수돗물에서 미세플라스틱의 물리적 특징이 제거 효율에 미치는 효과 = Effect of physical characteristics of microplastics on removal efficacy from drinking water
저자
( Nirmal Kumar Shahi ) ; 맹민수 ( Minsoo Maeng ) ; 김동현 ( Donghyun Kim ) ; 독고석 ( Eok Dockko )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2020
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
1-1(1쪽)
제공처
The synthetic polymer with size less than 5 mm is widely defined as microplastics (MPs). It is reported that the MPs with size smaller than 100 μm were found in higher concentration in the treated water. There is not much information available in the literature about the problems resulting from MPs and their removal characteristics from drinking water sources based on size, shape and surface morphology. The main purpose of this study was to investigate the removal behavior (i.e., shape, size and surface morphology) of MPs using a common coagulant, i.e., alum, in the drinking water treatment process, and the enhanced removal by cationic polyamine-coated (PM) sand. The synthetic water sample was prepared by mixing humic acid to represent as natural organic matter and kaolin for required turbidity in tap water. The poly-modified sand particles were achieved by mixing sand with cationic polyamine and kept for 24 h at 23℃. For measurement of MPs, fluorescent technology was chosen. After 30 min sedimentation, supernatant was collected, filtered through 5μm polycarbonate filter (black) and stained with Red Nile solution. The images were acquired and analyzed by ImageJ software. As from the result, the removal of MPs increases with the increasing dose of alum till 30 mg/L (70.7%). However, further increase in the dose leads in sharp decrease in the MPs removal. The analysis was carried out as per the size, shows lower removal of smaller size MPs (10-30 μm) for all different dose of alum. The lower removal was observed for spherical-smooth (SS) MPs, than for nonsymmetric MPs, i.e., elongated-rough (ER), elongated-smooth (FS), spherical-rough (SR) for both 20 mg L<sup>-1</sup> and 30 mg L<sup>-1</sup> alum. The modified orthokinetic flocculation reaction rate constant (k<sub>m</sub>) model was used for shape factor. The k<sub>m</sub> follows the order of FR>FS>SR>SS which is inclined with the result above. In order to enhance the removal of MPs, different dose of polyamine combined with alum and PM-sand were tested. The removal of MPs was found 92.7% and 90.2%, for alum 20 and 30 mg/L combined with PM- sand (500 mg), respectively. This research study reveals, MPs with small-spherical-smooth characteristic are hard to remove by conventional coagulant and process. The PM-sand enhanced the removal of MPs and minimizes the need of high dose of alum and sludge volume. Thus, size, shape and surface morphology of MPs play important roles in the removal of MPs from drinking water.
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