본 연구에서는 과불화합물 PFOA와 PFOS potassium salt가 Mesocentrotus nudus의 10 min-수 정률과 48 h-정상유생발생률에 미치는 독성영향을 반수영향농도, 무영향농도, 최소영향농도 등 의 독성값 계산을 통해 확인하였다. PFOA와 PFOS potassium salt에 대한 10 min-수정률의 EC50 값은 각각 1346.43 mg/l와 536.18 mg/l로 나타났으며, 48 h-정상유생발생률의 EC50 값은 각각 42.67 mg/l와 17.81 mg/l로 나타났다. 최근 연구에 의하면, 환경 내의 PFOA와 PFOS의 농도는 지속적으로 감소하였으며, 성게류에게 급성독성을 나타낼 정도는 아닌 것으로 나타났다. 하지 만 생물체내에서는 여전히 높은 농도로 관측되고 있다. 결국, PFOA와 PFOS는 생물체의 생애 전주기에 걸쳐 체내 축적이 가능하기 때문에, 연안환경에 서식하는 해양생물을 이용한 생애 전주기적 만성독성 연구가 필요할 것이다.

Adsorption by granule activated carbon(GAC) is recognized as an efficient method for the removal of perfluorinated compounds(PFCs) in water, while the poor regeneration and exchange cycles of granule active carbon make it difficult to sustain adsorption capacity for PFCs. In this study, the behavior of PFCs in the effluent of wastewater treatment plant (S), the raw water and the effluents of drinking water treatment plants (M1 and M2) located in Nakdong river waegwan watershed was monitored. Optimal regeneration and exchange cycles was also investigated in drinking water treatment plants and lab-scale adsorption tower for stable PFCs removal. The mean effluent concentration of PFCs was 0.044 0.04 PFHxS g/L, 0.000 0.00 PFOS g/L, 0.037 0.011 PFOA g/L, for S wastewater treatment plant, 0.023 0.073 PFHxS g/L, 0.000 0.00 PFOS g/L, 0.013 0.008 PFOA g/L for M1 drinking water treatment plant and 0.023 0.073 PFHxS g/L, 0.000 0.01 PFOS g/L, 0.011 0.009 PFOA g/L for M2 drinking water treatment plant. The adsorption breakthrough behaviors of PFCs in GAC of drinking water treatment plant and lab-scale adsorption tower indicated that reactivating carbon 3 times per year suggested to achieve and maintain good removal of PFASs. Considering the results of mass balance, the adsorption amount of PFCs was improved by using GAC with high-specific surface area (2,500m2/g), so that the regeneration cycle might be increased from 4 months to 10 months even if powdered activated carbon(PAC) could be alternatives. This study provides useful insights into the removal of PFCs in drinking water treatment plant.

The chemical structures of perfluorinated compounds(PFCs) have unique properties such as thermal and chemical stability that make them useful components in a wide variety of consumer and industrial products. Two of these PFCs, perfluorooctane sulfonate(PFOS) and perfluorooctanoic acid(PFOA), have received attention and were the most commonly detected. In this study it was analyzed the concentrations of 8 PFCs in samples were collected from drinking water treatment plants for 5 years(2012-2016). PFOS and PFOA were also high concentration and frequency. The mean concentrations of PFOA and PFOS were detected 0.0026-0.0069 μg/L and 0.0009-0.0024 μg/L in samples from drinking water treatment plants. These were relatively lower or similar compared to PFOS concentrations in Osaka(Japan). In general, these levels are below health-based values set by international authoritative bodies for drinking water. These results will be serve as the first monitoring data for PFCs in drinking water and be useful for characterizing the concentration distribution and management of PFCs in future studies.

A parametric study has been made numerically on the thermal incineration of CF4, one of the perfluorocarbons (PFCs) emerging recently as issues of public concern in a practical CDM incinerator developed for the thermal destruction of HFC-23. In doing this, a turbulent combustion model of the fast combustion approximation is reasonably assumed using the typical auxiliary fuel, CH4, for the supply of the heat, and the necessary species of hydrogen and oxygen atom. In addition, the performance of the stoichiometric gas mixture of hydrogen and oxygen (H2+ 1/2 O2) was examined as a special auxiliary fuel not only in order to enhance the thermal destruction efficiency but also the reduction of the CO2 emission by the elimination or the reduction of the auxiliary fuel CH4 in this incineration process. The calculation results showed that the thermal destruction efficiency of CF4 using methane as an auxiliary fuel increases with the amount of methane. However, the thermal destruction efficiency did not reach a satisfactory level (i.e., < 95%), even with the application of a CH4 amount more than four times of the stoichiometric value. This is explained by the improper turbulent mixing effect between CH4, CF4 and air especially in a large scale practical incinerator employed for the destruction of HFC-23. For the case of H2+ 1/2 O2 as the auxiliary fuel, however, the thermal destruction efficiency, surprisingly, reached almost 100%, which shows the high potential of the thermal destruction of CF4 by the use of HHO gas. Further, a detailed evaluation for the effect of the turbulent mixing on the thermal destruction of CF4 will be quite necessary, considering operating conditions together with the type of auxiliary fuels.

Nitrogen trifluoride (NF3) and Sulfur hexafluoride (SF6) are usually used as novel etching and cleaning gases in semiconductor industry and electrical equipments. Recently, the many studies about PFCs decomposition have been performed due to high global warming potential (GWP). This study is to identify the effects of the hydrogen on the destruction and removal efficiency (DRE) of NF3 and SF6 when using the electron-beam. The experiment was conducted at a flow rate of 10 LPM with NF3 and SF6 of 1,000 ppm. Absorbed dose (electric current) was 1,028 kGy (5 mA). The DREs of NF3 and SF6 gases increased about 54% and 68% respectively with hydrogen injection. By-products formed by NF3 and SF6 destruction were mainly HF and F2 gases. In addition, the particles were generated during the NF3 and SF6 destruction due to corrosion of reactor and SF6 decomposion, respectively.

