KR101499488B1 - 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법 및 장치 - Google Patents

기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기체크로마토그래피를 이용하여 환경계로 누출된 유류 오염물의 유종(油種)을 분석함에 있어서, 각 유종의 피크를 구간별로 적분하고, 각 구간의 적분값의 백분율 정보를 바탕으로 하여 유류 오염물의 유종을 정확하게 분석할 수 있는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법은 순수한 유종의 표준 크로마토그램을 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간의 피크를 적분하여 각 구간별 적분값을 산출하며, 각 구간별 적분값을 전체 구간의 적분값으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율을 산출하는 단계와, 유류 오염물을 대상으로 기체크로마토그래피를 실시하여 유류 오염물의 측정 크로마토그램을 생성하는 단계와, 상기 측정 크로마토그램을 상기 표준 크로마토그램과 동일하게 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간의 피크를 적분하여 각 구간별 적분값을 산출하며, 각 구간별 적분값을 전체 구간의 적분값으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 측정 백분율을 산출하는 단계 및 상기 측정 백분율과 기준 백분율을 대비하여 상기 유류 오염물의 유종을 판별하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 표준 크로마토그램 및 측정 크로마토그램의 복수의 구간은 복수의 기준점에 의해 구분되며, 상기 복수의 기준점은 복수의 서로 다른 탄소사슬수인 것을 특징으로 한다.

Description

기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법 및 장치{Method and apparatus for analyzing oil type with gas chromatography}
본 발명은 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기체크로마토그래피를 이용하여 환경계로 누출된 유류 오염물의 유종(油種)을 분석함에 있어서, 각 유종의 피크를 구간별로 적분하고, 각 구간의 적분값의 백분율 정보를 바탕으로 하여 유류 오염물의 유종을 정확하게 분석할 수 있는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법 및 장치에 관한 것이다.
환경계로 누출된 유류오염물은 초기상태의 물리적 특성(예, 색도 등)을 유실할 가능성이 높아 화학적 분석기법을 적용해 그 종류를 판별해야 한다.
환경계로 누출된 유류오염물에 대한 분석방법으로는 대표적으로 기체크로마토그래피(GC, gas chromatography) 분석이 있다. 기체크로마토그래피는 시료를 기화시켜 컬럼(column)을 통해 시료를 성분별로 분리하고 분리된 각 성분을 전기적 신호(peak)로 변환하고, 측정된 피크를 표준 피크(GC peak pattern)와 대비하여 시료에 포함되어 있는 각 성분을 분석하는 방법이다. 여기서, 표준 피크(GC peak pattern)는 제반 유무기 화합물에 대한 기체크로마토그래피 피크를 의미한다. 기체크로마토그래피 분석의 일 예는 한국출원특허 제1997-0011902호에 개시되어 있다.
이와 같은 종래의 기체크로마토그래피 분석에 있어서, 측정된 피크와 표준 피크의 대비 및 유류 내 특정성분 판별은, 여러 종의 유류가 유사한 성분을 공통적으로 포함하고 있음을 고려할 때, 유종 구분에 효과적이지 못한 면이 있다.
한국출원특허 제1997-0011902호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 기체크로마토그래피를 이용하여 환경계로 누출된 유류 오염물의 유종(油種)을 분석함에 있어서, 각 유종의 피크를 구간별로 적분하고, 각 구간의 적분값의 백분율 정보를 바탕으로 하여 유류 오염물의 유종을 정확하게 분석할 수 있는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법은 순수한 유종의 표준 크로마토그램을 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간의 피크를 적분하여 각 구간별 적분값을 산출하며, 각 구간별 적분값을 전체 구간의 적분값으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율을 산출하는 단계와, 유류 오염물을 대상으로 기체크로마토그래피를 실시하여 유류 오염물의 측정 크로마토그램을 생성하는 단계와, 상기 측정 크로마토그램을 상기 표준 크로마토그램과 동일하게 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간의 피크를 적분하여 각 구간별 적분값을 산출하며, 각 구간별 적분값을 전체 구간의 적분값으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 측정 백분율을 산출하는 단계 및 상기 측정 백분율과 기준 백분율을 대비하여 상기 유류 오염물의 유종을 판별하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 표준 크로마토그램 및 측정 크로마토그램의 복수의 구간은 복수의 기준점에 의해 구분되며, 상기 복수의 기준점은 복수의 서로 다른 탄소사슬수인 것을 특징으로 한다.
