수질 수은(Hg) 분석법 - 원자흡수분광광도법(AAS)

수질오염공정시험기준(ES 04408.1b)

수질 수은(Hg) 분석법 - 원자흡수분광광도법(AAS)

1.0 개요

1.1 목적

이 시험기준은 물속에 존재하는 수은을 측정하는 방법으로, 시료에 이염화주석 (SnCl2)을 넣어 금속수은으로 산화시킨 후, 이 용액에 통기하여 발생하는 수은증기를 원자흡수분광광도법으로 253.7 nm의 파장에서 측정하여 정량하는 방법이다.

1.2 적용범위

이 시험기준은 지하수, 지표수, 폐수 등에 적용할 수 있으며, 정량한계는 0.0005 mg/L로 저농도 수은분석시 사용한다.

 

1.3 간섭물질

1.3.1 시료 중 염화물이온이 다량 함유된 경우에는 산화 조작시 유리염소를 발생하여 253.7 nm에서 흡광도를 나타낸다. 이때는 염산하이드록실아민용액을 과잉으로 넣어 유리염소를 환원시키고 용기 중에 잔류하는 염소는 질소 가스를 통기시켜 추출한다.

 

1.3.2 벤젠, 아세톤 등 휘발성 유기물질도 253.7 nm에서 흡광도를 나타낸다. 이 때

에는 과망간산칼륨 분해 후 헥산으로 이들 물질을 추출 분리한 다음 시험한다.

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4.0 시약 및 표준용액

 

4.1 시약

4.1.1 과망간산칼륨용액(5 %)

과망간산칼륨 (potassium permanganate, KMnO4, 분자량 : 158.03) 50 g을 정제수에 녹여 1 L로 한다.

4.1.2 과황산칼륨용액(5 %)

과황산칼륨 (potassium persulfate, K2S2O8,분자량 : 270.32) 50 g을 1 L 정제수에 녹여 조제한다.

 

4.1.3 디티존․사염화탄소용액(0.005 %)

4.1.3.1 디티존 (5-amino-2-benzimidazolethiol, C7H7N3S, 분자량 : 165.22) 0.0005 g을 사염화탄소 400 mL에 잘 저어 주면서 녹이고 걸러낸다. 이 용액을 분별깔때기에 옮겨 암모니아수(1 + 100) 400 mL를 넣어 흔들어 섞어 디티존을 수층에 옮기고 정치하여 사염화탄소층을 분리한다. 수층에 사염화탄소 (carbon tetrachloride, CCl4, 분자량 : 153.82) 50 mL를 넣어 흔들어 씻어주고 정치한다. 사염화탄소층을 분리하고 사염화탄소층이 엷은 녹색이 될 때까지 수층을 반복하여 씻는다.

 

4.1.3.2 수층에 사염화탄소 500 mL와 염산(1 + 10) 50 mL를 넣어 흔들어 섞고 디티존을 사염화탄소층에 옮기고 정치하여 사염화탄소층을 분리한다. 수층에는 사염화탄소 50 mL를 넣어 흔들어 섞어 나머지 디티존을 추출하고 정치하여 전체 사염화탄소층을 합하고 사염화탄소층을 넣어 1 L로 하여 착색병에 넣어 아황산수(포화) 100 mL를 넣어 표면을 덮고 10 ℃ 이하의 냉암소에서 보존한다.

 

4.1.4 암모니아수(1 + 100)

암모니아수 (ammonium hydroxide, NH4OH, 분자량 : 35.05)와 정제수를 1 : 100 비율로 한다.

 

4.1.5 염산(1 + 10)

염산 (hydrochloric acid, HCl, 분자량 : 36.46, 함량 36.5 % ∼ 38 %)을 정제수와 부피비 1 : 10이 되도록 혼합한다.

