The Cesium Removal Using a Polysulfone Carrier Containing Nitric Acid-treated Bamboo Charcoal

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(1)pISSN 1225-7281 eISSN 2288-7962. 자원환경지질, 제53권, 제5호, 529-542, 2020 Econ. Environ. Geol., 53(5), 529-542, 2020 http://dx.doi.org/10.9719/EEG.2020.53.5.529. 질산으로 표면처리한 대나무 활성탄을 첨가한 폴리술폰 담체의 세슘제거 효율 규명 Ni Wayan Sukma Taraning Rahayu · 김선희 · 탁현지 · 김경태 · 이민희* 부경대학교 지구환경과학과. The Cesium Removal Using a Polysulfone Carrier Containing Nitric Acid-treated Bamboo Charcoal Ni Wayan Sukma Taraning Rahayu, Seonhee Kim, Hyunji Tak, Kyeongtae Kim and Minhee Lee* Department of Earth Environmental Sciences, Pukyong National University (Received: 22 August 2020 / Revised: 10 October 2020 / Accepted: 13 October 2020). The cesium (Cs) sorption characteristics of a bead-type polysulfone carrier contained HNO3-treated bamboo charcoal (3 – 5 mm in diameter) in water system were investigated and its Cs removal efficiency as an adsorbent from water was also identified by various laboratory experiments. From the results of batch sorption experiments, the bead-type polysulfone carrier with only 5% HNO3-treated bamboo charcoal (P-5NBC) represented the high Cs removal efficiency of 57.8% for 1 hour sorption time. The Cs removal efficiency of P-5NBC in water after 24 hours reaction maintained > 69% at a wide range of pH and temperature conditions, attesting to its applicability under various water systems. Batch sorption experiments were repeated for P-5NBC coated with two cultivated microorganisms (Pseudomonas fluorescens and Bacillus drentensis), which were typical indigenous species inhabited in soil and groundwater. The Cs removal efficiency for two microorganisms coated polysulfone carrier (BP-5NBC) additionally increased by 19% and 18%, respectively, compared to that of only P-5NBC without microorganisms coated. The average Cs desorption rate of P-5NBC for 24 h was lower than 16%, showing the Cs was stably attached on HNO3-treated bamboo charcoal in so much as its long-term use. The maximum Cs sorption capacity (qm) of P-5NBC calculated from the Langmuir isotherm model study was 60.9 mg/g, which was much higher than those of other adsorbents from previous studies for 1 h sorption time. The results of continuous column experiments showed that the P-5NBC coated with microorganisms packed in the column maintained > 80% of the Cs removal efficiency during 100 pore volumes flushing. It suggested that only 14.7 g of P-5NBC (only 0.75 g of HNO3 treated bamboo charcoal included) can successfully clean-up 7.2 L of Cs contaminated water (the initial Cs concentration: 1 mg/L; the effluent concentration: < 0.2 mg/L). The present results suggested that the Cs contaminated water can be successfully cleaned up by using a small amount of the polysulfone carrier with HNO3-treated bamboo charcoal. Key words : Bacillus drentensis, bamboo charcoal, cesium, polysulfone, Pseudomonas fluorescens, radioactive contamination 질산으로 표면 처리한 대나무 활성탄을 소량 첨가한 구형의 폴리술폰 담체(직경 3 – 5 mm)를 제조한 후, 세슘 (Cesium: Cs) 오염수를 대상으로 다양한 실내 실험을 수행하여 담체의 세슘 흡착 특성과 Cs 제거효율을 규명하였다. 배치실험 결과, 질산처리한 대나무 활성탄 5%를 첨가하여 제조한 폴리술폰 담체(P-5NBC)는 수 시간 내에 흡착평형 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited. *Corresponding author: [email protected]. 529.

(2) 530. Ni Wayan Sukma Taraning Rahayu · 김선희 · 탁현지 · 김경태 · 이민희. 에 도달하였고, 1시간 흡착시간 동안 57.8%의 Cs 제거효율을 나타내었다. 흡착시간이 24시간인 경우에는 오염수의 온도와 pH가 비교적 넓은 범위에서도 P-5NBC의 Cs 제거효율이 69%이상을 유지하여, 다양한 수환경 조건에서 Cs 제거를 위해 적용이 가능할 것으로 판단되었다. 토양과 지하수에 서식하는 대표 미생물종인 Pseudomonas fluorescens 와 Bacillus drentensis를 배양하여 P-5NBC 표면에 도포한 경우, 미생물을 도포하지 않은 기존 P-5NBC보다 Cs 제 거효율은 각각 19%와 18% 증가하였다. P-5NBC의 평균 Cs 탈착율은 16% 이하를 나타내어, Cs가 폴리술폰 담체에 포함된 질산처리한 대나무 활성탄에 안정적으로 결합하고 있었다. 두 종류의 미생물로 도포한 P-5NBC로 충진하여 연속 칼럼실험을 수행한 결과, 100 공극체적량을 처리하는 동안 Cs 제거효율은 80%이상을 유지하였으며, 이러한 결과는 14.7 g의 P-5NBC 만으로(담체 내 순수 대나무 활성탄량: 0.75 g) 7.2 L의 오염수 (오염수 초기 Cs 농도: 1 mg/L; 처리수 Cs 농도: < 0.2 mg/L)를 성공적으로 처리하였음을 의미한다. 1시간 동안 반응시킨 Cs 흡착 배치실험 결과를 대표적인 Langmuir 흡착등온선에 도시한 결과, P-5NBC의 최대 Cs 흡착농도(qm: mg/g)값은 60.9 mg/g으로, 기존 선 행 연구들에서 사용한 다른 흡착제들보다 높았다. 