초록 ▼

I. 서 론
환경오염과 피해에 관한 인과관계 규명은 환경정책을 수립하는데 있어서 매우 중요하므로 반드시 과학적인 절차와 수단에 근거하여야 한다. 기존의 오염-피해간 인과관계는 피해를 야기한 오염물질의 농도를 미량까지 분석하여 그 영향을 제시하여 왔다. 환경오염 배출원 (source), 이동경로 (route), 피해지역 (sink)이 하나일 경우 단순 농도분석만으로 대처가 가능하지만, 배출원과 오염 경로가 복잡한 경우 잔류량 조사결과를 직접 적용하는데는 한계가 있다. 환경오염 사건이 발생하여 그 원인을 찾아 배상/보상 등을 법적

I. 서 론
환경오염과 피해에 관한 인과관계 규명은 환경정책을 수립하는데 있어서 매우 중요하므로 반드시 과학적인 절차와 수단에 근거하여야 한다. 기존의 오염-피해간 인과관계는 피해를 야기한 오염물질의 농도를 미량까지 분석하여 그 영향을 제시하여 왔다. 환경오염 배출원 (source), 이동경로 (route), 피해지역 (sink)이 하나일 경우 단순 농도분석만으로 대처가 가능하지만, 배출원과 오염 경로가 복잡한 경우 잔류량 조사결과를 직접 적용하는데는 한계가 있다. 환경오염 사건이 발생하여 그 원인을 찾아 배상/보상 등을 법적으로 결론을 내리기 위해서는 환경과학수사 (Environmental forensic)가 필요하다. 기존의 잔류량 조사와 달리 환경과학수사 과정에서는 누가, 언제, 무엇을, 얼마나에 대한 법적 결론을 내려야 하기 때문에 원인물질 또는 오염현상에 대한 독특한 특성 즉 지문과 같이 대다수의 일반인이 수긍할 만한 과학적 증거 제시가 필요하다.

국제적으로 수은 오염의 피해 예방을 위하여 2013년 1월 19일 제네바에서 열린 제5차 정부간협상위원회 (INC5)에서 미나마타 협약을 채택하는데 합의하였으며, 10월 11일 일본 구마모토에서 열린 외교회의에서 정식으로 협약이 채택되었다. 이 협약은 수은을 사용하는 제품 및 공정에서 수은의 사용을 저감하고 수은의 배출량을 제한하는 규정에 대한 내용을 포함하고 있으며, 2016년 까지는 동 협약이 발효될 것으로 예상하고 있다. 국내적으로는 우리나라가 수은 배출 세계 8위, 국민 혈중 수은농도 4.34 ug/L로 미국 독일의 4 ~ 5배에 이르고 있다. 따라서 기존 수은 잔류량 모니터링 보다 한 차원 높은 과학적 근거를 제시하기 위한 연구의 필요성이 대두되고 있다.

( 출처 : 본론 Ⅰ. 서론 8p )

Abstract ▼

This study is purposed to determine precise stable Hg isotope ratios from the instrumentation performance of MC/ICP/MS coupled with four different hyphenate systems: wet-plasma, dry-plasma, cold vapor generation (CVG), and gas chromatograph (GC). Additionally, environmental samples from both flue ga

This study is purposed to determine precise stable Hg isotope ratios from the instrumentation performance of MC/ICP/MS coupled with four different hyphenate systems: wet-plasma, dry-plasma, cold vapor generation (CVG), and gas chromatograph (GC). Additionally, environmental samples from both flue gas and mosses nearby pollutant point source were collected to evaluate the characteristics of Hg stable isotope ratios between source and sink.

The precision and accuracy in inorganic stable Hg isotope ratios with dry & wet plasma and CVG hyphenate systems were evaluated under the concentration series of 10, 30, 50, 100 ng/mL and 0.1, 0.5, 1, 10 ng/mL, respectively. There were 7 replication in all hyphenate systems with standard reference material (NIST 3133). Dry plasma showed 10 times higher precision values than wet plasma. CVG hyphenate system, contrast to wet and dry plasmas, maintained 10 times higher precision or at least similar values under the concentration of 0.1 ng/mL. The 1.2 % 〜 1.4 % accuracy of dry plasma showed 10 times higher than wet plasma. CVG showed the best accuracy with the range of 0.2 % ~ 0.9 % at the lowest concentration of 0.1 ng/ mL as well as 10 times higher accuracy wet and dry plasmas, respectively.