 

4.1.6 염산하이드록실아민(10 %)

염산하이드록실아민 (hydroxylamine hydrochloride, NH2OH․HCl, 분자량 : 69.49) 10 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다. 필요에 따라서 이것을 분별깔때기에 옮기고 소량의 디티존․사염화탄소용액(0.005 %)을 넣어 흔들어 섞고 정치하여 사염화탄소층을 분리한다. 사염화탄소층이 변색하지 않을 때까지 이 조작을 반복하여 수층을 건조한 거름종이로 걸러내어 사염화탄소의 작은 방울을 제거한다.

 

4.1.7 이염화주석용액

이염화주석․2수화물 (tin(Ⅱ)chloride dihydrate, SnCl2․2H2O, 분자량 : 225.65) 10 g에 황산(1 + 20) 60 mL를 넣어 섞으면서 가열하여 녹이고 냉각시킨 다음 정제수를 넣어 100 mL로 한다.

 

4.1.8 황산(1 + 1)

황산 (sulfuric acid, H2SO4, 분자량 : 98.08)과 수은을 함유하지 않은 정제수를 사용하여 각각 부피비가 1 : 1이 되도록 조제한다.

 

4.1.9 황산(1 + 4)

황산과 수은을 함유하지 않은 정제수를 사용하여 각각 부피비가 1 : 4가 되도록 조제한다.

4.2 표준용액

ES 04400.1b 금속류-불꽃 원자흡수분광광도법의 4.2.7 수은 표준용액에 따른다.

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7.0 분석절차

 

7.1 전처리

7.1.1 시료 적당량(수은 0.002 mg이하 함유)을 삼각플라스크에 넣고 정제수를 넣어 200 mL로 하고 황산(1 + 1) 20 mL와 질산 5 mL 및 과망간산칼륨용액(5 %) 20 mL를 넣어 흔들어 섞고 약 15분간 색이 지속될 때까지 반복한다.

 

7.1.2 과황산칼륨용액(5 %) 10 mL를 넣고 약 95 ℃ 물중탕으로 2시간 가열한다. 실온으로 냉각하고 염산하이드록실아민용액(10 %)을 한방울씩 넣어 과잉의 과망간산칼륨을 분해한 다음 정제수를 넣어 250 mL로 한다.

 

7.1.3 유기물 및 기타 방해물질을 함유하지 않는 시료는 시료의 전처리를 생략하고 시료를 직접 환원용기에 넣고 황산(1 + 1) 20 mL와 정제수를 넣어 250 mL로 하여 분석시료로 한다.

 

7.2 분석방법

7.2.1 전처리한 시료 전량을 그림 1의 환원용기에 옮기고 환원기화 장치와 원자흡수분광분석장치를 연결한 다음 환원용기에 이염화주석용액 10 mL를 넣고 송기펌프를 작동시켜 발생한 수은증기를 흡수셀로 보낸다.

[주 1] 유기물 및 기타 방해물질을 함유하지 않는 시료는 시료의 전처리를 생략하고 시료를 직접 환원용기에 넣고 황산(1 + 1) 20 mL와 정제수를 넣어 약 250 mL로 한다음 시료의 시험방법에 따라 시험한다.

 

7.2.2 253.7 nm에서 흡광도가 상승하여 일정할 때의 값을 측정하고 미리 작성한 검정곡선으로부터 수은의 양을 구하여 농도를 산출한다. 바탕시험을 행하여 보정한다. 시료의 측정이 끝나면 배기콕을 열고 과망간산칼륨을 함유한 황산(1 + 4)이 들어 있는 세척병을 통과시켜 대기 중에 방출한다.

 

7.2.3 환원기화 장치가 개방식인 경우에는 이염화주석 용액을 넣은 다음 밀폐하여 약 2분간 세게 흔들어 섞고 펌프의 작동과 동시에 콕을 열어 수은 증기를 흡수셀에 보낸다. 이때에는 흡광도 대신 피크의 높이 또는 면적을 측정하여 계산한다.

 

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8.0 결과보고

ES 04400.1b 금속류-불꽃 원자흡수분광광도법에 따른다.

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