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[국내논문] GC/MS-SIM 방법에 의한 수돗물 중 알킬페놀, 플로로페놀과 비스페놀 A의 ppt 정량
Part-Per-Trillion Level Determination of Alkylphenols, Chlorophenols and Bisphenol A using GC/MS-SIM in Tap Water Samples 원문보기

환경독성학회지 = Journal of environmental toxicology, v.18 no.3, 2003년, pp.199 - 208  

김협 (국립상주대학교, TIC)

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A new technique was proposed for the determination of alkylphenols, chlorophenols and bisphenol A in tap water samples. The sample preparation consists of a solid phase extraction (SPE) of alkylphenols, chlorophenols and bisphenol A from a water sample with XAD-4 and subsequent conversion to isobuty...

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제안 방법

  • 본 연구에서 정확한 정성 및 정량분석법으로 사용되어지는 GC/MS-SIM 방법을 사용하여 수질 시료 중 ppt 농도의 알킬페놀류, 클로로페놀류와 비스페놀 A를 서로 다른 분석방법인 isoBOC 유도체화 분석 방법과 TBDMS 유도체화 분석방법을 사용하여 표준 수질시료에서 isoBOC 유도체화 된 페놀들과 TBDMS 유도체화 된 페놀들의 정량검출한계 (limit of quantitation, LOQ)와 회수율, 표준편차를 검토한 후, 서울, 원주, 대전, 대구 및 전주의 아파트에 공급되는 실제 수돗물 중 내분비장애 효과가 있다고 추정되는 11종의 페놀류들을 isoBOC 유도체와 TBDMS 유도체 분석방법으로 동시 분석하여 비교 정량하였다.
  • 수돗물 시료로는 우리나라를 경기도, 강원도, 충청도, 경상도, 전라도의 5개 권역으로 나누어 각 권역별 대표적 인 도시인 서울, 원주, 대전, 대구 및 전주의 아파트를 선택하여 수도꼭지에서 직접 채취하였다. 모든 시료는 세척된 채취 병을 수돗물로 3회 이상 세척한 후 채취하여 사용하였으며, 채취 후 14일 이내에 분석하였다.
  • 1 N H2SO4로 pH 2로 조절한 수질시료 2L에 페놀 혼합 표준 원액 100ng/L를 첨가하고, 내부 표준물질로서 비스페놀 A-d16 용액 1 /L를 첨가 하였다 아세토니트릴, 메탄올, 헥산, 증류수, pH 2 물 각각 20ml로 세척한 0.5g XAD-4 컬럼에 분당 5 ml의 유속으로 수질시료가 통과할 수 있도록 하였다. 통수가 끝난 후 고체상 추출 장치 [solid-phase extractor (1ST, UK)]를 이용하여, XAD-4 컬럼을 낮은 진공 상태 (120 ~ 250 mm Hg)로 과량의 수분을 제거한 후, 10분간 질소 가스를 불어 주면서 잔여 수분을 완전히 제거시켰다.
  • 5 ml 이하의 속도로 용출시켰다. 조작을 1회 반복하고 아세토니트릴층을 합하여 균질화하게 혼합한 후, 다시 5 ml씩 각각 분취 하여 isoBOC 유도체화 반응 시료와 TBDMS 유도체화 반응 시료의 전처리액으로 하였다. 화학 유도체 방법에 의해 유도체화 한 후 신호 대 잡음 비가 각각의 페놀에 대하여 2.
  • 조작을 1회 반복하고 아세토니트릴층을 합하여 균질화하게 혼합한 후, 다시 5 ml씩 각각 분취 하여 isoBOC 유도체화 반응 시료와 TBDMS 유도체화 반응 시료의 전처리액으로 하였다. 화학 유도체 방법에 의해 유도체화 한 후 신호 대 잡음 비가 각각의 페놀에 대하여 2.5〜5정도되는 농도까지 계속 반복하여 페놀 혼합표준용액을 희석하여 각각을 3개의 표준 수질시료 2L에 첨가하여 실험하였다.
  • 이 용액을 5~200℃까지 조정할 수 있는 pressure gas blowing concentrator에서 100℃로 1 시간 동안 가열한 다음 실온에서 식혔다. 유도체 가 완료된 후 0.1㎍/㎕의 phenanthrene-d10 10㎕를 첨가하였다.
  • 이 용액을 5~200℃까지 조정할 수 있는 pressure gas blowing concentrator에서 100℃로 1 시간 동안 가열한 다음 실온에서 식혔다. 유도체 가 완료된 후 0.1㎍/㎕의 phenanthrene-d10 10㎕를 첨가하였다.