본 연구를 통하여 소량의 P-5NBC 구형 담체를 이용하여 다양한 수 환경에서 Cs를 성공적으로 제거할 수 있을 것으로 기대한다. 주제어 : 구형 담체, 대나무 활성탄, 세슘, 방사능 오염, 폴리술폰, Bacillus drentensis, Pseudomonas fluorescens. 1. 서. 론. 방사능 폐기물은 원전 가동 및 방사선 활용 분야의 확대에 의해 주요한 오염 원인자 중의 하나로 부각되 고 있다. 우리나라는 연간 원전 발전량이 23,172 MWe로 원전 가동율이 세계 7위이며, 이에 따라 방사 능 유출 사고에 의한 주변 환경오염 가능성이 높은 나 라에 속한다(WNA, 2017). 특히 핵분열 생성물 중 방 사성 동위원소인 세슘은(Cesium-137: Cs) 반감기가 길 고, 다른 방사성 핵종보다 수용액상에서 다른 음이온 과 착화물을 잘 형성하지 않아 용존 상태로 생태계로 의 이동이 용이하여, 생명체에 높은 위해도를 가지는 핵종으로 분류된다(Awual et al., 2014; Gad and Pham, 2014). 최근 Cs로 오염된 수계를 정화하는 연 구에 대한 관심이 높아져 침전, 막분리, 용매추출, 이 온교환, 물리/화학적 분리, 흡착 등의 분야에서 다양한 Cs 제거 방법이 개발되었다(Iwanade et al., 2012; Deng et al., 2016; Alamudy and Cho, 2018; Ding et al., 2019; Tao et al., 2019; Wang and Zhuang, 2020). 그 중에서 흡착은 비교적 처리 공정이 간단함에 도 상대적으로 Cs 제거효율이 우수하여 대표적인 Cs 제거 방법으로 알려져 있다(Ding et al., 2019; Zhang et al., 2018). 수계 내에서 Cs의 흡착은 주로 이류, 전 기력과 같은 물리/화학적 인력, 농도차이에 의한 흡착 제 내/외부 확산, 생물학적 대사에 의한 결핵체 형성, 흡 착제 내부 구조에 의한 고립 등과 같은 다양한 기작이 복합적으로 작용하는 것으로 밝혀져 있다(Tran et al., 2017). 수계에 적용되는 주된 Cs 흡착기작들을 흡착공 간으로 분류하여 Fig. 1에 나타내었다. 최근까지 점토, 제올라이트, 산화철(마그네슘), 금속(알루미늄 기원)수. 산화물, 키토산, 활성탄 등이 오염수계로부터 Cs 제거를 위한 흡착제로 개발되었다(Dechojarassri, et al., 2017; Wang, et al., 2018; Park, et al., 2019; Falyouna, et al., 2020). 대나무 활성탄(Bamboo charcoal: 이하 ‘BC’로 표기) 은 풍부한 내부 공극을 포함하여 비표면적이 크고, 열 과 산/염기반응에도 비교적 안정한 것으로 밝혀져(Lin et al., 2003; Hameed et al., 2007; Wang et al., 2008; Fu et al., 2010), 지난 십여 년 동안 수계로부 터 중금속을 포함한 여러 오염물질을 제거하는 흡착제 로 사용되어 왔다. 방사능 핵종을 포함한 중금속 제거 를 위해 BC를 흡착제로 사용한 선행 연구들을 정리하 여 Table 1에 나타내었다. 최근 BC를 이용하여 수계 로부터 Cs과 우라늄(Uranium; 이하 ‘U’로 표기)을 제 거하는 흡착제에 관한 연구가 진행되었으며, BC의 Cs 흡착능을 향상시키기 위하여 인산, 질산, 염산 등 산용 액으로 표면처리하는 방법도 제안되었다(Khandaker et al., 2017; Ahn and Lee, 2018; Lee et al., 2018). 아쉽게도 현재까지 흡착제로서 BC와 관련된 대부분의 선행 연구는 흡착능이 높은 결과를 보이는 분말형태를 사용하여(직경 200 μm 이하), 실제 현장에서 사용하는 경우 오염수 처리 후 분말을 분리해야하는 후처리 과 정이 어렵고, 비용도 많이 소모되었다. 또한 대부분의 흡착제들은 Cs에 대하여 물리적 흡착력을 주 제거 기 작으로 이용하므로 다량의 이온과 콜로이드들이 존재 하는 해수나 지하수의 경우, 공통이온들의 경쟁흡착에 의해 Cs 흡착효율이 낮아지거나 쉽게 탈착되는 경향이 있어 흡착제로서 한계가 있었다. 이러한 원인들에 의해 낮은 Cs 농도를 가지는 오염 수계에서 흡착제를 활용한 Cs 제거효율은 일반적으로 고농도 오염 수계보다 상대.

(3) 질산으로 표면처리한 대나무 활성탄을 첨가한 폴리술폰 담체의 세슘제거 효율 규명. 531. Fig. 1. Schematic of feasible Cs sorption sites for activated bamboo charcoal (modified from Tran et al., 2017). Table 1. Applications of bamboo charcoal (BC) as an adsorbent for the removal of radioactive species and heavy metals Application of BC Activation with carbon dioxide and steam Activation with H3PO4 and KOH BC without treatment Activation with KMnO4 and followed by HNO3 Modification with NaOH BC without treatment Activation with ZnCl2 and FeCl3 BC without treatment BC without treatment. Target compound Chromium, nickel, and cadmium Lead I-181 (radioactive) Lead Arsenic Lead, copper, chromium, and cadmium Mercury Cesium Uranium. 적으로 낮아지게 되고, 따라서 비교적 낮은 Cs 농도를 가지는 해수나 지하수에 대하여 높은 제거효율을 유지 할 수 있는 새로운 흡착제의 개발이 필요하게 되었다. 최근 10여 년 동안, 오염 현장에 적용이 보다 용이 하도록 크기와 형태를 다양화하되, 분말상과 유사한 흡 착능과 낮은 탈착율을 나타내는 흡착제를 개발하는 연 구가 활발히 진행되어왔다. 분말상의 흡착물질을 유기 물질인 고분자 중합체(polymeric matrix)에 고정시켜 물리/화학적으로 안정화된 일정 크기의 담체(carrier)로 제조하여 수처리에 사용하는 방법이 널리 사용되고 있 으며, 알긴산(alginate), 폴리아크릴아미드(polyacrylamide), 폴리이소프렌(polyisoprene), 폴리술폰(polysulfone), 폴 리비닐알코올(polyvinyl alcohol) 등이 수계에서 중금속 을 제거하는 담체 제조에 사용되는 대표적인 고분자 중합체로 알려져 있다(Mbareck et al., 2009; Wang et al., 2018; Godiya et al., 2019). 이 중에서 폴리 술폰은 다양한 형태로 성형이 가능하고, 넓은 pH 범위 에서 안정적이며, 흡착제와의 결합력이 뛰어난 장점을. Reference Wang et al., 2008 Lalhruaitluanga et al., 2010 Chien et al., 2011 Wang et al., 2012 Liu et al., 2012 Lo et al., 2012 Tan et al., 2015 Ahn and Lee, 2018 Lee et al., 2018. 가지고 있어서 흡착물질을 고정화시키는 유기 중합체 로 사용되고 있다(Bai and Abraham, 2003; Ding and Bikson, 2010; DeMeuse, 2014; Shokri et al., 2016; Furuya et al., 2017). 본 연구의 목적은 친환경 물질인 대나무 활성탄을 질산으로 표면처리하여 Cs 흡착능을 향상시킨 후, 이 를 폴리술폰 유기 중합체에 고정시켜 구형 담체를 제 조하여, Cs로 오염된 수계를 정화하는데 적합한 흡착 제를 개발하는 데 있다. 실내 배치 및 칼럼실험을 통 해 제거 가능한 수계의 Cs 농도 범위와 적정 pH 및 온도 범위와 같이 현장 정화를 위한 최적의 적용 조건 들을 제시하였으며, 궁극적으로 Cs로 오염된 수계를 정 화하는데 질산처리한 BC를 첨가하여 제조한 구형 폴 리술폰 담체의 활용 가능성을 입증하였다. 특히 본 연 구에서는 국내 토양 및 지하수에서 서식하는 대표 미 생물종을 배양하여 폴리술폰 담체 표면에 도포함으로 써, 담체의 Cs의 흡착능을 증가시켜 오염수계로부터 Cs 제거효율을 향상시키고자 하였다..

