초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과
○ 본 연구에서 환경지문의 발굴은 1) 유종 구분과 2) 동일 유종 내 정유사별 구분의 목표로 세부화되어 진행됨.
○ 환경지문 발굴은 overall peak pattern 비교분석 (GC chromatogram, TLC, NMR, FT-IR,형광분석, LIBS 등)과 specific compound 선별분석 (C3-alkylbenzene, MTBE, FAME, 유류 내 중금속 동위원소, 정유사별 식별제, PIANO 분석 등)으로 구분하여 수행함.
○ 연구결과, 본 과제에서 검토된 방법 중, 국내

Ⅳ. 연구개발 결과
○ 본 연구에서 환경지문의 발굴은 1) 유종 구분과 2) 동일 유종 내 정유사별 구분의 목표로 세부화되어 진행됨.
○ 환경지문 발굴은 overall peak pattern 비교분석 (GC chromatogram, TLC, NMR, FT-IR,형광분석, LIBS 등)과 specific compound 선별분석 (C3-alkylbenzene, MTBE, FAME, 유류 내 중금속 동위원소, 정유사별 식별제, PIANO 분석 등)으로 구분하여 수행함.
○ 연구결과, 본 과제에서 검토된 방법 중, 국내 유류제품에 대해, 동일 유종 내 정유사별제품 구분에 활용 가능한 환경지문은 없는 것으로 평가됨. 잠재적 활용성이 제기되어온 C-H-O 동위원소분석기법 역시, 정유사별 제품유 구분에는 효과적이지 않은 것으로 조사됨. 이는 국내 정유사에서 사용하는 원유(crude oil)가 동일 지역(자연기원의 동위원소 signature가 동일)에서 수입되기 때문인 것으로 판단됨.
○ 형광분석 및 LIBS 분석에 기반한 환경지문의 경우, 오염유(source oil) 상태에서는 제조사 구분이 일부 가능하나, 토양에 누출시킨 후 추출할 경우 초기 환경지문 형태가 크게 훼손되어 이후 판별에 활용 불가능한 것으로 확인됨.
○ 따라서 본 연구는 오염시료 내 오염 유종 구분 기술 개발에 집중하여 진행됨.
○ 본 연구에서 검토된 대부분의 overall peak pattern 비교분석법 및 specific compound 선별분석이 초기 오염유 상태에서는 유종구분에 활용 가능한 것으로 평가되나, 환경매체 내 누출 후 추출할 경우 초기 환경지문이 크게 훼손되어, 분석법 및 성분에 따라 제한적으로 활용가능하거나 풍화 노출 기간이 길 경우 활용이 불가능한 것으로 평가됨.
○ 이와 같은 한계를 규정하거나 극복하여, 본 연구에서 개발된 대표적인 오염유종판별기법으로는, 1) TLC를 이용한 현장유종판별기술, 2) 풍화도가 상대적으로 낮은 시료를 대상으로 한 GC 데이터 상 normal alkane peak의 구간별 밀도에 근거한 유종판별기법(ID_GC), 3) 풍화도가 높거나 복수의 유종으로 오염된 시료를 대상으로 한 GC 데이터 상 UCM hump의 형상에 근거한 유종판별기법 (TMI_UCM)을 들 수 있음.
○ ‘TLC를 이용한 현장유종판별 기술’은 고농도 범위(혹은 NAPL 상태의 오염물)에서 휘발유, 등유, 경유를 구분할 수 있는 방법임. 이는 현장에서 오염유의 유종을 신속히 판단함으로써 시료채취 및 오염조사 범위를 한정하고, 실험실에서 수행하는 GC분석에 기반한 유종판별에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단됨.
○ ID_GC 기법에서는 가스크로마토그래피 데이터의 peak 영역을 구분할 수 있는 4개의 기준값(C₆: hexane, C₈: octane, C₁₆: hexadecane, C₂₅: pentacosane)을 선정하고 각각의 기준 값들을 중심으로 3개의 구간(1구간:C₆-C₈(hexane-octane), 2구간:C₈-C₁₆(octane- hexadecane), 3구간: C₁₆-C₂₅(hexadecane-pentacosane))으로 나눔. 이후 각 구간에 존재하는 피크의 총 면적을 전체구간 peak의 총 면적으로 나눈 값을 구하고, 시료별 특정구간의 상대 면적값을 비교함으로써 유종을 판별함.
○ ID_GC 기법은 분석대상 시료에 normal alkane이 존재하는 한 적용가능하며, 주로 일정 수준의 풍화를 겪은 등유와 경유의 구분에 활용함. 이 기법은 정량화된 수치에 근거하므로 객관적인 판별이 가능함.
○ TMI_UCM기법에서는, 가스크로마토그래피 데이터 중 UCM을 나타내는 hump의 형상이 유종별로 상이하게 분포한다는 사실에 착안하여, 이를 가우시안 함수로 회귀(regression)하여 최대점을 구하고, 이때 최대점을 나타내는 시간을 TMI_UCM로 정의하여 UCM hump의 형상을 나타내는 특성치로 규정함. 이때, 오염시료에서 구한 TMI_UCM을, 풍화정도를 고려하여 유종별로 DB화한 값과 비교함으로써 오염 유종을 판별함.
○ TMI_UCM기법은 등유, 경유, 윤활유, 아스팔트유(bitumen)의 구분에 활용 가능하며,풍화가 심하게 진행되어 시료내 잔류 유류농도가 극히 낮은 경우(TPH 기준 약 260mg/kg 수준)에서도 유종구분이 가능한 것으로 확인됨.
○ 특히, TMI_UCM기법은 단일 유종 뿐 아니라 복수의 유종에 의해 오염된 시료에서 개별 유종 및 각 유종의 상대적 오염시기를 판별하는데 활용될 수 있음.
○ 개발된 유종판별기술은, 군부대 유류저장탱크 주변의 오염시료를 포함, 총 7 군데 현장의 시료에 대해 그 적용성을 평가하였고, 오염이력에 근거하여 개연성 높은 판별결과를 제공함을 확인함.