PFCs (Perfluorocompounds)는 열･화학적으로 매우 안정한 특성을 가지고 있으며 반도체 및 전기전자, 제조, 제철 분야등 광범위하게 사용되고 있다. 생태계에서 강한 독성이 생물체에 축적되는 특징을 가지는 반면 대기중으로 배출된 PFCs의 가장 큰 문제점은 CO2의 수만배에 달하는 온실효과를 가지는 것이다. 특히 반도체 제조공정 중 CVD (Chemical Vapor Deposition)공정과 etching 공정에 주로 사용되는 NF3 (Nitrogen trifluoride)와 SF6 (Sulfur hexafluoride)는 지구온난화지수 (Global warming potential) 가 CO2 대비 약 17,000~24,000배에 달하며 lifetime 또한 740~3200년으로 지구온난화에 미치는 영향이 장시간 지속 될 것으로 생각된다. 따라서 PFCs의 대기 중 배출에 대한 규제는 더욱 강화 될 것으로 전망되며 우리나라 산업구조에서 반도체산업분야가 차지하는 비중이 큰 만큼 PFCs 배출 규제 대한 대비책 마련이 요구된다. 반도체 산업에서 배출되는 폐가스 중 PFCs를 처리하기 위해 연소 및 플라즈마, 촉매, 회수 등 여러가지 기술이 이용되고 있다. 회수법은 PSA(Pressure Swing Adsorption) 방식의 흡착제 또는 분리막을 이용하여 폐가스 속의 PFCs을 회수하는 방법으로 PFCs를 재활용한다는 것이 장점이지만 처리용량이 제한적이며 탈착과정에서 불화가스의 누출 가능성이 있고, 촉매와 마찬가지로 흡착제의 수명이 다하여 재사용이 불가능한 흡착제를 처리해야한다는 문제점을 가지고 있다. 전자빔(Electron-beam)은 진공상태에서 전자총(cathode)으로부터 방출되는 전자를 고전압에 의해서 빛의 속도로 가속시킨 높은 에너지의 전자들의 흐름집단을 말하며, 가속된 전자가 분자 또는 화합물에 조사되면 그 대상물질이 에너지를 흡수하여 이온화 및 여기 상태의 분자와 자유라디칼을 생성한다. 이러한 원리를 이용하여 대기제어분야에서 SOx, NOx, VOCs 처리 등에 적용되며 활발한 연구가 진행 중이다. 전자빔을 이용한 대기오염물질처리기술의 장점은 상대적으로 짧은 시간에 반응이 진행되어 처리속도가 매우 빠르고 연소식과 플라즈마에 비해 저온에서 운전되기 때문에 에너지효율 측면에서 경제성을 가진다고 보고되고 있다. 특히 연소에 의한 분해가 아니기 때문에 산소의 공급이 필요 없으며 이에 따라 SOx, NOx가 발생하지 않는 장점을 가지고 있다. 반도체 제조공정의 특성상 여러 공정을 거치면서 NF3, SF6 등 다양하고 복합적인 PFCs가 동시에 배출되기 때문에 효과적인 제어공정설계를 위해서는 각각의 단일물질에 대한 선행연구가 진행되어야 한다. 본 연구에서는 전자빔을 이용하여 반도체 산업에서 배출되는 PFCs의 대표적인 물질인 NF3와 SF6를 제어하는데 목적을 두고 있다. 전자빔 조사에 대한 분해효율(destruction and removal efficiency, DRE) 및 첨가제 주입(H2)에 따른 효율 상승효과 그리고 반응 후 생성물질(F2, HF, particles)의 농도 및 성분을 비교하여 차이점을 도출하고 그 원인분석에 대한 연구를 수행하였다.

Perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctyl sulfonate (PFOS) is a new persistent organic pollutants of substantial environmental concern. This study investigated the potential of magnetic ion exchange resin (MIEXⓇ) as the adsorbent for the removal of PFOA and PFOS from Nakdong River water. In our batch experiments, we studied the effect of some parameters (pH, temperature, sulfate concentration) on the removal of PFOA and PFOS. The results of sorption kinetics on MIEXⓇ show that it takes 90 min to reach equilibrium but the economical contact time and dosage were 30 min and 10 mL/L. An increase in pH (pH 6∼10) leads to a decrease in PFOA (2.0%) and PFOS (3.6%) sorption on MIEXⓇ. The sorption of both PFOA and PFOS decreases with an increase in ionic strength for sulfate ion (SO4 2-), due to the competition phenomenon. An increase in water temperature (8℃∼28℃) in water leads to a increase in PFOA (2.8%) and PFOS (4.3%) sorption on MIEXⓇ. Based on the sorption behaviors and characteristics of the adsorbents and adsorbates, ion exchange and hydrophobic interaction were deduced to be involved in the sorption, and hemi-micelles possibly formed in the intraparticle pores.

PFCs는 독특한 사용감과 특성으로 인하여 화장품에 응용되어질 때 많은 특장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 화장품 제형에 적용하기에 많은 어려움을 가지고 있다. 즉, 물과 오일에 불용성, 높은 비중, 높은 증기압 등과 같은 원료의 특징으로 인하여 PFCs는 화장품에 적용하기 위하여 특별한 안정화 시스템을 필요로 한다. 본 연구에서 PFCs를 안정화하기 위하여 gel network, spherulite lamellar, nanosturucture 이상의 세 가지 시스템을 이용하였으며 사용된 세 가지 시스템 중 nanostructure system이 가장 안정함을 알 수 있었다.