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문제 정의
- 따라서 본 연구는 전국의 대표적인 공업단지 및 화력발전소 최근 산불 발생 지역 등 오염 우려지역 주변의 주요 농작물, 농작물 재배 토양 및 농작물 재배 주변의 물 시료 중 PAHs의 잔류량을 모니터링 하였다
- 본 연구는 국내 지역별 농작물과 농업환경 중 16종의 PAHs 잔류 양상을 파악하고자 수행하였다. 국내 PAHs 오염 우려지역인 공업단지 및 화력발전소 주변에서 주요 농작물(26점), 농작물 재배 토양(46점) 및 농작물 재배 주변 물(15점) 시료를 채취하여 GC/MSD로 PAtfe 잔류량을 분석하였다.
제안 방법
- 회수율 실험 : 각각의 PAHs 표준품을 정칭한 후 유기용매로 용해하여 2,000 mg kg"의 stock solution을 조제하였다. 이 혼합 표준용액으로부터 20 mg kg과 2.
- 본 연구는 국내 지역별 농작물과 농업환경 중 16종의 PAHs 잔류 양상을 파악하고자 수행하였다. 국내 PAHs 오염 우려지역인 공업단지 및 화력발전소 주변에서 주요 농작물(26점), 농작물 재배 토양(46점) 및 농작물 재배 주변 물(15점) 시료를 채취하여 GC/MSD로 PAtfe 잔류량을 분석하였다. 농작물의 경우 최대 5 종의 PAHs가 4.
- 농작물, 토양 및 물 시료 분석 : 농작물, 토양 및 물 시료에 대한 PAHs 분석은 그림 1과 같은 과정으로 추출 및 정제를 한 후 GQMSD(Shimadzu, Japan) Selected Ion Manitoring(SIM) mode로 분석하였으며, 기기분석조건은 표 3과 같다. 정성분석은 분석대상 PAHs 표준품의 각 성분별 머무름 시간, 정량분석은 내부표준물질 (Fluorene-dlO, Benzo(a)pyrene-dl2) peak 와 PAHs peak의 면적비를 이용하여 수행하였다.
- 정성분석은 분석대상 PAHs 표준품의 각 성분별 머무름 시간, 정량분석은 내부표준물질 (Fluorene-dlO, Benzo(a)pyrene-dl2) peak 와 PAHs peak의 면적비를 이용하여 수행하였다. 본 실험에서 언급한 검출빈도는 PAHs의 검출 수를 시료의 수로 나누고 100을 곱한 값으로 구하였다.
- 이 혼합 표준용액으로부터 20 mg kg과 2.0 mg 1'용액을 조제하여 작물, 토양 및 물 시료에 각각 10 mg 4 수준 처리 한 후 농작물, 토양 및 물 시료의 분석 방법과 동일하게 수행하여 회수율을 구하였다.
- 표 3과 같다. 정성분석은 분석대상 PAHs 표준품의 각 성분별 머무름 시간, 정량분석은 내부표준물질 (Fluorene-dlO, Benzo(a)pyrene-dl2) peak 와 PAHs peak의 면적비를 이용하여 수행하였다. 본 실험에서 언급한 검출빈도는 PAHs의 검출 수를 시료의 수로 나누고 100을 곱한 값으로 구하였다.
대상 데이터
- 대상 물질의 표준품은 SUPELCO(USA)사에서 16 종의 PAHs가 혼합되어 있는 표준품을 구입하여 사용하였다.
- 미국 환경보호청(US EPA) 지정 주요 오염원인 PA 16종을 분석대상으로 선정하였으며, 각각의 PAHs에 대한 이화학적 성질은 표 1과 같다(Edward 1987). 대상 물질의 표준품은 SUPELCO(USA)사에서 16 종의 PAHs가 혼합되어 있는 표준품을 구입하여 사용하였다.
