KR100534041B1 - 레이저 유도 형광을 이용한 유류 오염토양의 모니터링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 유도 형광을 이용한 유류 오염토양의 모니터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다방향족 탄화수소로 이루어진 유류로 오염된 토양에 대하여 레이저 유도 형광기술(Laser Induced Fluorescence, LIF), 즉 오염물질이 레이저를 통해 고 에너지의 여기상태로 도달된 후 자발적으로 발생된 잉여 에너지만큼을 다시 형광으로 방출하는 원리를 이용하여 현장에서 실시간으로 오염물질을 감지하는 광학적인 모니터링 기술을 통해 토양 환경을 모니터링 하는 것이다.

Description

레이저 유도 형광을 이용한 유류 오염토양의 모니터링 방법{Monitoring method of petroleum contaminated soils using Laser-Induced Fluorescence}

본 발명은 레이저 유도 형광을 이용한 유류 오염토양의 모니터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다방향족 탄화수소로 이루어진 유류로 오염된 토양에 대하여 레이저 유도 형광기술(Laser Induced Fluorescence, LIF), 즉 오염물질이 레이저를 통해 고 에너지의 여기상태로 도달된 후 발생된 잉여 에너지만큼을 다시 형광으로 방출하는 원리를 이용하여 현장에서 실시간으로 오염물질을 감지하는 광학적인 모니터링 기술을 통해 토양 환경을 모니터링 하는 것이다.

현재 국내에서는 현장에서 실시간으로 적용가능 할 뿐만 아니라 신뢰할만한 토양오염 모니터링 기술의 부재가 가장 큰 문제이다. 수질과 대기분야에서 현장에서 적용 가능한 모니터링기술은 계속적으로 개발 돼왔으나 토양의 경우 특유의 불균질성과 복잡하고 수 많은 물리화학적 특성으로 인하여 그 개발이 어려운 실정이다. 기존의 모니터링 기술은 오염지역에 대한 대표적인 시료채취, 추출, 정제과정 및 HPLC 혹은 GC 등의 고가의 장비를 사용한 분석을 토대로 하여 장시간의 분석시간 및 고가의 비용과 숙련된 전문가가 요구된다. 또한 이런 복잡한 분석절차를 수행하는 어려움 속에서 관심의 대상이 되는 오염물질의 손실 혹은 성분의 변질 등이 발생할 가능성도 배제할 수 없다. 따라서 현장에서 직접 오염물질에 대한 전 처리 없이 모니터링이 가능한 기술개발이 상당히 요구되는 실정이다.

한편, 레이저 유도 형광을 이용한 모니터링 기술은 최근에 개발되고 있는 신기술로 형광을 보이는 유류 오염 물질에 대한 탁월한 선택성을 지닌다. 먼저 수질분야에서 이 기술을 이용한 모니터링 기술이 발전되었으나 수질의 균질한 특성에 반해 토양이 갖는 불균질하며 복잡한 특성은 이 기술적용에 어려움을 부과하였다. 토양의 다양한 특성으로 인해 형광을 반사 혹은 흡수시키는 것은 오염물질의 과대 혹은 과소평가로 이루어져 신뢰할만한 모니터링기술로의 문제점으로 대두되어 이를 해결할 수 있는 방법 또한 요구된다.

