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ISSN : 2288-9167(Print)
ISSN : 2288-923X(Online)
Journal of Odor and Indoor Environment Vol.20 No.1 pp.51-59
DOI : https://doi.org/10.15250/joie.2021.20.1.51

The study for the establishment of continuous efficiency test method for deodorants’ performance

Sun-Tae Kim*, Hyeon-Jun Eo, Jung-Ho Kang
Department of Environmental Engineering, Daejeon University
*Corresponding author Tel : +82-42-280-2534 E-mail : envsys@dju.kr
16/02/2021 04/03/2021 08/03/2021

Abstract


This study was carried out in order to help establish a continuous efficiency test method to evaluate the performance of chemical odorants. We designed a continuous efficiency test device, and conducted several experiments during 240 mins with D.W. and two chemical deodorants for several specified substances, and a complex odor compound. Based on the results, it was confirmed that the deocorant test only for ammonia and amine could yield no useful outcome because the solubility of the two compounds was very high. Henceforth, simultaneous tests for sulfides, mercaptans, aldehydes, and so on, shoud be conducted in order to ascertain the accurate deodorant performance results. It is also clear that the concentration of target compounds and reaction time are very important for the purposes of accurate deodorant tests. In addition, information about the absorption efficiency with regard to complex odor compound such as DMS+DMDS may be important and the results based on air dilution olfactory method should be provided. It is believed that this study can make a contribution to formulating the correct standards regarding the testing of deodorants and the application of such tests.



연속식 탈취제 성능평가 방법의 개발 및 적용 연구

김선태*, 어현준, 강정호
대전대학교 환경공학과

초록


    Daejeon University(DJU)
    © Korean Society of Odor Research and Engineering & Korean Society for Indoor Environment. All rights reserved.

    1. 서 론

    다양한 냄새 발생원(Park et al., 2014)에 대한 악취 처리방법 중 비교적 저렴한 비용과 단순한 사용 방법 등으로 인하여 우리 주변에서 탈취제(소취제)가 많이 활용되고 있다(Rafson, 1998). 국내의 경우 Yu, et al. (2008)의 자동차 도장 폐액에 대한 미생물제의 악취 저 감 효과, Choi et al. (2006)Huh et al. (1999)의 목 초액을 이용한 철강 드래그 피트나 매립지 침출수 악 취에 대한 처리효과, 이 외에도 Lee et al. (2003), Choi and Heo (2019) 등의 축산악취 관련 미생물제의 탈취 성능 평가에 관한 연구가 있었다. 이들 연구에서는 주 된 평가 항목을 암모니아나 황화수소로 하고 있으며, 필요에 따라 VOCs (Volatile organic compounds)나 알 데하이드를 포함하거나 특수한 경우 크레졸, 아민 등을 포함하는 경우도 있었다. 탈취제 성능 평가방법은 공기 희석관능법이나 기기분석(Hwang et al., 1997)이 주를 이루고 있으며 냄새센서를 활용하는 경우가 있었으며, 평가기간은 수 일에서 수 개월에 걸쳐 이루어졌다. 이 렇듯, 탈취제에 대한 평가항목이나 평가시간, 평가기준 등이 모두 상이하여 여러 연구결과를 활용하여 탈취제 간의 성능을 상호 비교하기에는 어려운 실정이다.

    탈취제를 가장 많이 사용하고 있는 발생원 중의 하 나가 축산시설로(Nielsen et al., 1990). 축산시설에 대 한 탈취제의 성능 시험을 대규모로 시행한 사례로 2015년 대한양돈협회가 실시한 축산악취 탈취제의 효 능 평가 시험(Korea Pork Producers Association, 2015) 과 2016년의 재평가(Korea Pork Producers Association, 2017)가 있다. 본 실험이 동일한 조건에서 탈취제의 성 능 비교 시험을 실시한 성과는 인정되지만, 현장의 다 양한 변수가 고려되지 않은 상태에서 탈취제 적용 전 후의 농도만으로 성능 비교를 하여 그 결과에 대해 많 은 의문점을 제기하게 된 것도 사실이다.

