초록 ▼

I. 서 론
1991년 낙동강 페놀사건부터 최근 휴브글로벌 불산사고(2012),응진폴리실리콘 염산 누출 사고(2013),여수 율촌 검은비(2013),삼성전자 불산 누출 사고 (2013),구미케미칼 염소 누출 사고(2013),대구 안심 연료단지 분진에 의한 주민피해(2014),군산 OCI 사염화규소 누출사고(2015) 등 크고 작은 환경오염사고가끊임없이 발생하고 있으며,이에 따라 사회적으로 환경오염문제가 지속적으로 대두되고 있다. 환경오염사고는 물질의 다양화,피해관계의 복잡성,오염원인 규명의 어려움 등으로 인하여 지속적인 환경

I. 서 론
1991년 낙동강 페놀사건부터 최근 휴브글로벌 불산사고(2012),응진폴리실리콘 염산 누출 사고(2013),여수 율촌 검은비(2013),삼성전자 불산 누출 사고 (2013),구미케미칼 염소 누출 사고(2013),대구 안심 연료단지 분진에 의한 주민피해(2014),군산 OCI 사염화규소 누출사고(2015) 등 크고 작은 환경오염사고가끊임없이 발생하고 있으며,이에 따라 사회적으로 환경오염문제가 지속적으로 대두되고 있다. 환경오염사고는 물질의 다양화,피해관계의 복잡성,오염원인 규명의 어려움 등으로 인하여 지속적인 환경 분쟁이 발생하고 있으며,현재는 이러한 환경 분쟁 및 사회적 문제 발생에 대한 신속하고 정확한 문제 해결이 필요한 시점이다. 또한,법률적으로 ‘환경보건법 제 15조’ (환경관련 건강 피해의 역학조사) 및 ‘환경보건법 제19조’ (환경성질환에 대한 배상책임)를 통하여 환경영향으로 인한 건강피해의 원인 규명 필요성을 명시하여 환경오염 피해 구제수단 마련과 피해자 배상을 위한 원인 규명의 필요성이 대두되고 있다. 그러므로 환경 분쟁 해결과 정책 지원을 과학적으로 풀어가기 위하여 오염 물질 분석과 오염원 추적에 대한 환경과학수사 기반연구가 필수적으로 수행되어야 한다.

기존의 환경 조사는 오염물질의 농도 분석에 기초하여 어디에서 무엇이 왔는 가에 대한 추적 조사를 하였다. 그러나 다중 발생원을 가지는 오염물질의 경우, 어떤 오염원이 정확한 발생원인지 구분하는 것이 어렵고,오염 경로와 이력에 따라서 다양한 변이가 발생될 가능성이 있어 기존의 방법으로는 환경오염 문제를 해결하는데 한계점을 가지고 있다. 또한,화학 산업의 발달로 인하여 오염물질의 종류는 점차 다양해지고,극미량 오염 물질로도 치사율이 높은 화합물의 합성도 가능해지고 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 최근 고도 분석 장비를 이용한 극미량 오염물질 분석기법의 개발과 안정동위원소를 오염 추적자로 이용하는 연구(환경동위원소 연구기반구축 로드맵,2014)가 최근에 활발히 진행되고 있다.

국내에서 1990년대에 안정동위원소 분석기기(IR/MS,MC/ICP/MS)가 최초로 도입되면서 지질학,식품 및 해양학 분야에 대해서 급진적인 발전이 있었으며,환경분야에서는 최근에 퇴적물. 폐광산 지역의 납,카드뮴 안정동위원소비를 이용한 오염원 추적 연구, 농경지 토양 또는 하천퇴적물의 C,N 안정동위원소비를 이용한 유기물 유입기원 추적연구 등이 연구가 활발히 수행되고 있다. 국립환경과학원은 2011년에 전략장비로서 MC/ICP/MS,IR/MS를 도입한 후 토양, 생물,수질,대기 등의 환경시료 안정동위원소 분석 기법 마련 및 환경현안 해결(오염원 추적,폐광산 중금속 오염 등)을 위한 시범 연구과제를 수행중이다.
국외에서는 환경오염에 대한 ‘오염자 부담원칙’ 적용을 위해 환경과학수사 (Environmental Forenscis)를 실제적으로 도입·활용하고 있으며,미국,캐나다, 독일,프랑스,일본 등에서 안정동위원소 모니터링을 통하여 기후변화, 환경 오염원 추적 연구, 생태계 먹이단계 연구, 지하수 거동 등 다양한 연구가 수행되고 있다. 그러므로 환경동위원소는 환경오염 및 사고의 원인을 규명하기 위한 추적자로 활용이 가능한 지표이다.

본 연구에서는 환경동위원소 연구기반구축 로드맵(2014)에 근거하여 환경 매체별 중금속(Pb,Cd) 안정동위원소비 분석 전처리 기법을 최적화하고,안정동위 원소비를 활용하여 분자 및 가스 수준의 극미량 환경오염원 추적기법을 정립하고,과거 환경 오염이력 조사기법 개발을 통해서 환경과학수사 연구 이행 기반을 구축하고자 한다.

