과 시료양 결정
페 놀
CHOH + 7O₂ → 6CO₂ + 3H₂O
94 : 224 = 100 : x
x = 238mg / l
238 × 0.5 = 119
119↔5 ≒ 24배 희석율 = 약 24배 이상
실험에서 페놀의 희석율을 60배로 정하고
∴300 ÷ 60= 5mL
글루코즈
CH₁₂O + 6O₂→ 6CO₂ + 6H₂O
180 : 192 = 100 : x
x = 106.7mg / l
106 × 0.5 = 53
53↔5 ≒ 10 희석율 = 약 10배이상
실험에서 글루코즈 희석율을 30배로 정하고
∴300 ÷ 30 = 10mL
아세테이트
CH₃COOH + 2O₂ → 2CO₂ + 2H₂O
60 : 64 = 100 : x
x = 106.7mg / l
106 × 0.5 = 53
53↔5 ≒ 10 희석율 = 약 10배이상
실험에서 아세테이트 희석율을 30배로 정하고
∴300 ÷ 30 = 10mL
(2) DO 측정결과
Number
초기 DO값(mg/l)
5일 배양후 DO값(mg/l)
희석수
1
8.58
7.56
2
8.67
7.59
아세테이트
1
8.69
5.65
2
8.70
6.01
페놀
1
8.67
5.18
2
8.67
5.27
글루코즈
1
8.65
5.83
2
8.64
6.08
온도
23.13 ℃
22.00℃
<표12>
(3) BOD값 산출
BOD공식
※BOD(mg/L) = [(D₁-D₂) - (B₁-B₂)×f]×P
D₁= 준비 후 즉시 희석된 시료의 DO, mg/L
D₂= 5일간 배양 후 희석된 시료의 DO, mg/L
B₁= 배양 전의 식종 희석수의 DO, mg/L
B₂= 배양 후의 식종 희석수의 DO, mg/L
P = 시료 희석배수
f = 시료 BOD 병속의 식종 희석수량 ÷ BOD병 용량
Number
BOD 계산
BOD 측정값(mg/l)
아세테이트
1
[(8.69-5.65)-(8.58-7.56)×0.0333]×30=
90.18
90.18
2
[(8.70-6.01)-(8.67-7.59)×0.0333]×30=
79.62
79.62
페놀
1
[(8.67-5.18)-(8.58-7.56)×0.0166]×60=
208.38
208.38
2
[(8.67-5.27)-(8.67-7.59)×0.0166]×60=
202.92
202.92
글루코즈
1
[(8.65-5.83)-(8.58-7.56)×0.0333]×30=
83.58
83.58
2
[(8.64-6.08)-(8.67-7.59)×0.0333]×30=
75.72
75.72
<표13>
Number
BOD 측정값(mg/l)
아세테이트
1
90.18
2
79.62
페놀
1
208.38
2
202.92
글루코즈
1
83.58
2
75.72
<표14>
- 두 실험의 BOD측정값이 각기 다르다는 것을 볼 수 있는데 이는 시료를 미세한 차이로 다른 양을 혼합 후 그로인해 DO측정도 각기 달라지고 BOD 측정값까지 두 실험값이 다르게 나온 것으로 추측된다.
- 2번 실험의 BOD값이 1번 실험의 BOD값 보다 작은걸 알 수 있는데 이는
1번 실험의 시료들이 먼저 만들어지고 곧바로 DO값 측정 했지만, 2번 실험이 1번 실험의 DO 측정하기까지의 대기하는 시간동안 시료안의 미생물이 용존산소를 소비한 것으로 보여지고 용존산소를 소비한 후 2번 실험을 측정하여 최종 BOD값까지 차이가 생긴 것으로 추측된다.
- 페놀의 BOD가 높게 나온 것으로 보아 페놀이 분해될 때 다른 시료들에 비해 더 많은 산소량이 요구 된다는 걸 알 수 있다.
- 시료내에 미생물이 유기물을 분해하는데 용존산소를 소모하므로 5일후 DO값이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.
6. 결론
(1) COD 실험 후 두 번의 실험값이 차가 확연히 나타난다는 것을 볼 수 있다.
각각의 실험에 사용되었던 시료의 양이 다르게 사용했었을 가능성이 있다.
(2) COD 실험의 Digestion solution과 시료의 혼합이 잘 이뤄지지 않아서 빛의 투과가 제대로 이뤄지지 않아 측정의 오차가 있었을 수도 있다
(3) Digestion Vessel에 흠집이 있거나 이물질이 묻어있어 측정의 오차가 있었을 수도 있다.
(4) 산화가 일어나면 COD값의 오차가 생기게 되는 데 수은 이온이나 은 이온 이 과잉으로 존재하면 염화이온의 농도가 아주 낮아져 중크롬산염에 의해 거의 산화되지 않는다. 그래서 산화되는 것을 줄이기 위해 H2SO4와 Ag2SO4 를 사용하여 COD값의 오차를 줄였다.
(5) 세 시료의 COD의 측정값이 높게 측정되었는데 이는 세 시료들을 분해시 키려면 그만큼의 많은 양의 산소가 소모 된다는 것을 알 수 있다.
(6) TOC 실험은 글루코즈 분자량이 크고 산화가 되지 않아서 글루코즈가 제대로 형성되지 않았을 수도 있다.
(7) TOC분석기에 적은양의 시료가 들어가서 오차량이 발생할 수 있다
(8) BOD 실험 중 2번 실험의 BOD값이 1번 실험의 BOD값 보다 작은걸 알 수 있는데 이는 1번 실험의 시료들이 먼저 만들어지고 곧바로 DO값 측정 했지만, 2번 실험이 1번 실험의 DO 측정하기까지의 대기하는 시간동안 시료안의 미생물이 용존산소를 소비한 것으로 보여지고 용존산소를 소비 한 후 2번 실험을 측정하여 최종 BOD값까지 차이가 생긴 것으로 추측된다
(9) 페놀의 BOD, COD가 높게 나온 것으로 보아 페놀이 분해될 때 더 많은 산소량이 요구 된다는 걸 알 수 있다.
(10) 시료 내에 미생물이 유기물을 분해하는데 용존산소를 소모하므로 5일후 DO값이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.
(11) 페놀, 글루코즈, 아세테이트같은 오염물질이 수중에 들어가게 되면
많은 산소를 소비하게 되므로 물은 쉽게 오염되게 될 수 있다는 걸 추측할 수 있다.
7. 참고문헌
□ 수질환경오염 시험법 p75∼87 (동화출판 - 김복현 외 5명)
□ 수질분석 및 수처리 실험. p78∼83 (동화출판 - 김형석 외 2명)
□ 환경화학 p30∼317 (시그마프레스 - Colin Baird)
□ 공정시험법주해 p180∼p201 (동화기술 - 최규철, 김무식외 2명)
□ 수질공정시험 p48∼p57 (동화기술 - 김동명)
□ 환경분석화학 p137∼p147 (세종출판사 - 박승조)