이런 문제점에 대해 본 발명자들은 과거 오염토양 모니터링 기법이 갖는 한계를 극복할 수 있도록 현장에서 적용 가능한 모니터링 시스템을 개발하고자 하는 것이며 이를 위해 토양, 특히 다방향족 탄화수소로 이루어진 유류로 오염된 토양의 경우 토양의 불균질성과 다양성으로 인해 측정기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 디퓨즈 리플렉턴스(diffuse reflectance)라는 레이저에서 발생되는 에너지에 의해 토양 자체에서 방출하는 스펙트럼을 이용하여 오염물질의 형광세기에 영향을 미치는 토양의 특성들을 보정한 레이저 유도 형광기술(LIF)를 이용한 광학적인 모니터링 기술을 적용하면 현장에서 실시간으로 오염물질을 감지할 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 유류 오염 지역을 대상으로 한 현장상황에서 실시간으로 토양 오염을 측정, 평가 및 지속적인 모니터링이 적용 가능한 레이저 유도 형광을 이용한 유류 오염토양의 모니터링 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 레이저 유도 형광(Laser-Induced Fluorescence)기술을 이용하는 유류 오염토양의 모니터링 방법을 그 특징으로 한다.

본 발명은 광원부(1), 광원부에서 발생하는 레이저를 송신하는 광섬유(2), 오염토양에서 방출하는 형광을 감지하는 센서(3), 센서에 연결되어 형광을 광검출기에 송신하는 광섬유(2') 및 수신된 형광을 측정하는 검출부(4)로 이루어진 유류 오염토양의 모니터링 장치를 이용하여 이루어진다

이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 레이저광으로 여기된 분자가 자발적으로 형광을 방출하는 원리를 응용하여, 특히 선택적으로 높은 파장세기를 보이는 방향족 탄화수소 계열을 포함한 유류 물질로 오염된 토양에 높은 정확도를 보이는 레이저 유도 형광 기술(LIF)을 이용한 광학적인 모니터링 기술을 유류 오염토양의 모니터링에 이용하는 것이다.

이와같은 본 발명의 유류 오염토양에 대한 광학적 모니터링 방법을 더욱 구체화하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 레이저 유도 형광기술을 이용한 유류 오염토양의 모니터링 장치는 도 1에 나타난 바와 같이, 광원부(1), 광섬유(2, 2'), 센서(3) 및 검출부(4)로 이루어져 있다. 다시 말하면 펄스 UV 레이저를 공급해 주는 광원부, 이러한 광원부에서 생성된 여기광을 오염토양에 전달하고 다시 오염토양에서 방출된 빛 형태의 에너지인 형광을 검출부에 전달하는 광섬유와 센서, 그리고 오염된 토양에서 방출하는 형광을 감지하는 검출부로 구성된다. 이 부분들은 모두 노트북과 연결되어 레이저 발생 조건 및 검출조건을 통제 받으며 이를 통해 얻어진 데이터를 처리하는 역할을 한다.

이러한 모니터링 장치를 통해 유류 오염토양의 모니터링 방법은 광원부에서 발생하는 레이저를 광섬유(fiber optic probe)를 통해 유류 오염토양에 전달하여 유류 오염토양내 함유되어 있는 방향족 탄화수소가 여기상태로 이동하게 하고, 여기된 오염물질에서 방출하는 형광을 센서를 통해 감지하여 광섬유를 통해 다시 검출부에 전달하여 오염여부 및 오염정도를 모니터링한다. 특히, 유류 오염토양 내 형광을 방출하는 방향족 탄화수소계열의 유류 화합물이 함유되어 있으면 이러한 방향족 탄화수소가 타 물질과 비교하여 큰 흡수면적을 가져 탁월한 선택성과 민감도를 나타내어 토양 중 유류 오염정도를 효과적으로 모니터링 할 수 있으므로 더욱 바람직하다.

특히, 본 발명은 오염토양마다 갖는 독특한 물리화학적 또는 광물리학적 특성을 보정하기 위해 디퓨즈 리플렉턴스(diffuse reflectance)를 이용한 토양특성 보정기술을 사용하여 토양의 특성이 LIF 세기에 미치는 영향을 최소화할 수 있도록 한다.

이와같이 신뢰할만한 모니터링 방법을 위해 토양의 다양한 광물리학적 특성으로 인한 기기의 반응정도에서 과대 혹은 과소 측정 평가 될 수 있는 부분을 최대한 줄이고자 제안한 형광세기를 보정하는 기술은 다음과 같이 한다.