  • 표준 혼합물 100ng을 전처리 과정 없이 상기와 동일한 방법으로 희석 및 isoBOC 유도체화 및 TBDMS 유도체를 실시하여 GC/MS-SIM으로 분석한 후, 표준 수질시료 2L에 100ng/L의 농도로 첨가된 각각의 페놀류를 페놀류에 대하여 흡착력이 우수하고 탈착이 용이한 것으로 판명된(김 등, 2002) 20 〜 60 mesh의 AMBERLITE XAD-4 수지를 사용하여 위와 동일한 방법으로 전처리 및 isoBOC 유도체화 방법 혹은 TBDMS 유도체화 방법을 거친 후 회수율을 알아보았다. 5개 권역의 실제 아파트 수돗물에 있어서는 pH 2로 조절한 각각의 수돗물 시료 2L에 내부 표준 물질로서 비스페놀 A-d16을 1 ㎍ /L 첨가하여 위와 동일한 전처리 방법을 거친 뒤 GC/MS-SIM으로 분석하였다.
  • 거친 후 회수율을 알아보았다. 5개 권역의 실제 아파트 수돗물에 있어서는 pH 2로 조절한 각각의 수돗물 시료 2L에 내부 표준 물질로서 비스페놀 A-d16을 1 ㎍ /L 첨가하여 위와 동일한 전처리 방법을 거친 뒤 GC/MS-SIM으로 분석하였다.
  • 검정 범위는 각 물질별로 표준물질을 혼합한 5 개의 검정용 표준 혼합물(5, 20, 100, 200, 400ng)을 만들었다. 이 혼합물에 비스페놀 A-d16 1 ㎍를 넣고 유도체화 방법에 따라 isoBOC 유도체 혹은 TBDMS 유도체화하고 내부 표준물질로 사용한 phenanthrene-dio 용액 1 ㎍을 첨가한 후 GC/MS- SIM로 분석하여 시료별 검정곡선을 얻었다.
  • 만들었다. 이 혼합물에 비스페놀 A-d16 1 ㎍를 넣고 유도체화 방법에 따라 isoBOC 유도체 혹은 TBDMS 유도체화하고 내부 표준물질로 사용한 phenanthrene-dio 용액 1 ㎍을 첨가한 후 GC/MS- SIM로 분석하여 시료별 검정곡선을 얻었다.
  • 사용하였다. GC/MS 분석을 위한 컬럼은 DB- 5MS cross linked 5% phenyl methylsilicon fused- silica capillary column (30 m × 0.25 mm I.D., 0.25㎛ film thickness)을 사용하여, 이온원과 직접 연결하였다. 오븐 온도는 처음에 60℃에서 1분 동안 머물게 한 후 1분당 10℃씩 올려 280℃까지 올리고 20분 동안 머물게 하였다.
  • 시료 1 ㎕를 비분할 (splitless) 주입 법을 사용 (pur­ge delay time 0.7분) 주입하였다. 운반기체는 헬륨 (99.
  • 9ml/min로 흘려주었다. 시료 주입구의 온도, 연결 부분의 온도, 이온 원의 온도는 각각 260, 230, 200℃로 맞추었다.
  • 이온만 선택하여 검출하는 방법 (selected ion monitoring, SIM)을 사용하여 분석하였다. SIM 방법에서 사용된 이온들은 각 화합물의 특성 이온을 선택하였고(Table 1), 이들의 감도를 높이기 위하여 머무름 시간(retention time)에 따라 isoBOC 유도체화는 4개의 그룹으로 TBDMS 유도체화는 3개의 그룹으로 나누어 검색하였다.
  • 직선성 실험, 표준 수질시료 회수율 및 수돗물 시료에서 검출된 페놀류들은 내부표준물질로 사용한 phenanthrene-de과 각 페놀간의 상대적 peak 면적 비를 이용하여 직선성, 회수율과 농도를 계산하였다.
  • 실제 수돗물 시료의 회수율은 수돗물 시료 내부표준물질로 사용한 phenanthrene-d10 면적과 비스페놀 A-d10 면적 간의 면적 비를 이용하여 회수율을 계산하였다.
  • 4% 이었고, 3회 분석 시 표준편차 10% 이상의 결과를 보였다. 이러한 결과는 서론에서 언급하였듯이 종이시료와(김 등, 2003) 마찬가지로 표준 수질시료에서도 낮은 농도(100 ng/1) 범위에서는 matrix의 영향으로 인하여 각각의 TBDMS 유도체화 된 페놀류와 additive 효과로 회수율이 높게 검출된 것으로 생각되며, 실제 수돗물 시료의 분석에서는 isoBOC 유도체 분석방법과 TBDMS 유도체화 분석방법으로 분석한 후 isoBOC 유도체화 분석방법의 결과 값만을 인용하였으며, TBDMS 유도체화 분석방법의 결과 값은 참고 값으로 하였다.
  • 페놀류의 정량분석을 위하여 각각의 페놀을 10〜400 ng 범위에서 5 point의 직선성을 구하였으며, 이때 각 화합물의 ion chromatogram에서 나타난 peak와 내부표준물질인 phenanthrene-dio의 peak의 면적 비로 나타내어 최소자승법으로 검정 곡선을 직성하여 Table 3에 실었다. Table 3에서 보듯이, 위 농도범위에서 모든 페놀류는 isoBOC 유도 체화 분석방법은 0.
  • 11종의 페놀 표준물질들 각각을 lmg/ml 의 농도가 되도록 아세토니트릴에 용해시켜 원액을 만든 후 각각의 원액에서 일정량씩을 취하고 희석시켜 50㎍/ml 농도의 페놀 혼합 표준용액을 조제하였다. 표준용액은 0℃ 이하의 냉동고에 보관하면서 사용하였다.