상기 각 구간의 피크 적분값은 아래의 식을 통해 산출된다.
식 :
Figure 112014011857067-pat00001
(Ca 및 Cb 는 서로 다른 탄소사슬수, t는 크로마토그램 상의 시간)
상기 탄소사슬수는 순수한 유종 또는 유류 오염물에 포함되어 있는 유기화합물의 탄소사슬의 수이다.
휘발유, 등유, 경유 각각의 표준 크로마토그램에 대하여 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율을 산출하고, 유류 오염물의 각 구간별 피크 적분값의 측정 백분율을 산출하며, 측정 백분율과 기준 백분율을 대비하여 상기 유류 오염물의 유종을 판별한다. 또한, 상기 표준 크로마토그램 및 측정 크로마토그램의 복수의 구간은 복수의 기준점에 의해 구분되며, 상기 복수의 기준점은 복수의 서로 다른 탄소사슬수이며, 상기 복수의 서로 다른 탄소사슬수는 C6, C8, C16, C25 일 수 있다.
상기 표준 크로마토그램 및 측정 크로마토그램은 제 1 구간(C6∼C8), 제 2 구간(C8∼C16), 제 3 구간(C16∼C25)으로 구분되며, 표준 크로마토그램 상에서의 상기 제 1 구간의 피크 적분값(I1), 제 2 구간의 피크 적분값(I2), 제 3 구간의 피크 적분값(I3)은 각각 아래의 식 1, 식 2, 식 3을 통해 계산되며, 각 구간의 피크 적분값(I1, I2, I3)을 전체 구간의 피크 적분값(I1+I2+I3)으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율(I1/I1+I2+I3, I2/I1+I2+I3, I3/I1+I2+I3)이 산출되며, 측정 크로마토그램 상에서의 상기 제 1 구간의 피크 적분값(Im1), 제 2 구간의 피크 적분값(Im2), 제 3 구간의 피크 적분값(Im3)을 계산하고, 각 구간의 피크 적분값(Im1, Im2, Im3)을 전체 구간의 피크 적분값(Im1+Im2+Im3)으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 측정 백분율(Im1/Im1+Im2+Im3, Im2/Im1+Im2+Im3, Im3/Im1+Im2+Im3)을 산출하며, 상기 기준 백분율(I1/I1+I2+I3, I2/I1+I2+I3, I3/I1+I2+I3)과 측정 백분율(Im1/Im1+Im2+Im3, Im2/Im1+Im2+Im3, Im3/Im1+Im2+Im3)을 대비하여 유류 오염물의 유종을 판별할 수 있다.
식 1 :
Figure 112014011857067-pat00002
식 2 :
Figure 112014011857067-pat00003
식 3 :
Figure 112014011857067-pat00004
상기 순수한 유종 또는 유류 오염물은 석유계 유기화합물일 수 있다.
본 발명에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석장치는 표준 크로마토그램 정보, 기준 백분율 정보, 측정 크로마토그램 정보 및 측정 백분율 정보를 저장하는 DB 블록과, 표준 크로마토그램 또는 측정 크로마토그램을 대상으로, 특정 크로마토그램을 복수의 기준점을 기준으로 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간별 피크 적분값을 계산함과 함께 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율 또는 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율을 산출하는 기준점설정-적분모듈과, 상기 DB 블록에 저장되어 있는 특정의 측정 백분율 정보를 상기 DB 블록에 저장되어 있는 제반 기준 백분율 정보와 매칭하여 일치 여부를 판단하여 특정의 측정 크로마토그램에 대한 유종을 판별하는 매칭모듈 및 상기 기준점설정-적분모듈 및 매칭모듈을 제어하여 표준 크로마토그램 정보 및 측정 크로마토그램 정보의 저장, 기준 백분율 및 측정 백분율의 산출과정, 기준 백분율 정보와 측정 백분율 정보의 매칭과정을 총괄적으로 제어하는 유종분석서버를 포함하여 이루어지며, 상기 복수의 기준점은 복수의 서로 다른 탄소사슬수인 것을 특징으로 한다.