먼저, 토양의 특성에 따른 영향을 알아보기 이전 먼저 오염물질의 농도에 따른 LIF에 의한 형광세기가 선형적인 관계를 나타내는지를 분석한다. 본 발명에서는 대표적인 유기오염물질이며 발암성과 돌연변이성으로 인해 관심의 대상이 되는 다방향족 탄화수소, 폴리사이클릭 방향족 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs) 중 페난트렌(Phenanthrene)과 피렌(Pyren)을 대상물질로 선정하여 LIF 모니터링 방법의 적용성을 고찰하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2에 나타난 바와 같이, 오염물질과 LIF 형광세기와의 반응성은 0 ∼ 1000 mg PAH/kg dry soil의 오염농도 범위로 선택하여 넓은 파장범위(260 ∼ 600 nm)에 따른 형광세기를 고찰한다. 이때 LIF 시스템이 감지한 형광 스펙트럼은 도 2에서와 같은 단순한 2차원적인 데이터가 아니라 시간, 파장, 형광세기의 3차원으로 구성된다. 시간과 파장의 함수로 이뤄진 3차원의 스펙트럼은 0 ∼ 50 ns의 시간영역에서 얻어진 것으로 이 시간영역에서 관찰되는 모든 형광 스펙트럼을 적분하여 2차원으로 나타낸 것이 도 2의 형태이다. 이 그래프는 단순한 파장에 따른 형광세기가 아닌 시분석을 수행한 후 이를 적분하여 얻어진 것으로 각기 오염물질이 갖는 독특한 분해능에 대한 정보를 최대한 활용한다는 것이다. 이는 동시에 여러 혼합물질 중의 특정 오염물질을 선별해 낼 수 있어 이 모니터링 기술의 강력한 이점으로 작용하며 또한 정성분석의 신뢰성을 더욱 높일 수 있는 방편이 된다. 예를 들어 토양내 존재하는 유기 물질(organic matter)에 의해 흡수되어 방출되는 형광세기와 오염물질 자체에서 방출되는 형광세기는 각기 다른 Decay time을 가지고 있어 구별이 확연하며 다른 PAH와도 서로 다른 Decay time으로 인하여 그 구별이 가능하다. 이런 정보를 간직한 2차원적 그래프이므로 이는 단순한 파장과 오염물질 농도와의 관계를 나타내는 것이 아니다. 또한 선택된 오염농도 범위는 LIF 형광세기와 오염물질의 선형적 관계가 이루어지는 영역으로 이 농도 범위를 벗어날 경우 형광세기는 지수적 성장증가 경향을 보여 제외하도록 한다. 또한 실제 현장오염토양에서 오염농도는 주로 1000 mg/kg 이내이므로 이 영역 내에서의 LIF 시스템을 사용한 현장오염의 모니터링은 타당한 것으로 간주된다.

그리고, 도 3에 표기된 것처럼 특정 오염물질이 갖는 각각의 특정파장영역에서의 각 형광세기를 각 농도에 대해 모두 산술 평균내어 오염물질 농도에 따른 형광세기를 도시화한다. 여기서 오염물질에 따른 선택 파장영역은 이전의 많은 논문을 참고하여 얻은 것으로 페난트렌에 대해서는 350 ∼ 460 nm이고, 피렌에 대해서는 377 ∼ 490 nm이다. 이와 같은 결과를 바탕으로 오염물질의 농도에 따른 LIF 형광세기의 선형적 관계를 확인하고 토양을 오염매체로 하였을 경우 받는 영향을 고려하기 위해 수많은 물리화학적 특성 중 수분함량과 토양의 입자분포에 따른 형광세기의 경향성을 확인하였다. 인위적으로 오염된 각각의 특정농도의 오염토양에 대하여 0 ∼ 24%의 수분함량을 갖도록 조절하여 각각의 수분함량에서의 형광세기를 측정하여 그 관계를 도시화하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에 나타내었듯이 토양내 수분함량에 증가는 오염농도에 따른 형광세기의 증가를 나타내는 경향을 보였으며 이는 두 가지 PAH에 동일하게 관찰되었다.

