수질 6가 크롬 유도결합플라스마 원자발광분광법(ICP-Mass)

수질오염공정시험기준(ES 04415.3a)

수질 6가 크롬-유도결합플라스마-원자발광분광법(ICP-Mass)

이 시험기준은 물속에 존재하는 6가 크롬을 측정하는 방법으로, 시료를 산분해법, 용매추출법으로 전처리 후 시료를 플라스마에 주입하여 방출하는 발광선 및 발광강도를 측정하는 방법으로 금속류-유도결합플라스마-원자발광분광법에 따른다.

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금속류-유도결합플라스마-질량분석법

1.0 개요

1.1 목적

이 시험기준은 물속에 존재하는 중금속을 분석하기 위하여 유도결합플라스마 질량분석법을 사용한다. 유도결합플라스마 질량분석법은 600 K ~ 10000 K 의 고온 플라스마에 의해 이온화된 원소를 진공상태에서 질량 대 전하비에따라 분리하는 방법으로, 분석이 가능한 원소는 구리, 납, 니켈, 망간, 바륨, 비소, 셀레늄, 아연, 안티몬, 카드뮴, 주석, 크롬 등이다.

1.2 적용범위

-정량한계

원소명	정량한계
Cu	0.002 mg/L
Pb	0.002 mg/L
Ni	0.002 mg/L
Mn	0.0005 mg/L
Ba	0.003 mg/L
As	0.006 mg/L
Se	0.03 mg/L
Zn	0.006 mg/L
Sb	0.0004 mg/L
Sn	0.0001 mg/L
Cd	0.002 mg/L
Cr	0.0002 mg/L

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4.0 시약 및 표준용액

4.1 시약

유도결합플라스마-질량분석기의 고감도 때문에 사용되는 시약과 산은 불순물이 없는 고순도 등급의 미량금속 측정용을 사용한다.

4.2 표준용액

4.2.1 표준원액(1,000 mg/L)

4.2.1.1 구리 표준원액(1,000 mg/L)

금속 구리(순도 99.999 % 이상) 0.100 g을 정확히 달아 소량의 질산(1 + 9)에 녹인다. 다시 질산(1 + 1) 5 mL에 녹이고 가열하여 식힌 후, 100 mL 부피플라스크에 옮겨 넣고 정제수로 표선까지 채운다.

 

4.2.1.2 납 표준원액(1,000 mg/L)

질산납(Ⅱ) (Pb(NO3)2, lead nitrate, 분자량 : 331.21, 99.999 % 이상) 0.1598 g을 5 mL의 질산(1 + 1)에 녹인 후, 다시 100 mL 부피플라스크에 넣고 정제수를 표선까지 채운다.

4.2.1.3 니켈 표준원액(1,000 mg/L)

금속 니켈(순도 99.999 %이상) 0.100 g을 정확히 달아 질산 5 mL에 녹이고 가열하여 식힌 후, 100 mL 부피플라스크에 옮겨 넣고 정제수로 표선까지 채운다.

  

4.2.1.4 망간 표준원액(1,000 mg/L)

금속 망간(순도 99.999 %이상) 0.100 g을 정확히 달아 소량의 질산(1 + 9)에 녹인다. 다시 질산(1 + 1) 5 mL에 녹이고 가열하여 식힌 후, 100 mL 부피플라스크에 옮겨 넣고 정제수로 표선까지 채운다.

 

4.2.1.5 바륨 표준원액(1,000 mg/L)

탄산바륨 (barium carbonate, BaCO3, 분자량 : 197.34) 0.1437 g을 질산(1 + 5) 12 mL에 녹이고 가열하여 식힌 후, 100 mL 부피플라스크에 옮겨 넣고 정제수로 표선까지 채운다.

 

4.2.1.6 비소 표준원액(1,000 mg/L)

삼산화비소 (arsenic trioxide, As2O3, 분자량 : 197.84) 0.1320 g을 정제수 50 mL와 암모니아수 (ammonium hydroxide, NH4OH, 분자량 : 35.05) 1 mL 혼합용액에 녹이고 서서히 가열하여 식힌다. 다시 질산 2 mL로 중화시킨 후 정제수를 넣어 100 mL로 만든다.

 

4.2.1.7 셀레늄 표준원액(1,000 mg/L)

이산화셀레늄 (selenium dioxide, SeO2, 분자량 : 110.96) 0.1405 g을 정제수 20 mL에 녹인 후 정제수로 100 mL를 만든다.

  

4.2.1.8 수은 표준원액(1,000 mg/L)

염화수은 (mercury chloride, HgCl2, 분자량 : 271.50) 0.1354 g을 정제수에 녹인다. 다시 질산 5 mL를 넣고 정제수로 100 mL를 만든다.

  

4.2.1.9 아연 표준원액(1,000 mg/L)

금속 아연(순도 99.999 %이상) 0.100 g을 정확히 달아 소량의 질산(1 + 9)에 녹인다. 다시 질산(1 + 1) 5 mL에 녹이고 가열하여 식힌 후, 100 mL 부피플라스크에 옮겨 넣고 정제수로 표선까지 채운다.

