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문제 정의
- 본 연구에서 교통시설, 공장지역 그리고 폐기물 매립장 주변토양을 대상으로 하여 US EPA 에서 우선적 오염물질(priority pollutants)로 권장되고 있는 16종의 PAHs의 각각의 검출농도, 다환방향족 탄화수소류의 총농도(t-PAHs)와 현재 IARC(International Agency for Research on Cancer)[13]에서 발암물질로 간주하고 있는 6종의 PAHs(BaA, BbF, BkF, BaP, IcP, DaA) 의 총 농도(t-PAHCARC) 등을 비교 검토하였다.
제안 방법
- GC/MSD로 토양에서 검출된 물질들의 정량은 SIM 모드를 이용하여, 정량이온들을 확인하여 정량을 하였으며, 각 물질들의 머무름 시간을 Fig. 2 에 나타내었다.
- 0 g을 적당한 용기에 넣고, 정제용 내부 표준물질을 첨가하고 아세톤 : 헥산(1: 1)혼합용액 50 mL를 넣고, 1시간 진탕한 후, 초음파조사기를 이용하여, 3분간 초음파추출을 2회 한 다음, 무수 황산나트륨으로 탈수하고, 회전식 감압 농축기를 사용하여 2-3 mL 까지 농축, 이들 시료를 전처리 액으로 한다. 시료의 전처리 액을 4% 함수 실리카겔을 이용하여 정제한 다음, 실린지 첨가용 내부표준물질을 첨가하여 분석용 시료액으로 하였다.
대상 데이터
- (a)pyrene(BaP), indeno(1,2,3-cd)pyrene(IcP), dibenzo(a,h)anthracene(DaA), benzo(ghi)perylene(BghiP)을 대상으로 2010년도 경상남도 20개 시·군에서 토양 오염도조사 사업에서 선정된 교통관련 시설 중에서 철도 차량부지(폐침목), 공장지역 그리고 쓰레기 매립지역의 주변 토양들을 대상으로 PAHs의 농도수준 및 환상별 PAHs 물질의 분포 특성 등의 실태 연구를 하였다.
- 본 실험들은 2010년 4월부터 의뢰된 시료들을 연구대상으로 실험하였다. 교통관련지역 중 철도지역의 폐침목이 설치되어있는 9개 지점, 공장지역의 주변 51개 지점, 쓰레기 매립지역의 주변 81개 지점(표토, 중토, 심토)의 주변토양을 대상으로 하였다.
- 본 시료는 공장지역 주변 토양을 대상으로 분석한 결과이다. 총 51개 지점을 분석하여 14개 지점에서 PAHs 16종 중 11종이 검출되었다.
- 본 시료는 철도지역에서 폐침목이 설치되어 있는 주변토양을 대상으로 분석한 결과이다. 총 9개 지점에서 8개 지점이 검출되었고, PAHs 16종에서 13종이 검출되었으며, 이들의 실험결과를 정리하여 Table 5 에 나타내었다.
- 본 실험들은 2010년 4월부터 의뢰된 시료들을 연구대상으로 실험하였다. 교통관련지역 중 철도지역의 폐침목이 설치되어있는 9개 지점, 공장지역의 주변 51개 지점, 쓰레기 매립지역의 주변 81개 지점(표토, 중토, 심토)의 주변토양을 대상으로 하였다.
- 본 연구에서 200여개의 이성체가 존재한다고 알려진 PAHs 중 미국 환경보호청에서 주요 오염물질로 분류하고 있는 다환 방향족 탄화수소류 중에서 검출빈도가 높은 16종을 2010년도 경상남도 20개 시·군에서 토양 오염도 연구 사업에서 선정된 교통관련시설 중 철도지역(폐 침목), 공업지역 그리고 폐기물매립 지역의 토양들을 대상으로 PAHs의 농도수준 및 환상별 PAHs 화합물의 분포특성 등을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 분석 대상물질인 16개 혼합 표준품(2000ppm, Accu Standard, U.S.A.), 정제용 내부표준물질로pyrene-d10, 실린지 첨가용 내부표준물질은 phenanthrene-d10을 각각 사용하였다. 추출용매로 사용된 아세톤 : 헥산(1 : 1, merck, Germany )은 정제없이 사용하였으며, 그 외의 실험에 사용한 시약들은 특급시약을 사용하였다.