( 출처: 요약문 5p )

Abstract ▼

Ⅳ. Results
○ Investigation of environmental fingerprint has been performed for two particular application purposes of 1) identification of species of petroleum product and 2) discrimination of the product from a specific refinary company in Korea.
○ Strategies for finding out the environment f

Ⅳ. Results
○ Investigation of environmental fingerprint has been performed for two particular application purposes of 1) identification of species of petroleum product and 2) discrimination of the product from a specific refinary company in Korea.
○ Strategies for finding out the environment fingerprint of petroleum product include comparing the overall peak pattern of certain analytical method and investigating the presence of specific compound in the petroleum contaminated soild.
○ The results have shown that no current method could be applied to differentiating the manufacturer of certain petroleum product in the soil. Most of the fingerprint estimated to be available in the level of source oil were found to be lost or heavily damaged during the recovery process from the soil.
○ Therefore, this study has been focused on developing the method for identifying the petroleum product in the contaminated soils.
○ The representative products of this study include 1) TLC-based on-site kit for identifying the petroleum species (gasoline, keresene, diesel), 2) a method using the relative density of peaks representing the normal alkanes in the specific range of GC chromatogram which could be applicable to the relatively less-weathered soils (ID_GC), 3) a method using the UCM hump in the GC chromatogram which could be applicable to the highly weathered and multi-petroleum contaminated soils (TMI_UCM)
○ Especially, TMIUCM method could identify the petroleum species even at a very low concentration like 260 mg/kg as TPH, and differentiate the individual product mixed up in a soil sample and their relative contamination time by adjusting the UCM hump into the Gaussian function and calculating the maximum value and the time for the maximum value.
○ Feasibility of the developed method has been verified with the soil samples collected from the different petroleum-contaminated sites including an abandoned military petroleum storage facility

( 출처 : SUMMARY 9p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY ... 8
• 목차 ... 12
• 표목차 ... 17
• 그림목차 ... 20
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 28
• 1-1. 연구개발 목적 ... 28
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 28
• 1-3. 연구개발 범위 ... 30
• 가. 연구개발의 최종목표 ... 30
• 나. 연도별 연구개발의 목표 및 내용 ... 31
• 다. 연도별 연구개발의 추진일정 ... 32
• 라. 연도별 추진체계 ... 33
• 마. 연차별 연구 수행 방법 ... 34
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 41
• 2-1. 국내기술개발동향 ... 41
• 2-2. 해외기술개발동향 ... 42
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 47
• 3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 ... 47
• 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 47
• 가. 실험방법 ... 47
• 나. 연구결과 ... 72
• 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 224
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 225
• 4-1. 목표달성도 ... 225
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 226
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 227
• 5-1 연구개발결과의 활용방안 및 파급효과 ... 227
• 5-2 사업화계획 및 효과 ... 228
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 229
• 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 231
• 8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 232
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 233
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 234
• 11. 기타사항 ... 235
• 12. 참고문헌 ... 236
• 13. 부록 ... 238
• 끝페이지 ... 265