대상 데이터

  • 본 연구에 사용된 모든 용매는 MERCK사(Ger­many)의 잔류 농약 분석용을 사용하였으며, 분석대상 물질 9종의 페놀 표준물질과 내부표준물질로 사용한 phenanthrene-dio, bisphenol A-d16Sigma-Aldrich사(Milwaukee, WI, US A) 로부터 구입하였다. 4-n-hexylphenol 및 4-n-heptyphenol은 TCI사 (Tokyo, Japen)와 Acros사에서 구입 하였다.
  • 4-n-hexylphenol 및 4-n-heptyphenol은 TCI사 (Tokyo, Japen)와 Acros사에서 구입 하였다.
  • 유도체화 시약은 N-methyl-N-(ferf-butyldime-thylsilyl)-trifluouoacetamide (MTBSTFA) 용액을 Pierce사 (Rockford, IL, USA), isobutylchloroformate (isoBCF) 용액은 Acros사 (Belgium)로부터 구입하였으며, triethylamine (TEA)은 Junsei사 (Tokyo, Japan)에서 구입하여 사용하였다.
  • 흡착제로 사용한 20 〜 60 mesh의 AMBERLITE XAD-4 수지는 Sigma사 (St. Louis, MO, USA) 에서구입하여 사용하였다.
  • 표준 수질시료로는 Water for chromatography를 MERCK사 (Germany)에서 구입하여 사용하였다. 수돗물 시료로는 우리나라를 경기도, 강원도, 충청도, 경상도, 전라도의 5개 권역으로 나누어 각 권역별 대표적 인 도시인 서울, 원주, 대전, 대구 및 전주의 아파트를 선택하여 수도꼭지에서 직접 채취하였다.
  • 사용하였다. 수돗물 시료로는 우리나라를 경기도, 강원도, 충청도, 경상도, 전라도의 5개 권역으로 나누어 각 권역별 대표적 인 도시인 서울, 원주, 대전, 대구 및 전주의 아파트를 선택하여 수도꼭지에서 직접 채취하였다. 모든 시료는 세척된 채취 병을 수돗물로 3회 이상 세척한 후 채취하여 사용하였으며, 채취 후 14일 이내에 분석하였다.
  • 수질시료 중 11종 페놀류를 측정하기 위한 GC/ MS로는 HP-6890 plus 기체 크로마토그래피와 HP 5970 MS Chemstation이 연결된 5973 Network 질량분석기 (Agilient Technologies, USA)로 구성되어진것을 사용하였다. GC/MS 분석을 위한 컬럼은 DB- 5MS cross linked 5% phenyl methylsilicon fused- silica capillary column (30 m × 0.
  • 7분) 주입하였다. 운반기체는 헬륨 (99.999%)을 사용했고, 유속은 0.9ml/min로 흘려주었다. 시료 주입구의 온도, 연결 부분의 온도, 이온 원의 온도는 각각 260, 230, 200℃로 맞추었다.

이론/모형

  • 이온화 전압을 70eV를 가하여 특정 질량을 가지는 이온만 선택하여 검출하는 방법 (selected ion monitoring, SIM)을 사용하여 분석하였다. SIM 방법에서 사용된 이온들은 각 화합물의 특성 이온을 선택하였고(Table 1), 이들의 감도를 높이기 위하여 머무름 시간(retention time)에 따라 isoBOC 유도체화는 4개의 그룹으로 TBDMS 유도체화는 3개의 그룹으로 나누어 검색하였다.
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참고문헌 (22)

  1. 김 협, 홍종기, 김용화, 김경례, 기체 크로마토그래피/질량 분석기를 이용한 field-screening 적용을 위한 알킬페놀류, 클로로페놀류 및 비스페놀 A의 isoBOC 유도체, TBDMS 유도체와 US EPA 방법의 비교, 분석과학회지 2002; 15(3): 196-213 