(4) 532. Ni Wayan Sukma Taraning Rahayu · 김선희 · 탁현지 · 김경태 · 이민희. 2. 실험 방법 및 내용 2.1. 실험 재료 본 연구에서는 친환경물질인 대나무를 활성화공정으 로 처리한 BC 3종류 중에서 비표면적과 공극크기는 크 고, 불순물이 적은 BC를 사용하였는데, 직경 1 – 3 cm 크기의 조각으로 상품화되어 국내OO회사에서 수질 정 화용으로 일본으로부터 수입하여 판매하고 있는 제품 이다. 실제 Cs로 오염된 오염수를 확보하기가 어려워 1000 mg/L 농도를 가지는 Cs-133 표준용액(2% 질산 용액: Sigma Aldrich 회사 제품)을 증류수에 희석하여 인공오염수로 사용하였다. BC를 첨가한 폴리술폰 담체 를 제조하기 위해 N,N-dimethyl formamide (DMF, 99.8%)와 폴리술폰(Mw: 35,000 g/mol)을 Sigma Aldrich 회사에서 구입하였으며, 그 외 표준분석기준 등급의 농 염산(37.0%)과 농질산(69-70%), 수산화나트륨 용액 (97.0%)을 대정과 J.T. Baker 회사에서 구입하여 사용 하였다. 2.2. 질산처리한 BC를 첨가하여 폴리술폰 담체 제조 BC를 질산으로 처리하면 부식성이 강한 질산과 반 응하여 BC 표면의 작용기(카르복실, 에테르, 키톤, 알 코올 등)에 결합되어 있는 산소를 활성화시키고, BC. 구조 내 공극의 연결성(pore opening)과 크기(size)를 증가시켜 수용액 내 이온상태로 존재하는 오염물(여기 서는 Cs)의 흡착능을 증가시키는 것으로 알려져 있다 (Khandaker et al., 2017; Rahayu et al., 2020). 질 산으로 표면 처리하기 위하여 조각 상태인 BC를 아게 이트 막자사발을 이용하여 분쇄하여 100-mesh 체(직 경 < 150 μm)로 체거름한 분말상을 사용하였다. 분말 상 BC를 상온에서 충분히 건조한 후 건조 분말 10 g 을 농질산(69-70%) 100 mL와 혼합하여 120 oC에서 6시간 동안 열판에서 가열하여 반응시켰다. 질산처리한 BC는 질산용액과 분리시켜 증류수로 5회 정도 세척한 후(세척액의 pH가 5이상 될 때 까지), 100 oC 오븐에서 24시간 건조시켰다. 분말상으로 구입한 유기 중합체인 폴리술폰 10 g과 DMF (N,N-dimethyl formamide) 용매 90 mL를 125 rpm으로 16시간 동안 상온에서 혼합하여 폴리술폰 용액을 제조하였다. teflon으로 도 포한 자석교반막대를 이용하여 100 g의 폴리술폰 용액 에 질산처리한 BC를 적당량(각각 0.5 g, 1 g, 2 g, 5 g, 10 g) 혼합하여 슬러리를 제조하였으며, 바늘크기가 18G인 주사기를 이용하여 균일한 속도로 혼합 슬러리 를 80% 메틸알코올 용액에 떨어뜨렸다. 중력에 의해 메틸알코올 용액에 투입된 폴리술폰+질산처리 BC 슬 러리는 계면장력 차이에 의해 약 3-5 mm 직경의 구. Fig. 2. Manufacturing process for the beads-type carrier containing 5% of nitric acid treated BC(P-5NBC)..