또 다른 토양의 물리화학적 특성인 토양의 입자 크기 분포에 따른 LIF 형광세기의 영향정도는 토양 성분중 빛을 산란시키는데 상당한 기여를 하는 모래(Sand) 성분의 증가를 통하여 관찰되었다. 모래성분은 60, 70, 80%의 함량을 갖도록 인위적으로 조성되었고 위의 모든 과정들은 공간적 변이를 고려하기 위해 각 시료에 대하여 8번 측정한 것을 산술평균으로 취한 값을 선택하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에 나타나듯이 모래 함량 증가에 대해 오염물질의 형광세기 역시 증가하는 경향성을 보였으며 두 가지 PAH에 동일하게 관찰되었다.

LIF 형광세기에 관한 오염물질의 농도, 수분함량 및 토양 입자분포의 영향이 실제로 선형적 관계를 이루는지 혹은 그 영향이 유의한 것인지를 검증하기 위해 다중회귀분석과 분산분석을 통하여 통계적 유의성을 고찰하였다. 각 분석을 통한 형광세기에 대한 각 설명변수의 영향력이 유의하다는 결과는 토양의 특성에 따른 보정 기술의 도입없이 본 기술을 현장 토양에 적용 시 토양에 독특한 광물리학적 특성이 형광세기를 증가시켜 정량 분석시 과대평가를 야기할 수 있음을 뒷받침한다.

따라서, 본 발명은 토양의 광학적 특성에 따른 LIF 형광세기의 영향을 보정할 수 있는 방법인 토양특성 보정기술로 다음과 같은 방법을 사용하였다.

토양특성 보정기술은 토양 자체의 고유 발생 스펙트럼을 이용하여 오염토양의 스펙트럼을 보정하는 기술로서 LIF 시스템의 광원부에서 발생되는 상대적으로 큰 에너지의 레이저가 수질이나 대기 혹은 토양등의 오염매체에 도달하면 산란되는 에너지를 디퓨즈 리플렉턴스(diffuse reflectance)라 칭하며 이는 오염 여부를 떠나 모든 매체에 발견되는 것으로 그 매체의 특성을 대변할 수 있다. 토양의 경우 방출된 레이저에 의해 266 nm과 532 nm의 파장에서 발생하는 디퓨즈 리플렉턴스는 관측되는 파장영역에서 상대적으로 가장 높은 형광세기를 나타내며 토양에 의해 강하게 산란되는 빛이라고 할 수 있으며 이는 오염물질의 특성이 아니라 토양자체의 특성이라고 할 수 있기에 오염물질을 나타내는 다른 스펙트럼과 달리 데이터 분석에서 제외된다. 그리고 실험결과 및 자료조사에 의하면 같은 농도의 PAH로 오염된 여러 종류의 토양은 각기 상이한 디퓨즈 리플렉턴스를 나타내며 각 토양마다 오염 스펙트럼을 디퓨즈 리플렉턴스로 나누어 그 비를 비교할 때 같은 농도에 대해 모두 일정한 값을 나타내어 토양 자체가 갖는 고유 특성에 대한 보정의 효과를 나타내었다. 이를 이용하여 오염농도를 나타내는 형광세기를 디퓨즈 리플렉턴스를 나누어주면 향상된 오염물질의 농도와 형광세기와의 상관관계를 볼 수 있다.