- ), 정제용 내부표준물질로pyrene-d10, 실린지 첨가용 내부표준물질은 phenanthrene-d10을 각각 사용하였다. 추출용매로 사용된 아세톤 : 헥산(1 : 1, merck, Germany )은 정제없이 사용하였으며, 그 외의 실험에 사용한 시약들은 특급시약을 사용하였다. Fig.
이론/모형
- 본 실험은 토양오염공정시험기준(2009.10)[12]을 이용하였다.
성능/효과
- 0%로 이루어져 있으며, 4-Ring >3-Ring > 5-Ring> 2-Ring 순서로 나타났다. 이러한 이유들을 명확히 설명하기는 어려우나, 폐침목 표면에는 콜타르가 묻어있는 침목들이 거의 대부분으로, Potter 등[4]에 의하면 콜타르 유에는 naphthalene, phenanthrene, fluoranthene, pyrene, benzo(a)anthracene, chrysene이 있고, 열기원인 benzo(b)fluoranthrene, benzo(k)fluoranthrene, benzo(a)pyrene과 같은 화합물들이 존재한다고 보고되어 있는 결과들과 유사한 물질들이 존재하고 있음을 확인할 수 있었다.
- 1. 교통관련시설 주변토양 중 철도지역(폐침목) 의 토양을 대상으로 분석한 결과, 총 9개 지역중 8개 지역에서 PAHs 16종 중 13종 검출되었고, t-PAHs의 농도범위는 31.14 ～3274.95 ㎍/kg (평균 : 966.98 ㎍/kg)으로 나타났으며, 발암물질로 간주하고 있는 6종의 농도(t-PAHcarc) 범위는 0 ～ 122.77 ㎍/kg (평균 : 42.73 ㎍/kg)로 t-PAHs와 비교하여0 ～ 6.77 % (평균 : 3.48 %)의 비율로 나타났다.
- 2-Ring(Nap), 3-Ring(Acy,Ace,Flu,Phe,Ant), 4-Ring(Fla,Pyr,BaA,Chr), 5-Ring(BbF,BkF, BaP,DaA), 6-Ring(BaP,IcP)의 비율은, 교통관련시설의 철도지역(폐침목) 주변토양에서는 2-Ring 6.7%, 3-Ring 30%, 4-Ring 38.3%, 5-Ring 25.0%로 이루어져 있으며, 4-Ring >3-Ring > 5-Ring> 2-Ring 순서로 나타났다.
- 2. 공장지역의 주변 토양을 대상으로 분석한 결과, 총 51개 지역을 분석하여 14개 지역에서 PAHs 16종 중 11종이 검출되었다. t-PAHs 의 농도범위는 16.
- 3. 폐기물 매립장의 33개 지역 중 표토, 중토, 심토를 포함하여 81개 지역을 대상으로 분석한 결과 13개소에서 PAHs 16종 중 7종이 검출되었고, 대부분 표토에서 검출되었으며, t-PAHs의 농도범위는 12.54 ～137.87 ㎍/kg (평균 : 66.98 ㎍/kg)으로 나타났다. 발암물질로 간주하고 있는 6종의 농도 (t-PAHcarc) 범위는 0 ～ 8.
- 4. 각 지역별 t-PAHs와 t-PAHcarc 사이의 상관성에서는 교통관련시설의 주변토양 중에서 철도지역(폐침목)의 토양 (결정계수 R2=0.8301), 공장지역 (결정계수 R2= 0.9217), 폐기물매립장 지역 (결정계수 R2 = 0.3782) 에서 나타났다.
- 5. 지역별로 환상별 PAHs 의 분포특성에서는 교통관련시설의 철도지역(폐침목)주변토양에서 2-Ring 6.7%, 3-Ring 30%, 4-Ring 38.3%, 5-Ring 25.0%, 공장지역에서 2-Ring 2.85%, 3-Ring 15.7%, 4-Ring 57.1%, 5-Ring 24.3%, 그리고 폐기물 매립장 지역에서 3-Ring 2.77 %, 4-Ring 83.3%, 5-Ring 13.9 % 로 나타났으며, 세 지역 모두 4, 5-Ring의 값들이 비교적 높은 비율로 나타났다.
