오존 마이크로-나노 버블 기술: UV 필터 오염 문제를 효과적인 분해로 극복하다​​

햇빛 차단제의 "보이지 않는 오염"을 해결하는 새로운 기술!
여름에는 햇빛 차단제가 필수지만, 햇빛 차단제에 함유된 자외선 차단제가 수질 환경을 오염시킬 수 있다는 사실을 알고 계셨나요? 특히 디에틸아미노히드록시벤조일헥산산헥신(DHHB)은 강력한 광안정성을 가진 대표적인 UVA 차단제로, 기존 처리 기술로는 제거 효율이 낮습니다. 활성 염소 시스템은 74%만 제거 가능하며, UV/H₂O₂ 시스템은 90% 제거에 120분이 소요됩니다.
중국 환경과학연구원 팀의 최신 연구로 이 문제를 해결할 혁신적인 기술이 등장했습니다! 오존 산화 기술과 미세나노 버블 기술을 결합해 DHHB를 효과적으로 분해하는 방법을 개발했으며, 해당 연구 결과는 2024년 4월 환경공학기술학보에 게재되었습니다.
미세나노 버블의 강점:

• 높은 비표면적, 우수한 질량 전달 효율, 기체 활용도 극대화로 기존 오존 기술의 단점을 보완합니다.

• 최적 조건(실온 25℃, 기체 오존 농도 10.22mg/L, pH=11)에서 60분 내 DHHB 87.3% 제거 달성, 기존 오존 버블 대비 2.02배 효율 향상.
기술의 핵심:

1. 오존 미세나노 버블은 용해 오존 농도를 49.3% 증가시키고, 12분 내 오존 노출량을 42.1% 높입니다. 오존 활용도는 40.2%에서 78.3%로 상승합니다.

2. 하이드록실 라디칼(·OH) 생성량이 70.8% 증가하며, 퀴닙 실험을 통해 DHHB 분해의 65.2%가 ·OH, 14.9%가 초과산화물 라디칼(·O₂⁻)에서 기인함이 확인되었습니다.
실제 적용 시 고려 사항:

• pH: 알칼리성 조건에서 ·OH 생성이 촉진되고 DHHB 가수분해가 빨라집니다.

• 온도: 온도 상승 시 오존 용해도 감소(40℃에서 20℃ 대비 제거율 6.4% 하락).

• 간섭 물질: 천연유기물(후추산 등) 및 중탄산염 이온이 오존과 라디칼을 소모해 분해를 저해합니다.
이 연구는 미세나노 버블을 활용한 DHHB 처리 기술의 실용성을 입증했을 뿐만 아니라, 신생 오염물질 관리에 새로운 접근법을 제시합니다. 향후 이 기술이 상용화되면 햇빛 차단제 사용과 수질 보호를 동시에 실현할 수 있을 것으로 기대됩니다!