상기 DB 블록은 표준 크로마토그램 DB, 기준 백분율 DB, 측정 크로마토그램, 측정 백분율 DB를 포함하여 구성되며, 상기 표준 크로마토그램 DB는 유류 오염물을 이루는 제반 유종에 대한 기체크로마토그래피 분석에 따른 크로마토그램 정보를 저장하며, 상기 기준 백분율 DB는 각 표준 크로마토그램에 대하여 기준점 설정에 따른 각 구간별 피크 적분값의 백분율 정보를 저장하며, 각 구간을 구분하는 기준점은 표준 크로마토그램 상의 특정 피크에 해당되는 특정 탄소사슬수이며, 상기 측정 크로마토그램 DB는 기체크로마토그래피 분석에 따른 분석대상물인 유류 오염물의 크로마토그램 정보를 저장하며, 상기 측정 백분율 DB는 각 측정 크로마토그램에 대하여 기준점 설정에 따른 각 구간별 피크 적분값의 백분율 정보를 저장한다.
본 발명에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법 및 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
기체크로마토그래피의 결과물인 크로마토그램을 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간의 피크를 적분함과 함께 각 구간별 피크 적분값의 백분율을 산출하고, 산출된 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율을 유류 오염물의 측정 백분율과 비교함으로써 유류 오염물의 유종을 정확하고 용이하게 판별할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법을 설명하기 위한 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석장치의 구성도.
도 3은 휘발유, 등유 및 경유의 기체크로마토그래피에 따른 크로마토그램을 나타낸 참고도.
도 4는 복수의 서로 다른 탄소사슬수에 의해 복수의 구간으로 구분된 크로마토그램을 나타낸 참고도.
도 5는 휘발유, 등유, 경유의 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율을 도식화한 참고도.
기체크로마토그래피 분석시 분석대상시료는 분리관(column)에서 각 성분별로 분리되고, 분리된 각 성분은 검출기(detector)에서 전기적 신호(peak)로 변환된다. 이 때, 각 성분에 대한 전기적 신호(peak)는 시간 경과에 따라 지속적으로 발생되며, 각 성분은 시간에 따른 피크(peak) 변화로 표현된다. 각 성분의 시간에 따른 피크 변화를 통상, 크로마토그램(chromatogram)이라 칭한다(도 3 참조).
본 발명은 크로마토그램을 이용하여 유류 오염물의 유종을 분석하는 기술을 제시한다. 종래의 경우, 측정된 크로마토그램을 표준 크로마토그램과 육안으로 비교하여 조사자의 판단에 의해 성분을 판별하였으나, 본 발명에서는 크로마토그램을 정량화하고 정량화된 수치의 비교를 통해 유류 오염물의 유종을 분석하는 기술을 제시한다.
본 발명은 특정 유종의 크로마토그램을 복수의 구간으로 구분하여 각 구간의 피크를 적분하고, 각 구간의 적분값을 전체 구간의 적분값에 대한 백분율로 변환하여 각 구간별 피크 적분값의 백분율(기준 백분율)이 산출된 상태에서, 분석대상시료의 크로마토그램의 구간별 피크 적분값의 백분율(측정 백분율)을 산출하여 기준 백분율과 측정 백분율을 대비함으로써 분석대상시료의 성분을 분석한다.