- Table 5에서 보는 바와 같이 pyrene이 각 지역마다 모두 검출되었으며, t-PAHs의 농도범위는 31.14 ～ 3274.95 ㎍/kg (평균 : 966.98 ㎍/kg)으로 나타났고, 발암물질로 간주하고 있는 6종의 발암성 다환방향족 탄화수소류 총농도 (t-PAHcarc)의 범위는 0 ～ 122.77 ㎍/kg(평균: 42.73 ㎍/kg)로 t-PAHs에 대해 0 ～ 6.77 % (평균 : 3.48 %)의 비율로 분포하고 있었다.
- Table 7에서 나타난 봐와 같이 pyrene이 폐기물 매립장 지역마다 12.54 ～ 126.88 ㎍/kg의 범위로 모두 검출되었으며, t-PAHs의 농도범위는 12.54 ～137.87 ㎍/kg (평균 : 66.98 ㎍/kg)으로 나타났으며, 이중 발암물질로 간주하고 있는 6종의 총농도 (t-PAHcarc) 범위는 0 ～8.48 ㎍/kg (평균 : 1.93 ㎍/kg)로 t-PAHs에 대해 0 ～ 10.03 % (평균 : 2.13 %)의 비율로 분포되어있다. t-PAHs와 t-PAHcarc 사이의 관련성을 알아보기 위해 이들 사이의 상관성(결정계수 R2 = 0.
- 공장지역의 주변 토양을 대상으로 분석한 결과, 총 51개 지역을 분석하여 14개 지역에서 PAHs 16종 중 11종이 검출되었다. t-PAHs 의 농도범위는 16.02 ～ 2088.6 ㎍/kg (평균: 315.51 ㎍/kg)으로 나타났으며, 발암물질로 간주되고 있는 6종의 농도 (t-PAHcarc) 범위는 0 ～ 102.46 ㎍/kg (평균 : 15.84 ㎍/kg)로 t-PAHs와 비교하여 0 ～ 10.28 % (평균 : 3.84 %)의 비율로 나타났다.
- 경상남도내의 폐기물 매립장 33개 지역 중에서 표토, 중토, 심토를 포함, 81개 지점을 대상으로 분석한 결과 13개소에서 PAHs 16종 중 7종이 검출되었으며, 대부분 표토에서 검출되었다. PAHs 16종의 실험결과들을 정리하여, Table 7에 나타내었다.
- 4%를 차지하고 있는 결과들은 Kim 등[15]이 서울시의 공장주변 토양을 대상으로 한 결과와 유사함을 알 수 있었다. 그리고 폐기물 매립장 주변지역에서는 3-Ring 2.77 %, 4-Ring 83.3 %, 5-Ring 13.9 % 로 구성되어 있으며, 주로 4-Ring이 80 % 이상을 차지하고 있음을 알 수 있었다. 이 지역은 상관성 (결정계수 R2 = 0.
- 98 ㎍/kg)으로 나타났다. 발암물질로 간주하고 있는 6종의 농도 (t-PAHcarc) 범위는 0 ～ 8.48 ㎍/kg (평균: 1.93 ㎍/kg)로 t-PAHs에 대해 0 ～ 10.03% (평균 : 2.13 %)의 비율로 나타났다.
- 0 ㎍/kg) 였다. 본 연구에서의 결과와 기존 자료들을 평균값으로 비교해보면, 창원시 공단 지역의 평균농도보다 약간 높지만, 서울시의 공장지역 평균농도보다 1/2수준의 농도임을 알수 있었다. 이러한 차이는 공장규모 및 지역분포 차이에 의한 것이라고 Jin 등[14]은 보고하였다.
- 본 시료는 공장지역 주변 토양을 대상으로 분석한 결과이다. 총 51개 지점을 분석하여 14개 지점에서 PAHs 16종 중 11종이 검출되었다. PAHs종의 실험결과들을 정리하여, Table 6에 나타내었다.
후속연구
- 7 ㎍/kg 으로 이것은 이동통행량 및 기상의 복합적인 요인이라고 Jin 등[14]은 보고하였다. 그러나 본 연구에서 이 지역은 교통관련 지역에 해당은 되지만, PAHs 함유가 예상되는 철도차량의 폐침목이 설치되어있는 주변토양을 대상으로 연구를 함으로서 타 지역의 교통지역 자료와는 비교가 어려운 결과이다.
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