폐수 품질 테스트 & 교정용 표준물질

폐기할지 혹은 재활용할지 결정하기 위해 실험실 테스트를 통해 폐수의 품질을 측정하는 것이 중요합니다. 폐수의 물리적, 화학적 및 생물학적 특성을 확인하기 위해 다양한 분석을 수행할 수 있습니다. 이러한 분석 테스트는 더욱 민감해지고 있으며, 모든 산업에서 실험 결과를 검증하고 추적 가능한지 확인해야 할 필요성이 커지고 있습니다.

 

물리적 특성

온도

​수생 생물은 특정 온도 범위 밖에서는 생존할 수 없습니다. 관개 유출수 및 발전소의 수냉각법은 일부 수생 생물의 생존 온도 범위 이상으로 온도를 상승시킬 수 있습니다. 온도 상승은 또한 산소 농도를 감소시키는 조류 번식을 일으킬 수 있습니다.

 

고체 물질

폐수에 있는 고체 물질은 용해, 부유 또는 침전될 수 있습니다. 용존고형물총량(total dissolved solids, TDS)은 측정된 부피의 여과수를 증발시킬 때 남은 잔류물의 질량으로 정의됩니다. 필터에 남아있는 건조 고형물의 질량을 부유고형물총량 (total suspended solids, TSS) 또는 여과 불가능한 잔류물이라고 합니다. 침전된 고체물은 물이 1시간 동안 침전된 후 임호프 콘 바닥에 축적된 가시적 부피로 측정됩니다. 

탁도는 물에 있는 부유 물질의 빛 산란능력을 측정한 것입니다. 염도는 용해된 물질로 인한 물의 밀도 또는 전도도 변화를 측정합니다. 

 

화학적 특성

​다양한 화학 물질이 물에서 발견될 수 있지만 그 중 중요한 화학 원소는 소수에 불과합니다. 비소, 카드뮴, 납 및 수은과 같은 금속은 자연적으로 발생하는 화합물입니다. 이러한 금속은 토양, 물 및 대기와 같은 환경에서 다양한 농도로 존재할 수 있습니다. 농업, 산업 또는 자동차 배기 가스와 같은 인간 활동 또는 식품 가공 및 보관 중 오염으로 인해 이러한 금속은 식품의 잔류물로 발견될 수 있습니다. 사람들은 환경에서 또는 오염된 음식이나 물을 섭취하여 이러한 금속에 노출될 수 있습니다. 금속이 신체에 축적되면 시간이 지남에 따라 해로운 영향이 나타날 수 있습니다. 금속의 분석을 위해 ICP-MS 및 ICP-OES와 같은 기술이 필요합니다. 올바른 분석 결과를 위해서는 기기 교정이 중요합니다.

 

원소의 wet chemistry에 관한 지식은 샘플 및 화학 표준물질을 준비하는데 있어 원소간 침전, 개별 원소 가수분해, 매트릭스 효과, 간섭 오염등과 같은 문제를 방지하는데 필수적입니다.

 

수소

다양한 물은 하이드로늄(hydronimum) 양이온과 히드록실기(hydroxyl) 음이온으로 이온화됩니다. 이온화된 수소의 농도는 pH로 표시됩니다. 

pH 측정은 환경 실험실에서 사용하는 가장 일반적인 실험방법중 하나입니다. pH 측정기를 교정하기위해서는 버퍼 표준물질이 중요한 역할을 합니다.

 

산소

대부분의 물고기나 기타 수생 동물들은 생존을 위해 최소 용존 산소가 필요합니다. 환경 화학에서는 화학적 산소 요구량(chemical oxygen demand, COD)과 생화학적 산소 요구량(biochemical oxygen demand, BOD) 두 가지 방법이 사용됩니다. BOD 및 COD 테스트는 폐기 오염물질의 상대적인 산소 고갈 효과를 측정합니다. 두 가지 테스트 모두 오염 측정의 척도로 널리 사용되고 있습니다. 

 

BOD 테스트는 생분해성 오염물질의 산소 요구량을 측정하는 반면, COD 테스트는 생분해성 오염물질의 산소요구량과 비생분해성 산화성 오염물질의 산소 요구량을 측정합니다.

 

COD는 측정된 용액에서 반응에 사용될 수 있는 산소의 양을 나타내는 지표입니다. 일반적으로 용액의 부피에서 소비되는 산소 질량으로 표현되며, SI 단위는 리터당 밀리그램(mg/l)입니다. COD 테스트는 물에 있는 유기물의 양을 정량화하는데 사용할 수 있습니다. COD는 폐수가 수역에 미치는 영향을 보여주는 지표로써, 수질 측정에 유용합니다.

 

BOD는 박테리아와 같은 미생물이 유기 오염물 (당, 지방, 단백질)을 소비하는데 필요한 산소의 양(mg/l)을 의미합니다. 모든 오염이 박테리아에 의해 제거될 수 있는 것은 아닙니다. 오염된 물의 BOD 수치는 일반적으로 담수의 BOD 수치보다 높습니다. 가정 하수, 석유 잔류물 및 동물과 작물 폐기물로 인해 BOD가 증가할 수 있습니다.

 

COD 테스트는 2~3시간이 소요되는 반면, BOD는 5일이 소요됩니다.

 

* 해당 글의 전문은 첨부파일에서 확인하실 수 있습니다.

 

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