    국내 탈취제 성능 평가 시험 방법으로는 환경산업기 술원의 탈취제 환경표지 인증기준(ME, EL608:2012)이 있는데, 화학탈취제의 시험방법은 냄새 성분이 흡착되 거나 방출되지 않도록 유리 또는 스테인리스강 재질로 제작된 10 L ~ 100 L 크기의 밀폐 용기를 사용함을 원 칙으로 하여 탈취제 시험 시료를 분사할 시료 분사구 와 시험용기 내의 가스를 채취할 가스 채취구가 부착 되어 있도록 한다(ME, 2012). 한편, 가정용 탈취제 평 가의 경우에는 샘플링백에 표준가스와 탈취제를 혼입 하여 일정시간 지난 후 검지관으로 측정한 농도 감소 율로 평가하기도 한다(KOTITI, 2015).

    환경표지 인증기준에서도 SPS-KCLI2218-6218 (ME, EL608:2012)에서 정한 가스 채취기로 시험용기 내의 가스를 채취하여 냄새 성분의 농도를 직독식 검지관으 로 측정하거나, 가스크로마토그래프법은 KS M 0031 에 따라 측정하며, 냄새 성분별로 검출기를 달리 적용 하여 분석하도록 하고 있다. 밀폐공간에 사용하는 제품 은 시료 투입 후 6시간이 경과한 시점에, 주로 개방 공 간에 사용하는 제품과 밀폐 공간에 사용 제품 중 분무 식 제품은 시료용액 주입 후 30분이 경과한 시점에 시 험용기 내의 가스를 채취하여 냄새 성분의 농도를 측 정하도록 하고 있다. 별도로 같은 순서에 따라 바탕 시 험(blank test)을 실시하고, 이때의 냄새 성분 농도를 감하여 효율을 계산한다.

    샘플링백을 이용하는 방법을 비롯하여 환경표지 인 증기준 시험은 6시간이나 30분 등의 일정시간 악취가 스와 탈취제를 혼합하면서 방치한 후 평가하는 배치식 방식으로 탈취제의 여러 가지 성능을 판단하기에는 어 려움이 있다. 이에 시간에 따른 연속식 시험방법도 마 련하여 탈취제의 여러 특성을 다양하게 판단하도록 하 는 것이 바람직할 것이다. 본 연구에서는 탈취제 성능 확인 방법으로 현장에서 가장 많이 이용하고 있는 흡 수법으로 탈취제의 성능을 연속적으로 평가하는 방법 의 표준화를 정립하기 위한 기초실험으로 증류수와 화 학 탈취제를 대상으로 한 성능 평가의 실험결과를 검 토하는 것을 그 목적으로 하였다. 이를 위해 본 연구에 서는 평가 대상가스로 표준가스를 사용하는 부분과 대 조 증류수 시험의 적정성, 실시간 반응과정 및 반응시 간의 관점, 분석의 용이성 등의 관점에서 시험결과를 해석하는 것으로 하였다.

    2. 실험장치 및 방법

    2.1 연속식 탈취제 평가장치의 구성

    기존의 배치식 탈취제 성능 시험의 한계를 극복하고 연속식으로 탈취제의 성능을 평가하기 위해 Fig. 1과 같은 장치를 구성하였으며, 크게 악취시료부, 반응부와 측정부로 구성되어 있다. 악취시료부는 탈취제 성능평 가에 이용되는 냄새물질이 있는 부분으로, 성능평가에 적합한 냄새물질 농도를 성능인증된 표준가스를 무취 공기제조장치에 의해 제조된 무취공기로 MFC (Mass Flow Controller)나 주사기 등을 이용하여 혼합 제조하 여 10 L 테드라 백(tedlar bag)에 담아 사용하였다.

