Abstract
The solubilization of BTEX was evaluated in aqueous surfactant solutions with and without several additives. Anionic surfactant(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS) and nonionic surfactants (NEODOL(equation omitted)25-3 and $SOFTANOL\circledR-90$ were used as test surfactants. The effects of surfactant HLB(Hydrophile-Lipophile Balance) Number and hydrocarbon molar volume and polarity of BTEX on the MSR(Molar Solubilization Ratio), micelle-water partition coefficient of BTEX, and CMC(C,itical Micelle Concentration) were investigated. Optimizing treatment conditions applicable to enhanced solubilization was also studied by manupulating salinity or electrolyte control with additives of ethyl alcohol, hydrotrope, and electrolyte solution. The most effective surfactant for solubilization was found $SOFTANOL\circledR-90$, since HLB number of 13.6 is similar to those values of BTEX ranging between 11.4 and 12.2, which was also proved experimentally. Ethyl alchohol of 3% was the most effective additives in reducing CMC and improving solubilization among the conditions using SDS, NEODOL(equation omitted)25-3, and $SOFTANOL\circledR-90$ with three additives. The partitioning of BTEX between surfactant micelles and aqueous solutions was characterized by a mole fraction micelle-phase/aqueous phase partion coefficient, $K_m$. Values of log $K_m$. for BTEX compounds in surfactant solutions of this study range from 2.95 to 3.76(100mM SDS) and 2.95 to 3.49(117mM $SOFTANOL\circledR-90$. Log $K_m$ appears to be a linear function of log $K_{ow}$ for SDS and $SOFTANOL\circledR-90$. A knowledge of partitioning of BTEX in aqueous surfactant system can be a prerequisite for the understanding of the behavior of hydrophobic organic compounds in soil-water systems in which surfactants play a role in remediation of contaminated soil and facilitated transport.
계면활성제 수용액에서의 BTEX의 용해도에 대해 첨가제를 포함 또는 불포함한 상태로 평가하였다. 시험대상이 된 음이온성 계면활성제는 SDS이고, 비이온성 계면활성제로는 NEODOL(equation omitted) 25-3과 $SOFTANOL\circledR-90$이 사용되었다. MSR Test에 있어 계면활성제의 HLB수와 BTEX의 1몰당 부피 및 극성에 의한 마이셀/물의 분배 계수와 관련된 영향이 평가되었고 CMC Test등이 진행되었다. 이와 같은 실험을 통하여 ethyl alcohol, hydrotrope, 전해질 용액등의 첨가물질에 의한 최적 염도 조절 및 최적 전해질 조절 등을 통하여 오염물의 용해능 향상을 위한 최적 조작인자의 도출을 꾀하였다. 용해능에 있어 가장 효과적인 것은 $SOFTANOL\circledR-90$으로 나타났는데 이는 $SOFTANOL\circledR-90$의 HLB 수(13.6)가 BTEX의 HLB 수(11.4-12.2)와 유사하기 때문이며, 이는 본 연구에서 실험적으로 검증되었다. $SOFTANOL\circledR-90$에 ethyl alcohol을 첨가할 경우 CMC를 저하시키고 용해도를 향상시켜 시험된 첨가제 중 가장 탁월하였다. 특히 3%의 ethyl alcohol을 첨가하였을 경우 가장 우수한 것으로 나타났다. 실험 결과 계면활성제 수용액에 의한 BTEX의 용해는 CMC 라는 임계농도 이상에서 시작되었고 계면활성제의 농도에 따라 비례적으로 증가하는 양상을 보였다. 계면활성제 수용액에서 micelle phase와 aqueous phase사이에서 BTEX의 분배는 분배계수 $K_m$에 의하여 특성지워진다. 100mM SDS와 117mM $SOFTANOL\circledR-90$의 Log $K_m$은 각각 2.95-3.76, 2.95-3.49의 값을 나타내었다. 또한 SDS와 $SOFTANOL\circledR-90$의 경우 Log $K_m과\; Log\; K_{ow}$는 선형적인 관계를 보였다. 계면활성제 용액에서 BTEX의 분배 개념은 지반내 포집되어 있는 소수성 유기 오염물의 제거를 통한 지반복원과 효율성 평가에 중요한 역할을 할 것이다.
