초록 ▼

Ⅰ. 서론
동위원소란 그것을 구성하고 있는 원자들의 원자번호가 같지만 구성 질량수가 다른 원소를 의미한다. 그러므로 동위원소란 같은 수의 양성자를 가지고 중성자의 수만 다른 원자핵으로 이루어진 원소이다. 탄소의 경우 양자의 수는 6, 중성자의 수는 6,7,8이 있어서 양자와 중성자의 조합이 안정적인 핵종과 불안정한 핵종이 있다. 전자를 안정동위원소, 후자를 방사성 동위원소라고 한다. 동위 원소 중 방사성 붕괴를 하지 않는 원소, 즉 방사성을 띄지 않는 동위원소를 안정동위원소라고 한다. 탄소의 경우에는 ¹²

Ⅰ. 서론
동위원소란 그것을 구성하고 있는 원자들의 원자번호가 같지만 구성 질량수가 다른 원소를 의미한다. 그러므로 동위원소란 같은 수의 양성자를 가지고 중성자의 수만 다른 원자핵으로 이루어진 원소이다. 탄소의 경우 양자의 수는 6, 중성자의 수는 6,7,8이 있어서 양자와 중성자의 조합이 안정적인 핵종과 불안정한 핵종이 있다. 전자를 안정동위원소, 후자를 방사성 동위원소라고 한다. 동위 원소 중 방사성 붕괴를 하지 않는 원소, 즉 방사성을 띄지 않는 동위원소를 안정동위원소라고 한다. 탄소의 경우에는 ¹²C, ¹³C는 안정동위원소이며, ¹⁴C는 방사성 동위원소이다. 탄소 (¹³C / ¹²C), 질소 (¹⁵N / ¹⁴N), 황 (³⁴S / ³²S) 원소를 중심으로 한 안정동위원소는 수권, 대기권, 생물권, 암석권에서 일어나는 여러 현상을 해석하는데 유용한 수단이 되며, 환경오염 연구에서는 인간 활동에 의한 오염원 (anthropogenic pollutant)을 추적하는데 유용하게 활용되고 있다. 안정 동위원소비는 다양한 매개체에 따라서 그 범위가 다양하며, 생태와 환경 학문에서 매우 강력한 도구로 활용되고 있다. 여러 가지 유기물의 공급원을 추적하고, 하천, 호수, 연안, 해양 생태계에서 먹이망의 구조를 밝히고, 수생태계내 영양염등의 질소순환을 이해하고, 동물의 이동경로를 밝히고, 고해양학 연구를 통해 과거의 생물분포 및 기후변동을 이해하는 등 다양한 분양에서 적용되고 있다.

시료내에 안정동위원소비를 분석하기 위한 전처리 기법은 EPA method, 공정시험법등과 같은 표준법에 존재하지 않는다. 다양한 연구자들이 기존의 문헌 자료를 통해서 실험방법을 공유하고, 시료의 특성에 맞게 적용시킨다. 기본적으로 안정동위원소 분석 기술은 적은 양의 시료를 이용하기 때문에 시료 전처리 과정에서 오염에 노출되지 않도록 유의하여야 한다. 주의할점은 시료를 다루는 동안에는 청결해야 하며, 무균성이 유지되도록 해야만 한다. 시료 용기는 미리 살균하거나, 고온에서 태워 오염물질 (유기물, 무기물등)을 제거한 후 사용한다.
이상과 같이 공통적으로 필요한 유의사항 외에 안정동위원소비를 측정하기 위해 다음과 같은 다양한 전처리 과정이 존재한다.

시료내에 포함된 탄산염이 탄소 안정동위원소비 측정에 영향을 미치므로 산을 이용하여 무기탄소를 제거해주지만, 일부 과학자들은 영향을 미치지 않는다고 여겨 사용하지 않는다. 또한, 산처리 기법이 질소 안정동위원소비에 영향을 미치므로 일부 과학자들은 산처리 기법을 적용하지 않지만, 일부 과학자들은 영향을 미치지 않는다고 여겨 산처리 기법을 사용한다. 냉동 보관은 가장 이상적인 방법이지만, 일부 연구에서는 냉동보관과 냉장보관 사이에서 특별한 차이를 발견하지 못하였다. 생물 시료를 보관함에 있어서 포르말린 보관법은 동위원소비에 큰 영향을 미치지만, 시료의 종류 및 생리학적 상태에 따라서 그 차이가 미비한 경우도 있다.

비록 안정동위원소 기법이 생태학적, 생지화학적 과정을 설명함에 있어서 뛰어난 기법이지만, 국내에서는 시료준비, 보관, 분석 전처리 방법에 대한 정확한 정립이 아직 모호한 실정이다. 본 연구에서는 환경연구분야에 도입된 안정동위원소 분석기기 (IRMS)를 이용하여 국·내외 환경시료 중의 안정동위원소 전처리 기법 연구사례를 조사하였으며, 기존의 모니터링 결과를 바탕으로 환경시료에 적합한 전처리 기법 정립에 중점을 두었다.

