[논문]Cryofocusing-GC/FID/Olfactometry를 이용한 악취원인물질 평가

김만구; 정영림; 서영민; 윤인구

Cryofocusing-GC/FID/Olfactometry를 이용한 악취원인물질 평가
Evaluation of Odor Active Compounds using Cryofocusing - GC/FID/Olfactometry 원문보기

김만구 (강원대학교 자연과학대학 환경과학과) , 정영림 (강원대학교 자연과학대학 환경과학) , 서영민 (강원대학교 자연과학대학 환경과학) , 윤인구 (강원대학교 자연과학대학 환경과학과)

악취는 대기오염의 한 형태이며, 대개는 신체적 장해가 나타나기 이하의 농도에서 피해가 두드러지는 것으로 대기오염의 전구적 현상이라고도 할 수 있다. 현재 알려져 있는 화합물은 약 200만 가지로, 그 중에 약 40만종이 냄새가 있다고 한다. 냄새는 후각을 화학적으로 자극하여 원거리 정보를 전달하는 매체로, 후각은 냄새의 질과 세기를 종합적 혹은 분석적으로 식별하는 역할을 맡고 있다고 할 수 있다. 냄새 물질은 여러 가지 특성을 갖는데, 대부분의 악취는 특정한 몇 가지 냄새나는 물질에 의한 것이 아니라, 많은 물질을 포함하는 다성분계이다. (중략)

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 악취 원인 물질을 규명하기 위한 평가기법으로 기기분석법과 관능 법을 접목시킨 Cryofocusing-GC/FID/Olfactometry를 이용하고 여기에 GC/MS의 정보를 더하여 악취 원인 물질을 평가하는 방법과 공단지역에서의 악취 원인 물질 분석례를 소개하고자 한다.

제안 방법

그리고 채취한 시료를 농축하여 GC로 분리한 후 용출되는 각 물질들에 관해 ODP를 통해 냄새의 질(그림 1(2)), FID 신호로부터 머무름 시간(그림 1(3)) 의 정보를 얻는다. 그리고 저온 농축 GC/MS를 통해서 얻은 머무름시간(그림 1(3)')과 물질의 질량스펙트럼의 정보(그림 1(4))를 종합하여 현장의 냄새 원인 물질을 평가한다.
그러나 악취 원인 물질을 규명하기 위해서는 기기 검출기로 검출할 수 있을 만큼의 시료농축이 필요하다. 본 연구에서는 시판되는 GC/FID 의 시료 도입부에 저온 농축 장치를 부착하고, GC 분리컬럼 출구에서 시료의 일부를 나누어 사람의 후각을 이용하여 검출하는 olfactory detector port(ODP)를 설치하여 GC 분리컬럼에서 분리된 시료가 FID 와 ODP 두 개의 검출기에서 동시에 검출할 수 있도록 한 Cryofocusing-GC/FID/Olfactometry system을 제작하였다. 저온 농축 장치는 황화합물 등 악취를 내는 유기화합물의 흡착을 막기 위해 silcosteel loop 와 line으로 구성하였다.
본 연구에서는 시판되는 GC/FID 의 시료 도입부에 저온 농축 장치를 부착하고, GC 분리컬럼 출구에서 시료의 일부를 나누어 사람의 후각을 이용하여 검출하는 olfactory detector port(ODP)를 설치하여 GC 분리컬럼에서 분리된 시료가 FID 와 ODP 두 개의 검출기에서 동시에 검출할 수 있도록 한 Cryofocusing-GC/FID/Olfactometry system을 제작하였다. 저온 농축 장치는 황화합물 등 악취를 내는 유기화합물의 흡착을 막기 위해 silcosteel loop 와 line으로 구성하였다. GC 분리컬럼의 출구에 사방형 crosspiece(GC 06842-45, Gerstel Co.

성능/효과

이들 결과를 바탕으로 그림 2(4) 에 나타난 바와 같이 GC/MS로부터 얻은 시료의 mass spectrume 표준물질과 일치하였다. 타는 냄새를 유발한 악취 성분은 naphthalene이였 고, 간장 냄새를 유발한 악취 성분은 butyl acetae로 확인되었다.
그림 2는 공단지역에서 채취한 악취 시료의 분석 결과를 그림 1의 과정에 따라 나타낸 것이다. 현장시료의 악취 특성은 간장 냄새였으며, 악취 강도는 3~4도로 강한 냄새였다. 이 악취시료를 Cryofocusing-GC /FID/Olfactometry로 분석한 결과는 그림 2(3) 에 나타내었다.
GC 컬럼을 통해 분리된 시료의 FID 와 ODP chromatogram을 겹쳐서 나타낸 것이다. 후각 판정 원에 의해 나타난 분리된 시료의 악취특성은 그림 2(2)에 나타낸 바와 같이 현장에서 맡을 수 있었던 간장 냄새를 감지하였으며, 간강 냄새는 여러 성분에서 감지한 것으로 나타났다. 이들 결과를 바탕으로 그림 2(4) 에 나타난 바와 같이 GC/MS로부터 얻은 시료의 mass spectrume 표준물질과 일치하였다.

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