(5) 질산으로 표면처리한 대나무 활성탄을 첨가한 폴리술폰 담체의 세슘제거 효율 규명. 형으로 담체 성형이 가능하였으며, 성형된 구형 담체 는 증류수로 약 1시간 세척하여 메틸알코올을 제거하 였고, 상온에서 건조한 후 실험에 사용하였다. 질산처 리한 BC를 첨가하여 구형 폴리술폰 담체를 제조하는 과정은 Fig. 2에 나타내었다. 2.3. 담체 표면에 도포할 미생물 배양 미생물은 자체로도 단위 질량당 표면적이 매우 클 뿐 아니라 기질 내에 존재하는 인산, 카르복실, 아미노 산과 같은 다양한 작용기들은 세포벽에서 방사능 핵종 을 고정시키는 능력이 뛰어난 것으로 알려져 있다(Li et al., 2014). 또한 미생물은 다양한 대사기작을 통하 여 수계 내 방사능 핵종의 거동에 영향을 끼치어, 핵 종의 존재형태, 용해도, 흡착능 등을 변화시킬 수 있는 것으로 보고되고 있다(Katsenovich et al., 2013; Li et al., 2014). 본 연구에서는 질산처리한 BC를 포함하 는 폴리술폰 담체 표면에 도포한 미생물이 수계 내 Cs의 제거효율을 향상시킬 수 있는지를 검증하기 위한 실험을 수행하였다. 토양과 지하수에 서식하는 대표 토 착 미생물 중에서 선행연구를 통해 중금속 제거 효율 이 높다고 알려진 미생물 2종(Pseudomonas fluroescens과 Bacillus drentensis)을 한국미생물보존협 회(Korean Culture Center of Microorganisms: KCCM) 로부터 동결건조 상태로 제공받아, KCCM에서 추천한 방법으로 배양하였다. Pseudomonas fluroescens와 Bacillus drentensis는 배양을 위해 각각 영양 배지(3.0 g beef extract, 5.0 g peptone, and 15.0 g agar)와 CTA 배지(cystine trypticase agar: 17.0 g pancreatic digest of casein, 3.0 g pancreatic digest of soybean meal, 5 g NaCl, 2.5 g K2HPO4, 2.5 g glucose, and 15 g agar)를 사용하였다. 각 미생물 종류별 200 mL 배양액에 질산처리한 BC를 포함하는 폴리술폰 구형 담 체 10 g을 24시간 동안 150 rpm으로 혼합하여 담체 표면에 미생물이 충분히 도포되도록 한 후 4 oC 멸균 실에 밀봉한 상태로 저장하였다. 2.4. 폴리술폰 담체의 Cs 제거 흡착 배치실험 인공오염수의 초기 Cs 농도별 폴리술폰 담체(질산 처리한 BC가 첨가된)의 Cs 제거효율을 규명하기 위하 여 다양한 흡착 배치실험을 수행하였다. 2차 증류수와 Cs-133 농도가 1000 mg/L인 표준 용액을 사용하여 Cs 초기 농도가 0.1 - 10 mg/L인 인공오염수(총 7개 농도)를 제조하였다. 폴리술폰 담체 내에 첨가되는 BC 의 적정량을 결정하기 위하여, 질산처리한 BC 첨가 비. 533. 율이 다른 폴리술폰 담체(질산처리한 BC 질량비가 0 – 10 %)들을 대상으로 Cs 초기 농도가 1 mg/L인 오 염수 30 mL에 각 담체를 0.6 g(용액의 2% 해당)을 혼합하여 125 rpm으로 밀봉한 유리플라스크 용기에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응 후 상등액을 마이크로 필 터기(0.8 μm syringe filter: 16592-K, Sartorius)가 부착된 주사기를 이용하여 5 mL 채수한 후, ICP/ MS(Perkin elmer, Elan 6100, FIMS 400)를 활용하 여 상등액 내 Cs 농도를 분석하였다. 분석결과로부터 실험 전/후 인공오염수 내 Cs 농도 변화 값을 이용한 식(1)을 사용하여 폴리술폰 담체의 Cs 제거효율 (Removal efficiency: %)을 계산하였다. Co – Ce Removal efficiency (%) = ⎛--------------⎞ × 100 ⎝ Co ⎠. (1). 여기서 Co는 오염수 내 초기 Cs 농도(mg/L), Ce는 반응 후 오염수 내 Cs 농도(mg/L)를 의미한다. 위 실험은 농도별로 3회 반복실험을 수행하였으며, 초 기 Cs 농도가 0.0 mg/L 인 수용액(배경치)에 대하여 도 흡착실험을 반복 실시하였다. 현장 적용성을 고려하여 다양한 조건에 따른 Cs 제 거효율 변화를 규명하는 흡착 실험을 실시하였다. 대 부분의 방사능 누출 사고에 의한 오염 지표수와 지하 수의 Cs 농도 범위가 1 mg/L이하로 나타나(Ohta et al., 2012), 본 실험에서는 초기 Cs 농도가 1 mg/L인 오염수와 질산처리한 BC를 5% 첨가하여 제조한 폴리 술폰 담체(이하 ‘P-5NBC’로 표기)를 50:1의 비율로 혼 합하여 반응시켰다. 현장에서 대량의 지하수나 지표수 를 처리하는 경우 경제적으로 적용 가능한 반응시간을 고려하여, 흡착 반응시간을 10분 - 4시간 범위로 설정 하여 반응시간에 따른 Cs의 제거효율 변화를 측정함으 로서, 적절한 흡착 반응시간을 결정하고자 하였다. 인 공오염수 내 적절한 폴리술폰 담체 주입량을 결정하기 위하여, 오염수:P-5NBC 비율을 0.1% – 3%로 변화시 켜 흡착실험을 반복 수행하였다. 오염수의 초기 pH와 온도에 따른 제거효율 변화를 규명하기 위하여, 다양 한 초기 오염수 pH 범위(3 – 11)와 온도 조건(5 – 30 oC)에서 흡착실험을 반복하였다. 위 실험들을 통하 여 폴리술폰 담체를 Cs 제거를 위한 흡착제로 사용하 는 경우 최적의 흡착 조건들을 결정하고자 하였다. 담체에 부착된 미생물에 의한 Cs 흡착능 변화를 규 명하기 위하여, 미생물로 표면을 도포한 P-5NBC를 대 상으로 흡착 배치실험을 반복하였다. 미생물로 도포한 P-5NBC 0.6 g와 초기 Cs 농도가 1 mg/L인 인공오.