크로마토그램의 각 구간은 복수의 기준점에 의해 구분되며, 복수의 기준점은 서로 다른 탄소사슬수를 의미한다. 탄소사슬수는 분석대상시료의 각 성분 즉, 유류오염물의 각 유종에 포함되어 있는 유기화합물의 탄소사슬의 수를 일컫는 것이다. 기체크로마토그래피 분석시, 상대적으로 탄소의 개수가 작은(휘발성이 높은) 분자량의 화합물이 먼저 검출되어 크로마토그램 상에 피크로 표시되고 시간의 경과에 따라 상대적으로 탄소의 개수가 많은(휘발성이 낮은) 분자량의 화합물이 검출되어 크로마토그램 상에 피크로 표시된다. 즉, 크로마토그램 상에는 시간의 경과에 따라 탄소사슬수가 많은 유기화합물의 피크가 표시되며, 이에 근거하여 크로마토그램은 탄소사슬수를 기준으로 복수의 구간으로 구분할 수 있다. 이 때, 탄소사슬수는 크로마토그램 상의 시간과 상대적인 관련만 있을 뿐, 특정 탄소사슬수가 특정 시간을 의미하지는 않는다. 이는 실험조건에 따라 특정 탄소사슬수의 피크가 표시되는 시간이 다를 수 있기 때문이며, 이와 같은 이유로 본 발명에서는 특정 시간을 기준점으로 삼지 않고 특정 탄소사슬수를 기준점으로 한 것이다.
기준점이 되는 탄소사슬수는 구간별 피크 적분값의 백분율(기준 백분율 및 측정 백분율)을 고려하여 선택적으로 설정할 수 있다. 본 발명은 전술한 바와 같이 기준 백분율과 측정 백분율의 대비를 통해 유류 오염물의 유종을 판별함을 특징으로 하는 바, 백분율의 명확한 대비가 가능한 탄소사슬수의 설정이 중요하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법 및 장치를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시예는 유류 오염물이 휘발유, 등유, 경유 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 경우 유류 오염물의 유종을 판별하는 것을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 먼저 각 유종에 대하여 각 구간의 피크 적분값의 기준 백분율을 산출한다(S101).
구체적으로, 각 유종의 크로마토그램에 동일한 지점의 기준점을 적용하여 각 유종의 크로마토그램을 동일한 복수의 구간으로 구분한다. 예를 들어, 크로마토그램이 세 개의 구간으로 구분되는 경우, 세 개의 구간을 위해 네 개의 기준점이 필요하며, 네 개의 기준점은 서로 다른 탄소사슬수를 의미한다. 휘발유, 등유, 경유를 판별하기 위한 일 실시예로, 상기 네 개의 기준점으로 탄소사슬수 C6, C8, C16, C25 이 선택될 수 있으며, 각 유종의 크로마토그램은 제 1 구간(C6∼C8), 제 2 구간(C8∼C16), 제 3 구간(C16∼C25)으로 구분된다(도 4 참조). 이 때, 상기 각 유종의 크로마토그램은 순수한 각 성분(예를 들어, 휘발유, 등유, 경유)에 대한 표준 크로마토그램을 의미한다.
이와 같은 상태에서, 각 구간의 피크를 적분한다. 제 1 구간의 피크 적분값(I1), 제 2 구간의 피크 적분값(I2), 제 3 구간의 피크 적분값(I3)은 각각 아래의 식 1, 식 2, 식 3을 통해 계산된다.
<식 1>
Figure 112014011857067-pat00005
<식 2>
Figure 112014011857067-pat00006
<식 3>
Figure 112014011857067-pat00007

그런 다음, 각 구간의 피크 적분값(I1, I2, I3)을 전체 구간의 피크 적분값(I1+I2+I3)으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율(I1/I1+I2+I3, I2/I1+I2+I3, I3/I1+I2+I3)을 산출한다. 상기 기준 백분율은 순수한 성분의 표준 크로마토그램 상의 각 구간별 피크 적분값의 백분율을 의미한다.
상술한 과정을 통해 산출된 휘발유, 등유, 경유의 기준 백분율은 아래의 표 1과 같다. 또한, 표 1의 기준 백분율은 도 5와 같이 도식화될 수 있다.
