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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 청결 기술을 적용하여 동해 심층수 자원 조사 해역에서 용존 미량 금속의 시공간적 분포와 해양 심층수의 안전성을 파악하였다.
제안 방법
- 동해의 육상형 해양 심층수 자원 기반 환경 연구의 일부로 청결기술을 적용하여 해수 중의 용존 미량금속(Cd, Co. Ni. Pb. Zn) 농도 분포와 변화를 조사하였다. 강원과 경북 지역에 각각 3곳을 선정하고, 각 지역마다 최대 채수 수심 각각 200-300m와 500m에서 수직 및 계절별로 실시하였다.
- 초기 여과액 약 200mL는 버렸으며, 이후의 시료를 받아서 고순도 HCl 을 가하여 pH 2 이하로 처리하여 용존 미량금속 분석용으로 하였다. 시료 채취 전과 후의 과정에 시료 병과 채수기 및 기타 용기는 플라스틱 통에 보관하여 오염을 최소화하도록 하였다.
- 채수한 후에는 바로 시료병 뚜껑을 닫고 비닐로 포장한 후 플라스틱 통에 넣어 현장 실험실로 옮겼다. 시료를 수 시간 내에 실험실로 옮겨 Clean Room 또는 Class 100의 Clean bench 안에서 미리 2차 산세척 후 무게가 측정된 47mm 직경의 폴리카보네이트 막여과지 (Pore size 0.4mm)를 Polysulfone 재질의 여과기에 설치하여 감압 여과하였다. 초기 여과액 약 200mL는 버렸으며, 이후의 시료를 받아서 고순도 HCl 을 가하여 pH 2 이하로 처리하여 용존 미량금속 분석용으로 하였다.
- 표층수 채취는 PVC파이프에 아크릴 판을 Tygon tubing으 로 고정한 형태의 채수보조 기구를 제작하여 수행하였다. 조사 선이 정점에 서기 위하여 속도를 줄였을 때 앞 갑판에서 산세 척된 1L 폴리에틸렌 병을 채수기에 매달아 풍향과 파도의 방향을 고려하여 채취하였는데 먼저 현장의 표층수로 2~3회 세척 한 후 채취하였다. 저층수는 조사선의 윈치와 스테인리스 Wire에 Go-flo 채수기를 장착하여 채취하였으며, 최대 채취 수심이 200 ~ 300m인 경우는 50m 간격.
- 4mm)를 Polysulfone 재질의 여과기에 설치하여 감압 여과하였다. 초기 여과액 약 200mL는 버렸으며, 이후의 시료를 받아서 고순도 HCl 을 가하여 pH 2 이하로 처리하여 용존 미량금속 분석용으로 하였다. 시료 채취 전과 후의 과정에 시료 병과 채수기 및 기타 용기는 플라스틱 통에 보관하여 오염을 최소화하도록 하였다.
- 표층수 채취는 PVC파이프에 아크릴 판을 Tygon tubing으 로 고정한 형태의 채수보조 기구를 제작하여 수행하였다. 조사 선이 정점에 서기 위하여 속도를 줄였을 때 앞 갑판에서 산세 척된 1L 폴리에틸렌 병을 채수기에 매달아 풍향과 파도의 방향을 고려하여 채취하였는데 먼저 현장의 표층수로 2~3회 세척 한 후 채취하였다.
대상 데이터
- Zn) 농도 분포와 변화를 조사하였다. 강원과 경북 지역에 각각 3곳을 선정하고, 각 지역마다 최대 채수 수심 각각 200-300m와 500m에서 수직 및 계절별로 실시하였다. 본 연구의 미량금속을 위한 연안해수 표준물질(CASS-4)의 분석 결과 각 원소 평균 회수율은 Co의 89.
- 동해의 심층수 조사는 강원도립대학의 실습선인 해송호를 이용하였으며, 조사 해역은 Fig. 1과 같이 강원지역에 고성(St. 2, 3), 영랑(YR), 정동진(JD), 경북지역에 울진(UJ), 포항(PH), 울릉도 도동(DD) 등 총 6곳으로 채수 수심은 200 ~ 500m였다. 해수의 용존 미량 금속(Cd, Co, Cu, Ni, Pb, Zn)은 수층 및 계절 별로 조사를 실시하였으며, 각 정점별 조사는 2005년에 수행되 었으며, 춘계는 4 ~5월, 하계는 7 ~ 8월, 추계는 9 ~ ]0월에 실시하였다.
- 실험에 사용된 모든 시약은 시약에 의한 중금속 오염을 배제하기 위하여 산은 중금속 함유량이 매우 낮은 고순도를 구입하였으며, DDDC-APDC, HCFC-141b(CH3CFC12), NHQH는 이 등(1989)의 방법에 따라 실험실에서 분석급 시약을 정제하여 사용하였다. 또한 사용된 모든 기구는 10% HCKGR급) 및 0.1M HNCMUltrapure급)으로 세척하여 사용하였다.
- 실험에 사용된 모든 시약은 시약에 의한 중금속 오염을 배제하기 위하여 산은 중금속 함유량이 매우 낮은 고순도를 구입하였으며, DDDC-APDC, HCFC-141b(CH3CFC12), NHQH는 이 등(1989)의 방법에 따라 실험실에서 분석급 시약을 정제하여 사용하였다. 또한 사용된 모든 기구는 10% HCKGR급) 및 0.
- 조사 선이 정점에 서기 위하여 속도를 줄였을 때 앞 갑판에서 산세 척된 1L 폴리에틸렌 병을 채수기에 매달아 풍향과 파도의 방향을 고려하여 채취하였는데 먼저 현장의 표층수로 2~3회 세척 한 후 채취하였다. 저층수는 조사선의 윈치와 스테인리스 Wire에 Go-flo 채수기를 장착하여 채취하였으며, 최대 채취 수심이 200 ~ 300m인 경우는 50m 간격., 500m인 경우는 100m 간격으로 채취하였다.
