TiO₂ 광촉매를 이용한 Methyl parathion 농약의 분해기전과 독성저감에 관한 연구

본 연구에서는 대표적인 유기인계 농약인 methyl parathion을 대상으로 태양광의 조사 하에 TiO₂ 광촉매반응과 광반응을 이용하여 처리하고 제거기전을 구명하는 연구를 수행하였다. 반응시간에 따른 methyl parathion의 저감과 중간생성물의 발생 그리고 이온성부산물의 생성 등의 반응양상을 관찰하였다. TiO₂ 광촉매반응이 광반응과 TiO₂ 흡착에 비해서 가장 효과적으로 methyl parathion을 제거시켰다. 38 μM의 methyl parathion은 90분 이내에 광촉매반응으로 완전히 제거되었으며 최종 반응시간 150분후에 TOC는 약 60% 감소되었다. 광촉매반응에 의한 Methyl parathion의 제거에 따라 생성된 질소는 NO₂(-), NO₃(-), 그리고 NH₄(+)로 거의 100%, 황은 SO₄ 2- 로 약 80%, 그리고 인은 PO₄(3-)로 5% 이하로 회수되었다. 중간 생성물은 methyl paraoxon과 4-nitrophenol을 측정 하였으며, 광촉매반응 시 30분 이내에 각각 최고농도인 약 2.6 μM과 7.8 μM까지 생성되었으며 150분 이후에 거의 제거되었다. Methyl parathion을 처리함과 동시에 광촉매공정의 효율을 평가하기 위해서 두 가지 생물종 Vibrio fischeri와 Daphnia magna를 이용하여 처리수의 급성 독성실험을 수행하였다. 급성 독성실험의 결과로 광촉매반응 시 처리수의 상대독성이 초기에 비해 150분후에 거의 100% 감소되었고, 이에 반해서 광반응에서는 Vibrio fischeri와 Daphnia magna 각각에 대해서 약 80%와 40%의 상대독성 감소가 관찰되었다. methyl parathion과 TOC의 감소와 급성독성의 저감양상은 유사한 경향을 보였다.