    악취시료 대상가스는 흡인펌프를 이용하여 관로를 흐르면서 임핀저에 담은 탈취제와 반응하도록 하였으 며, 관로 중간에는 수시로 농도 측정이나 시료 채취를 위한 측정구를 두었으며, 흡습용 실리카겔 후단에 설치 한 볼유량계의 유량은 시험관의 크기나 악취농도 수준, 탈취제의 희석배수 등의 인자에 의해 결정된 사항으로 본 실험에서는 약 170 mL/min 정도로 조절하도록 하 였으며 흡인된 총 유량도 적산유량계를 이용하여 측정 하도록 하였다. 반응부는 탈취제와 냄새물질의 반응이 이루어지는 부분으로 산기관이 설치된 100 mL 임핀저 를 사용하며 지속적인 교반을 통하여 반응용기 내에서 냄새 성분과 탈취제가 골고루 섞이도록 하였다. 임핀저 후단에는 탈취액이 넘쳐나 후단의 측정부나 유량계, 펌 프 등에 영향을 주지 않도록 빈 임핀저와 실리카겔을 채운 임핀저를 설치하였다.

    탈취제와 반응한 후 냄새물질의 농도는 측정부에서 3-way 밸브를 이용하여 시간 간격으로 검지관법을 이 용하여 측정하거나 시료 분석을 위해 대상가스를 음압 흡인상자를 이용하여 채취할 수 있도록 하였다. 측정은 60분 간격으로 4시간 동안 4회에 걸쳐 검지관을 이용 하였고, 시간이 경과되어 흡수효율이 저하되면서 임핀 저 후단 농도가 계속하여 높아지는 관계로 검지관에 의한 측정오차를 줄이기 위해서 측정 농도 범위에 해 당하는 검지관을 사용하는 것이 필요하며, 농도 수준에 따라 검지관 흡수유량도 적절히 조절할 필요가 있었다.

    2.2 탈취제 평가 대상 물질과 농도

    일반적으로 주요 악취물질은 아민류, 방향족질소화 합물, 황화합물, 방향족화합물 에스테르류, 알데하이드 류, 케톤류, 페놀류 및 지방산류 등으로 분류되고 국내 에서는 22종의 지정악취물질과 복합악취를 관리항목으 로 정하고 있다. 탈취제와 관련된 성능실험에서 암모니 아와 황화수소는 대표적인 악취물질로 사용되고 있으 나, 메르캡탄과 아민, 알데하이드, 지방산과 VOCs류에 대한 연구는 표준가스의 제조와 분석상의 어려움 때문 에 극히 적은 실정이다.

    본 연구에서는 암모니아와 황화수소를 비롯하여 탈 취제가 주로 활용되는 곳이 음식물 부패취(Hong et al., 2009)와 축산 악취 분야인 점을 감안하여 아민과 메르 캡탄류, 알데하이드를 실험대상에 추가하였다. 아민류 는 암모니아의 유기성화합물로 최소감지농도가 낮으며 (0.2 ~ 47 mg/m3), 생선 비린내를 대표하는 물질로 음식 물 부패 과정에서 주로 발생하는 물질(Ahn et al., 2007)로 노출되면 눈, 피부, 호흡기관에 자극을 주고 그로 인한 피부 발적, 기침, 폐수종 및 세포괴사가 일 어날 수 있으며 고농도로 노출 시 호흡기관이 마비되 고 사망에 이를 수 있는 물질이다(Lee et al., 2012). 알 데하이드류는 실내 건축자재, 페인트, 접착제, 실내가 구, 장식품, 화장품 등에 의해 실내 공기 중으로 방출 되는 물질이며, 특히 직화구이 음식점에서 발생하는 아 세트알데하이드는 낮은 최소감지농도의 특성상 복합악 취 기여도는 가장 높은 것으로 보고되고 있다(Noh and Kim, 2019).