- 전국의 대표적인 공업단지 및 화력발전소 최근 산불 발생지역 등을 선발하여(표 2) 2005년 7~9월 중 총 4회에 걸쳐 주요 농작물(26점), 농작물 재배 토양 (46점) 및 농작물 재배 주변 물(15점) 시료를 채취하였다.
성능/효과
- 8%이었다(표 4). PAHs 중 15종은 유효회수율 범위인 70~120%의 범위를 나타내었으나 naphthalenee 경우 58.9~68.4%를 나타내었다 이는 PAHs 중 분자량이 가장 작고, 휘발성이 가장 강하기 때문에 회수율이 낮은 것으로 판단되었다. 분석대상 P* AH 의 검출한계 및 최소 검출량의 범위는 0.
- 강원도에서 채취한 고추와 감자, 무 시료에서는 PAHs가 검출되지 않았으나, 당근에서 naphthaS과 phenanthrene0] 각각 6.20, 5.70 ug' 수준으로 검줄되었다 토양의 경우 양양, 고성 및 영월 지역에서 최대 6종의 PAlfeZ} 4.6-36.0 pg 수준으로 검출되었고, 최근 화재가 발생한 양양지역의 토양 중 PAHs 잔류함량이 다른 지역보다 높은 것으로 조사되었다.
- 경기도 이천, 평택, 안산 지역의 고추에서 최대 5종의 P/가 4.5~9.5 ug 수준으로 검출되었다. 이천, 평택, 안산, 인천 지역의 토양에서 최대 12종의 PAHs가 4.
- 국내에서 채취한 모든 토양에서의 16종 PAHs 검출 빈도는 L6~71.9%이었고(그림 2), 이 중 naphthalene, phenanthrene, fluoranthene, pyrene 등이 검출 빈도가 다른 성분에 비해 높은 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 번} 등(2004) 이 naphthalene, acenaphthene, phm anlhrene, fluoranthene, pyrene 등은 자동차 배기가스, 주거 난방시설 등에서 배출된다고 보고한 연구 결과와 유사 하였으며, 검출빈도가 높았던 이들 PA의 주요 배출원은 자연적이기 보다는 인위적으로 생성된다고 판단된다.
- 4 수준으로 검출되었다. 군산, 전주, 광양, 여수 지역의 토양에서 최대 5종의 PAHs가 5.1-73.4 pg 1수준으로 검출되었다.
- 2 pg kg4 수준으로 검줄되었다. 마산, 부산, 울산, 포항 지역의 토양에서 최대 12종의 PAHs가 5.1-662.9 ug kg1 수준으로 검출되었다 특히 제철 공업이 발달한 포항 지역에서 PAHs 검출 성분 및 잔류함량이 다른 지역에 비해 높은 것으로 조사되었다.
- 분석법의 적합성을 판단하기 위해 농작물, 토양 및 물 시료 중 회수율 실험을 상기 분석법에 준하여 수행한 결과 각각 68.4-105.1%, 67.3 -88.9%, 58.9 - 92.8%이었다(표 4). PAHs 중 15종은 유효회수율 범위인 70~120%의 범위를 나타내었으나 naphthalenee 경우 58.
- 4 pg kg1 수준으로 검출되었다. 아산, 보령, 청주, 대전 지역의 토양에서 최대 8종의 PAHs 가 5.1-386.5 pg 4 수준으로 검출되었으며, 특히 화력발전소 지역인 보령의 토양에서 PAHs 잔류함량이 가장 높은 것으로 조사되었다
- 9 pg kg1 범위로 검출되었다. 이 중 발암성이 강한 물질로 알려진 baizo(a)anthracene, chrysene, benzo(fc)fluoranthene, benzo)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,/z)-anthracene 등 총 6가지 성분이 14.2—167.8 iig kg1 범위로 검 출되었다. 특히 토양 중 PAHs 잔류함량과 검출빈도는 제철, 중공업단지가 밀집되어있고 교통량이 많은 지 역이 다른 지역보다 최대 3배 이상 높게 나타났으며, 산불이 발생했던 지역에서는 최대 6종의 PAHs가 7.
