초록 ▼

개발 목적 및 필요성
• 토양 및 지하수 시료채취는 일반적으로 시료 채취 후에 강산 및 유기용매로 전처리하고 분석하는 총농도 측정방법이 많이 이용됨.
• 그러나 최근 연구결과를 살펴보면 입자상에 수착된 오염물질보다는 입자 사이 공극에 존재하는 오염물의 농도가 이동성도 크고 생물이용성과 독성에 직접적으로 관련이 있음.
• 보다 효과적인 오염 토양지하수부지 평가 및 조사를 위하여 중금속, 휘발성유기오염물, 및 잔류성유기오염물(PAHs류)을 수동샘플링 할 수 있는 샘플러를 개발함.

연구개발 결과
(1)

개발 목적 및 필요성
• 토양 및 지하수 시료채취는 일반적으로 시료 채취 후에 강산 및 유기용매로 전처리하고 분석하는 총농도 측정방법이 많이 이용됨.
• 그러나 최근 연구결과를 살펴보면 입자상에 수착된 오염물질보다는 입자 사이 공극에 존재하는 오염물의 농도가 이동성도 크고 생물이용성과 독성에 직접적으로 관련이 있음.
• 보다 효과적인 오염 토양지하수부지 평가 및 조사를 위하여 중금속, 휘발성유기오염물, 및 잔류성유기오염물(PAHs류)을 수동샘플링 할 수 있는 샘플러를 개발함.

연구개발 결과
(1) 토양 공극 및 지하수내 존재하는 휘발성 유기오염물을 원위치 수동샘플링 할 수 있는 PDMS/POM 재질 및 dosimeter 형태의 수동샘플러를 개발함. 환경인자(온도,용존유기물, 염도, 등)의 영향을 파악하여 캘리브레이션 가능하게 하였음.
(2) 토양 공극수 및 지하수에 존재하는 중금속(특히 수은, 비소, 우랴늄)을 윈위치 수동샘플링 할 수 있는 DGT 수동샘플러를 개발함. 환경인자의 영향을 파악하였으며, 특히 생물농축 예측성을 평가할 수 있도록 개발하였음.
(3) 토양 공극수 및 지하수에 존재하는 다환방향족유이오염물(PAHs)를 원위치 수동샘플링 할 수 있는 PDMS 재질의 샘플러를 개발함. 환경인자, 특히 함수율의 영향을 연구하여, 샘플러 적용을 확대하였음.
(4) 개발된 샘플러들은 기존 샘플링 방법에 비해 다음과 같은 장점을 가짐.
• 토양 및 지하수의 공극수농도측정을 간편하게 함
Ÿ• 매우 낮은 농도의 유·무기 오염물을 현장에서 농축(10-100배)하여 분석하기 때문에 저농도 분석를 위해 고가의 분석장비(질량분석기 등등)를 이용하지 않아도 되게 함.
• 자유용존(freely dissolved) 및 중금속의 경우 레진을 바꾸어 특정 화학종을 선택적으로 농축하여 농도를 측정하게 함
• 그랩샘플링이 불가능한 현장(오지)에도 적용 가능함
• 시간에 따라 변화하는 농도의 평균값을 측정하고 생물체에 노출되는 농도를 측정함

성능사양 및 기술개발 수준
(1) dosimeter (휘발성유기오염물 수동샘플러)
모든 VOCs에 적용가능, 원위치 설치 가능, 통상 설치기간은 수시간 이상에서 1~2주일 이내로 함. 토양 공극내 휘발된 VOCs 및 지하수내 용존 VOCs를 토양환경법내 규제 농도 이내에서 샘플링 가능함.

(2) DGT (중금속 수동샘플러)
모든 중금속에 적용가능, 원위치 설치 가능 (토양의 경우 포화도 50% 이상이면 원위치, 건조 토양의 경우 실험실에서 포화 시킨 후 설치), 통상 설치기간은 수시간 이상에서 1주일 이내로 함, 토양 공극수 및 지하수 용존 중금속을 규제 농도 수준에서 샘플링 가능함, 일부 중금속의 경우 생물농축 농도 결정이 가능함.