( 출처 : 본론 Ⅰ. 서론 9p )

Abstract ▼

To establish a stable isotope(Pb, Cd) analytic technique, we evaluate acid digestion method of acid decomposition and column purification method. As a result of recoveries of acid digestion, closed bomb method is more appropriate in comparison with microwave and ashing method. Also, anion-exchange r

To establish a stable isotope(Pb, Cd) analytic technique, we evaluate acid digestion method of acid decomposition and column purification method. As a result of recoveries of acid digestion, closed bomb method is more appropriate in comparison with microwave and ashing method. Also, anion-exchange resin(AG-MP-1) is more suitable for purification method, compared to cation-exchange resin(AG-50W-X8). Using the developed method, we proposed lead and cadmium isotope ratio of 9 kinds of environmental standards.

The measured δ¹³C values of the Methyl heneicosanoate(C₂₁：0, -30.2 ‰) by GC-IRMS fell within certified value 0.08 ‰ with the minimum concentration of 1 mg/L. In addition, for the hydrocarbon, PAHs and fatty acid, standard deviation was 0.1, 0.1, 0.2 ‰ , respectively. To evaluate the precision and accuracy of TG-IRMS, three reference materials(IAEA-NO-3, USGS 34 and USGS 35) were analyzed using denitrification method. Measured δ¹⁵N and δ¹⁸0 values of IAEA-NO-3, USGS 34 and USGS 35 were 4.7±0.1 ‰ and 25.6±0.5 ‰, and - 1.8±0.1 ‰ and -27.8±0.4 ‰ and 2.7±0.2 ‰ and 57.5±0.7 ‰, respectively.
This indicates that our established method and measurement is reliable and thus can be widely used to trace the contamination source of nitrate.

Tree-ring of street tree show that Pb accumulation rates were higher between 1990 and 2000, which is indicates that the dominant source of lead was succeeded by the factory lead events. Pb concentration of tree-ring were significantly correlate with pine tree(0.879), plane tree(0.825) and willow(0.671). Diffuse air pollution by car exhaust gas(oil：-26.9 ‰, disel：-27.9 ‰ ) caused ¹³C lack in willow(-24.5→-29.2 ‰), pine(-23.6→-27.2 ‰) and ginkgo(-23.7→-27.2 ‰ ) tree from 1970 to 2010. It is indicate that metal concentration and stable isotope can trace environmental changes and reconstruct the air pollution history in the urban area.

Based on this results, we made a foundation of forensic science to identify a correlation between environmental pollution and damage, and establish a system that can respond to environmental pollution dispute and accidents.

( 출처 : Abstracts 8p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 5
• 그림목차 ... 6
• Abstract ... 8
• I. 서 론 ... 9
• II. 연구내용 및 방법 ... 11
• 1. 연구배경 및 목적 ... 11
• 가. 연구배경 ... 11
• 나. 연구목적 ... 14
• 2. 연구 방법 ... 14
• 가. 환경인증표준물질을 이용한 안정동위원소(Pb, Cd) 분석 기법 정립 ... 14
• 나. 안정동위원소를 이용한 분자 및 가스수준의 극미량 환경오염원 추적기법 정립 ... 19
• 다. 안정동위원소를 활용한 과거 환경오염이력 추적기법 정립 ... 22
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 30
• 1. 환경인중표준물질을 이용한 납, 카드뮴 안정동위원소비 분석 기법 정립 ... 30
• 가. 환경인증표준물질 전처리 방법 비교 ... 30
• 나. 카드뮴 컬럼 정제 효율 평가 ... 32
• 다. 환경인증표준물질의 납, 카드뮴 안정동위원소 분석 ... 34
• 2. 안정동위원소를 이용한 분자 및 가스수준의 극미량 환경오염원 추적 기법 정립 ... 38
• 가. 분자수준 유기물의 탄소 안정동위원소비 분석 및 오염원 추적기법 정립 ... 38
• 나. 가스수준 유기물(N2O)의 질산성 질소 및 산소 안정동위원소비 분석 ... 40
• 3. 안정동위원소를 활용한 과거 환경오염이력 추적기법 정립 ... 41
• 가. LA-ICP/MS를 이용한 D 산업단지 가로수 수종별 나이테 중금속 농도 분석 ... 41
• 나. Laser Ablation-MC/ICP/MS를 이용한 제련소 인근 나무 연대별 납 안정동 위원소비 분포특성 조사 ... 45
• 다. 오염원 인근 나무 나이테의 탄소 안정동위원소비 분포 특성 조사 ... 47
• 라. 도심지역 가로수 나이테의 탄소안정동위원소비 분포 특성 조사 ... 48
• Ⅳ. 결 론 ... 50
• 참고문헌 ... 52
• 끝페이지 ... 58