다시말하면, 도 2에서의 오염물질의 농도별 형광스펙트럼을 살펴본 결과 관찰된 파장 영역내에서 가장 높은 형광세기를 공통적으로 나타내지만 도 2를 나태내기 위한 각 오염물질별 파장선택범위에는 해당되지 않는 형광세기가 있는데 이것이 바로 디퓨즈 리플렉턴스이고 이는 266 nm와 532 nm의 파장에서 발생하는 것으로 오염물질에 의한 형광방출이 아닌 LIF 시스템의 광원부에서의 레이저 방출 자체에 의해 야기되는 것으로 오염되지 않은 토양에 대해서도 나타나며 이는 데이터 분석에서 제외된다. 다시 말해 이는 오염물질의 특성에 의한 것이 아니라 토양매체 자체의 특성에 의해 산란되는 빛이라고 할 수 있다. 이를 이용하여 농도별로 나타내는 형광세기를 토양 자체의 스펙트럼인 디퓨즈 리플렉턴스로 나누어주면 농도에 대한 형광세기에서 토양자체에 의한 영향을 배제할 수 있게 되어 LIF 시스템의 신뢰도를 높이게 된다. 이론적인 설명을 뒷받침할 수 있도록 실제 각각의 수분함량에 대해 농도별 LIF 형광세기를 도시화한 그래프를 토양특성 보정기술로 보정한 후 고찰한 결과 0.97 이상의 농도별 형광세기의 선형도(R2)를 나태내었던 것이 크게는 0.99 이상으로 상당히 증가하는 것을 볼 수 있다(도 6).

또한 뒤에 언급될 실시예에 자세히 설명하겠지만 LIF 모니터링 기술의 현장 적용가능성을 평가하기 위하여 본 기술을 오염토양에 적용하여 복원공정 동안의 복원정도를 초기 오염농도에 대비시켜 관찰하였다. 이 결과는 LIF 형광세기와 기존의 화학분석을 이용하여 비교 분석되었고, 토양특성 보정기술을 이용한 보정 결과 또한 화학분석과 비교되었다. 형광세기의 보정 결과는 전자와 비교해 화학분석을 통한 오염의 복원정도에 상당히 근접한 경향성을 보이며 보정 기술의 타당성을 뒷받침해주었으며 나아가 LIF를 이용한 모니터링 기술의 타당성을 확인해주었다.

이와같이, 본 발명은 오염토양내 오염물질의 단순한 존재여부가 아닌 혼합물의 경우 정확한 분리를 위해 각각의 오염물질이 갖는 독특한 분해능을 이용한 시분석을 통해 오염물 분리뿐만 아니라 토양 유기물에 의한 기본적인 형광 스펙트럼과의 구별도 가능케 하며 또한 광섬유를 이용하여 현장에서 적용 가능한 콤팩트한 구성을 갖도록 하여 이동성을 부여하는 등 기존의 모니터링 기술이 갖는 문제점을 극복할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 기존 모니터링과 달리 시료의 전처리가 요구되지 않아 시간, 비용 및 숙련된 전문가의 필요성을 줄일 수 있다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 복원공정 적용 후 LIF분석을 통한 모니터링

인위적으로 토양을 두 가지 PAH로 동시에 오염시킨 뒤 생물계면활성제를 이용한 전기동력학적 공정(Biosurfactant-enhanced Electrokinetic process)을 이용하여 오염토양을 복원한 후 그 복원정도를 초기 오염농도에 대비시켜 관찰하였다.

