연구주제
천연금속산화물을 이용한 벤젠 링을 포함한 오염물질의 In-Situ Stabilization
In-Situ Stabilization of Benzene-Ring-Based Contaminants by Natural Metal Oxides
연구배경 및 목적 | 토양에 유입된 유기오염물질은 분해(degradation)와 유기물화(humification)의 두 가지 경로를 통해 변환한다. 분해는 유기오염물질이 점점 작은 형태로 분해되어 최종적으로 물이나 이산화탄소 등의 무기물로 변환된다. 반면, 유기물화는 분해와는 정반대의 경로로 물질이 변환되는 것으로, 저분자 물질이 화학적으로 결합하여 고분자 물질이 되는 것이다. 현재까지 수많은 토양오염처리기술은 분해 과정에 의존해 왔다. 그러나 물이나 이산화탄소 등 무기물로 완전히 변환되지 않고 중간대사물(intermediates)까지만 변환되는 경우가 많으며, 특히 중간대사물이 원래 물질(parent compound)보다 독성이 큰 경우 더 큰 오염을 야기할 수 있다.
반면, 유기물화는 분해에 비해 지금까지 큰 비중을 차지하지는 않았으나, 많은 문헌자료에 의하면 유기물화를 통해 토양 내 오염물을 토양에 고정화(immobilization)시켜 인간 및 생명체와 오염물이 접촉할 수 있는 가능성을 줄여 궁극적으로 인간 및 생명체에게 독성을 발현하지 못하도록 하는 새로운 기술이다. 토양에 유입되는 수많은 유기오염물질들 중 특히 벤젠 링을 포함한 물질은 생물-화학적인 분해에 안정성을 가지고 있으며, 이로 인해 적절한 처리법이 제시되지 못하고 있다. 따라서 현재의 기술로는 요구되는 수준의 정화목표를 달성하기 힘든 실정이라고 할 수 있다. 그러나 벤젠 링을 포함한 유기오염물질들은 토양 내 유기물과 비슷한 구조를 가지고 있으며, 따라서 유기물화가 일어날 때 이들 역시 같이 반응에 참여해 토양 유기물을 형성할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 현재까지 적절한 복원기법이 제시되지 못하고 있는 벤젠 링을 포함한 유기오염물질을 In-Situ Stabilizing 기법을 통해 처리하는 것이다.
연구개요 및 장점 | 유기물화는 저분자 물질이 화학적으로 결합하는 것으로, 이 때 일어나는 반응은 산화-공유결합(oxidative coupling)반응이다. 산화-공유결합은 자유 라디칼(free radicals)을 형성하는 반응으로 라디칼의 형성을 위해서는 효소나 금속 산화물 등의 촉매가 필수적이다. 이들 촉매 중 금속 산화물은 자연계에 풍부한 천연 금속 산화물을 이용한다는 점에서 비용 측면에서나 친환경적 측면에서나 우수한 소재라고 할 수 있다.