The derivative alkylation pre-treatment of Hg related with biological response and accumulation was used to determine the simultaneous analysis of each inorganic and organic Hg. The precision and accuracy in organic Hg stable isotope ratios were evaluated by MC/ICP/MS coupled with GC. We suggest that phenylation-GC-MC/ICP/MS is the better methodology than ethylation-GC-MC/ICP/MS. The precision results from 10 ng/mL ²⁰²Hg/¹⁹⁸Hg in GC-MC/ICP/MS showed MeHgPh 2.0 %, EtHgPh 0.5 %, and HgPh₂ 0.6 %, respectively. Similar precision was observed from the concentration of >10ng/mL in ²⁰²Hg/¹⁹⁸Hg ratios, while MeHgPh showed 20 times less precision in the concentration of 1 ng/mL. HgPh₂ on ²⁰²Hg/¹⁹⁸Hg ratios in NIST 3133 10 ng/mL showed the precision of 0.4 % that is 10 times less than that of CVG-MC/ICP/MS (0.03 %).

Samples from flue gas and mosses were analyzed to evaluate the distribution characteristics of Hg stable isotope ratios in between pollutant source and sink. Gaseous and particulate phase of Hg was separated from the flue gas samples. Mosses were sampled by the distance in the range of 0.5 km and 10 km. Total Hg and isotope ratios values of Hg did not distinguished end member while the δ²⁰²Hg distribution of moss samples showed significant δ²⁰²Hg similarity between mosses around pollutant source (Rl, R2) and southern points along the side stream (D1 ~5). Plot function between δ²⁰²Hg and δ²⁰⁰Hg using 3-isotope plot showed the ratio of gaseous-phase (G ; gas) and solid-phase (P ; particulate) in flue gas source was consistent with Rl/2 and Dl/2/3/4/5 in the area of pollutant source.
Thus, mass dependent fractionation (MDF) was observed. Mass independent fractionation (MIF) derived from the analysis of δ²⁰²Hg and △¹⁹⁹Hg in both solid-phase and gaseous-phase samples helped to distinguish the grouping characteristics of southern points (Rl/2, D2/3/4/5) with values of Ul/2.


In conclusion, this study helped to contribute better accurate and precise measurement system of Hg stable isotope ratios through MC/ICP/MS as well as simultaneous organic/inorganic Hg isotope analysis. Also the preliminary results of environmental samples provided a methodology to trace pollutants using Hg stable isotopes ratios analysis.

( 출처 : Abstracts 6p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 4
• 그림목차 ... 5
• Abstract ... 6
• I. 서 론 ... 8
• II. 연구내용 및 방법 ... 12
• 1. MC/ICP/MS를 이용한 수은 동위원소 분석 프로그램 설정 ... 12
• 가. MC/ICP/MS를 이용한 무기 수은 동위원소비 분석 ... 12
• 나. GC-MC/ICP/MS구축 및 유·무기 수은 동시분석 조건 ... 13
• 다. 기기 질량변이 보정 ... 14
• 2. 수은의 알킬 유도체화 (phenylation) ... 16
• 3. 환경 시료 채취 및 전처리 ... 17
• 가. 환경 시료 채취 ... 17
• 나. 환경 시료 전처리 및 분석 ... 20
• III. 연구결과 및 고찰 ... 21
• 1. MC/ICP/MS 이용 무기수은 동위원소비 분석 정밀·정확도 평가 ... 21
• 가. Wet plasma의 수은 안정동위원소비 분석 정밀·정확도 ... 21
• 나. Dry plasma 방식 수은 안정동위원소비 정밀·정확도 ... 24
• 다. Cold Vapor Generation 방식 수은 안정동위원소비 정밀·정확도 ... 26
• 2. GC-MC/ICP/MS 이용 유·무기 수은 안정 동위원소비 동시 분석 정밀 정확도 평가 ... 29
• 가. 유 무기 수은 동위원소비 동시분석 유도체화 평가 ... 29
• 나. 유 무기 수은 동위원소비 분석의 정밀·정확도 ... 29
• 다. 수은 동위원소비 분석의 질량변이 보정방법 검토 ... 33
• 3. 환경시료 적용 시범 연구 ... 34
• 가. 수은 오염원 인근지역 이끼 동정 및 수은 농도 조사 ... 34
• 나. 수은 오염원 및 인근 지역 이끼 중 수은 안정동위원소비 분포 특성 ... 36
• IV. 결 론 ... 40
• 참고문헌 ... 42
• 끝페이지 ... 44