    탈취제의 성능평가는 수용성이 높아(Guy and Paul, 1994) 흡수에 의해 잘 제거되는 악취물질을 중심으로 Table 1에 정리한 바와 같이 단일물질 4종(암모니아, 황화수소, 트라이메틸아민, 아세트알데하이드)과 복합 물질 1종(다이메틸설파이드+다이메틸사이설파이드)을 이용하였다.

    탈취 효과를 분석하기 위해 사용한 지정악취물질의 농도는 탈취제 환경표지 인증기준 농도와 유사한 악취 강도 범위의 농도이나(ME, 2012), 트리메틸아민의 경 우에는 흡수액에 용해되는 비율이 매우 높아서 낮은 농도에서는 탈취제간의 흡수 효율 차이를 보기 어렵다 고 분석되어 다소 높은 농도를 사용하였다. 한편, 복합 악취 시험용 시료는 Table 2에 나타낸 바와 같이 악취 강도 4도 수준과 유사한 수준으로 4종 단일악취물질 (암모니아, 황화수소, 트라이메틸아민, 아세트알데하이 드)을 주사기로 혼합 제조하여 사용하였다.

    2.3 탈취제 성능평가 방법

    증류수를 대조군으로 하여 2종류의 탈취제에 대해 60분, 120분, 180분, 240분간 성능평가를 실시한 결과 를 중심으로 탈취제 성능 평가 방법에 대한 검토에 활 용하였다. 본 연구에서 사용한 탈취제는 현재 시중에서 축산악취 탈취제로 활용되고 있는 제품을 대상으로 하 였으며, 개별 제품의 특성과 상품명 등은 본 연구의 취 지와는 무관하므로 기술하지 않기로 한다. 탈취제의 특 성과 사용방법도 다르지만, 탈취제간의 성능 비교가 목 적이 아니고 탈취제의 성능 평가 방법에 비중을 두어 모든 탈취제 원액을 100배 희석하여 50mL 임핀저에 넣어 사용하는 것으로 하였다.

    측정은 Table 1에 나타낸 바와 같이 검지관을 사용 하여 이루어졌는데, 악취가스가 흡수되면서 농도가 달 라지므로 측정오차를 최대한 줄이기 위해 측정범위에 맞는 검지관을 활용하였다. 연속식 탈취제 성능 평가시 에 검지관을 활용하는 것은 비용효과적인 면에서 바람 직하지만 최소한 측정농도 범위에 맞는 검지관을 사용 하는 것이 바람직할 것이다.

    일반적으로 배치식 실험의 경우 냄새물질별 탈취제 의 성능평가는 식(1)과 같이 냄새물질의 초기농도와 탈 취제와 일정시간 반응 후 바탕시험 결과를 고려한 냄 새 농도의 차이를 통해 산출한다.

    i 성분의 냄새성분 농도 감소율(%) = c b , i c t , i c b , i × 100
    (1)

    여기서,

    • cb,i: 탈취제 투입 시험에서 t시간 경과 후 냄 새 성분 농도(ppm)

    • ct,i: 바탕 시험에서 t 시간 경과 후 냄새 성분 농도(ppm)

    그러나, 본 연구에서는 바탕시험으로 사용하는 증류 수의 물질별 흡수효율도 시간대별로 연속적으로 분석 하기 위하여 증류수에 의한 흡수효율을 빼지 않고, 증 류수와 탈취제의 흡수효율을 식(2)와 같이 시간대별로 전/후단 농도 차이를 이용하는 방법으로 동일하게 산정 하여 악취물질별 탈취 특성을 검토하는 것으로 하였다.