(6) 534. Ni Wayan Sukma Taraning Rahayu · 김선희 · 탁현지 · 김경태 · 이민희. 염수 30 mL를 125 rpm으로 유리플라스크에서 24시 간 동안 반응시켰으며, Cs 제거효율 결과를 미생물로 도포하지 않은 P-5NBC의 결과와 비교함으로써 미생물 이 담체의 Cs 흡착 효과에 미치는 영향을 정량적으로 검증하고자 하였다. 2.5. 폴리술폰 담체의 Cs 탈착 배치실험 흡착기작에 의해 오염물질이 수계로부터 제거되어도, 탈착에 의해 수계로 환원되는 현상이 발생하면 전체적 인 제거효율은 감소하게 되며, 방사능핵종과 같이 독. P-5NBC의 Cs 흡착능(sorption capacity)을 평가하기 위하여, 흡착 배치실험 결과를 대표적 흡착등온식인 Langmuir 등온식에 대응시켜, 식(3)을 이용하여 Cs 최 대흡착 농도(qm)를 결정하였다. 1 1 1 ---- = -------------------------- + ----K C q qe m L e qm. ⋅ ⋅. (3). 여기서, qe는 평형상태에서 P-5NBC에 대한 Cs의 흡착농도(mg/g), Ce는 반응시간 후 수용액 내 Cs 농 도(mg/L), qm은 P-5NBC에 대한 Cs의 최대흡착농도 (mg/g), KL은 Langmuir 흡착상수이다. Langmuir 흡착. 성이나 위해성이 높은 경우 탈착에 의한 심각한 문제 들이 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 P-5NBC 담체의 Cs 탈착율(%)을 계산하기 위한 탈착 배치실험 을 수행하였다. 2.4에서 흡착 실험 후, 오염수와 분리 한 P-5NBC 담체를 50 oC 오븐에서 24시간 동안 건. 모델 연구로부터 결정되어진 Cs에 대한 P-5NBC의 최대 흡착농도(qm)를 기존 흡착제들의 qm값과 비교하여 본 연구에서 제조한 P-5NBC의 Cs 흡착능을 검증하였다.. 조한 후(미생물로 도포한 담체 제외), 0.6 g을 pH를 5.7로 적정한 증류수(인공 강우 기준) 30 mL와 1 – 24시간 동안 125 rpm으로 반응시켜 담체에 흡착된 Cs의 탈착을 유도하였다. 반응 용액의 Cs 농도를 측정 한 후 아래 식(2)를 이용하여 탈착 시간에 따른 P5NBC 담체의 Cs 탈착율(%)을 계산하였다. 두 종류의 미생물을 각각 도포한 P-5NBC의 탈착율도 동일한 방. 2.7. 비평형 상태를 고려한 Cs 제거 연속 칼럼실험 배치실험은 흡착반응이 평형(equilibrium condition)인 조건에서 수행하므로, 대부분 비평형 조건이 유지되는 실제 현장 오염수에서는 Cs 처리효율이 다를 수 있다. 따라서 본 연구에서는 폴리술폰 담체로 충진된 유리 칼럼(직경 3 cm; 길이 30 cm)을 오염수가 연속으로 통과하는 조건에서 처리 수량에 따른 담체의 Cs 제거. 법으로 실험하여 계산하여 비교함으로써 미생물에 의 한 Cs 고정효과를 검증하고자 하였다.. 율을 측정하였다. 질산으로 처리하지 않은 순수 대나무 활성탄(BC) 조각(직경 1.5 – 2.0 cm), P-5NBC(직경 3 – 5 mm), Pseudomonas fluorescens 또는 Bacillus drentensis로 각각 도포한 P-5NBC 담체로 충진한 총 4종류의 칼럼실험을 실시하였다. P-5NBC 담체를 사용 한 경우 칼럼에 14.7 g의 담체(담체 내 포함된 순수 BC양: 0.74 g)가 충진되었고, 순수 BC로 충진한 경우 51.4 g의 BC가 소요되었다. 모든 칼럼은 먼저 2차 증 류수로 2 공극체적(pore volume)량 만큼 상향식(upflow)으로 1.5 mL/min 속도로 흘려 보내 칼럼을 증류 수로 포화시킨 후, 초기 Cs 농도가 1 mg/L인 인공오 염수를 약 250 공극체적량(약 18 Liter) 만큼 흘려보 냈다. 일정 시간 간격에 따라 칼럼 상부로부터 배출수 를 채취하여 Cs 농도를 측정함으로서 처리수 용량에 따른 Cs 제거 효율을 계산하였다. 연속 칼럼실험과정 은 Fig. 3에 나타내었다. 칼럼실험을 통해 순수 BC와. Desorption rate (%) Amount of Cs desorbed (mg ⁄ L) = -------------------------------------------------------------------------- × 100 Amount of Cs adsorbed (mg ⁄ L). (2). 2.6. 폴리술폰 담체의 Cs 흡착 특성 규명을 위한 분석과 Langmuir 등온 흡착 모델 연구 BC를 첨가한 구형 폴리술폰 담체의 내/외부 구조를 파악하기 위하여 SEM (Scanning Electron Microscope; TESCAN, Czech, VEGA II LSU) 분석을 통하여 담 체의 표면과 내부를 영상화하였고, EDS (Energy Dispersive X-Ray Spectrometer; Horiba Scientific) 를 이용하여 담체 내외부에 흡착된 Cs를 분석하였다. 효과적인 SEM/EDS 분석을 위해 Cs 초기 농도가 500 mg/L인 인공 오염수를 대상으로 Cs 흡착 배치 실험을 수행하였다. 오염수 30 mL에 질산처리한 BC 를 5% 첨가한 구형 폴리술폰 담체(P-5NBC) 1 g을 1 시간 동안 150 rpm으로 반응시킨 후 건조하여 SEM/ EDS 분석을 실시하였으며, 반응 전 결과와 비교하여 Cs가 흡착되는 담체 구조를 규명하고자 하였다.. 비교하여 P-5NBC 담체의 Cs 제거 효율을 비평형조건 에서 비교하였으며, Cs 제거에 미치는 미생물 효과도 관찰하였다. 칼럼실험 결과로부터 P-5NBC 담체 단위 질량당 처리한 Cs량을 계산하고, 처리 가능한 오염수 량을 예측하였다..

(7) 질산으로 표면처리한 대나무 활성탄을 첨가한 폴리술폰 담체의 세슘제거 효율 규명. 535. Fig. 3. Column experiments with four different adsorbents (packed with original BC granules (a); with P-5NBC carriers only (b); with polysulfone carriers coated by Pseudomonas fluorescens (c); and with polysulfone carriers coated with Bacillus drentensis (d)).. 3. 결과 및 고찰 3.1. 폴리술폰 담체의 Cs 제거 흡착 배치실험 결과 Cs 제거를 위해 구형의 폴리술폰 담체를 제조하여 사용하는 경우 담체 내 첨가하는 질산처리한 BC의 적 정량을 결정하기 위하여, 첨가하는 BC량을 달리하여 제조한 폴리술폰 담체의 Cs 흡착능을 규명하는 흡착실 험(초기 Cs 농도: 1 mg/L; 흡착 반응시간: 1시간)을 수행하였으며, 그 결과는 Fig. 4a에 나타내었다. 담체 내 BC의 첨가량이 증가할수록 Cs 제거효율도 증가하 였으나, 첨가량이 5% 이상인 경우 완만한 제거효율 증. 가를 나타내어, 이후 실험부터는 질산 처리한 BC를 5% 첨가하여 제조한 폴리술폰 담체(P-5NBC)를 사용 하였다. 질산처리한 BC를 첨가하지 않은 폴리술폰만으 로 제조된 담체의 경우(0% BC 첨가), Cs 제거효율이 5% 이하를 나타내어 담체에서 Cs를 흡착하는 주요 부 분은 질산처리한 BC임을 알 수 있었다. 질산처리한 BC를 5% 포함하는 폴리술폰 담체인 P5NBC를 대상으로 인공오염수 내 Cs를 제거하는 흡착 실험을 수행하였으며, 초기 Cs 농도에 따른 제거효율 결과를 Fig. 4b에 나타내었다. 인공오염수의 초기 Cs 농도가 1.0 mg/L 이하의 경우(대부분의 방사능 누출. Fig. 4. The Cs removal efficiencies with different amount of HNO3-treated BC in a carrier (a) and with different initial Cs concentration in solution (b)..