  

4.2.1.10  안티몬 표준원액(1,000 mg/L)

금속 안티몬(순도 99.999 %이상) 0.100 g을 정확히 달아 질산(1 + 1) 2 mL와 진한염산 0.5 mL 혼합용액에 녹여 가열하고 식힌다. 다시 정제수 20 mL와 타타르산 (tartaric acid) 0.15 g을 넣고 흰색 침전물을 녹이기 위해 가열하여 식힌 후, 100 mL 부피플라스크에 옮겨 넣고 정제수로 표선까지 채운다.

 

4.2.1.11 주석 표준원액(1,000 mg/L)

금속 주석(순도 99.999 %이상) 0.100 g을 정확히 달아 소량의 질산(1 + 9)에 녹인다. 다시 질산(1 + 1) 5 mL에 녹이고 가열하여 식힌 후, 100 mL 부피플라스크에 옮겨 넣고 정제수로 표선까지 채운다.

  

4.2.1.12  철 표준원액(1,000 mg/L)

금속 철(순도 99.99 %이상) 1 g을 정확히 달아 염산(1 + 1) 10 mL와 질산 3 mL에 녹인다. 다시 질산 5 mL를 가해 1 L 부피플라스크에 넣어 정제수로 표선까지 채운다.

 

4.2.1.13  카드뮴 표준원액(1,000 mg/L)

금속 카드뮴(순도 99.999 %이상) 0.100 g을 정확히 달아 소량의 질산(1 + 9)에 녹인다. 다시 질산(1 + 1) 5 mL에 녹이고 가열하여 식힌 후, 100 mL 부피플라스크에 옮겨 넣고 정제수로 표선까지 채운다. 표선까지 채운다.

  

4.2.1.14  크롬 표준원액(1,000 mg Cr/L)

삼산화크롬 (chromium trioxide, CrO3, 분자량 : 99.99) 0.1923 g을 질산(1 + 10) 11 mL에 녹이고 100 mL 부피플라스크에 옮겨 넣고 정제수로 표선까지 채운다.

 4.2.2 표준용액(10 mg/L)

표준원액(1,000 mg/L) 1.0 mL를 100 mL 부피플라스크에 넣고 표준원액과 같은 양의 산을 넣어 정제수를 표선까지 채운다. 이 용액은 사용 시 항상 새로 조제한다.

 

4.2.3 표준용액(0.1 mg/L)

표준용액(10 mg/L) 1.0 mL를 100 mL 부피플라스크에 넣고 표준원액과 같은 양의 산을 넣어 정제수를 표선까지 채운다. 이 용액은 사용 시 항상 새로 조제한다.

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7.2 분석방법

7.2.1 기기 최적화

7.2.3 플라스마를 켜고 30분 후 튜닝 용액으로 기기 업체에서 제시하는 기기 초기화, 질량보정, 기체유량 최적화 과정을 수행한다.

7.2.4 산화물생성 및 2가 이온생성에 의한 간섭을 억제하기 위하여 산화세륨/세륨 (CeO/Ce) 및 바륨 2가 이온/바륨(Ba2+/Ba) 비를 측정하여 각각의 비율이 5 %를 넘지 않도록 최적화한다. 단, 산화물 생성 및 2가 이온 생성을 측정하기 위해 기기 제조업체에서 제시된 방법이 있다면 그에 따르도록 한다.

7.2.5 해당 원소의 분해능을 확인하여야 하며, 최적의 감도를 위해서는 피크높이의 5 %에서 0.75 amu의 분해능을 가져야 한다.

7.2.6 튜닝 용액으로 5회 이상 측정하여 기기의 반복성을 확인한다. 이 때 측정결과의 표준편차는 각 원소 별로 모든 원소에 대해 5 % 이내이어야 한다.

7.2.7 시료에 대한 정보가 없을 경우 500배 정도 희석하여 사전에 낮은 질량에서 높은 질량을 스캔하여 농도 범위를 파악한다.

7.2.8 만약 0.1 amu 이상 질량의 차이가 날 경우 질량 검정 (mass calibration)을 실시한다.

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8.0 결과보고

8.1 검정곡선법

 

농도 (mg/L) = (y-b) / a (식 4)

y : 시료의 발광세기

b : 검정곡선의 절편

a : 검정곡선의 기울기

 

8.2 표준물질첨가법

 

농도 (mg/L) = (y-b) / a 

y : 표준물이 첨가되지 않은 시료의 발광세기

b : 표준물질 첨가에 따른 관계식의 절편

a : 표준물질 첨가에 따른 관계식의 기울기

 

8.3 내부표준법

 

농도 (mg/L) = (y-b) / a 

y : 시료의 발광세기/내부표준물질의 발광세기

b : 검정곡선의 절편

a : 검정곡선의 기울기

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