- 2, 3), 영랑(YR), 정동진(JD), 경북지역에 울진(UJ), 포항(PH), 울릉도 도동(DD) 등 총 6곳으로 채수 수심은 200 ~ 500m였다. 해수의 용존 미량 금속(Cd, Co, Cu, Ni, Pb, Zn)은 수층 및 계절 별로 조사를 실시하였으며, 각 정점별 조사는 2005년에 수행되 었으며, 춘계는 4 ~5월, 하계는 7 ~ 8월, 추계는 9 ~ ]0월에 실시하였다.
이론/모형
- (1978)의 DDTC-APDC-Freon 용매추출법을 변형한 이 등(1989)의 방법에 따랐으나 용매는 CFC-113 대신 대체물질로 개발되어 활용되는 HCFCT41b를 가열.응축법으 로 정제하여 사용하였다. 미량금속이 추출된 용매는 증발시킨 다음 최종적으로 1% HNO3로 용해하였으며, 원시료에 대하여 농축 비율은 40이었다.
- 측정하였다. 한편 각 시료의 용존 미량 금속 분석자료 신뢰성을 검증하기 위하여 NRC(National Research Council Canada)의 연안해수 표준물질인 CASS-4를 함께 분석하였다.
성능/효과
- 2는 전체 조사시기마다 저층에서 변화가 크게 나타나서 다른 정점과 다른 수괴 분포 특성이 있는 것으로 보인다. Co, Cu, Pbe 수직적으로 불규칙적인 분포를 나타내었으며, Cd, Ni, Zn의 경우는 계절적으로 변화가 있으나 영양염 의존형으로 저층으로 갈수록 증가하는 경향이 뚜렷하였다. 동해 심층수 원수는 해역별 수질 기준과 먹는 물 기준을 만족하였으며, 심층수 미량금속의 계절적 변동성은 원소 및 정점별로 차이가 있었으며, JD-500에서 Co, Ni, Cu( Cd 등으로 변화가 크게 나타났으며, 안정된 정점은 각 원소별로 다르게 나타났다.
- Co, Cu, Pbe 수직적으로 불규칙적인 분포를 나타내었으며, Cd, Ni, Zn의 경우는 계절적으로 변화가 있으나 영양염 의존형으로 저층으로 갈수록 증가하는 경향이 뚜렷하였다. 동해 심층수 원수는 해역별 수질 기준과 먹는 물 기준을 만족하였으며, 심층수 미량금속의 계절적 변동성은 원소 및 정점별로 차이가 있었으며, JD-500에서 Co, Ni, Cu( Cd 등으로 변화가 크게 나타났으며, 안정된 정점은 각 원소별로 다르게 나타났다.
- 강원과 경북 지역에 각각 3곳을 선정하고, 각 지역마다 최대 채수 수심 각각 200-300m와 500m에서 수직 및 계절별로 실시하였다. 본 연구의 미량금속을 위한 연안해수 표준물질(CASS-4)의 분석 결과 각 원소 평균 회수율은 Co의 89.4%에서 Cd의 99.8%의 범위 였다. 용존 미량 원소의 분포는 해역 및 시기적인 변화가 다양하게 나타났는데 표층에서는 정점간에 큰 차이를 나타내었지만 중.
- , 1922). 본 조사에서는 각 시기 및 각 정점별로 다양한 형태의 상관관계는 전체적으로 산란된 경우가 많았지만 Nie 인산- 인(R=0.323) 및 규산-규소(R=0.204)와 약한 양의 상관성을 보였으며, Cde 질산-질소, 인산-인, 규산그규소와 각각 0.451, 0.349, 0.342의 상관계수(R)를 나타내었T.
- 이와 같은 Pb의 높은 불확실성은 보증농도의 범위에도 나타나 있으며, Pb이 다른 금속들보다 분석 과정의 다양한 원인에 의한 오염 가능성이 높다는 것을 의미한다. 이상의 결과를 종합적으로 정리하면 본 연구의 미량금속 분석 방법은 신뢰할 수 있는 것으로 판단된다.
- 3은 400m와 500m에서 높은 그 상층 또는 동일 수심의 다른 정점보다 약 2배 높았는데 이것은 시료 채취 과정의 오염문제에 기인하는 것으로 추측된다. 이상의 특이성을 제외하면 Zn와 Cde 전형적으로 표층에서 낮고 수심이 깊어질수록 증가하는 분포를 뚜렷하게 나타낸다. Pbe 분포는 균일하거나 저층에서 높거나 낮은 형태 등의 정점에 따라 다양하고 농도 차이도 크게 나타났다.
- 가을 분포는 불규칙적이긴 하지만 Co, Cu, Pb의 경우 표층이 높고 중.저층에서 일정하게 나타나는 정점들이 많으며, Zn과 Cde 표층이 낮고 저층으로 갈수록 증가하는 경향이 지배적이었다. St.
- 조사 자료 중에서 원인이 명확하지 않은 일시적으로 높은 값 때문에 표준편차가 높게 나타나기도 한다. 전체적으로 각 원 소에 대하여 가장 변동이 큰 정점은 Co, Ni, Cu, Cde JD-500, Zne St. 3, Pb는 YR-200이었으며, 변동이 작아서 안정성이 높은 곳은 Co는 YR-200, Ni DD-200, Cu PH-500, Zn YR-500, Cd St. 2, Pb UJ-200이었다.
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