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흡착튜브 - 열탈착 정량분석 기법에 기반한 과일시료로부터 자연적 휘발성유기화합물의 배출특성 연구
Biogenic Volatile Organic Compounds (BVOC) Emissions from Fruit Samples Based on Sorbent Tube Sampling and Thermal Desorption (ST-TD) Analysis 원문보기

한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, v.29 no.6, 2013년, pp.757 - 772  

안정현 (세종대학교 환경에너지융합학과) ,  김기현 (세종대학교 환경에너지융합학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, a combination of sorbent tube (ST)-thermal desorption (TD)-gas chromatography (GC)-mass spectrometry (MS) was used for quantitative analysis of liquid phase standards of 10 BVOC ((1) (+)-${\alpha}$-pinene, (2) (+)-${\beta}$-pinene, (3) ${\alpha}$-phell...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • Table 2. Preparation of liquid phase standard of 10 BVOC and 2 reference AVOC for the ST/TD/GC/MS-based analysis in this study.
  • 이를 위해, BVOC의 분석에 가장 보편적으로 적용하는 흡착튜브와 열탈착(ST-TD)방식에 기반한 분석기술의 기본적인 정도관리 특성을 액상표준시료를 이용하여 분석하는 기술을 중심으로 점검하고자 하였다. 그리고 이런 분석기술의 검정을 토대로 일부 과일시료들을 이용하여 자연시료에 대한 배출량의 정량적 산출에 적용하고자 하였다. 이러한 연구 목적에 맞추어, 다양한 비교 실험을 진행하였다.
  • 본 연구에서는 BVOC의 정확한 정량분석체계 구축의 중요성을 감안하여 BVOC에 대한 분석기술을 다양한 관점에서 평가하고 점검하고자 하였다. 이를 위해, BVOC의 분석에 가장 보편적으로 적용하는 흡착튜브와 열탈착(ST-TD)방식에 기반한 분석기술의 기본적인 정도관리 특성을 액상표준시료를 이용하여 분석하는 기술을 중심으로 점검하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 BVOC의 측정기술에 대한 정도관리를 다양한 관점에서 확인하고자 하였다. 그리고 이러한 분석기술을 실제 환경시료에 적용함으로써 여러가지 식물류에 대한 배출특성을 정량적으로 측정하였다.
  • 본 연구에서는 고체흡착제(sorbent tube: ST) - 열탈착기술(thermal desorption: TD)과 GC-MS 시스템을 조합한 분석체계로 BVOC의 채취 및 분석을 수행하였다. 이러한 ST-TD-GC-MS 분석 기술의 적용과 점검을 위하여, 총 10가지의 BVOC ((1) (+)-α-pinene, (2) (+)-β-pinene, (3) α-phellandrene, (4) (+)-3-carene, (5) α-terpinene, (6) p-cymene, (7) (R)-(+)-limonene, (8) γ-terpinene, (9) myrcene, (10) camphene)를 주조사 대상 성분으로 설정하였다(표 1).
  • 본 연구에서는 환경 대기 중에 존재하는 휘발성유기화합물 중 자연적 휘발성유기화합물에 대한 정량 분석기법에 대한 체계적인 검정을 시도하고자 하였다. 그리고 추가적으로 실제 딸기와 귤을 이용하여 고체흡착제와 열탈착분석기법을 결합한 분석방식을 이용하여 환경시료에 대하여 이러한 분석기법을 적용하였다.
  • 이를 통해, 실제 배출이 이루어지는 BVOC 성분들의 종류와 규모를 중심으로 배출특성을 분석하고자 하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 BVOC의 환경거동을 체계적으로 설명하는 데 일조하고자 하였다.
  • 그리고 이러한 분석기술을 실제 환경시료에 적용함으로써 여러가지 식물류에 대한 배출특성을 정량적으로 측정하였다. 이를 통해, BVOC의 배출자료를 확장할 수 있는 체계를 구축하고자 하였다. 본 연구와 같이 BVOC의 배출특성을 체계적으로 정의하고자 하는 노력은 향후 이들의 배출특성을 정확하게 진단하는데 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
  • 따라서 일종의 FSC (농도고정방식: Kim and Nguyen, 2007) 방식으로 동일 농도의 표준시료에서 부피를 증가시켜주며 검량선을 작성하는 것과 같이 TO5를 분석하였다. 이를 통해, sweep gas 방식으로 시료를 채취할 때, 시료의 채취량이 농도 산정에 적절하게 반영이 되는 가를 확인하고자 하였다. 이렇게 시료의 주입부피의 변화에 따른 기기의 감응 결과를 plot 한 결과, 그림 2B, C에 제시한 것처럼 (R)-(+)-limonene의 RF값이 14.
  • 그리고 이러한 분석기법을 실제 과일류 중심의 환경시료에 적용하여, 시료별 BVOC의 배출량을 측정하였다. 이를 통해, 실제 배출이 이루어지는 BVOC 성분들의 종류와 규모를 중심으로 배출특성을 분석하고자 하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 BVOC의 환경거동을 체계적으로 설명하는 데 일조하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
휘발성유기화합물은 무엇인가? 환경 대기 중에 존재하는 휘발성유기화합물(volatile organic compounds: VOC)은 ppb 수준의 낮은 농도에서도 대기질에 영향을 미치는 중요한 대기오염물질에 해당한다. 이들의 상당 부분은 benzene, toluene, xylene과 같은 방향족 성분들과 같이 여러 가지 인위적 배출원(anthropogenic VOC: AVOC)으로부터 발생한다(Piccot et al.
자연적 휘발성유기 화합물의 탄생 과정은? , 2012). 이와 마찬가지로 나무, 풀, 곡물과 같이 자연적 배출원으로부터 광합성 작용 등을 통해 isoprene, terpene류의 자연적 휘발성유기 화합물(biogenic volatile organic compounds: BVOC)이 발생한다(Wright et al., 2005).
휘발성유기화합물의 상당 부분은 무엇으로부터 발생하는가? 환경 대기 중에 존재하는 휘발성유기화합물(volatile organic compounds: VOC)은 ppb 수준의 낮은 농도에서도 대기질에 영향을 미치는 중요한 대기오염물질에 해당한다. 이들의 상당 부분은 benzene, toluene, xylene과 같은 방향족 성분들과 같이 여러 가지 인위적 배출원(anthropogenic VOC: AVOC)으로부터 발생한다(Piccot et al., 2012).
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참고문헌 (15)

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  10. Poukou, A., T. Giannaros, K. Markakis, L. Kioutsioukis, G. Curci, M. Dimitrios, and C. Zerefos (2010) A model for European Biogenic Volatile Organic Compound emissions: Software development and first validation, Environmental Modeling & Software, 25, 1845-1856. 

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