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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 필터의 공기희석율에 따 른 VOCs 성분들의 주류연 중의 휘발성 화합물질 인 acrylonitrile, benzene, toluene, isoprene등을 분 석하여 필터의 공기희석율에 따른 VOCs 성분들의 이행 특성을 구명하고자 하였다.
제안 방법
- GC는 Hewlett-packard(HP) 5890 H 를 사용하였 고 gas chromatography-mass spectrometer(GC-MS)는 HP 5880형 quardropole mass selective detector (MSD)를 사용하였다. GC 분석용 칼럼은 DB-5MS (60m x 0.32mm x him)를 사용하였고, 칼럼의 온 도는 35 13에서 3분간 유지한후 150P까지 분당 3P로 승온하였고, 160 *0까지 분당 10 P로 승온 한 후 10분간 유지하였다. 주입구와 검출기 온도는 250 P 로 하였으며, carrier gas는 He(Flow rate: 1ml/분)를 사용하여 split mode(split ratio= 40⑴로 주입하였다.
- 주입구와 검출기 온도는 250 P 로 하였으며, carrier gas는 He(Flow rate: 1ml/분)를 사용하여 split mode(split ratio= 40⑴로 주입하였다. GC-MS분석은 GC 분석에 사 용한 동일한 칼럼과 조건으로 분석하였다. 주입 구와 interface 온도는 250 P 로 하였고, carrier gas 는 He(flow rate: Iml/min), 이온화 전압 (Ionization Voltage)은 70eV로 하였다.
- GC/MS를 이용하여 공기희석율에 따른 담배주 류연중 VOCs의 이행 특성을 조사하였다. VOCs 분석을 위해서는 impinger 2개를 사용하는 것이 우수한 결과를 나타내었으며, 캠브리지 필터의 영 향은 거의 없는 것으로 확인할 수 있었다.
- 5mg/mL)7} 함 유되어 있는 메탄올 용액 50 mL를 두 개의 impinger에 25 mL 나누어 넣은 후 사용하였다. 궐련 연소 후 두 개의 impinger 내의 용액을 혼합하여 일정 시간 경과 후 1㎕를 Gas Chromatography-Mass spectxometer(GC-MS) 및 Gas Chromatography(GC)에 주입하여 분석하였다.
- 담배의 공기희석율에 따른 주류연 중의 VOCs 이행특성을 확인하고자 솔제품의 각초, 궐련지 및 필터를 그대로 사용하고 팁페이퍼 및 필터권지 기 공도를 변화시켜 0, 20, 30, 50, 60 및 70%의 공기 희석율 시제품을 제조하였다.
- 1 에 나타내었다. 본 연구에서는 표준담배로 Ky2R4F를 사용하였으며 흡연시 Cambridge pad에 잔류하는 VOCs 양과 정량 분석에 사용되어질 impinger의 수를 결정하였다. VOCs는 휘발성이 매우 높은 것으로 알려져 있기 때문에 초저온(- 70 P)을 유지하기 위해 2-propanol과 드라이 아이 스를 이중 자켓 보온병에 넣어 메탄올을 냉각시킨 후 CORESTA 표준조건으로 연기성분을 포집하였 다.
- 주입 구와 interface 온도는 250 P 로 하였고, carrier gas 는 He(flow rate: Iml/min), 이온화 전압 (Ionization Voltage)은 70eV로 하였다. 성분 동정 은 GC-MS 분석에 의해 mass spectrum을 얻은 후 HP-5970 사】emstation data system에 의한 library 검색, 문헌상 mass spectrum data와 비교(Jennings 과 Shibamoto, 1980; Wiley/NBS library, 1988) 및 GC 를 사용하여 표준품과 머무름 시간을 비교하여 동정하였다.
대상 데이터
- GC는 Hewlett-packard(HP) 5890 H 를 사용하였 고 gas chromatography-mass spectrometer(GC-MS)는 HP 5880형 quardropole mass selective detector (MSD)를 사용하였다. GC 분석용 칼럼은 DB-5MS (60m x 0.
