철 광물에 의한 염소계 유기화합물의 환원적분해

Reductive degradation of Chlorinated compounds by using Iron Minerals

염소계 및 니트로계 유기 화합물은 발암물질 또는 돌연 변이성 유발물질로 인체에 매우 유독한 물질로 알려 져있다. 특히 사염화탄소, 헥사클로로에탄 또는 니트로계 방향족 화합물은 자연계에서 분해되는 반감기는 수십 년이 걸린다. 이 연구에서는 염소계 유기화합물의 환원적 분해반응으로 무독화하는 것을 목적으로 한다. FeO, FeS와 FeS2를 반응매개물로 이용해서 CCl4, C6Cl6, C2HCl5, C2Cl4와 C2HCl3의 환원적 분해반응에서 다음과 같은 결과를 얻었다.CCl4는 FeS을 반응 매개물로 혐기성 조건에서 CHCl3와 CH2Cl2로 환원적 분해반응을 하였다. CCl4에서 CHCl3로 환원반응은 매우 빠르게 일어나는 반면 CHCl3에서 CH2Cl2로 분해되는 반응속도는 매우 느리게 일어났다. C2Cl6는 CCl4와 달리 복잡한 반응 경로로 환원적 분해 반응을 하였으며, 수소첨가 반응, 탈염소제거반응과 탈수소탈염소화반응으로 C2HCl5, C2Cl4, C2HCl3 와 챤01,2-C2H2Cl2의 환원 생성물로 분해되었다. 반응 초기에 소량의 C2HCl5 생성물이 확인되었으며, 대부분 C2Cl4으로 환원 반응을 하였다. 특히 C2HCl3에서 환원반응 생성물로 cis-1,2HC2HCl2만이 생성물로 나타났고, trans-1,2-C2H2Cl2 또는 1,1-C2H2Cl2 또는 1,1-C2H2Cl2은 생성물로 나타나지 않았다.

Chlorinated and nitroaromatic compounds are non-degradable substances that are extremely toxic and are known to be carcinogens and mutation causing agents. Moreover, the half-lives of substances such as carbon tetrachloride, hexachloroethane and nitroaromatic compounds are several decades. In this study, the optimal conditions to detoxify chlorinated compounds by the reductive degradation were investigated. The following results were obtained in the reductive degradation of CCl4, C6Cl6, C2HCl5, C2Cl4, and C2HCl3 by using Fe, FeS and FeS2 as mediators. CCl4 was reduced to CH2Cl3 and CH2Cl2 in anaerobic conditions when FeS was used as a mediator. While the reduction of CCl4 to CHCl3 was rapidly proceeded, the reduction of CHCl3 to CH2Cl2 was occurred slowly. Further reduction to CH3Cl was not observed. Unlike CCl4. C2Cl6 was degraded to C2HCl5, C2Cl4, C2HCl3 and cis-1,2-C2H2Cl2 by complicated pathways such as hydrogenolysis, dehalo-elimination and dehydrohalogenation. A small amount of C2HCl5 was detected only in the early stages of the reduction. However, majority of the C2Cl6, was reduced to C2C4. cis-1,2-C2H2Cl2 was the only product among other possible isomers.