휘발유, 등유, 경유의 기준 백분율
제 1 구간의 피크 적분값의 백분율
(I1/I1+I2+I3)		 제 2 구간의 피크 적분값의 백분율
(I2/I1+I2+I3)		 제 3 구간의 피크 적분값의 백분율
(I3/I1+I2+I3)
휘발유 0.56 ㅁ 0.03 0.42 ㅁ 0.03 0.02 ㅁ 0.01
등유 0.01 ㅁ 0.01 0.98 ㅁ 0.01 0.01 ㅁ 0.01
경유 0.01 ㅁ 0.01 0.51 ㅁ 0.02 0.48 ㅁ 0.02
<표 1> 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 휘발유, 등유, 경유는 각 구간별 피크 적분값의 백분율 양상이 서로 상이함을 알 수 있다. 휘발유의 경우, 제 1 구간-제 2 구간-제 3 구간의 피크 적분값의 백분율이 대략 56-42-2의 양상을 보이는 반면, 등유의 경유 1-98-1의 양상을 나타내고, 경유의 경유 휘발유와 등유의 양상과는 다른 1-51-48의 양상을 나타내고 있어, 휘발유, 등유, 경유가 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율에 의해 명확히 구분됨을 알 수 있다.
휘발유, 등유, 경유의 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율 양상이 서로 명확히 구분됨은 유류 오염물 내에 포함되어 있는 유종의 판별이 용이함을 의미한다. 예를 들어, 분석하고자 하는 유류 오염물의 크로마토그램의 각 구간별 피크 적분값의 백분율이 대략 52-44-4의 양상을 나타낸다면 이는 휘발유, 등유, 경유 중 의심할 여지없이 휘발유에 해당됨을 알 수 있다.
전술한 바에 있어서, 기준점이 되는 탄소사슬수는 구간별 피크 적분값의 백분율을 고려하여 선택적으로 설정할 수 있음을 기술하였는데, 각 구간을 구분하는 특정 탄소사슬수는 분석하고자 하는 유종의 각 구간별 피크 적분값의 백분율 양상이 서로 명확하게 구분되도록 선택되어야 한다.
각 유종의 기준 백분율이 산출된 상태에서, 분석대상시료 즉, 유류 오염물을 대상으로 기체크로마토그래피를 실시하여 유류 오염물의 크로마토그램을 얻는다(S102). 이 때, 유류 오염물은 오염된 토양에서 채취할 수 있으며, 기체크로마토그래피 방법으로는 크로마토그램을 생성하는 제반 방법 중 하나를 선택하여 진행할 수 있다.
그런 다음, 유류 오염물의 크로마토그램에 대해 표준 크로마토그램과 동일한 구간을 설정하고, 각 구간별 피크 적분값의 백분율(측정 백분율)을 산출한다(S103). 상기 측정 백분율은 유류 오염물의 크로마토그램 상의 각 구간별 피크 적분값의 백분율을 의미한다.
상기 각 구간별 피크 적분값의 측정 백분율을 산출하는 과정은 상기 기준 백분율 산출과정과 동일하다. 즉, 유류 오염물의 크로마토그램 상의 각 구간별 피크 적분값(Im1, Im2, Im3)을 계산하고, 각 구간의 피크 적분값(Im1, Im2, Im3)을 전체 구간의 피크 적분값(Im1+Im2+Im3)으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 백분율(Im1/Im1+Im2+Im3, Im2/Im1+Im2+Im3, Im3/Im1+Im2+Im3) 즉, 측정 백분율을 산출한다.
기준 백분율과 측정 백분율의 산출이 완료된 상태에서, 기준 백분율의 구간별 양상과 측정 백분율의 구간별 양상을 대비하여 유류 오염물의 유종을 판별한다(S104). 즉, 표준 크로마토그램의 각 구간별 피크 적분값의 백분율 양상과 유류 오염물 크로마토그램의 각 구간별 피크 적분값의 백분율 양상을 대비하여 측정한 유류 오염물의 유종을 판별한다. 앞서 설명한 바와 같이, 휘발유, 등유, 경유의 기준 백분율 양상은 서로 명확하게 구분됨에 따라 측정 백분율의 구간별 양상이 휘발유, 등유, 경유의 기준 백분율 양상 중 어느 것에 해당되는지 용이하게 판단할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법에 대해 설명하였다. 상술한 실시예에서 휘발유, 등유, 경유를 기준으로 설명하였으나, 다른 종류의 석유계 유기화합물에 대해서도 본 발명에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법을 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 분석대상물질의 표준 크로마토그램을 복수의 특정 탄소사슬수를 기준으로 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간별 피크 적분값의 백분율(기준 백분율)을 산출한 상태에서, 유류 오염물의 측정 백분율을 산출하고 기준 백분율과 측정 백분율의 대비를 통해 유류 오염물의 유종을 판별할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법은 소프트웨어화할 수 있으며, 다음과 같은 유종분석장치로 구현할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석장치는 DB 블록(240), 기준점설정-적분모듈(220), 매칭모듈(230) 및 유종분석서버(210)를 포함하여 이루어진다.