    JOIE-20-1-51_EQ2.gif
    (2)

    3. 실험결과 및 고찰

    3.1 탈취제 성상

    Table 3에 실험 대상 탈취제의 기본 성상을 나타내 었다. pH 측정결과에서는 대부분의 탈취제가 증류수와 비교하여 다소 강한 산성의 탈취제임을 알 수 있었고, 증류수의 pH가 중성보다 낮은 수치를 나타내는 것은 실험실에서 초순수 제조 과정에서 광물질이 대부분 제 거된 반면, 공기 중의 이산화탄소가 포화되었기 때문으 로 해석할 수 있다. 100배 희석한 실험용 탈취제 자체 의 냄새 강도를 측정한 결과, DO-B 탈취제에서는 최 대 2도의 냄새가 감지되었으나 최빈치가 1도이며, 증 류수 자체에서도 냄새를 감지한 상황을 고려하면 자체 냄새가 그다지 강하지 않음을 알 수 있다. 한편, 제조 한 무취공기의 냄새는 전혀 감지되지 않는 것으로 나 타났다.

    3.2 악취물질별 탈취 성능 평가 결과 및 해석

    Fig. 2에 악취물질에 따른 탈취제별 흡수효율 결과를 나타내었다. 암모니아(Fig. 2 (a)) 물질에 대한 실험결 과, 2종 탈취제와 증류수 모두 평가시간 240분까지 흡 수효율이 90% 이상으로 유지되었음을 알 수 있었다. 2 종 탈취제가 증류수보다 암모니아 흡수효율이 높으며, 특히 탈취제 B의 암모니아 흡수율이 240분의 실험시 간 동안 99% 이상의 매우 높은 효율을 나타남을 알 수 있었으며, 시간이 경과함에 따라 그 차이도 뚜렷하게 나타남을 알 수 있었다. 본 실험 결과와 같이 일반적으 로 암모니아는 물에 대한 용해도가 높아 단기간의 실 험만으로 탈취제의 효능이 90% 이상으로 평가되고 있 어 자칫 탈취제의 성능을 과장하여 잘못 평가하는 사 례에 유의해야 할 것이다. 본 실험의 경우와 같은 연속 식 실험자료를 통하여 증류수와 대비하여 탈취제의 성 능이 시간 경과에 따라 어떻게 차이가 나는지에 대한 정보를 제공해 주는 것이 탈취제에 대한 정확한 평가 결과라 할 수 있다.

    황화수소(Fig. 2 (b))에 대해서는 탈취제 B의 경우에 만 증류수보다 다소 높은 효율을 보이고 있었으며 탈 취제 A의 경우에는 증류수보다 효율이 낮은 것으로 나 타났다. 또한, 초기 평가시간 60분부터 증류수를 비롯 하여 두 종류의 탈취제 모두 흡수효율이 50% 이하로 평가되고 있으며, 시간 경과에 따른 흡수효율 변화 또 한 적은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 황화수소 실 험 농도가 너무 높아 빠른 시간내에 용액에 포화되었 거나 황화수소의 흡수효율이 높지 않은 것으로 이해할 수 있으며, 따라서 본 실험 조건으로는 탈취제의 성능 을 평가하기 어렵다고 할 수 있다. 결국, 황화수소의 농도를 낮추거나 탈취제의 희석배수를 줄여서 탈취제 의 성능을 판단하기 위한 추가적인 실험이 필요하거나 황화수소에 대한 탈취제의 성능이 낮다고 판단할 수도 있을 것이다. 결국, 이러한 과정을 통해서 탈취제의 특 성을 보다 명확히 이해하도록 하는 것도 중요하다고 할 수 있다.

    환경표지 인증기준(ME, EL608:2012)에서는 밀폐공 간에서의 탈취제 성능 실험을 위한 황화수소 농도를 15 ppm (6시간), 개방공간에 대해서는 50 ppm (30분) 으로 고정하여 실험하도록 하고 있으며, 본 연구에서는 12.5 ppm으로 실험하였으나 1시간 이내에 포화되는 것 으로 나타나, 황화수소에 대한 탈취제의 성능 차이를 평가하기 위해서는 더욱 낮은 농도에서의 실험을 포함 한 추가적인 연구가 필요할 것이다.

