Effect of pH on UV Photodegradation of N-Nitrosamines in Water

N-니트로스아민은 인체에 매우 위험한 발암성 화합물이다. 수용액상 N-니트로스아민을 효과적으로 감소시킬 수 있는 방법 중 하나로 자외선 조사가 고려되고 있다. 본 연구의 목적은 수처리와 연관성이 높은 N-니트로스아민(즉, N-nitrosodibutylamine (NDBA)과 N-nitrosopyrrolidine (NPYR))의 UV 광분해에서 pH 영향을 규명하는 것이다. NDBA과 NPYR의 광분해 속도상수는 pH2-10 사이에서 각각 3.26×10⁻² L/W-min에서 5.08×10⁻³ L/W-min와 1.14×10⁻² L/W-min에서 2.80×10⁻³ L/W-min로 나타났다. 한편 산화 생성물인 NO2⁻와 NO3⁻ 이온의 생성에 대해서도 연구하였다. 약산성에서 중성의 조건에서는 NO³⁻에 비해 NO²⁻이 주로 생성되었고, 강한 산성에서는 NO³⁻이 더 많이 생성되었다. 총유기 탄소(TOC)와 총질소(TN)은 거의 변화가 없었으며, 이것으로부터 N-니트로스아민과 생성물이 광분해 시스템에서 거의 손실이 없었던 것으로 볼 수 있다. BDBA가 NPYR에 비해 상대적으로 용이하게 광분해되었다. 또한 수용액상 N-니트로스아민을 UV 광분해로 제거할 때 pH가 낮을수록 효과적인 것으로 나타났다. N-nitrosamines are a class of carcinogenic chemicals that can pose significant hazards to the human life. Ultraviolet (UV) light irradiation is considered as one of the effective methods to reduce N-nitrosamines in the aqueous phase. This study aimed to investigate the pH influence on UV photodegradation of N-nitrosamines (i.e., N-nitrosodibutylamine (NDBA) and N-nitrosopyrrolidine (NPYR)) closely related to water treatment. Photodegradation rate constants of NDBA and NPYR remained between 3.26×10⁻² L/W-min to 5.08×10⁻³ L/W-min and 1.14×10⁻² L/W-min to 2.80×10⁻³ L/W-min at pH2-10, respectively. This study also focused on the formation of oxidized products (i.e., primarily NO²⁻ and NO³⁻). Under slightly acidic and neutral conditions, NO²⁻ formation was more prevalent than NO³⁻ formation, while under strong acidic conditions, NO³⁻ was more prevalent. There was no significant change in total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN), suggesting negligible loss of N-nitrosamines and degradation products from the system. NDBA was easily photodegraded than NPYR. This study also demonstrated that a lower pH is a favorable condition for photolytic degradation of N-nitrosamines in water.