토양 페놀 분석법 - 기체크로마토그래피(GC)

토양오염공정시험기준(ES 07553.1b)

토양 페놀 분석법 - 기체크로마토그래피(GC)

1.0 개요

1.1 목적

이 시험기준은 토양 중 페놀 및 펜타클로로페놀을 아세톤/노말헥산(1:1)으로 추출하여 기체크로마토그래프로 정량하는 방법이다.

 

1.2 적용범위

1.2.1 이 시험기준은 토양 중 페놀 및 펜타클로로페놀의 분석에 적용한다.

 

1.2.2 이 시험기준에 따라 시험할 경우 불꽃이온화검출기에 검출되는 정량한계는 페놀이 0.02 mg/kg, 펜타클로로페놀이 0.1 mg/kg 이다.

 

1.3 간섭 물질

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

 

1.3.2 이 시험기준으로 끓는점이 높거나 극성 유기화합물들이 함께 추출되므로 이들 중에는 분석을 간섭하는 물질이 있을 수 있다.

 

1.3.3 디클로로메탄과 같이 머무름 시간이 짧은 화합물은 용매의 봉우리와 겹쳐 분석을 방해할 수 있다.

 

1.3.4 시료에 혼합표준액 일정량을 첨가하여 크로마토그램을 작성하고 미지의 다른 성분과 봉우리의 중복여부를 확인한다. 만일 봉우리가 중복될 경우 극성이 다르고 분리가 양호한 컬럼을 선택하여 시험한다.

---

4.0 시약 및 표준용액

 

4.1 시약

4.1.1 무수황산나트륨

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

 

4.1.2 아세톤

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

 

4.1.3 노말헥산

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

 

4.1.4 아세톤/노말헥산(1:1)

아세톤(acetone, CH3OCH3, 58.08) 500 mL와 노말헥산(n-hexane, C6H14, 86.17) 500 mL를 섞어 사용한다.

 

4.1.5 메틸알코올

메틸알코올(methanol, CH3OH, 32.04)은 바탕시험 할 때 표준물질의 피크부근에 불순물봉우리가 없는 것을 사용한다.

 

4.2 표준용액

시판용 표준용액을 사용하거나 각 물질별 표준원액을 다음과 같이 조제한다.

 

4.2.1 페놀 표준원액(1,000 mg/L)

페놀(C6H5OH, 98.0 % 이상) 100 mg을 정확히 취하여 100 mL 갈색 부피플라스크에 넣고 메틸알코올로 표선까지 채운다.

 

4.2.2 페놀 표준용액(10.0 mg/L)

페놀표준원액(1,000 mg/L) 1.0 mL를 정확히 취하여 100 mL 갈색 부피플라스크에 넣고 메틸알코올로 표선까지 채운다.

 

4.2.3 펜타클로로페놀 표준원액(1,000 mg/L)

펜타클로로페놀(C6Cl5OH, 98.0 % 이상) 100 mg을 정확히 취하여 100 mL 갈색 부피플라스크에 넣고 메틸알코올로 표선까지 채운다.

 

4.2.4 펜타클로로페놀 표준용액(10.0 mg/L)

펜타클로로페놀표준원액(1,000 mg/L) 1.0 mL를 정확히 취하여 100 mL 갈색 부피플라스크에 넣고 메틸알코올로 표선까지 채운다.

---

7.0 분석절차

 

7.1 전처리

7.1.1 속슬레추출법

7.1.1.1 습윤토양시료 10 g과 무수황산나트륨 10 g을 잘 혼합하여 원통형 추출용기에 잘 혼합하여 넣고 수분이 많은 시료의 경우 시료추출동안 물이 흐르지 않도록 무수황산나트륨을 충분히 첨가한다.

 

7.1.1.2 아세톤/노말헥산(1:1) 300 mL를 1 개 ～ 2 개의 비등석을 넣은 500 mL 둥근바닥플라스크에 넣고 플라스크를 추출장치에 부착한 후 시간당 4 싸이클 ～ 6 싸이클을 유지하면서 약 16 시간 ～ 24 시간 추출한다. 추출이 완료된 후 방치하여 냉각한다.

7.1.2 농축

7.1.2.1 추출물을 무수황산나트륨을 10 cm 높이로 깐 컬럼을 통과시키고 수분을 제거한다.

 

7.1.2.2 추출여액을 K. D. 농축기에 넣고 추출플라스크와 무수황산나트륨컬럼을 아세톤/노말헥산(1:1) 100 mL ～ 125 mL로 씻어 K. D. 농축기에 합한 다음 정확히 2.0 mL를 취하여 부피플라스크에 첨가한다.

 

7.1.2.3 플라스크에 1 개 ～ 2 개의 비등석을 넣고 three-ball 스나이드컬럼을 부착하고 컬럼 위에서 1 mL의 디클로로메탄을 첨가하여 스나이드컬럼을 미리 적신다.

 

7.1.2.4 수욕조(60 ℃ ～ 65 ℃)에 K. D. 장치를 설치하고 농축관이 열수에 일부 닿도록 한다. 장치는 수직으로 놓고 물의 온도는 10 분 ～ 20 분 안에 농축될 수 있도록 조절한다.

 

7.1.2.5 최종액량이 1 mL ～ 2 mL가 되도록 농축한 후 K. D. 장치를 분리하고 냉각하여 10 mL 부피플라스크에 넣는다.

 

7.1.2.6 농축관을 메틸알코올로 세척하여 부피플라스크에 합친 후 표선까지 메틸알코올로 채워 시험용액으로 한다. 곧바로 분석하지 못할 경우 0 ℃ ～ 4 ℃에서 보관하여야 한다.

7.2 측정법

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

 

7.2.2 크로마토그램으로부터 검정곡선에서 측정한 페놀 및 펜타클로로페놀의 머무름시간(retention time)에 해당하는 봉우리로부터 면적을 측정한다.

7.2.3 주입구, 라이너 등은 페놀류와 반응하지 않는 재질을 사용하여야 하며 주기적으로 점검하여 적절한 감도가 유지되도록 한다. 라이너는 시료 및 기기의 감도를 고려하여 주기적으로 교체하는 것이 바람직하며 라이너 교체시 격막(septum)을 항상 같이 교체하는 것이 바람직하다.

 

---

8.0 결과보고

 

각 봉우리의 면적(Ax)을 검정곡선식의 y(i)값에 대입하여 x(i)값을 계산하면 시료용액 중 분석물질의 농도(mg/L)를 계산 할 수 있다. 시료용액의 농도로부터 아래의 식을 사용하여 토양시료 중에 페놀류의 농도를 계산할 수 있다. 결과는 각 성분별 농도를 합산하여 페놀류의 농도로 표시한다.

C1 : 검정곡선에서 얻어진 분석시료의 각 항목별 농도(mg/L)

V : 시험용액의 부피(여기서는 0.01 L)

Wd : 수분 보정한 토양시료의 건조중량(kg)