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분자량이 작은 휘발성 유기산은 산성기체로써 강수, 에어로솔, 안개의 산성화에 기여하며, 광화학 반응을 통해 2차 입자를 형성하여 시정 (visibility) 에도 영향을 끼친다. 또한 유기산 기체는 낮은 농도에서도 강한 냄새를 풍기는 주요 악취오염물질이기도 하다. 광화학 스모그나 악취 오염과 같이 변화속도가 빠른 ...

분자량이 작은 휘발성 유기산은 산성기체로써 강수, 에어로솔, 안개의 산성화에 기여하며, 광화학 반응을 통해 2차 입자를 형성하여 시정 (visibility) 에도 영향을 끼친다. 또한 유기산 기체는 낮은 농도에서도 강한 냄새를 풍기는 주요 악취오염물질이기도 하다. 광화학 스모그나 악취 오염과 같이 변화속도가 빠른 대기 현상의 모니터링을 위해서는 신속한 실시간 자동 분석법이 요구된다. 이에 본 연구에서는 탄소수 1～5인 유기산 기체 (formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, iso-butyric acid, iso-valeric acid) 와 주요 무기산 기체 (hydrochloric acid, nitrous acid, nitric acid, sulfur dioxide) 의 동시 정량이 가능한 자동 실시간 분석법 개발하고 이를 서울 대기 분석에 적용하여 서울 대기 조성을 밝히는 연구를 수행하였다.$$a$$a본 연구에서 개발한 분석법은 고효율 평판형 확산 스크러버 (Parallel Plate Diffusion Scrubber, PPDS) 를 이용한 분석 기체의 고배율 샘플링 과정과 이온 크로마토그래피 (Ion Chromatography, IC) 법을 이용한 이온 분석 과정으로 구성되어 있다. 기울기 용리를 위한 EG40 용리액 제조장치와 AS11 컬럼을 이용하여 IC 분석 조건을 최적화 하였다. 시료기체의 유속과 농도에 따른 PPDS 의 유기산기체 흡수율을 평가한 결과 기체의 유속 0.5 L/min 에서 모든 유기산기체는 기체농도 최대 10 ppbv 에서도 99% 이상의 높은 흡수율을 보였다. 5종의 유기산에 대한 본 분석방법의 검출한계는 수십 pptv 를 나타내었으며 재현성은 수 % 수준을 보였다.$$a$$a개발된 PPDS-IC 분석법을 장기간 서울 대기 분석에 적용하여 현장 응용성이 높음을 확인하였으며, 포름산과 아세트산이 서울 대기 중 주요 산성기체 성분임을 확인하였다. 이 두 유기산 기체는 낮에는 높고 밤에는 낮은 고유한 일변화를 보였다. C3 ～ C5 유기산도 검출되었으나 그 농도는 높지 않았다.$$a$$a

Abstract ▼ AI-Helper

Low molecular weight organic acid gases in the atmosphere may contributes to the acidification of precipitation, aerosol and fog. They are important chemicals involved in atmospheric photochemisty causing visibility impairment problems by the formation of secondary particles. Also, some organic acid...

Low molecular weight organic acid gases in the atmosphere may contributes to the acidification of precipitation, aerosol and fog. They are important chemicals involved in atmospheric photochemisty causing visibility impairment problems by the formation of secondary particles. Also, some organic acid gases are among the major offensive odorous substances. Being reactive and highly water soluble, these organics undergo rapid change in concentration in the atmosphere. To monitor these rapid varying gases, a real-time and automated analytical method is desirable. In this study, a semi-real-time and automated analytical method has been developed for the simultaneous determination of five low molecular weight organic acids (formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, iso-butyric acid, iso-valeric acid) and major acidic inorganic gases (hydrochloric acid, nitrous acid, nitric acid, sulfur dioxide) in the atmosphere and applied to the analysis of Seoul air to determine the composition and time variability of the air.$$a$$aThe method involves quantitative collection of analyte gases using a Parallel Plate Diffusion Scrubber (PPDS) and subsequent ion analysis using an ion chromatograph (IC). IC system was optimized by using an EG40 eluent generator for gradient elution and a AS11 separation column. It is confirmed that all analyte gases are quantitatively collected with collection efficiencies over 99% at sample flow rate of 0.5 L/min and at analyte concentration of upto 10 ppbv. The method detection limits for the five organic acid gases are in the order of low tens pptv. The measurement precisions are in the order of a few percents. Field applicability of the method is demonstrated by successful application of PPDS-IC system to Seoul air monitoring over a period of six months. The monitoring results reveal that formic and acetic acids are among principal acidic gas components in Seoul air. These two gases showed typical diurnal variation of being high during daytime and low at night. C3 ～ C5 gases are frequently detected but their levels are low.$$a$$a

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