Microcystis sp. 유래 유기물질의 특성: 소독부산물 생성능 및 처리능

목적:본 연구는 낙동강 하류 매리지역에 서식하는 Microcystis sp.의 조류 유래 유기물질(algal organic matter, AOM)에서의 소독부산물 생성능(disinfection by-product formation potential, DBPFP)과 단위 정수처리 공정별 제거능을 평가하였다. 방법:낙동강 하류 매리지역의 Microcystis sp.를 초음파로 분쇄/여과하여 조제한 AOM 조제수(M-AOM)와 낙동강 하류 매리원수(N-NOM)를 대상으로 응집/침전, 생물활성탄(biological activated carbon, BAC) 및 입상활성탄(granular activated carbon, GAC) 공정 처리 전･후의 용존 유기물질(dissolved organic matter, DOM) 및 DBPFP 제거능을 함께 평가하였다. DOM 농도 및 특성 평가에는 LC-OCD와 fluorescence spectrophotometer를 이용하였으며, DBPFP는 trihalomethane formation potential, THMFP), haloacetic acids FP (HAAFP), haloacetonitrile FP (HANFP) 및 chloral hydrate FP (CHFP) 4종을 각각 분석하였다. 정수처리 공정별 제거능 평가에서 응집/침전은 쟈-테스터를 이용하였으며, BAC와 GAC 실험은 실험실 규모 아크릴 컬럼을 이용하여 공탑 체류시간(empty bed contact time, EBCT)을 20분으로 고정하여 수행하였다. 결과 및 토의:N-NOM에서는 humic substance (HS)의 함량이 50.9%로 높게 나타난 반면, M-AOM에서는 biopolymer (BP)가 26.0%, low molecular weight-acid (LMW-A)가 30.6%의 높은 함량을 나타내었다. DBPFP의 경우, N-NOM에서는 THMFP가 전체의 59.5%를 차지하였으나 M-AOM에서는 CHFP와 HANFP가 각각 49.6% 및 23.3%를 차지하였다. 따라서 N-NOM과 M-AOM의 DOM 및 DBPFP 조성에는 많은 차이가 있었다. N-NOM과 M-AOM은 두 시료수 모두 응집/침전공정에서는 고분자 유기물질(BP와 HS)의 제거율이 높았으나 GAC와 BAC 공정에서는 저분자 물질(BB와 LMW-org)의 제거율이 높게 나타났으며 제거율에는 다소 차이를 보였다. 또한, 응집/침전처리 후 잔존하는 BP는 GAC 공정에서의 흡착보다는 BAC 공정에서의 생물분해에 의해 쉽게 제거가 가능하였다. AOM에서 유래되는 THMFP와 HAAFP는 응집/침전처리에 의해 90% 정도 제거가 가능하였으며, 이는 DOM 구성물질 중 BP와 HS의 제거율과 매우 유사하게 나타나 이들이 THM 생성에 관여하는 것으로 판단되었다. 그러나 HANFP와 CHFP의 제거율은 낮게 나타나 응집/침전처리에 의해 낮은 제거율을 나타낸 저분자 유기물질들에서 HANFP와 CHFP 생성을 의심해 볼 수 있었다. BAC 공정에서는 CHFP와 HANFP가 비교적 제거능이 높았으며, GAC 공정의 경우는 전체적으로 DBPFP 제거능이 우수하였다. 결론:N-NOM는 HS (50.9%)의 함량이 높았으나, M-AOM은 BP (26.0%)와 LMW-A (30.6%)의 함량이 높게 나타났다. N-NOM의 DBPFP 구성비에서는 THMFP가 59.5%를 차지하였으나 M-AOM에서는 CHFP (49.6%)와 HANFP (23.3%)가 높게 나타났다. N-NOM과 M-AOM은 응집/침전처리에 의해 고분자 유기물질(BP, HS)의 제거능이 높았으나 GAC와 BAC 공정에서는 저분자 물질의 제거율이 높게 나타났다. 또한, 응집/침전처리 후 잔존하는 BP는 GAC 공정에서의 흡착보다는 BAC 공정에서의 생물분해에 의해 쉽게 제거 가능하였다. M-AOM에서 생성되는 THMFP와 HAAFP는 응집/침전 처리에 의해 90% 정도 제거가 가능하였으나 HANFP와 CHFP의 경우는 응집/침전 처리로 제거가 어려웠다. BAC 공정에서는 CHFP와 HANFP가 비교적 제거능이 높았으며, GAC 공정의 경우는 전체적으로 DBPFP 제거능이 우수하였다. Objectives:This study was evaluated the disinfection by-product formation potential (DBPFP) in the algal organic matter of Microcystis sp. (M-AOM), which lives in the downstream Maeri area of Nakdong River, and the removal efficiency by each drinking water treatment process. Methods:M-AOM were prepared by ultrasound/extraction/filtration using Microcystis sp. from Maeri area in the downstream of Nakdong River. M-AOM and Nakdong river water sample (