상기 DB 블록(240)은 세부적으로, 표준 크로마토그램 DB(241), 기준 백분율 DB(242), 측정 크로마토그램, 측정 백분율 DB(244)로 구성된다. 상기 표준 크로마토그램 DB(241)는 유류 오염물을 이루는 제반 유종에 대한 기체크로마토그래피 분석에 따른 크로마토그램 정보를 저장한다. 상기 표준 크로마토그램 정보에는 각 유종의 시간에 따른 피크 변화 및 각 피크의 탄소사슬수 정보가 포함되어 있다.
상기 기준 백분율 DB(242)는 각 표준 크로마토그램에 대하여 기준점 설정에 따른 각 구간별 피크 적분값의 백분율 정보를 저장한다. 각 구간별 피크 적분값의 백분율은 각 구간의 피크 적분값(I1, I2, I3)을 전체 구간의 피크 적분값(I1+I2+I3)으로 나누어 산출된다. 상기 각 구간의 피크 적분값(I1, I2, I3)은 상술한 식 1 내지 식 3을 통해 계산된다. 또한, 각 구간을 구분하는 기준점은 표준 크로마토그램 상의 특정 피크에 해당되는 특정 탄소사슬수를 의미하며, 상기 기준점은 클라이언트(260)에서 발생되는 이벤트에 의해 설정될 수 있다.
상기 측정 크로마토그램 DB(243)는 기체크로마토그래피 분석에 따른 분석대상물인 유류 오염물의 크로마토그램 정보를 저장한다. 상기 측정 크로마토그램 정보에는 상기 표준 크로마토그램 정보와 마찬가지로 각 유종의 시간에 따른 피크 변화 및 각 피크의 탄소사슬수 정보가 포함되어 있다. 상기 측정 크로마토그램 정보는 기체크로마토그래피 분석장치로부터 클라이언트(260)를 통해 입력, 저장될 수 있다.
상기 측정 백분율 DB(244)는 각 측정 크로마토그램에 대하여 기준점 설정에 따른 각 구간별 피크 적분값의 백분율 정보를 저장한다. 각 구간별 피크 적분값의 백분율은 각 구간의 피크 적분값(Im1, Im2, Im3)을 전체 구간의 피크 적분값(Im1+Im2+Im3)으로 나누어 산출된다. 상기 각 구간의 피크 적분값(Im1, Im2, Im3)은 상기 기준 백분율 정보에서와 마찬가지로 상술한 식 1 내지 식 3을 통해 계산된다. 또한, 각 구간을 구분하는 기준점은 측정 크로마토그램 상의 특정 피크에 해당되는 특정 탄소사슬수를 의미하며, 상기 기준점은 클라이언트(260)에서 발생되는 이벤트에 의해 설정될 수 있다.
상기 기준점설정-적분모듈(220)은 상기 유종분석서버(210)의 제어 하에 표준 크로마토그램 또는 측정 크로마토그램을 대상으로, 특정 크로마토그램을 기준점을 기준으로 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간별 피크 적분값을 계산함과 함께 각 구간별 피크 적분값의 백분율 정보를 산출하는 역할을 한다. 표준 크로마토그램의 경우 상기 기준점설정-적분모듈(220)에 의해 기준 백분율 정보가 산출되고, 측정 크로마토그램의 경우 상기 기준점설정-적분모듈(220)에 의해 표준 백분율 정보가 산출되며, 산출된 기준 백분율 정보와 측정 백분율 정보는 각각 기준 백분율 DB(242), 측정 백분율 DB(244)에 선택적으로 저장된다. 이 때, 상기 각 구간별 피크 적분값은 상술한 식 1 내지 식 3을 통해 산출될 수 있으며, 상기 식 1 내지 식 3은 상기 기준점설정-적분모듈(220) 내에 저장될 수 있다.