전기동력학적 복원공정은 양극, 음극 그리고 양극과 음극 사이에 오염토양 셀이 위치하고 전원 공급장치를 이용하여 직류를 공급하며 동시에 양극쪽에는 생물학적 계면활성제를 포함한 염기성의 전해질 용액을 공급하고 음극쪽으로는 수산화물침전을 방지하기 위해 산성의 전해질 용액을 공급하여 오염토양내의 유기물질을 제거하는 방법으로 생물학적 계면활성제를 통한 증가된 유기물질의 용해도와 전기 화학적 공정을 이용한 빠른 오염물질의 이동의 이점을 갖는다. 인위적인 토양입자 분포를 고려하기 위해 사질 성분과 점토성분 비를 조절하여 70%와 80% 성분에 대해 실험을 실시하였다. 각각의 오염물질에 대해 200 mg PAH/kg건토(dry soil)가 되도록 동시에 토양에 균질하게 오염시켰다. 이때 PAHs는 디클로로메탄에 녹여 오염용액으로 만들어 토양을 오염시킨 후 용매 휘발을 돕기 위해 후드에 24시간동안 방치하였다. 오염된 토양에 대해 수분함량은 초기 20%를 유지하였고 전기동력학적 공정내 토양셀내에 배치하였다. 이때 토양시료의 초기오염정도는 여러 위치에서 LIF 형광세기 측정은 물론 직접 시료를 채취해 기기 분석을 수행하는 화학분석으로 측정하여 평균치를 택한다. 공정내 토양셀에 전원공급장치를 통해 전류가 공급되었고 이 실험은 전기 역삼투압의 흐름이 발생하기 전까지 수행되었으며 그 결과 120시간동안 운영되었다. 셀내의 토양시료는 위치별로 구분되어 양극으로부터 음극까지의 거리를 5부분으로 나누어 0부터 1까지의 상대적인 거리로 표시하여서 각각의 위치에서 복원도를 초기측정치에 대비하여 표시하였다. 물론 각 위치에서의 직접 샘플을 적당량 채취해 수분함량을 조사하였다. 예상과 같이 음극쪽으로 이동할수록 수분함량이 5% 전후로 증가되는 경향을 보였고 육안상 사질의 경우 상당부분 음극쪽으로 이동한 것이 관측되었다. LIF 분석의 경우 공정이 끝난 후 각 위치에서 즉, 같은 선상에서 혹은 깊이별로 토양시료를 8번 측정하여 그 세기를 평균치로 사용하였다. LIF 시스템은 혼합물 중에서도 각 오염물질을 선별해낼 수 있는 이점을 가지고 있기 때문에 각각 오염물질이 갖는 특정파장에서 형광세기를 모두 산술평균으로 취한 후 그 세기를 셀내 위치별 형광세기 값으로 산정하였다. 이때 두 오염물질의 형광스펙트럼이 교차되는 부위의 형광세기는 데이터 분석에서 제외되었다. 각각의 경향성을 살펴보는데 의의가 있으므로 초기에 토양시료에 관측된 형광세기에 대비해 복원후의 형광세기를 도시화하였다. 기존의 모니터링 방법이 의존했던 화학분석의 경우 토양셀내의 각 위치에서 샘플을 2번 채취하여 실온에서 어느 정도 건조시킨 후 EPA(Environmental Protection Agency) 방법을 이용해 고온 고압하에서 추출해 HPLC를 통한 화학분석으로 얻어졌다. 오염농도는 상대적인 값으로 표시하였고 마찬가지로 초기농도에 대비해 복원정도를 셀 내의 각 위치별로 표기하였다. 화학분석과 LIF 형광세기의 비교를 통한 각각의 상대적인 복원도는 양극 근처에서는 유사한 경향을 보이나 음극으로 갈수록 상이점을 보인다. 이는 전기 화학적 동력학적 공정내 유기 오염물질의 제거 기작이 전기삼투압을 이용한 것으로 공정이 진행됨에 따라 오염물질을 포함한 전기삼투압의 흐름이 계속적으로 음극으로 이동하면서 토양전체에 대해 위치에 따라 초기 수분함량과 토양조성과는 상이한 분포를 야기하기 때문이라고 해석된다. 또한 이 달라진 토양의 특성은 오염된 토양의 형광세기에 상당한 영향을 미친다.