- 본 시험에 사용된 각초 및 재료품에 대한 물리 적 특성은 Table 1과 같다. 담배를 제조한 후 CORESTA 조건으로 설정되어 있는 항온 항습실 에서 궐련을 조화시킨 후 선별하여 실험에 사용하 였다.
이론/모형
- 본 연구에서 사용한 담배들의 주류연 중 VOCs 화합물 포집 절차 및 방법은 R. J. Reynolds의 in-house법(2003)과 Arista in-house법(2003)에 준 하여 사용하였으며, 실험 장치의 개략도를 Fig. 1 에 나타내었다. 본 연구에서는 표준담배로 Ky2R4F를 사용하였으며 흡연시 Cambridge pad에 잔류하는 VOCs 양과 정량 분석에 사용되어질 impinger의 수를 결정하였다.
성능/효과
- GC/MS를 이용하여 공기희석율에 따른 담배주 류연중 VOCs의 이행 특성을 조사하였다. VOCs 분석을 위해서는 impinger 2개를 사용하는 것이 우수한 결과를 나타내었으며, 캠브리지 필터의 영 향은 거의 없는 것으로 확인할 수 있었다. 주류연 중 타르 및 니코틴, 일산화탄소의 이행량은 공기 희석율이 증가함에 따라 감소되는 추세를 나타내 었고, 공기희석율이 50%이상에서는 타르 및 니코 틴 이행량이 다소 급격한 감소추세를 나타내었다.
- 이와 같은 결과는 Keith(1979)등의 연구결과와 같이 VOCs는 휘발성이 매우 높고 분자체가 매우 미세하여 캠브리지 필터에 여과되지 않는다는 결 과와 잘 부합되었으며, impinger 수에 따라서는 2 개를 연결하여 사용함으로서 첫번째 impinger에서 미처 포집하지 못한 VOCs들이 두번째 impinger에 서 포집되어지는 것을 확인할 수 있었다(Keith et al, 1998). 본 결과를 통하여 볼 때 담배 주류연 중 의 VOCs 분석을 위한 포집 장치로는 최소 2개의 impinger가 필요하며 캠브리지 필터는 큰 영향이 없는 것을 확인할 수 있었다.
- VOCs 분석을 위해서는 impinger 2개를 사용하는 것이 우수한 결과를 나타내었으며, 캠브리지 필터의 영 향은 거의 없는 것으로 확인할 수 있었다. 주류연 중 타르 및 니코틴, 일산화탄소의 이행량은 공기 희석율이 증가함에 따라 감소되는 추세를 나타내 었고, 공기희석율이 50%이상에서는 타르 및 니코 틴 이행량이 다소 급격한 감소추세를 나타내었다. 또한 공기희석율에 따른 주류연 중 isoprene, acrylonitrile, benzene 및 toluene의 이행특성을 조 사한 결과 공기희석율에 따른 VOCs 화합물의 이 행량에 대한 감소율 기울기는 isoprene을 제외한 화합물의 경우 1이하임을 확인하였고, 공기희석율 이 50%이상일 경우에는 benzene0! 이행량의 기울 기가 가장 낮게 나타났다.
후속연구
- isoprene, acrylonitrile 및 toluene의 감소율 기울기는 거의 1을 나타났으며, benzene의 경우에는 공기희석율이 증가함에 따라 감소율의 기울기가 1보다 낮게 나타났는데, 이는 공기희석율에 의해 감소되어지는 양이 다른 화합 물보다 궐련지 및 천공위치에서 발산효과가 적기 때문으로 판단된다. 반면 Bagget(1978)와 Pankow et 血(2003)가 보고한 바에 의하면 공기희석율에 따른 VOCs의 이행량 분석 결과에서 benzene의 이 행량이 toluene 보다 큰 영향을 받는다고 보고한내용과 달리 본 연구에서는 toluene이 더 큰 영향 을 받는 것으로 분석되었는데 향후 이 부분에 대한 좀 더 심도있는 연구가 필요한 것으로 생각되 어진다.
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