물 및 부유물질 등을 함유하고 있어 탁하거나 색상을 띠고 있는 경우가 있을 뿐만 아니라 목적성분들이 흡착되어 있거나 난분해성의 착화합물 또는 착이온 상태로 존재하는 경우가 있기 때문에 실험의 목적에 따라 적당한 방법으로 전처리를 한 다음 실험하여야 한다. 특히 금속성분을 측정하기 위한 시료일 경우에는 유기물 등을 분해시킬 수 있는 전처리 조작이 필수적이며, 전처리에 사용되는 시약은 목적성분을 함유하지 않은 고순도의 것을 사용하여야 한다.? 질산에 의한 분해 : 유기물 함량이 낮은 깨끗한 하천수나 호소수등의 시료에 적용된다.? 질산-염산에 의한 분해 : 유기물 함량이 비교적 높지 않고 금속의 수산화물, 산화물, 인산염인, 및 황화물을 함유하고 있는 시료에 적용된다.? 질산-황산에 의한 분해 : 유기물 등을 많이 함유하고 있는 대부분의 시료에 적용된다.? 질산-과염소산에 의한 분해 : 유기물을 다량 함유하고 있으면서 산화분해가 어려운 시료 들에 적용된다.? 질산-과염소산-불화수소산에 의한 분해 : 다량의 점토질 또는 규산염을 함유한 시료에 적용된다.- 지금까지 철이 포함된 음용수를 마셔도 별다른 피해가 없는 것으로 알려져 있다. 이물이 공기에 노출되어 산소가 들어가면, 철이 Fe(Ⅲ)로 산화 되ㅣ어 콜로이드 침전을 형성하여 탁도가 유발되고 미관상 아주 좋지 않게 된다. 이 산화 반응의 속도는 빠르지 않으므로, 폭기 되는 물속에서도 잠시 동안은 환원된 형태를 그대로 유지할 수 있다. 이러한 현상은 특히 철의 산화에는 pH6이하에서 나타난다. 또한 철은 물 속의 휴믹물질과 결합하여 각기 혼자 존재할 떄보다 산화에 대한 저항성이 커지는 착물을 형성하기도 한다. 산화 속도는 특정한 무기 촉매가 존재하거 미생물의 작용이 있게 되면 증가한다. 산화속도는 특정한 무기 촉매가 존재하거나 미생물의 작용이 있게 되면 증가한다. 철은 세탁을 방해하며, 배관시설물에 보기흉한 얼룩을 내며, 또 철 박테리아의 성장으로 배수관마엥 장애를 일으킨다. 철은 또 아주 낮은 농도에서 감지 될 수 있는 맛을 낸다. 이 떄문에 미국 EPA의 2차 최대 오염물질 기준에서 공공용수에 철은0.3mg/L록 규제하고 있다.III. 실험 기구 및 시약1) 시료- 연못물2) 기구 및 기기- 광전광도계 또는 광전분광광도계- 가열 장치- 네슬러관3) 약품 및 시약- 암모니아수(1+1)- 염산(1+1),(1+2)- 질산(1+1)- 염산하이드록실아민[hydroxylamine hydrochloride, NH2OH?HCl]용액 (10W/V%): NH2OH?HCl 10g을 물에 녹여서 100mL로 한다.-오르토 페난트로린이염산염 [o-phenanthroline]용액(0.1W/V%): 오르토 페난트로린이염산염[C12H8N2?2HCl]0.2g을 물 100mL에 녹여 80℃로 가열한다. 또는 오르토 페난트로린이염산염[C12H8N2?HCl?H2O]0.1g을 에틸알코올(95%)20mL에 녹이고 물을 넣어 100mL로 한다.- 초산 암모늄[ammonium acetate](50W/V&): 초산 암모늄(3수화물)[CH3COONH4 ? 3H2O]50g을 물에 녹여 100mL로 한다.- 철표준원액(1.0mg Fe/mL)① 조제 : 황산제일철 암모늄(6수화물)[ferrous ammonium sulfate, FeSO4(NH4)SO4 ? 6H2O, 표준시약]7.02g을 염산(1+1)20mL와 소량의 물에 넣어 정확히 1000mL로 한다. 또는 철(99.5%) 1.00g을 염산(1+1) 20mL에 가온하여녹이고 방냉 후 물을 넣어 정확히 1000mL로 한다.② 계산 : 황산제일철 암모늄 : 철 =391.85 : 55.85 = x : 1.0ms/mL × 1000mL황산제일철 암모늄 필요량 = 100mg ×=701.61(mg)=7.02g- 철 표준액(0.01mg Fe/mL): 철 표준용액 10mL를 정확히 취하여 물을 넣어 정확히 1000mL 로 한다.Ⅳ. 실험 방법- 전처리용해성 철을 측정할 경우에는 시료채취 즉시 여과하고 여액을 앞에 서론에서 설명한 전처리법에 의해 전처리하여 시료로 한다.- 실험절차과정관찰반응원리전처리한 시료 적당량을 비커에 넣고 질산(1+1)2mL를 넣고 끌인다. 물을 넣어 50~100ㅢ로 하고 암모니아수 (1+1)를 넣어 알칼리성으로 한 다음 수분간 끓여 침전시킨다..철을 전처리에서 3가로 산화 시킨 후 암모니아수로 수산화제이철일 침전시켜 씻는다.염산(1+2)6mL를 가한다.o-페난트로린 5mL를 가하고 초산 암모늄용액 10mL를 넣고 흔들어 섞는다.

공학/기술| 2006.04.12| 7페이지| 1,000원| 조회(644)

철, Fe, Iron, 철(iron)

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