(3) PDMS, POM (휘발성유기오염물 및 잔류성유기오염물 수동샘플러)
휘발성 유기오염물 및 POPs(소수성유기오염물, PAHs, PCBs 등등)에 적용가능, 원위치 설치 가능 (토양의 경우 포화도와 상관없이 적용가능, 헨리상수가 낮은 오염물질의 경우 실험실에서 포화 시킨 후 설치), 통상 설치기간은 수일에서 한달 이내로 함, 규제농도 수준에서 적용가능.

(4)기타 특징
• 설치기간을 길게 하여 농축하면, 규제농도보다 10배 낮은 농도 시료채취도 가능하여, 비싼 분석장비를 사용하지 않아도 농도측정이 가능함.
• 농축농도를 환경농도로 변환하는 이론적 수식모델이 중요한데, 상기 샘플러에 대한 수식모델을 환경인자에 따라 검보정하였음.
• static한 환경상황에서는 grab sampling 농도와 수동샘플러로 예측한 농도가 유사함.

활용계획
(1) 수동샘플러를 이용한 생물이용가능 농도 결정과 관련된 후속연구에 기초자료로사용
(2) 샘플러 제작 및 적용과 관련된 사업화 및 실용화
• 주요 고객군: 국립환경과학원, 한국환경공단, 지자체, 한국수자원공사, 토양지하수 조사 또는 정화업체 등
• 용도: 개황조사시 high resolution 오염지도 제작을 위한 수동샘플러, 위해성평가시 생물이용농도 결정 및 이동가능한 오염물 농도 결정, 지표수 모니터링에 확장이 가능하므로 관련 업체에 공급

( 출처: 요약서 3p )

Abstract ▼

Ⅳ. Results
(1) developed a PDMS / POM material and a dosimeter type passive sampler capable of in-situ sampling of volatile organic contaminants present in soil pore and groundwater. the effects of environmental factors (temperature, dissolved organic matter, salinity, etc.) were identified and c

Ⅳ. Results
(1) developed a PDMS / POM material and a dosimeter type passive sampler capable of in-situ sampling of volatile organic contaminants present in soil pore and groundwater. the effects of environmental factors (temperature, dissolved organic matter, salinity, etc.) were identified and calibrated.

(2) Develop a DGT passive sampler capable of sampling of heavy metals (especially mercury, arsenic, and uranium) present in soil pore water and groundwater. The effect of environmental factors was identified and bioavailability was evaulated.

(3) Develop a sampler of PDMS material capable of in-situ passive sampling of polycyclic aromatic oil contaminants (PAHs) present in soil pore water and groundwater. The effects of environmental factors, especially water content, were studied and sampler applications were expanded.

(4) The developed samplers have the following advantages over the conventional sampling method.
• Simplify measurement of pore water concentration in soil and groundwater
• Very low concentrations of oil and mineral contaminants are concentrated in the field (10-100 times), so expensive analytical instruments (mass spectrometers, etc.) are not needed for low concentration analysis.
• For freely dissolved and heavy metals, the resin can be changed to selectively concentrate certain chemical species to determine their concentration
• It is applicable to the site where the grab sampling is impossible
• Measure the mean value of the concentration that changes with time and measure the concentration exposed to the organism

( 출처 : SUMMARY 12p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 서 ... 3
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 11
• 목차 ... 14
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 15
• 1-1. 연구개발 목적 ... 15
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 17
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 23
• 2-1. 국내외 기술개발 개요 ... 23
• 2-2 토양환경에 passive sampler의 적용 ... 25
• 2-3. 지하수에 적용된 passive sampler ... 31
• 2-4. 국내 오염 토양지하수 위해성 평가 및 정화 분야에의 passive sampler의 적용 가능성 ... 34
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 37
• 3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 ... 37
• 3-2. 연구개발 방법·결과 및 토의 ... 38
• 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 133
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 137
• 4-1. 목표달성도 ... 137
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 140
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 141
• 5-1. 추가 연구의 필요성 ... 141
• 5-2. 타 연구에의 응용 ... 141
• 5-3. 기업화 추진방안 ... 142
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 149
• 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 150
• 8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 151
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 152
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 155
• 11. 기타사항 ... 156
• 12. 참고문헌 ... 157
• 끝페이지 ... 176