(8) 536. Ni Wayan Sukma Taraning Rahayu · 김선희 · 탁현지 · 김경태 · 이민희. 사고에 의한 지표수, 지하수 오염 농도 범위) 79%이상의 제거효율을 보이고(최대 92%), 초기 농도가 1.0 mg/L 이상에서는 감소하는 경향을 보이나 10 mg/L까지 증 가하는 경우에도 제거효율은 55% 이상을 유지하였다. 후쿠시마 원전 사고에 의한 오염 해수와 지하수 Cs 농도가 대부분 0.1 mg/L 내외인 것을 고려하면, P5NBC 담체의 경우 오염 해수나 지하수 내 Cs 처리에 적합할 것으로 판단되었다. Cs 제거를 위해 오염수 내 투입하는 P-5NBC 담체의 적정 투입량(용액 대비 투입량: %)을 결정하기 위하여, Cs 초기 농도가 1.0 mg/L인 인공오염수를 대상으로 P-5NBC 첨가량에 따른 제거효율 변화를 Fig. 5a에 나 타내었다. 오염수 30 mL에 P-5NBC를 0.03 g(0.1 wt%)부터 0.9 g(3.0 wt%)까지 첨가하여 1시간 반응시 킨 결과, 첨가량이 1%의 경우 제거효율이 58%로 급 격히 증가하였다. 이 후에도 첨가량이 증가함에 따라 제거효율은 약간 증가하는 경향을 나타내었으나 그 증 가폭이 완만하여, P-5NBC의 경우 오염수 대비 1 − 2%를 첨가하는 것이 바람직한 것으로 나타나 이 후. 실험에서는 오염수 내 담체 첨가량을 2%로 조정하였 다. Fig. 5b는 흡착시간에 따른 Cs의 제거효율 결과를 보여주는데, 흡착 반응 후 1시간 이후에 평형에 도달 하는 것으로 보이며, 이러한 결과는 BC만을 대상으로 수행한 기존의 Cs 흡착반응 실험 결과와 유사하다 (Ahn and Lee, 2018). 오염수의 다양한 pH와 온도 조건에서 수행한 흡착 배치실험 결과(초기 Cs 농도: 1 mg/L; 흡착시간: 1시간)를 Fig. 6에 나타내었다. P5NBC에 대한 제거효율은 pH가 3에서 43%로 가장 낮았으며, 이후로 pH 증가에 따라 증가하는 경향을 나 타내어 pH 7에서 61%를 나타내었다(Fig. 6a). pH 7 ~ 11에서는 제거효율의 큰 변화 없이 평균 59%를 유 지하여, 비교적 다양한 pH 환경에서 P-5NBC 적용이 가능할 것으로 판단되었다. Fig. 6b는 오염수의 온도변 화에 따른 Cs 제거효율 변화를 나타낸다. 오염수의 온 도가 5 oC ~ 30 oC 범위에서 제거효율은 67% ~ 70%를 나타내어 국내 현장 오염수에 적용하는데 추가 적인 온도 조절은 필요하지 않은 것으로 밝혀졌다. 위 실험결과들로부터 Cs로 오염된 오염수 정화를 위해 P-. Fig. 5. The Cs removal efficiencies of P-5NBC with different amount of P-5NBC in solution (a) and with different sorption time (b).. Fig. 6. The Cs removal changes of P-5NBC at different pH (a) and temperature conditions (b) of solution..

(9) 질산으로 표면처리한 대나무 활성탄을 첨가한 폴리술폰 담체의 세슘제거 효율 규명. 537. 5NBC 담체를 흡착제로 활용하는 경우, 비교적 짧은 반응시간(1시간)에 처리가 가능하고, 넓은 pH 범위와 온도 범위에서도 안정된 Cs 제거효율을 유지하는 것으 로 나타나, Cs로 오염된 다양한 오염수(지하수 포함)을 정화하는데 적절하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 3.2. 미생물을 도포한 폴리술폰 담체의 Cs 제거 흡 착 배치실험 결과 미생물을 배양시킨 배양액에 P-5NBC를 24시간 혼 합하여, P-5NBC 표면을 미생물로 도포한 담체의 Cs 제거효율(흡착시간: 24시간)을 미생물로 도포하지 않은 P-5NBC를 흡착 반응시킨 결과와 비교하여 Fig. 7에 나타내었다. 24시간 흡착반응 결과, 순수 P-5NBC의 Cs 제거효율은 73.8%이었으며, Pseudomonas fluroescens 와 Bacillus drentensis로 도포한 P-5NBC의 제거효율 은 각각 88.3%와 87.2%로 18%와 19% 향상되었다. 미생물이 Cs 흡착능을 증가시키는 주원인으로는 미생 물 세포외벽에 존재하는 두꺼운 펩티도글리칸 (peptidoglycan) 구조에서 Cs와 결합이 가능한 다양한 작용기들(카르복실기, 아미노기, 알코올기 등)을 제공하 여 Cs의 고정화를 촉진하기 때문이며, 이러한 작용기 들에 의해 Cs는 이온교환과 기전력에 의한 인력에 의 해 세포벽에 고정되는 것으로 알려져 있다(Fang et al., 2011; Li et al., 2014). 일단 세포벽에 고정화된 Cs는 세포막 경계에서 발생하는 확산(diffusion)에 의해 기질내부로 이동하여 탈착이 제한된다(Kang et al., 2017; Zhao et al., 2016). 비록 담체 표면에 도포된 미생물에 의해 담체 내부 표면까지 이동하여 고정되는 물리적 흡착 속도는 감소할 수 있으나, 위에서 언급한 미생물의 Cs 고정화 기작들의 활성화가 이를 상쇄하여 최종적으로 담체의 Cs 흡착능은 상승하는 것으로 판단 된다.. Fig. 7. The Cs removal changes of P-5NBC coated with two microorganisms.. Fig. 8. The Cs desorption rate of P-5NBC with and without microorganism coated.. 3.3. 폴리술폰 담체의 Cs 탈착 배치실험 결과 탈착 시간에 따른 P-5NBC의 Cs 탈착율(%) 결과를 Fig. 8에 나타내었다. 탈착 시간 1 – 24시간 범위에서 탈착율은 13 – 16%를 유지하여 1시간 이내에 대부분 의 Cs 탈착이 일어남을 알 수 있었으며(최대 탈착율: 16%), 이러한 결과는 P-5NBC 담체에 첨가된 질산처 리한 BC에 Cs가 강하게 결합되어 있음을 의미한다. 미생물로 도포한 P-5NBC의 경우 탈착율은 9 – 11%(대 부분 10%이하)로 순수 P-5NBC보다 탈착율이 낮아 미 생물에 의한 Cs 고정 효과가 있는 것으로 나타났다. 3.4. Cs 흡착 특성 규명을 위한 분석과 Langmuir 등온 흡착 모델 연구 결과 3.1.에서 수행한 P-5NBC를 이용한 흡착 배치실험 결과(Fig. 4a)를 활용하여 대표적인 Langmuir 흡착등 온선을 작성하였으며, 이 결과를 흡착상수값들과 함께 Fig. 9에 나타내었다. 작성된 흡착등온선의 회귀계수 (R2)값은 0.996으로, P-5NBC가 Langmuir 흡착특성을 보인다고 가정하여 최대흡착농도(qm: mg/g)값으로부터 Cs 제거능을 평가할 수 있는데, P-5NBC의 경우 60.89 mg/g으로 매우 높은 값을 나타내었다. 다양한 종류의 분말 활성탄(코코넛, 아몬드, 대나무 등)과 입상 흡착제(Fe/Al 산화물, 알긴산, 실리카겔 등)들을 사용하여 Cs를 제거한 선행 연구들의 qm 값들과 본 실험 결과를 비교하여 Table 2에 나타내었다. 선행연구들에서 질산 처리하지 않은 순수 BC의 qm값이 0.17 − 46 mg/g이 었으며, 대부분의 다른 입상 흡착제의 qm값이 50 mg/g 이하 이었던 것과 비교하면, 본 연구에서 활용한 P5NBC 담체는 분말상이 아닌 입상(직경 3 – 5 mm) 임에도 불구하고 1시간 동안의 흡착반응으로 높은 Cs 제거능(qm값 > 60 mg/g)을 나타내어, Cs로 오염된.

