토양 유기인 화합물 분석법 - 기체크로마토그래피(GC)

토양오염공정시험기준(ES 07501.1a)

토양 유기인 화합물 분석법 - 기체크로마토그래피(GC)

1.0 개요

1.1 목적

이 시험기준은 토양 중 유기인화합물(이피엔, 파라티온, 메틸디메톤, 다이아지논 및 펜토에이트)의 측정방법으로서, 유기인 화합물을 기체크로마토그래프로 분리한 다음 질소인검출기로 분석하는 방법이다.

 

1.2 적용범위

1.2.1 이 시험기준은 토양 중 유기인화합물(이피엔, 파라티온, 메틸디메톤, 다이아지논 및 펜토에이트)의 분석에 적용한다.

 

1.2.2 이 시험기준은 기체크로마토그래프로 분리한 다음 질소인검출기 또는 불꽃광도검출기로 측정하는 방법으로 정량한계는 각 항목별 0.05 mg/kg이다.

 

1.3 간섭 물질

1.3.1 해당 매질 또는 추출 용매 안에 함유하고 있는 불순물이 분석을 방해할 수 있다. 이 경우 방법바탕시료나 시약바탕시료를 분석하여 확인할 수 있다. 방해물질이 존재하면 용매를 증류하거나 정제용 컬럼을 이용하여 제거한다. 고순도의 시약이나 용매를 사용하면 방해물질을 최소화할 수 있다.

 

1.3.2 초자류는 사용 전에 아세톤, 분석 용매 순으로 각각 3 회 세정한 후 건조시킨 것을 사용하여 오염을 최소화할 수 있다.

 

---

4.0 시약 및 표준용액

 

4.1 시약

4.1.1 염산용액(1 N)

100 mL 부피플라스크에 정제수 60 mL를 넣은 다음 염산(hydrochloric acid, HCl, 36.46) 8.3 mL를 넣고 흔들어 섞어 준 뒤 정제수로 100 mL를 채운다.

 

4.1.2 노말헥산

노말헥산(n-hexane, C6H14, 86.17)은 바탕시험 할 때 표준물질의 피크부근에 불순물 봉우리가 없는 것을 사용한다.

 

4.1.3 무수황산나트륨

무수황산나트륨(sodium sulfate, Na2SO4, 142.04)은 순도 98 % 이상의 시약용을 사용하며 사용하기 전에 400 ℃에서 4 시간 이상 구워서 사용한다.

 

4.1.4 아세톤

아세톤(acetone, CH3OCH3, 58.08)은 바탕시험 할 때 분석화합물의 피크 부근에 불순물 봉우리가 없는 것을 사용한다.

 

4.1.5 디클로로메탄

디클로로메탄(methylene chloride, CH2Cl2, 84.93) 100 mL를 약 1～5 mL로 농축한 것을 5 µL 취하여 기체크로마토그래피에 주입할 때 표준물질의 봉우리부근에 불순물봉우리가 없는 것을 사용한다.

 

4.1.6 디클로로메탄과 노말헥산의 혼액(15:85)

디클로로메탄(methylene chloride, CH2Cl2, 84.93) 150 mL와 노말헥산(n-hexane, C6H14, 86.17) 850 mL 섞어 사용한다.

 

4.1.7 정제수

시약용 정제수를 사용하거나, 3차 정제수를 사용하며 바탕시험 할 때 분석물질의 봉우리부근에 불순물 봉우리가 없는 것을 사용한다.

 

4.1.8 실리카겔

실리카겔(Silicagel, SiO2·nH2O)은 크로마토그래피용 70 메쉬 ～ 230 메쉬의 것으로 130 ℃ 4 시간 이상 건조 후 데시케이터에서 30 분간 방치하여 냉각한 것을 사용한다.

 

4.1.9 플로리실

플로리실(florisil)은 크로마토그래피용 60 메쉬 ～ 100 메쉬의 것으로 130 ℃ 4 시간 이상 건조 후 데시케이터에서 30 분간 방치하여 냉각한 것을 사용한다.

 

4.1.10 활성탄

활성탄(activated carbon, Darco G-60)은 크로마토그래피용으로서 60 메쉬 ～ 100 메쉬의 것으로 사용한다.

 

4.2 표준용액

4.2.1 혼합표준원액(1,000 mg/L)

잔류농약시험용 이피엔(C14H14NO4PS), 파라티온(C10H14NO5PS), 메틸디메톤(C6H15O3PS2), 다이아지논(C12H21N2O3PS), 펜토에이트(C10H19O6PS2) 각 50 mg을 정확히 취하여 각각 50 mL 부피플라스크에 넣고 아세톤을 넣어 50 mL로 한다 (이 용액 1 mL는 유기인이 각각 1 mg을 함유한다).