상기 매칭모듈(230)은 상기 유종분석서버(210)의 제어 하에 측정 백분율 DB(244)에 저장되어 있는 특정의 측정 백분율 정보를 상기 기준 백분율 DB(242)에 저장되어 있는 제반 기준 백분율 정보와 매칭하여 일치 여부를 판단하여 특정의 측정 크로마토그램에 대한 유종을 판별하는 역할을 한다. 기준 백분율 정보와 측정 백분율 정보는 각 구간별 피크 적분값의 백분율을 의미하는 바, 상기 매칭모듈(230)은 각 구간의 피크 적분값의 백분율을 각각 대비하여 일치 여부를 판단한다. 이 때, 기준 백분율 정보와 측정 백분율 정보의 대비에 있어서, 각 구간의 피크 적분값의 백분율이 10% 이내의 오차범위에 있는 경우 기준 백분율 정보와 측정 백분율 정보는 서로 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 상기 오차범위는 선택적으로 설정 가능하다.
상기 유종분석서버(210)는 인터페이스 모듈(250)을 매개로 클라이언트(260)와 통신연결관계가 설정되며, 상기 기준점설정-적분모듈(220) 및 매칭모듈(230)을 제어하여 표준 크로마토그램 정보 및 측정 크로마토그램 정보의 저장, 기준 백분율 및 측정 백분율의 산출과정, 기준 백분율 정보와 측정 백분율 정보의 매칭과정을 총괄적으로 제어하는 역할을 한다.
210 : 유종분석서버 220 : 기준점설정-적분모듈
230 : 매칭모듈 240 : DB 블록
241 : 표준 크로마토그램 DB 242 : 기준 백분율 DB
243 : 측정 크로마토그램 DB 242 : 측정 백분율 DB
250 : 인터페이스 모듈 260 : 클라이언트

Claims (9)

  1. 순수한 유종의 표준 크로마토그램을 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간의 피크를 적분하여 각 구간별 적분값을 산출하며, 각 구간별 적분값을 전체 구간의 적분값으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율을 산출하는 단계;
    유류 오염물을 대상으로 기체크로마토그래피를 실시하여 유류 오염물의 측정 크로마토그램을 생성하는 단계;
    상기 측정 크로마토그램을 상기 표준 크로마토그램과 동일하게 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간의 피크를 적분하여 각 구간별 적분값을 산출하며, 각 구간별 적분값을 전체 구간의 적분값으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 측정 백분율을 산출하는 단계; 및
    상기 측정 백분율과 기준 백분율을 대비하여 상기 유류 오염물의 유종을 판별하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 표준 크로마토그램 및 측정 크로마토그램의 복수의 구간은 복수의 기준점에 의해 구분되며, 상기 복수의 기준점은 복수의 서로 다른 탄소사슬수인 것을 특징으로 하는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 구간의 피크 적분값은 아래의 식을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법.