    트라이메틸아민(Fig. 2 (c))에 대해서는 증류수의 경 우 초기 평가시간 60분에서는 높은 흡수효율을 보였으 나 시간이 지남에 따라 흡수율이 급격히 감소하여 초 기에 포화상태에 이르렀음을 알 수 있었다. 그러나, 탈 취제 A와 탈취제 B 두 종류 모두, 평가시간 240분 동 안 99% 정도의 높은 효율을 지속적으로 유지하고 있 는 것으로 나타나 두 종류의 탈취제가 산성이 강한 탈 취제로 아민에 대한 탈취효율이 매우 높다고 평가할 수 있을 것이다. 본 실험에서는 증류수에의 흡수 정도 를 고려하여 225.0 ppm의 트라이메틸아민 농도를 사용 하였으나, 본 실험 대상 탈취제 두 종류의 성능을 증류 수와 비교하여 판단하기에는 적절하나, 탈취제 두 종류 의 성능 차이를 해석하기에는 상당히 높은 농도임을 알 수 있었다. 환경표지 인증기준(ME, EL608:2012)에 서는 밀폐공간에서의 탈취제 성능 실험을 위한 트라이 메틸아민 농도를 5 ppm (6시간), 개방공간에 대해서는 30 ppm (30분)으로 고정하여 실험하도록 하고 있으나, 본 실험결과를 참조할 때, 탈취제 종류와 농도에 따라 성능 평가 결과가 다르게 나올 수 있기 때문에 탈취제 의 정확한 성능 차이를 판단하기 위해서는 본 연구와 같은 연속식으로 대조액과 비교한 정보를 제공하는 것 이 필요하리라 생각한다.

    아세트알데하이드(Fig. 2 (d))의 결과를 보면 현재 실 험농도인 52.0 ppm로 4시간 동안의 실험에서 대조액으 로서의 증류수와 탈취제 A와 탈취제 B와의 성능 차이 를 구분할 수 있는 조건임을 알 수 있다. 증류수의 경 우에는 4시간 동안 성능이 지속적으로 감소하는 추세 를 보이는 반면, 탈취제 A와 탈취제 B의 경우에는 시 간이 지남에 따라 증류수보다 우수한 탈취 성능의 차 이를 보이는 것을 알 수 있으며, 두 종류의 탈취제간 성능 차이는 유사한 것으로 평가할 수 있었다. 환경표 지 인증기준(ME, EL608:2012)에서는 알데하이드를 탈 취제 실험 대상 물질에 포함하지 않고 있으나, 알데하 이드류가 산업시설에서 주로 발생하는 악취물질이라는 점을 고려하여 본 연구 결과를 참조하여 대상물질로 포함하는 것이 바람직할 것이라고 생각한다.

    3.3 복합악취물질에 대한 탈취제 성능 평가 결과 해석

    복합악취성분에 대한 탈취제 성능 시험을 위해 Dimethyl sulfide + Dimethyl disulfide (DMS+DMDS) 혼합 악취물질에 대한 탈취 성능 실험결과(Fig. 3)에서 는 탈취제 A의 탈취 성능이 증류수에 비해 떨어지는 결과를 보이고 있으며, 이는 Fig. 2 (b)의 황화수소 실 험결과와 비교하여 정도의 차이는 있지만 유사한 경향 을 보이고 있는 것으로 나타났다. 특히, DMS+DMDS 와 같은 유기황 계통의 악취물질은 자체적으로도 악취 강도도 높지만, 흡수 또는 분해되는 과정에서 황화수소 를 비롯한 다른 물질로 변화하면서 발생하는 악취도 고려해야 하는 등 복잡한 특성을 가지고 있어 실질적인 탈취제 성능 판단에 주의를 필요로 한다고 볼 수 있다.

