본 연구에서는 염 제지율이 상이한 상용 나노여과(NF) 및 역삼투(RO)막에서 장쇄 과불화화화합물(PFOA)와 단쇄과불화화합물(PFPeA)의 제거 특성을 비교하고, 막 특성과 원수 수질 조건에 따른 제거 및 플럭스 거동의 차이를 확인하고자 하였다. 이를 위해 4종의 상용막을 대상으로 염 제지율, 막저항 및 정규화된 플럭스를 평가하고 PFOA와 PFPeA의 제거율과의 상관관계를 분석하였다. 그 결과, 염 제지율이 증가함에 따라 두 물질의 제거율이 전반적으로 증가하는 경향을 보였으며, 모든 조건에서 PFAS의 제거율은 염 제지율보다 높은 수준으로 관찰되었다. 또한 염 제지율과 제거율간의 상관성 분석에서 PFPeA의 결정계수(R2)가 PFOA보다 높아 단쇄솨불화화합물의 제거가 막의 구조 지표 변화에 상대적으로 더 민감한 경향을 보였다. 중간 수준의 구조적 특성을 갖는 막에서 PFOA와 PFeA간 제거율 차이가 가장 크게 관찰되었다. 네가지 원수 수질에서 PFOA와 PFPeA의 제거율 및 정규화된 플럭스를 평가한 결과, 증류수에서 두 물질의 제거율이 가장 높았으며 강물에서는 PFPeA제거율이 가장 낮고 PFOA의 제거율은 증류수 다음으로 높았다. 동시에 강물 조건에서 가장 큰 플럭스 감소가 관찰되어 원수 수질에 따른 막 표면 상태 변화가 과불화화합물 제거와 플럭스 거동과 연관될 수 있음을 시사한다. 이를 통해 장⋅단쇄 과불화화합물의 제거 경향이 막 특성 지표와 원수 수질 조건에 따라 달라질 수 있음을 보여주며, 고압막여과 공정 설계 시 과불화화합물의 물리화학적 특징과 원수 수질을 고려한 막 선정 및 운전 전략 수립이 필요함을 보여준다.

This study investigated the rejection behavior of Perfluorooctanoic acid (PFOA), a long-chain per- and polyfluoroalkyl substance (PFAS), and perfluoropentanoic acid (PFPeA), a short-chain PFAS, using nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO) membranes with different salt rejection characteristics. Four commercial membranes were characterized in terms of salt rejection, membrane resistance, and normalized water flux, and these parameters were examined in relation to PFAS rejection. PFAS rejection increased with increasing salt rejection and consistently exceeded the corresponding salt rejection. Correlation analysis showed that PFPeA exhibited a higher coefficient of determination (R²) with salt rejection than PFOA, suggesting that membrane structural indicators may be more closely associated with short-chain PFAS rejection under the conditions tested. Experiments with distilled water, ion-containing water, tap water, and river water further revealed the influence of water matrix. Both PFOA and PFPeA were most effectively rejected in distilled water, whereas river water containing natural organic matter (NOM) and particulates yielded the lowest PFPeA rejection while maintaining relatively high PFOA rejection. Under this condition, the largest flux decline was observed, which may be related to changes in membrane surface conditions induced by the water matrix. These observations are consistent with the possibility that matrix-associated surface changes can affect size- and charge-related separation behavior, potentially influencing long- and short-chain PFAS differently. Overall, the results indicatie that short-chain PFAS rejection may be more sensitive to water chemistry (e.g., ionic strength) and membrane properties, whereas long-chain PFAS rejection may be more closely associated with membrane structural tightness and surface condition changes. These insights highlight the need for membrane selection and operational strategies that consider PFAS chain length and feed-water quality.

요약문
ABSTRACT
1. 서 론
2. 재료 및 실험방법
    2.1 공급수 준비
    2.2 여과실험
    2.3 분석방법
3. 결 과
    3.1 막의 특성에 따른 과불화화합물 제거
    3.2 원수 수질에 따른 과불화화합물 제거
    3.3 과불화화합물 제거에 대한 영향 인자 분석
4. 결 론
사 사
References

• 송원중(건국대학교 에코업혁신융합대학센터) | Wonjung Song (Eco Industry - Convergence and Open Sharing Center, Konkuk University)
• 김채현(건국대학교 환경공학과) | Chehyeun Kim (Department of Environmental Engineering, Konkuk University)
• 장태림(건국대학교 환경공학과) | Zikang Jiang (Department of Environmental Engineering, Konkuk University)
• 한지원(건국대학교 환경공학과) | Jiwon Han (Department of Environmental Engineering, Konkuk University)
• 권지향(건국대학교 사회환경공학부) | Jihyang Kweon (Department of Civil and Environmental Engineering, Konkuk University) Corresponding author