년 차적으로 수행되고 있는 동 연구사업은 1차년도 연구사업의 결과를 바탕으로 수행하였으며, 호소수 중 입자성유기물질 (POM, particle organic matter) 의 동위원소비, 퇴적물의 동위원소비 연구에 대한 기초자료로 활용할 계획이다.

( 출처 : 본론 Ⅰ. 서론 8p )

Abstract ▼

Carbon (¹³C), nitrogen(¹⁵N) and sulfur(³⁴S) stable isotope analysis has become increasingly important in the study of organic matter flow and tropho-dynamics in many ecosystems. However, different processing methods can influence the measurement of these stable isoto

Carbon (¹³C), nitrogen(¹⁵N) and sulfur(³⁴S) stable isotope analysis has become increasingly important in the study of organic matter flow and tropho-dynamics in many ecosystems. However, different processing methods can influence the measurement of these stable isotope ratios. The purpose of this study is to recommend an adequate methodology to be used in the sediment samples. We have assessed the extent of such biases by: (1) reviewing the literature, and (2) applying C, N, S isotopic values of three differential sediment samples (terrestrial, freshwater, marine) with the associated sample preparation protocols. The factors considered were: acid-washing, acid concentration, acidification time, distilled water rinsing and dry method.

Our results revealed that acidification of samples significantly change both δ ¹³C, δ ¹⁵N and δ ³⁴S values in sediment samples. Acidification had the most distinct, effect on δ ¹³C values of samples which had higher carbonate contents. Therefore, as an attempt to standardize protocols, it is recommended that only carbonate-rich samples are reasonable to apply the acidification treatment. For nitrogen and sulfur analysis, acidification cause the magnitude of the δ ¹⁵N and δ ³⁴S values shifts for some sediment samples.
The various dehydration treatments studied caused significant differences nitrogen and sulfur isotope ratios. As a standard procedure we recommend that acidification should be avoided for nitrogen and sulfur isotope analysis.
In the case of low carbonate content samples, acidification time is enough to decalcified for 1 hours in the sediment samples except higher carbonate content. It should be needs a 24hours to remove inorganic carbon in the sediment samples completely.

Also, we observed a change in δ ¹³C, δ ¹⁵N and δ ³⁴S values after washing for many times with distilled water, sowe do not recommend washing over 3times with distill water after acidification. After sample treatments, were commend freeze-dry method comparing with oven, because it can be easily dehydration without cell destruction. In conclusion, various methodological procedure scritically affecting isotopic signatures of sediment samples, therefore it needs a guidelines for the standardization of sample preparation protocols for isotopic analysis.

( 출처 : Abstracts 6p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 4
• 그림목차 ... 5
• Abstract ... 6
• I. 서 론 ... 8
• II. 연구내용 및 방법 ... 10
• 1. 이론적 배경 ... 10
• 가. 안정동위원소 화학 ... 10
• 나. 안정동위원소비의 활용 ... 11
• 다. 안정동위원소 분석용 시료 준비 ... 12
• 2. 연구목표 ... 13
• 3. 연구내용 및 방법 ... 13
• 가. 시료 채취 ... 13
• 나. 시료의 조제 ... 14
• 다. 실험방법 ... 15
• 라. 원소 함량 및 안정동위원소 분석을 위한 시료의 준비 ... 16
• 마. 원소 함량 분석 ... 16
• 바. 안정동위원소비 분석 ... 17
• 사. 바탕시료의 안정동위원소비 ... 20
• III. 연구결과 및 고찰 ... 22
• 1. 표준물질을 이용한 무기탄소 제거 실험 ... 22
• 2. 시료 보관 온도가 안정동위원소비에 미치는 영향 ... 23
• 3. 시료 건조 방법이 안정동위원소비에 미치는 영향 ... 25
• 4. 산 처리과정이 안전동위원소비에 미치는 영향 ... 27
• 가. 탄소 안정동위원소비 ... 27
• 나. 질소 및 황 안정동위원소비 ... 28
• 5. 무기탄소 제거방법이 탄소 안전동위원소비에 미치는 영향 ... 30
• 6. 염산 농도가 탄소 안전동위원소비에 미치는 영향 ... 30
• 7. 염산 처리 시간이 탄소 안전동위원소비에 미치는 영향 ... 32
• 8. 증류수 세척 횟수가 탄소 안전동위원소비에 미치는 영향 ... 33
• 9. 증류수 세척 후 시료건조 방법이 탄소 안전동위원소비에 미치는 영향 ... 34
• IV. 결 론 ... 36
• 참고문헌 ... 38
• 끝페이지 ... 40