    식 :
    Figure 112014011857067-pat00008

    (Ca 및 Cb 는 서로 다른 탄소사슬수, t는 크로마토그램 상의 시간)
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 탄소사슬수는 순수한 유종 또는 유류 오염물에 포함되어 있는 유기화합물의 탄소사슬의 수인 것을 특징으로 하는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 휘발유, 등유, 경유 각각의 표준 크로마토그램에 대하여 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율을 산출하고, 유류 오염물의 각 구간별 피크 적분값의 측정 백분율을 산출하며, 측정 백분율과 기준 백분율을 대비하여 상기 유류 오염물의 유종을 판별하는 것을 특징으로 하는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 표준 크로마토그램 및 측정 크로마토그램의 복수의 구간은 복수의 기준점에 의해 구분되며, 상기 복수의 기준점은 복수의 서로 다른 탄소사슬수이며,
    상기 복수의 서로 다른 탄소사슬수는 C6, C8, C16, C25 인 것을 특징으로 하는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 표준 크로마토그램 및 측정 크로마토그램은 제 1 구간(C6∼C8), 제 2 구간(C8∼C16), 제 3 구간(C16∼C25)으로 구분되며,
    표준 크로마토그램 상에서의 상기 제 1 구간의 피크 적분값(I1), 제 2 구간의 피크 적분값(I2), 제 3 구간의 피크 적분값(I3)은 각각 아래의 식 1, 식 2, 식 3을 통해 계산되며,
    각 구간의 피크 적분값(I1, I2, I3)을 전체 구간의 피크 적분값(I1+I2+I3)으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율(I1/I1+I2+I3, I2/I1+I2+I3, I3/I1+I2+I3)이 산출되며,
    측정 크로마토그램 상에서의 상기 제 1 구간의 피크 적분값(Im1), 제 2 구간의 피크 적분값(Im2), 제 3 구간의 피크 적분값(Im3)을 계산하고, 각 구간의 피크 적분값(Im1, Im2, Im3)을 전체 구간의 피크 적분값(Im1+Im2+Im3)으로 나누어 각 구간별 피크 적분값의 측정 백분율(Im1/Im1+Im2+Im3, Im2/Im1+Im2+Im3, Im3/Im1+Im2+Im3)을 산출하며,
    상기 기준 백분율(I1/I1+I2+I3, I2/I1+I2+I3, I3/I1+I2+I3)과 측정 백분율(Im1/Im1+Im2+Im3, Im2/Im1+Im2+Im3, Im3/Im1+Im2+Im3)을 대비하여 유류 오염물의 유종을 판별하는 것을 특징으로 하는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법.
    식 1 :
    Figure 112014011857067-pat00009

    식 2 :
    Figure 112014011857067-pat00010

    식 3 :
    Figure 112014011857067-pat00011

  7. 제 1 항에 있어서, 상기 순수한 유종 또는 유류 오염물은 석유계 유기화합물 또는 비휘발성 유기화합물인 것을 특징으로 하는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석방법.
  8. 표준 크로마토그램 정보, 기준 백분율 정보, 측정 크로마토그램 정보 및 측정 백분율 정보를 저장하는 DB 블록;
    표준 크로마토그램 또는 측정 크로마토그램을 대상으로, 특정 크로마토그램을 복수의 기준점을 기준으로 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간별 피크 적분값을 계산함과 함께 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율 또는 각 구간별 피크 적분값의 기준 백분율을 산출하는 기준점설정-적분모듈;
    상기 DB 블록에 저장되어 있는 특정의 측정 백분율 정보를 상기 DB 블록에 저장되어 있는 제반 기준 백분율 정보와 매칭하여 일치 여부를 판단하여 특정의 측정 크로마토그램에 대한 유종을 판별하는 매칭모듈; 및
    상기 기준점설정-적분모듈 및 매칭모듈을 제어하여 표준 크로마토그램 정보 및 측정 크로마토그램 정보의 저장, 기준 백분율 및 측정 백분율의 산출과정, 기준 백분율 정보와 측정 백분율 정보의 매칭과정을 총괄적으로 제어하는 유종분석서버를 포함하여 이루어지며,
    상기 복수의 기준점은 복수의 서로 다른 탄소사슬수인 것을 특징으로 하는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 DB 블록은 표준 크로마토그램 DB, 기준 백분율 DB, 측정 크로마토그램, 측정 백분율 DB를 포함하여 구성되며,
    상기 표준 크로마토그램 DB는 유류 오염물을 이루는 제반 유종에 대한 기체크로마토그래피 분석에 따른 크로마토그램 정보를 저장하며,
    상기 기준 백분율 DB는 각 표준 크로마토그램에 대하여 기준점 설정에 따른 각 구간별 피크 적분값의 백분율 정보를 저장하며, 각 구간을 구분하는 기준점은 표준 크로마토그램 상의 특정 피크에 해당되는 특정 탄소사슬수이며,
    상기 측정 크로마토그램 DB는 기체크로마토그래피 분석에 따른 분석대상물인 유류 오염물의 크로마토그램 정보를 저장하며,
    상기 측정 백분율 DB는 각 측정 크로마토그램에 대하여 기준점 설정에 따른 각 구간별 피크 적분값의 백분율 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 기체크로마토그래피를 이용한 유종분석장치.
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