(10) 538. Ni Wayan Sukma Taraning Rahayu · 김선희 · 탁현지 · 김경태 · 이민희. 으며, P-5NBC의 경우 55.2 nm이었다. 이러한 담체 내 평균 공극크기의 증가에 의해 물리적으로는 공극간 연결성이 증가되어 실제로 Cs가 담체 내부까지 이동하 여 고정될 수 있는 가능성이 높아지게 되고, 담체 내 부 공극 경계면에 존재하는 유기작용기들의 활성도가 향상되어, 궁극적으로 P-5NBC의 Cs 흡착능이 증가하 는 것으로 판단된다. P-5NBC 담체의 내/외부 구조와 Cs가 흡착되는 부분 을 알아보기 위하여 초기 Cs 농도가 500 mg/L인 오 염수를 대상으로 흡착실험을 실시한 후, P-5NBC 담체 내/외부에 대하여 SEM/EDS 분석을 실시한 결과를. Fig. 9. The Langmuir isotherm curve fitting for P-5NBC sorption results.. 수계를 정화하는데 효과적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 본 실험에서 사용한 BC, 질산처리한 BC, 질산처리 한 BC를 5% 포함하는 폴리술폰 담체(P-5NBC)의 물 리/화학적 특성을 측정한 후 정리하여 Table 3에 나타 내었다. 질산처리에 의해 BC의 평균 공극 직경(pore diameter)은 18.2 nm에서 29.6 nm로 63% 증가하였. Fig. 10에 나타내었다. 대나무 활성탄은 대부분 대나무 줄기를 탄재로 하여 탄화한 생성물이므로, 활성탄 입 자의 대부분이 대나무 줄기를 형성하는 다량의 섬유관 다발로 이루어진 인피섬유질(bast fiber) 조직을 그대로 유지하는데, 벽면에는 미세공극들이 발달되어 있고, Cs 흡착 시 내부 표면적으로 활용될 수 있는 엽리층 구조 를 형성하고 있다. P-5NBC 담체의 SEM 분석 결과 폴리술폰 담체 표면은 대부분 300 nm 이하의 크기를 가지는 망상구조로 이루어져 있으며(Figs. 10(a) - (c)), 내부는 직경 5 μm 이하의 구형입자들로 형성되어있다 (Figs. 10(d) – (f)). 폴리술폰 담체 표면과 내부에는 대나무의 섬유관다발과 기공구조를 유지하고 있는 질. Table 2. The qm comparison of P-5NBC to other adsorbents for Cs sorption The qm (Maximum sorption capacity: mg/g) Cocoanut shell activated carbon 0.76 Pine cone 5.75 Touene-ethanol extracted pine cone 7.01 Almond shell 12.63 Bamboo charcoal 19.01 Immobilized nickel hexacyanoferrate-sericite beads 13.88 Silica gel embedded phosphotungstic acid 20.80 27.53 Ammonium-pillared montmorillonite/Fe3O4 Maghemite PVA-alginate beads 28.32 Magnetic prussian blue/graphene oxide nanocomposites 43.52 caged in calcium alginate microbeads 45.87 HNO3 treated BC 60.89 Polysulfone carrier with HNO3 treated BC Type of adsorbent. Reference Caccin et al. (2013) Ofomaja et al. (2015) Ofomaja et al. (2015) Arifi and Hanafi (2011) Ahn and Lee (2018) Jeon (2016) Seaton et al. (2017) Zheng et al. (2017) Majidnia and Idris (2015) Yang et al. (2014) Khandaker et al. (2017) This study. Table 3. Properties of adsorbents used in experiments Adsorbent type. pH. Original BC HNO3 treated BC P-5NBC. 11.0 5.0 5.0. Density (g/cm3) 0.4147 0.3604 0.1697. BET surface area (m2/g) 168.9 85.9 3.0. Micropore (<30 nm) area (m2/g) 81.1 34.2 < 0.1. Average pore diameter (nm) 18.2 29.6 55.2.

(11) 질산으로 표면처리한 대나무 활성탄을 첨가한 폴리술폰 담체의 세슘제거 효율 규명. 539. Fig. 10. Results of SEM/EDS analysis for P-5NBC after the sorption batch experiment (●: EDS spot; □ : BC particles in carrier)..

