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비가역적 흡착을 반영한 바이오차의 다환방향족탄화수소 흡‧탈착 속도모델 제안
Suggestion of a polycyclic aromatic hydrocarbon sorption and desorption kinetic model with biochar as a sorbent considering the sorption irreversibility

DC Field Value Language
dc.contributor.advisor최용주-
dc.contributor.author정지현-
dc.date.accessioned2017-10-31T07:30:34Z-
dc.date.available2017-10-31T07:30:34Z-
dc.date.issued2017-08-
dc.identifier.other000000146584-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10371/137311-
dc.description학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 공과대학 건설환경공학부, 2017. 8. 최용주.-
dc.description.abstract불투수면적의 증가로 인해 다량의 비점오염원이 자연계로 유입되면서 이를 저감하기 위해 LID 시설이 대안으로 사용되고 있다. 현재 국내에서는 LID 시설의 성능기준과 측정방법이 마련되지 않은 한계점이 존재하여, 그 대책으로 침투시설 내 오염물질의 이동을 예측하는 방안이 필요하다. 본 논문에서는 다양한 흡‧탈착 현상이 발생할 수 있는 침투시설 내 오염물질의 이동을 해석하기 위해 새로운 흡‧탈착 속도 모델을 제안하였다. 제안한 속도 모델은 흡착제의 표면이 가역적 표면과 비가역적 표면으로 이루어져 있고 가역적 표면의 탈착속도는 흡착 속도와 같으며 반복적인 흡‧탈착을 거쳐도 그 값이 변하지 않다고 가정하였다. 신규 흡착 시 흡착실험 일주일 후 1차 흡착평형에 도달하였다고 고려하고 탈착실험을 진행하여 탈착 모델에 적용한 뒤 흡착 모델 필수 인자인 표면율과 흡착평형상수를 도출하였다. 모델 필수 인자 중 하나인 흡착 평형 상수는 본 실험이 저농도에서 진행되므로 선형관계로 가정하고 흡착 속도 실험 시 관찰하였던 흡착평형상태에서(ANOVA<0.05) 계산하였다.
침투시설에서 발생할 수 있는 흡‧탈착 현상으로는 두 가지로 한정하고 회분식 실험을 진행하였다. 그 가정은 다음과 같다:(i)신규흡착 후 상대적 고농도로 재 흡착 후 탈착. (ii)장기간 흡착 후 탈착. 재 흡착 후 진행한 탈착 실험의 모델 적용 결과 신규 흡착 시에 비교하여 가역적 표면율의 증가하지만 흡착평형상수의 경우 그 값이 감소하는 경향을 보였으며 재 흡착 속도 상수도 감소하는 것을 확인하였다. 이는 탈착실험과 연관해서 해석하였을 시, 대상물질이 바이오차에 흡착될 때 다중 흡착 현상이 발생하고 이로 인해 흡착제가 입자를 끌어당기는 인력이 입자들로 인해 간섭받아 흡착력에 약해지는 것으로 추정된다. 흡착기간 변화에 따른 탈착실험의 경우 단기간에는 naphthalene의 비가역적 표면율이 작았지만 장기간에는 두 물질 다 가역적, 비가역적 표면율이 감소하면서 phenanthrene의 표면율이 naphthalene보다 적어지는 현상이 관찰되었다. 이 원인으로는 단기간에는 경쟁흡착으로 인하여 phenanthrene이 안정적으로 흡착제와 결합하지 못하다가 시간이 거듭될수록 흡착제 내부까지 스며들어 탈착 시 밖으로 빠져나오지 못하는 경우인 것으로 판단된다.
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dc.description.tableofcontents제 1 장 서론 1
제 1 절 연구의 배경 1
제 2 절 연구의 목적 3
제 3 절 연구의 범위 4
제 2 장 문헌 연구 5
제 1 절 저영향개발(Low-impact development, LID) 5
제 2 절 다환방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs) 6
1. 다환방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)의 특성 및 유해성 6
2. 다환방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)처리 9
제 3 절 바이오차(biochar) 10
1. 바이오차의 정의 및 활용 10
2. 바이오차의 특성 11
제 4 절 흡착 모델 12
제 5 절 수치해석법 14
제 3 장 실험 재료 및 방법 16
제 1 절 실험 재료 16
1. PAHs(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, 다환방향족탄화수소) 16
2. 바이오차(Biochar)의 물성분석 17
3. Passive sampling 19
제 2 절 PAHs 정량분석 방법 20
제 3 절 회분식 실험 21
1. 흡착 속도 실험 21
2. 탈착 속도 실험 21
3. 재 흡착 및 탈착 속도 실험 23
4. 장기 흡착 후 탈착 실험 24
제 4 장 실험결과 및 분석 25
제 1 절 바이오차 물성 분석 25
제 2 절 새로운 흡‧탈착 속도 모델 제안 27
1. 흡‧탈착속도 모델 가정 27
2. 흡‧탈착 모델 도출 28
제 3 절 흡‧탈착 실험의 모델 적용 및 인자 도출 30
1. 탈착 속도 30
2. PE passive sampler의 배출 속도 33
3. 흡착 속도 상수 및 흡착 평형상수 35
제 4 절 제안된 모델로 다양한 흡‧탈착 현상 해석 40
1. 탈착실험을 이용한 모델인자 도출 40
2. 재 흡착 속도 상수 및 흡착 평형상수 44
3. 장기간 흡착 후 탈착 49
제 5 장 결론 53
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dc.formatapplication/pdf-
dc.format.extent958818 bytes-
dc.format.mediumapplication/pdf-
dc.language.isoko-
dc.publisher서울대학교 대학원-
dc.subject바이오차-
dc.subject재 흡착-
dc.subject탈착-
dc.subject물질이동-
dc.subject흡착속도모델-
dc.subject.ddc624-
dc.title비가역적 흡착을 반영한 바이오차의 다환방향족탄화수소 흡‧탈착 속도모델 제안-
dc.title.alternativeSuggestion of a polycyclic aromatic hydrocarbon sorption and desorption kinetic model with biochar as a sorbent considering the sorption irreversibility-
dc.typeThesis-
dc.description.degreeMaster-
dc.contributor.affiliation공과대학 건설환경공학부-
dc.date.awarded2017-08-
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