토양 석유계 총탄화수소 분석법 - 기체크로마토그래피(GC)

토양오염공정시험기준(ES 07552.1b)

토양 석유계 총탄화수소 분석법 - 기체크로마토그래피(GC)

1.0 개요

1.1 목적

이 시험기준은 토양 중에 끓는점이 높은(150 ℃ ～ 500 ℃) 유류에 속하는 제트유․등유․경유․벙커C유․윤활유․원유 등의 측정에 적용한다. 시료중의 제트유․등유․경유․벙커C유․윤활유․원유 등을 디클로로메탄으로 추출하여 정제한 후 기체크로마토그래피에 따라 짝수의 노말알칸(C8 ～ C40) 표준물질의 총면적과 시료 봉우리의 총면적을 비교하여 석유계총탄화수소를 정량한다.

 

1.2 적용범위

1.2.1 이 시험기준은 토양 중에 석유계총탄화수소의 분석에 적용한다.

 

1.2.2 이 시험기준에 따라 시험할 경우 정량한계는 석유계총탄화수소로 50 mg/kg이다.

 

1.3 간섭 물질

1.3.1 해당 매질 또는 추출 용매에는 분석성분의 머무름 시간에서 피크가 나타나는 간섭물질이 있을 수 있다. 간섭물질이 발견되면 증류하거나 정제 컬럼에 의해 제거한다.

 

1.3.2 비극성과 약한 극성 화합물(즉 할로겐화 탄화수소)과 극성 화합물의 함량이 많을 경우 분석을 간섭할 수 있다.

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4.0 시약 및 표준용액

 

4.1 시약

4.1.1 메틸알코올

메틸알코올(methanol, CH3OH, 32.04)은 바탕시험 할 때 분석화합물의 피크 부근에 불순물 피크가 없는 것을 사용한다.

 

4.1.2 무수황산나트륨

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

 

4.1.3 디클로로메탄

디클로로메탄(methylene chloride, CH2Cl2, 84.93) 100 mL를 약 1 mL ～ 5 mL로 농축한 것을 5 µL 취하여 기체크로마토그래피에 주입할 때 표준물질의 봉우리 부근에 불순물 봉우리가 없는 것을 사용한다.

 

4.1.4 실리카겔

크로마토그래프용으로 35 메쉬 ～ 60 메쉬의 것으로 활성시키지 않은 것을 사용한다.

 

4.2 표준용액

4.2.1 노말알칸표준원액(C8～C40)

노말알칸 표준원액(짝수번의 노말알칸으로 각 성분별 0.5 mg C8H18～C40H82/mL)을 미리 희석하여 판매되는 표준원액을 사용한다.

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7.0 분석절차

 

7.1 전처리

7.1.1 추출

7.1.1.1 속슬레추출법

 

7.1.1.1.1 석유계총탄화수소의 오염정도에 따라 토양시료 10 g ～ 25 g을 비커에 넣고 분말형태로 유지되도록 무수황산나트륨을 적당량 넣어 잘 흔들어 섞은 다음, 원통형 추출용기에 넣는다. 이때 함수율이 높은 시료는 물이 흐르지 않도록 무수황산나트륨을 충분량 첨가하여 분말형태가 유지되도록 한다.

 

7.1.1.1.2 1 개 ～ 2 개의 비등석을 넣은 500 mL 둥근바닥플라스크에 디클로로메탄 300 mL를 넣고, 이 둥근바닥플라스크를 추출장치에 부착시켜 시간당 4 싸이클 ～ 6 싸이클을 유지하면서 18 시간 ～ 24 시간 동안 추출한 후 방냉한다.

 

7.1.1.1.3 추출물을 크로마토그래프용 무수황산나트륨 10 g을 충전시킨 분리관을 통과시켜 탈수시킨다.

 

7.1.1.1.4 유출액을 K.D. 농축기 또는 회전증발농축기로 2 mL가 될 때까지 농축한다.

 

7.1.1.2 초음파추출법

7.1.1.2.1 석유계총탄화수소의 오염정도에 따라 토양시료 10 g ～ 25 g을 비커에 넣고 시료가 분말형태로 유지되도록 무수황산나트륨을 적당량 넣어 잘 흔들어 섞고 디클로로메탄 100 mL를 넣는다. 이때 함수율이 높은 시료는 물이 흐르지 않도록 무수황산나트륨을 충분량 첨가하여 분말형태가 유지되도록 한다.

초음파추출기의 원추형 팁을 용매 상부층으로부터 1.3 cm 내리되 토양층에는 닿지 않도록 한다. 이때 초음파추출기의 출력을 최대로 하고, 듀티사이클(duty cycle)은 50 %에 맞추고 펄스모드는 1 초에 고정한 다음 3 분간 초음파로 추출한다.

 

7.1.1.2.2 이와 같은 추출조작을 2 회 이상 반복하여 얻어진 추출물을 여과지(5B)를 깐 부흐너 깔때기로 진공여과하거나 원심분리한 다음, 소량의 디클로로메탄으로 씻어낸다.

 

7.1.1.2.3 추출여과용액과 세척여과용액을 합하여 크로마토그래프용 무수황산나트륨 10 g을 충전시킨 분리관을 통과시켜 탈수시킨다.

 

7.1.1.2.4 유출액을 K.D. 농축기 또는 회전증발농축기로 2 mL가 될 때까지 농축한다.

 

7.1.1.3 정제

시료 중 방해물질의 제거를 위하여 농축된 추출물에 실리카겔 0.3 g을 넣고, 약 5 분간 진탕하고 정치시킨 후 상층액 2 mL를 바이알에 옮겨 시료용액으로 한다.

7.2 측정법

7.2.1 시료용액 일정량(2 µL)을 미량주사기로 기체크로마토그래프에 주입하여 크로마토그램을 기록한다.

7.2.2 노말알칸 표준액(C8 ～ C40)의 머무름시간(retention time)에 해당하는 봉우리의 범위를 구분하고, 모든 봉우리의 면적을 합산한다.

[비고 1] 바탕시료에 대한 바탕선 보정은 하지 않는다. 그러나 이때 바탕시험용액의 농도는 항상 정량한계 이하이어야 한다.

[비고 2] 시료의 봉우리 면적이 검정곡선의 상한치를 초과할 경우에는 시료 일정량을 취하여 적당한 농도로 정확히 희석한 다음 이 용액을 가지고 실험한다.

[비고 3] 총면적은 바탕선(C8)～바탕선(C40) 적분방법을 이용하여 계산한다.

 

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8.0 결과보고

아래의 식을 사용하여 토양시료 중에 석유계총탄화수소의 농도를 계산할 수 있다.

 

As : 검정곡선에서 얻어진 석유계총탄화수소의 양(ng)

Vf : 최종액량(mL)

D : 희석배수

Wd : 수분보정한 토양시료의 건조중량(g)

Vi : 검액의 주입량(μL)