    본 연구에서는 DMS+DMDS 각 3.5 ppm 농도로 혼 합하여 사용하였고, 환경표지 인증기준(ME, EL608: 2012)에서는 메틸메르캡탄 단일성분으로 밀폐공간에서 의 3 ppm (6시간), 개방공간에 대해서는 4 ppm (30분) 으로 정하고 있는데, 본 실험결과에 미루어 두 기준 모 두 적정한 수준이라고 판단되나, 필요에 따라 농도를 낮추는 부분에 대해서도 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다. 한편, 황화수소와 메르캡탄류의 결과에서 볼 수 있듯이 탈취제별로 대상물질에 대한 탈취 성능의 차이를 넘어 증류수에 비해서도 성능이 떨어지는 결과 도 나타날 수 있음을 감안하여 암모니아 등의 특정물 질에 대한 성능 결과만을 가지고 탈취제 성능을 포괄 적으로 평가할 수 없고, 물질 특성에 따라 탈취제의 성 능을 정확히 구분하여 제시하고 사용하도록 하는 가이 드라인도 필요할 것이다.

    3.4 공기희석관능법에 의한 탈취제 성능 평가 결과 해석

    Table 4의 결과는 암모니아, 황화수소, 아민, 알데하 이드 등의 4가지 물질로 혼합한 복합악취시료를 대상 으로 증류수와 두 종류의 탈취제에 대한 240분 반응시 킨 후의 최종 시료에 대한 공기희석관능법 희석배수를 나타낸 것이다. 무취공기를 대상으로 한 흡수 실험 결 과에서는 증류수와 A 탈취제에서는 5명 패널 모두 최 소값, 최대값 모두 0배의 희석배수로 냄새가 완전하게 나지 않음을 확인하였으나, B 탈취제의 경우에는 최종 판정값은 0으로 나왔으나 패널에 따라 최대 10배의 냄 새를 감지하는 것으로 나타나 탈취제 자체의 냄새가 영향을 주고 있는 것으로 나타났다.

    4가지 성분의 복합악취 시료에 대한 240분간의 탈취 처리 실험결과를 보면, 증류수의 경우에 비해 A 탈취 제가 최종 판정값에서 다소 낮은 희석배수를 보이고 있으나 유의미한 차이로 보기는 어렵고, B 탈취제의 경우에는 증류수 결과에 비해 도리어 희석배수가 상당 부분 증가하는 것으로 나타나고 있었다. 이러한 결과는 Fig. 3의 결과에서도 알 수 있듯이 B 탈취제의 성능이 증류수보다 떨어지는 것을 반증하는 결과라 할 수 있 다. 탈취제의 최종 사용목적이 개별성분 뿐만 아니라 복합악취를 줄이기 위한 것임은 감안할 때 복합악취에 대한 탈취제의 처리 효율이 일부 개별성분의 처리효율 만으로 평가하기 어렵다는 것은 탈취제 성능 시험의 표준화 과정에서 시사하는 의미가 크다고 할 수 있다.

    4. 결 론

    환경산업기술원의 탈취제 환경표지 인증기준(EL608: 2012)에서는 6시간이나 30분간 악취가스와 탈취제를 혼합하면서 방치한 후 평가하는 배치식 방식으로 간단 하지만 탈취제의 여러 특성을 판단하기에는 어려움이 있다. 이에, 본 연구에서는 연속식 탈취제 성능 평가 시스템을 구성하여 대표적인 지정악취물질인 암모니아, 황화수소, 트라이메틸아민, 아세트알데하이드, 다이메 틸설파이드와 다이메틸다이설파이드에 대해 240분간 증류수와 두 가지 탈취제로 성능평가 실험을 하여 다 음과 같은 결과를 얻었다.

    탈취제 성능평가를 위한 분석기기로는 GC를 활용하 는 것이 가장 적절하겠지만, 악취 물질별로 컬럼의 차 이, 시간대별 시료 채취 방법의 어려움 등으로 연속식 평가 실험의 경우 검지관을 사용하는 것도 비용효과적 인 측면에서 현실적인 방법이라고 할 수 있다. 그러나, 반응시간이 진행됨에 따라 농도가 낮아지면서 검지 대 상 농도 차이가 크게 나는 점을 감안하여 검지 농도 범 위를 고려한 검지관의 선택적 사용이 필요하다.