(12) 540. Ni Wayan Sukma Taraning Rahayu · 김선희 · 탁현지 · 김경태 · 이민희. 산처리한 활성탄 입자들이 폴리술폰과 강하게 결합되 어 있었다(Figs. 10(h), (l), and (m)). 흡착실험 후 담 체 표면과 내부에 존재하는 질산처리한 BC 입자 표면 을 EDS분석한 결과 Cs 피크가 나타났으며, Cs 성분 비는 표면의 경우 2.3%, 내부의 경우 1.3%를 나타내 어, 담체 표면과 내부에 위치하는 BC 입자에 Cs가 흡 착되어 있음을 알 수 있었다(Figs. 10(j) and (o)). BC 입자를 포함하지 않는 폴리술폰 담체 부분에 대하 여 EDS 분석을 실시한 결과 Cs 피크가 발견되지 않 았으며(Figs. 10(m) and (n)), 이는 Cs 성분비가 < 0.1% 임을 의미한다. 이러한 결과로부터 본 연구에서 제조한 P-5NBC 담체의 경우 담체 내 첨가된 질산처 리한 BC 입자들이 대부분의 Cs를 흡착하고 있음을 알 수 있었다. 3.5. 비평형 상태를 고려한 Cs 제거 연속 칼럼실험 결과 칼럼상부로부터 배출된 처리수의 Cs 농도로부터 계 산한 처리수량(pore volume: ‘공극체적’으로 표기)에 따른 Cs 제거효율을 정리하여 Fig. 11에 나타내었다. BC 조각으로 충진된 칼럼의 경우 초기 3 공극체적 이 내에는 20%의 Cs 처리효율을 보였으나, 이후부터 감 소하여 12%이하를 유지하였다. P-5NBC 담체로 충진한 경우, 초기 60 공극체적 동안 60%이상 높은 Cs 제거 효율을 유지하였으며(50 공극체적 까지 75%이상), 이후 감소하는 경향을 보이며 150 공극체적 처리 이후부터 는 7%이하를 유지하였다. Pseudomonas fluorescens 와 Bacillus drentensis로 각각 도포한 P-5NBC 담체 로 충진한 칼럼의 경우 70 공극체적 처리 동안 99% 이상의 매우 높은 처리효율을 나타내었으며, Bacillus drentensis 의 경우 90 공극체적 처리까지, Pseudomonas. Fig. 11. The Cs removal efficiencies of the effluent for the column packed with four different adsorbents.. fluorescens의 경우 100 공극체적까지 60% 이상의 제거 효율을 나타내었다. 이는 처리효율 60%(흡착 배치실험의 평균 Cs 제거효율) 기준으로, 미생물로 도포하지 않은 P-5NBC 담체로 충진한 칼럼보다 Cs 처리수량이 약 30% 이상 증가했음을 의미한다. 칼럼실험 결과로부터 90%이상의 제거효율을 고려하였을 때(초기 Cs 농도 1 mg/L → 처리 후 농도 < 0.1 mg/L), Pseudomonas fluorescens로 도포한 P-5NBC 담체 15 g(담체 내 질 산 처리한 BC량은 0.74 g)만으로도 5 L 이상의 오염 수를 처리할 수 있었다.. 4. 결. 론. 우리나라는 의료계와 산업용으로 사용되는 Cs를 제 외하더라도 가동 중인 원전 수를 고려하면 자연재해나 예기치 않은 사고 등에 의해 Cs에 의한 수계오염 가 능성이 다른 나라보다 높다. 따라서 Cs으로 오염된 수 계(지하수 포함)를 정화하기 위하여 제거효율이 높고 친환경적인 흡착제 개발이 요구된다. 수계로부터 Cs을 제거하는 대부분의 선행 연구에서는 높은 Cs 흡착능을 얻기 위해 대상 흡착제의 분말상으로 실험을 수행하였 으며, 높은 Cs농도(> 1 mg/L) 조건에서 제거효율을 도출하였다. 따라서 이러한 분말상을 현장 오염수에 그 대로 적용하는 경우, 수처리 후 분말상을 분리하는 과 정이 요구되며 이에 따른 비용과 시간이 추가로 소요 된다. 또한 실제로 후쿠시마 원전 사고와 같이 실제 사고 현장 오염수(지하수와 해수)의 Cs 농도가 낮은(대 부분 < 0.1 mg/L)것을 고려하여 수용액의 초기 농도 가 낮은 조건에서도 높은 제거효율을 보이는 흡착제 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 제한 을 극복하기 위하여 물리/화학적으로 안정한 유기중합 체인 폴리술폰산에, Cs에 흡착효과가 높은 것으로 알 려진 질산처리한 BC를 소량 첨가하여 분말상이 아닌 구형 입상의 형태로 P-5NBC 흡착제를 제조하였으며, 오염수로부터 Cs를 제거하는데 효과적인 흡착제로서 활용가능성을 다양한 실내 실험을 통하여 입증하였다. 복잡한 처리 과정이나 별도의 추가 반응 없이 폴리술 폰에 5%의 질산처리한 BC를 첨가하여 제조한 구형 담체(P-5NBC)의 경우 60% 이상 제거가 가능하였으며, 특히 실제 오염수의 농도 범위인 1 mg/L 이하의 저농 도에서도 높은 제거효율(77% 이상)을 나타내었다. 특 히 수용액의 pH, 온도 변화에 따른 제거효율 변화가 크지 않고, 1시간의 흡착반응으로도 충분한 제거효율.

(13) 질산으로 표면처리한 대나무 활성탄을 첨가한 폴리술폰 담체의 세슘제거 효율 규명. 에 도달하여, 본 연구에서 개발한 P-5NBC이 예기치 못한 원전사고나 방사능핵종 누출사고에 기인한 수계(지 하수, 지표수, 해수 및 원전 냉각수/폐수 등) 내 Cs를 정화하는데 효과적인 흡착제로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.. 사. 사. 이 논문은 2019년도 한국연구재단 기본연구자지원 사업의 지원을 받아 연구되었음(NRF-2017R1D1A1B 03034329). 본 논문을 세심하게 심사하여주신 심사자 들께 감사드립니다.. References Ahn, J. and Lee, M. (2018) Sorption efficiency of the bamboo charcoal to remove cesium in the contaminated water system. Econ. Environ. Geol., v.51, no.2, p.87-97. Alamudy, H.A. and Cho, K. (2018) Selective adsorption of cesium from an aqueous solution by a montmorilloniteprussian blue hybrid. Chem. Eng. J., v.349, p.595-602 Arifi, A. and Hanafi, H.A. (2011) Adsorption of cesium, thallium, strontium and cobalt radionuclides using activated carbon. Asian J. Chem., v.23 (1), p.111-115. Awual, M.R., Suzuki, S., Taguchi, T., Shiwaku, H., Okamoto, Y. and Yaita, T. (2014) Radioactive cesium removal from nuclear wastewater by novel inorganic and conjugate adsorbents. Chem. Eng. 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