- 이러한 결과는 번} 등(2004) 이 naphthalene, acenaphthene, phm anlhrene, fluoranthene, pyrene 등은 자동차 배기가스, 주거 난방시설 등에서 배출된다고 보고한 연구 결과와 유사 하였으며, 검출빈도가 높았던 이들 PA의 주요 배출원은 자연적이기 보다는 인위적으로 생성된다고 판단된다. 이 중 발암성이 강한 물질로 알려진 benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(Z?)fluoranthene, benzo (A)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(tz, 7z) anthracene 등 총 6가지 성분이 14.2~1678 pg 1잉-1 범위로 검출되었다. 농작물 중 PAHs의 검출 빈도는 0~324%로 토양 보다는 다소 낮았으나(그림 3), 주요 검출 PAHs 는 토양과 유사한 경향을 나타내었다.
- 5 ug 수준으로 검출되었다. 이천, 평택, 안산, 인천 지역의 토양에서 최대 12종의 PAHs가 4.4 -476.3 pg kg4 수준으로 검출되었으며, 특히 인천의 화력발전소 주변 토양에서 PAHs 잔류함량이 다른 지역에 비해 높은 것으로 조사되었다
- 0 pg -' 수준으로 검출되었다. 자동차 배기가스 및 주거난방 시설에서 주로 발생하는 naphthalene, phenanthrene, fluoranthene, pyrene 등의 검출빈도가 다른 성분에 비해 높게 나타났다. 채취한 모든 물 시료에서는 PAI가 검출되지 않았다.
- 전라도 군산, 전주, 광양 지역에서 채취한 고추와 깻잎에서 naphthalene 8.2~8.4 pg kg1, phenanthrene 7.8 pg , pyreneal 21.0-34.4 수준으로 검출되었다. 군산, 전주, 광양, 여수 지역의 토양에서 최대 5종의 PAHs가 5.
- 자동차 배기가스 및 주거난방 시설에서 주로 발생하는 naphthalene, phenanthrene, fluoranthene, pyrene 등의 검출빈도가 다른 성분에 비해 높게 나타났다. 채취한 모든 물 시료에서는 PAI가 검출되지 않았다. 이는 PAH의 수용해도가 비교적 낮고, 친유성의 특성을 가지고 있어 물보 다는 유기화합물이 풍부한 저니토에 잔류할 가능성이 크기 때문인 것으로 판단되었다.
- 8 iig kg1 범위로 검 출되었다. 특히 토양 중 PAHs 잔류함량과 검출빈도는 제철, 중공업단지가 밀집되어있고 교통량이 많은 지 역이 다른 지역보다 최대 3배 이상 높게 나타났으며, 산불이 발생했던 지역에서는 최대 6종의 PAHs가 7. 3-36.
후속연구
- 이는 PAH의 수용해도가 비교적 낮고, 친유성의 특성을 가지고 있어 물보 다는 유기화합물이 풍부한 저니토에 잔류할 가능성이 크기 때문인 것으로 판단되었다. 본 연구 결과 국내 농작물과 농업환경 중 일부 PAHs가 분포되어 있는 것을 확인 하였으며, 향후 환경 중 PAHs의 농작물 오염 경로 및 잔류 특성 등을 규명하는 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다
- 농작물 중 PAHs의 검출 빈도는 0~324%로 토양 보다는 다소 낮았으나(그림 3), 주요 검출 PAHs 는 토양과 유사한 경향을 나타내었다. 지역적으로는 부산, 포항 등 제철, 중공업단지가 밀집되어 있는 지역의 PA 오염도가 다른 지역에 비해 높은 것으로 조사되어, 향후 이러한 지역에 대한 지속적인 모니터링이 실시되어야 할 것이라 판단되며, 이러한 연구 결과는 PA의 위해성 평가 및 규제 기준 설정을 위한 중요한 기초자료가 될 것이라 사료된다.
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