이런 토양자체의 독특한 광물리학적 특성으로 인한 형광세기의 증가를 보정하기 위해 레이저가 방출되는 532 nm에서 발생하는 토양특성 보정기술을 이용하여 형광세기를 나누어 화학적 분석결과와 다시 비교한 결과는 전자에 비해 상당한 근접한 결과를 보이며 이는 보정 기술을 타당성을 뒷받침해준다. 이 결과는 도 7과 8에서 보여진다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 레이저 유도 형광기술을 이용한 유류 오염토양의 모니터링 방법으로 기존의 모니터링 기술과 대비해 시료에 대한 전처리가 요구되지 않아 시간, 비용 및 노력을 줄일 수 있는 이점이 있으며 광섬유를 이용하여 현장에서도 사용할 수 있는 콤팩트한 디자인으로서 간편하고 신속한 측정기술로 이용될 수 있다. 또한 본 발명은 형광을 방출하는 다방향족 탄화수소계열의 유류 오염물질에 탁월한 선택성을 보이고 시분석을 이용한다는 점에서 각기 다양한 오염물질이 갖는 분해능을 이용하여 동시에 여러 가지 혼합물 중에서 오염물질을 선별해 낼 수 있는 강력한 이점을 또한 갖고 있다. 게다가 현재 국내 실정에 비추어 보아 지속적인 토양오염의 관리 및 모니터링이 부재한 현실에서 이 모니터링 기술은 지속적인 측정, 평가 및 감시를 통해 오염토양 관리의 효율을 극대화 할 것이다. 따라서 이상과 같은 본 발명은 토양오염 모니터링 분야에서 널리 사용될 할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유류 오염토양의 모니터링 장치를 나타낸 것이다.

도 2는 본 모니터링 방법 적용을 위해 다방향족 탄화수소(PAHs)의 농도에 따라 LIF에서 발생한 형광 스펙트럼의 반응을 넓은 파장 영역대에 표시한 것이다.

도 3은 LIF 모니터링 방법 적용 시 각각의 오염농도에서 토양의 수분함량에 의한 LIF 형광세기의 영향정도를 나타낸 것이다.

도 4는 LIF 모니터링 방법 적용 시 각각의 오염농도에서 토양의 조성에 따른, 특히 모래 성분함량 증가에 따른 LIF 형광세기의 영향정도를 나타낸 것이다.

도 5는 토양특성 보정기술을 이용하여 토양내 수분함량과 조성에 따른 LIF 형광세기를 보정한 데이터를 나타낸 것이다.

도 6은 디퓨즈 리플렉턴스(diffuse reflectance)를 이용해 형광세기를 보정하여 이룬 오염물질의 농도와 LIF 형광세기간의 상관관계 향상정도를 보여주는 것이다.

도 7은 오염된 토양을 적절한 공정을 통해 복원한 후 LIF 형광세기를 실제 화학분석과 비교하여 나타낸 것이다.

도 8은 오염된 토양을 적절한 공정을 통해 복원한 후 토양특성 보정기술을 이용하여 LIF 형광세기를 보정한 후의 결과를 실제 화학분석과 비교하여 나타낸 것이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 레이저 유도 형광(Laser-Induced Fluorescence)기술을 이용하는 유류 오염토양의 모니터링 방법에 있어서,

   광원부(1)에서 발생하는 레이저를 광섬유(2)를 통해 유류 오염토양에 전달하는 단계;

   상기 레이저에 의해 (ⅰ) 유류 오염토양 중의 오염물질로부터 방출되는 형광과 (ⅱ) 유류 오염토양 중의 토양로부터 산란되는 디퓨즈 리플렉턴스(diffuse reflectance)를 광섬유(2')를 통해 검출부(4)에 전달하는 단계; 및

   상기 형광의 스펙트럼을 시분석한 후 적분하고, 이 적분값을 상기 디퓨즈 리플렉턴스(diffuse reflectance)로 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 유류 오염토양은 다방향족 탄화수소를 함유하고 있는 것임을 특징으로 하는 유류 오염토양의 모니터링 방법.