  2. 김 협, 김진호. 기체 크로마토그래피/질량분석기를 이용한 종이류 중 알킬페놀류, 클로로페놀류 및 비스페놀 A 정량, 환경독성학회지 2003; 18(1): 45-55 

  3. Achilli G, Celrino GP, d'Eril GM and Bird S. Simultaneous determination of 27 phenols and herbicides in water by high-performance liquid chromatography with muti-electrode electrochemical detection, J. Chromatogr. A 1995; 697: 357-362 

  4. Boyd ThJ. Indentification and quantification of mono-, di- and trihydroxybenzenes(phenols) at trace concentrations in seawater by aqueous acetylation and gas chromatographic-mass spectrometric analysis, J. Chromatogr. 1994; 662: 281-292 

  5. EPA method 625, Base/neutrals and acids; http://www.epa.gov/epaoswer/hazwaste/test 

  6. Heberer T and Stan HJ. Detection of more than 50 substituted phenols as their t-butyldimethylsilyl derivatives using gas chromatography-mass spectrometry, Analytica Chemica Acta 1997; 341: 21-34 

  7. Helaleh MIH, Takabayashi Y, Fujii Sand Korenaga T. Gas chromatographic-mass spectrometric method for separation and detection of endorcrine disruptors from environmental water samples, Analytica Chemica Acta 2001; 428: 227-234 

  8. Illinois EPA Endocrine Disruptors Strategy; http://www.nihs.go.jp/hse/environ/illiepatable.html 

  9. John AF. Accelerated solvent extraction: An evaluation for screening of soils for selected U.S. EPA semivolatile organic priority pollutants, Environ. Sci. Technol. 1997; 31: 1120-1127 

  10. Kim K-R and Kim H. Gas chromatographic profiling and screening for phenols as isobutoxycarbonyl derivatives in aqueous samples, J. Chromatogr. A 2000; 866: 87 -96 

  11. Lee HB, You RLH and Fowlie PJA. Chemical derivatization Analysis of Phenols. Part VI. Determination of chlorinated phenolics in Pulp and paper effluents, J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1989; 72(6): 979-984 

  12. Lee HB, Stokker YD and Chau ASY, Analysis of Phenols by Chemical Derivatization. V. Determination of Penta-chlorophenol and 19 Other Chlorinated Phenols in Sediments, J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1987; 70(6): 1003-1008 

  13. Lee HB, Weng LD and Chau ASY, Chemical Derivatization Analysis of Pesticide Residues. IX. Analysis of Phenol and 21 Chlorinated Phenols in Natural Waters by Formation of Pentafluorobenzyl Ether Derivatives, J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1984; 67(6): 1086-1091 

  14. Masque N, Pocurull E, Marce RM and Borrull F. Determination of eleven priority EPA phenolics at ng L-l levels by on-line solid-phase extraction and liquid chromatography with UV and electrochemical detection, Chromatographia 1998; 47: 176-182 

  15. Moder M, Schrader S, Franck U and Popp P. Determination of phenolic compounds in water by solid-phase micro extraction, Fresenius J. Anal Chem. 1997; 357: 326-332 

  16. Penalver A, Pocurull E, Borrull F and Marce RM. Solid-phase microextraction coupled to high-performance liquid chromatography to determine phenolic compounds in water samples, J. Chromatogr. A 2002; 976: 382-390 

  17. Rodriguez I, Mejuto MC, Bollain MH and Cela R. Evaluation of two solid-phase extraction procedures for the preconcentration of chlorophenols in drinking water, J. Chromatogr. A 1997; 786: 285-292 

  18. Shin H-S, Park C-H, Park S-J and Pyo H-S. Sensitive determination of bisphenol A in environmental water by gas chromatography with nitrogen-phosphorus detection after cyanomethylation, J. Chromatogr. A 2001; 912: 119-125 

  19. SPEED 98/JEA; http://www.eic.or.jp/eanet/e/end/sp98.html. Validation Requirements; http://www.aoac.org 

  20. Vom Saal FS, Cooke PS, Buchanan DL, Palanza P, Thayer KA, Nagel SC, Parmigiani S and Weshons WV. Texicol. Ind. Health 1998; 14: 239 

  21. Wissiack R and Rosenberg E. Universal screening method for the determination of US environmental protection agency phenols at the lower ng $l^{-1}$ level in water samples by on-line solid-phase extraction-high-performance liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry within a single run, J. Chromatogr. A 2002; 963: 149-157 

  22. Yergey AL, Edmonds CG, Lewis IAS and Vestal ML. Liquid Chromatography/Mass Spectrometry, Plenum Press, New York 1990 

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