Ⅰ. 제 목
토양, 지하수 등의 오염물질 조사를 위한 Fast GC용 다채널 광이온화 검출기 개발

 

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
본 연구에서는 다채널 광이온화 검출기(Multichannel Photoionization Detector, 이하 MPID)를 개발하여 이를 기존 GC나 Fast GC와 연계하여 현장에서 오염물질을 자동 측정할 수 있는 시스템을 개발하고자 한다. 본 연구의 목적은 토양, 지하수 등에 존 재하는 휘발성 유기화합물(VOC)의 측정을 위한 새로운 검출기와 분석 장치를 개발하
는데 있다.

현장에서의 온라인(on-line), 온사이트(on-site) 현장 분석은 최근 환경관리 측면에서 중요한 연구 주제가 되어 왔다. 현장 분석의 가장 큰 장점은 시료를 채취하여 실험실로 옮겨서 분석하는 것보다 훨씬 많은 양의 분석을 수행할 수 있다는데 있다. 게다가 측정된 자료를 실시간 내지 준실시간으로 텔레메트리 시스템을 통해 전송함으로써 오염원의 감시나 오염의 시공간적 변화 양상을 파악하는데 사용할 수 있다.

현장 분석 시스템은 현장에서 유해한 VOC를 즉시 동정하고 정량하는 것을 가능하게
한다. 따라서 실험실에서 GC로 분석하는 것보다 시간이나 비용을 크게 절감할 수 있
으며, 시료의 변질로 인한 분석자료의 이상을 방지할 수 있다.

GC의 분석시간을 줄이려는 노력은 온라인, 온사이트 현장분석에서도 시도되어 왔다. GC 분석이 빨라지면 분석 결과를 빨리 확인할 수 있을 뿐만 아니라 운영비용을 절감 할 수 있으며, 분석 생산성은 크게 증가한다. Fast GC를 구현하기 위해 급격한 오븐 온도상승, 시료 주입부의 압력증가, 컬럼 길이의 단축, 시료 주입방식의 변경 등의 방법이 사용되고 있는데, 일반적으로 fast GC에서는 5분 안에 많은 물질들이 검출되므로 검출기의 반응 속도(response speed)가 신속한 측정과 피크 분리에 있어서 또 다른 걸림돌이 되기 시작했다.

 

GC 컬럼 길이를 줄이거나 오븐 온도를 급상승시키는 방 법을 통해서는 컬럼에서 분석하고자 하는 물질들을 충분히 분리하지 못하므로, 크로 마토그램에서 피크들이 겹쳐져 나오게 된다.

본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 fast GC의 특성에 적합한 새로운 형
태의 검출기를 개발하고자 한다. 새로운 검출기는 컬럼에서 분리하지 못하는 혼합물
을 검출기로서 분리하는 획기적인 성능을 갖추어야 한다.

본 연구에서 개발하고자 하는 새로운 다채널 검출기는 GC의 컬럼에서 분리되지 못하
고 겹쳐져 나오는 혼합물 피크의 경우에도, 성분별로 정량정성 분석이 가능하며, 비 파괴 검출기(non-distructive detector)이므로 FID, FPD, ECD 등 어떠한 검출기도 추 가적으로 부착하여 사용할 수 있다.

 

PID는 GC와 결합하지 않고 검출기 단독으로 휴대 용 장치의 형태로도 사용되고 있으므로, 이러한 다채널 검출기능을 이용하여 휴대용 장치에서도 대략적인 성분 분석이 가능하게 만들 수도 있다.

새로운 검출기의 응용 분야는 매우 다양하다. 유해물질의 누출사고와 대응시에는 어 떤 물질이 유출되었는지를 현장에서 확인하기 위하여 휴대용 분석장비가 필요하다.신속한 분석은 방제요원들에게 어떠한 개인 보호장비가 필요한지를 확인하고 적절한 방제조치를 취하기 위한 선결조건이 된다.

 

오염도의 신속한 평가는 주민의 위험을 평 가하고 건강보호를 위한 예방 조치를 취하는데 매우 중요하다. 다채널 광이온화 검출 기는 유독한 VOC 성분을 검출하여 보건피해를 줄이기 위한 모니터링 장비로 적합하 며, 현장의 농도를 측정하여 오염도를 파악하는 데에도 긴요하게 사용될 수 있다.

새로운 검출기는 오염지역의 복원시 현장 조사나 모니터링에도 널리 사용될 수 있다.
환경시료중의 유기화합물을 측정하는 방법은 2단계로 이루어 진다.

 

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]