상업용 ZVI, nanosize ZVI 및 montmorillonite-ZVI complex 등에 의한 유기인계 살충제 chlorpyrifos의 수질 및 토양에서의 분해 특성을 조사하였다. 수용액내에서 ZVIs 처리량이 증가할수록 chlorpyrifos의 분해율 및 반응속도상수$(k_1)$는 증가되었고 cZVI <nZVI<mZVI 순으로 나타났다. cZVI에 의해 chlorpyrifos는 점진적으로 적은 양이 분해되었으나, nZVI 및 mZVI에 의해 chlorpyrifos는 반응 1시간 이내에 급격히 분해되었다. D/N의 평균값은 ZVI 1.08, nZVI 3.09 및 mZVI 3.15이었으며, chlorpyrifos에 결합된 3개의 염소원자 중에서 cZVI에 의해 1개가 이탈되고 nZVI와 mZVI에 의해 3개의 염소원자가 이탈되는 것으로 나타났다. 토양에서 ZVIs에 의한 chlorpyrifos의 분해율은 수용액에 비해 낮았으며, 분해속도도 매우 느리게 나타났다. 습윤 토양에서 chlorpyrifos저 분해율은 수용액에서와 같이 cZVI<nZVI<mZVI 순으로 증가하였다. 습윤 토양에 비해 포장용 수량의 60%로 수분을 조절한 토양에서의 chlorpyrifos 분해율은 매우 낮았으며, ZVI와 chlorpyrifos의 이동매질로 작용하는 수분에 매우 큰 영향을 받았다. 그러므로 기존의 ZVI를 활용하기 보다는 ZVI를 montmorillonite로 나노-기능화하여 활용하는 것이 chlorinated 농약의 분해를 촉진할 수 있는 것으로 나타났다.
An organophosphorus insecticide, chlorpyrifos, has been of a great concern due to persistence, toxicity and accumulation in soils and groundwaters. This study deals with degradation efficiency and dechlorination kinetics of chlorpyrifos by various types of zerovalent irons (ZVIs) for effective remediation of the soils contaminated with chlorinated pesticides. Chlorpyrifos degradation rate was increased with increasing ZVI treatment amount and reaction time. The degradation rate and dechlorination kinetics of chlorpyrifos increased in the order of mZVI > nZVI > cZVI in solutions and soils. Dechlorination number value of chlorpyrifos by cZVI, nZVI and mZVI treatment exhibited 1.08, 3.09 and 3.18, respectively. In soils, degradation efficiency and kinetics of chlorpyrifos significantly were affected by moisture content because of the limited contact between ZVIs and chlorpyrifos. These results suggest that nanosized and functionalized mZVI could be effectively applied to degradation of chlorinated pesticides in the soil and aqueous environments.