    물질별 농도는 주어진 시간 동안 탈취효율의 변화를 추적하여 평가할 만한 수준의 농도를 선정하는 것이 바람직한 것으로 현재 환경표지 인증실험의 내용에 정 한 암모니아, 황화수소, 메틸메르캡탄 물질과 농도는 적절하다고 보이나, 트라이메틸아민의 경우에는 액상 용해도가 높아 다소 높은 농도를 사용하는 것이 바람 직할 것으로 나타났다. 또한, 아민은 물에 용해되기 쉬 우며 암모니아와 유사한 반응 특성을 나타내므로 탈취 성능 시험에서 제외해도 될 것으로 보이며, 대신에 아 세트알데하이드를 포함하는 것이 적절한 것으로 판단 되었다. 물론, 축산악취의 경우와 같이 인돌, 스캐톨 등 의 특징적인 냄새성분이 알려진 경우에는 이러한 악취 물질을 추가하여 탈취제 성능을 평가해야 할 것이며, 결국 물에 대한 흡수효율이 높은 암모니아나 아민만에 대한 탈취 효율만으로 탈취제의 성능을 평가하는 것은 지양되어야 할 것이다.

    탈취제의 특성에 따라 자체 냄새를 함유하고 있는 물질도 있고 개별물질에 대한 흡수효율은 높지만, 복합 악취 제거효율이 낮은 경우도 있기 때문에 탈취제의 성능 시험 항목에는 복합악취 실험이 반드시 포함되어 야 할 것임을 확인하였다. 복합악취 제조용 악취물질로 는 암모니아나 트리메틸아민의 경우 흡수율이 매우 높 아 탈취제 효능 평가를 위해서는 비현실적인 고농도를 사용하여야 하므로 복합악취 시료 제조용으로는 부적 절한 것으로 판단되며, 복합악취 실험 대상 시료로는 본 연구에서 사용한 DMS+DMDS가 적절한 것으로 판 단되며, 공기희석관능법에 의한 관능 결과를 최종적으 로 제시하는 것은 탈취제 활용 목적상 반드시 필요한 것으로 판단할 수 있다.

    최종 효율을 제시할 때에는 증류수에 의한 바탕시험 결과을 포함한 최종 효율만 제시하지 말고, 물질별 증 류수에 의한 평가결과도 같이 제시하는 것이 탈취제 성능 평가 방법의 타당성과 탈취제의 성능을 구체적으 로 이해하기에 도움이 될 것이다. 결론적으로 임의의 농도와 시간의 조건에서 이루어진 탈취제의 실험은 탈 취제의 성분과 농도에 따라 탈취제 본연의 성능 차이 를 구별하기 어려운 상황임을 감안하여 대조액으로 증 류수와 비교하여 악취물질별 다양한 농도에서 연속적 으로 탈취제의 성능을 종합적으로 판단할 수 있도록 하는 시험 자료의 제시가 필요함을 확인하였고, 앞으로 도 본 연구와 같은 연속식 탈취 성능 시스템에 대한 지 속적인 연구가 필요할 것이다.

    Acknowledgements

    This research was supported by the Daejeon University Research Grants (2019).

    Figure

    JOIE-20-1-51_F1.gif

    Diagram of continuous deodorants assessment apparatus.

    JOIE-20-1-51_F2.gif

    The absorption efficiency of each deodorant according with odor substances. (a) NH3, (b) H2S, (c) (CH3)3N, ans (d) CH3CHO.

    JOIE-20-1-51_F3.gif

    The absorption efficiency of each deodorant according with complex odor substances (CH3SCH3 + CH3S2CH3).

    Table

    Odor compounds and concentration, detection tube range and absorption time used in this experiment

    The relationship between concentration of single odor substance and odor intensity and concentration of complex odor sample

    Physical properties (pH and odor intensity) of two odorants, dilution air and distilled water used in the experiment

    Deodorant treatment evaluation result for odorless air and complex odor

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