 

4.2.2 혼합표준용액(100.0 mg/L)

100 mL 메스플라스크에 혼합 표준원액 10.0 mL를 넣고 아세톤을 넣어 100 mL로 한다(이 용액 1 mL는 유기인이 각각 100.0 µg을 함유한다).

---

7.0 분석절차

 

7.1 전처리

7.1.1 추출

7.1.1.1 토양 시료 20 g을 100 mL 원심분리관에 넣고 1 N 염산용액 10 mL를 가하여 잘 혼합하여 섞고 다시 노말헥산 40 mL를 가하여 10 분간 격렬히 진탕하고 이것을 원심분리한 후 헥산 층을 분액깔때기에 옮긴다. 다시 노말헥산 40 mL를 원심분리관에 가하고 위와 동일한 방법으로 조작하여 얻어진 헥산층을 250 mL 분액깔때기에 합한다.

 

7.1.1.2 헥산층을 정제수로 20 mL 씩 2 회 이상 씻어주고 소량의 크로마토그래프용 무수황산나트륨으로 탈수한 다음 탈지면 또는 건조여지로 여과하여 농축기의 플라스크에 옮긴다.

 

7.1.1.3 분액깔때기와 무수황산나트륨을 소량의 노말헥산으로 씻은 다음 위에서 사용한 여과장치로 여과하여 농축기의 플라스크에 합한다.

 

7.1.1.4 K.D. 농축기 또는 회전증발농축기를 40 ℃ 이하 감압상태에서 작동하여 헥산층의 대부분을 증발시키고 실온에서 조심하여 질소를 불어넣어 잔류 헥산층을 모두 증발 건조시킨다.

[비고 2] 노말헥산으로 추출할 경우 메틸디메톤의 추출율이 낮아질 수도 있다. 이때에는 노말헥산 대신 디클로로메탄과 노말헥산의 혼합액(15:85)을 사용한다.

 

7.1.2 정제

7.1.2.1 추출조작에서 얻은 잔류물을 노말헥산 2 mL를 넣어 녹여 앞에서 준비한 정제컬럼 중 하나를 선택하여 아래와 같이 수행한다.

 

7.1.2.2 이 액을 피펫으로 흡입하여 조심하여 컬럼의 상부에 넣고 노말헥산 2 mL로 농축기의 플라스크를 세척하여 같은 방법으로 컬럼의 상부에 넣는다. 컬럼하부의 콕크를 열고 액면이 무수황산나트륨의 상단에 이를 때까지 유출시켜 10 mL 눈금실린더에 받는다.

 

7.1.2.3 다음에 노말헥산 70 mL를 컬럼에 조심스럽게 넣어 콕을 열고 매초 한방울의 속도로 용출시켜 수기의 액량이 5 mL가 되면 버리고 다른 100 mL 눈금실린더에 유출액 70 mL를 받는다.

 

7.1.2.4 유출액을 농축기에 옮기고 추출조작에서와 같은 방법으로 농축하여 용출액을 모두 휘산시킨다. 잔류물에 크로마토그래프용 아세톤 10 mL를 정확히 넣어 녹이고 시료용액으로 한다.

[비고 3] 방해물질을 함유하지 않은 시료일 경우에는 정제조작을 생략하고 추출조작에서 얻어진 잔류물을 유기인 정제용 컬럼 용출액 일정량으로 녹여서 시험용액으로 한다.

 

7.2 측정법

7.2.1 추출물 1 µL ～ 3 µL를 취하여 기체크로마토그래프에 주입하여 분석한다.

 

7.2.2 크로마토그램으로부터 각 분석성분의 머무름시간(retention time)에 해당하는 봉우리로부터 면적을 측정한다.

 

---

8.0 결과보고

 

시료용액의 농도로부터 아래의 식을 사용하여 토양시료 중 유기인화합물의 농도를 계산할 수 있다. 결과는 각 성분별 농도를 합산하여 유기인화합물의 농도로 표시한다.

C1 : 검정곡선에서 얻어진 분석시료의 각 항목별 농도(mg/L)

V : 시험용액의 부피(여기서는 0.01 L)

Wd : 수분 보정한 토양시료의 건조중량(kg)

관련글

토양 유기인 화합물 분석법 - 기체크로마토그래피 질량분석법(GC/MS)