KR101754703B1 - 금아말감-원자흡수분광법을 이용한 해양시료 내의 메틸수은 분석법 - Google Patents
금아말감-원자흡수분광법을 이용한 해양시료 내의 메틸수은 분석법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 메틸수은의 분석대상물이 되는 시료에 산을 첨가하여 교반 및 혼합시키는 시료의 전처리 단계, 전처리를 거친 시료에 톨루엔을 첨가하여 메틸수은을 톨루엔과 함께 추출하는 단계, 추출된 톨루엔층에 L-시스테인 용액을 첨가하여 톨루엔층으로부터 메틸수은을 역추출하는 단계, 역추출된 시료액을 금아말감-원자흡수분광분석기로 투입하여 메틸수은의 농도를 정량 분석하는 단계를 거치도록 하되, 시료의 전처리 단계를 수행하기 이전에 해당 시료를 동결건조시켜 시료중에 포함된 수분함량의 최소화 및 시료의 균질화를 수행토록 함으로서, 기존에 생체시료만으로 한정되었던 분석대상을 고함수비의 퇴적물 시료까지 폭넓게 적용시킬 수 있고, 분석기로 시료액을 투입시키기 이전에 수행되었던 별도의 건조단계를 생략시키는 한편, 분석기 내에서의 시료액의 열분해 온도를 680~720℃ 수준으로 낮추어 메틸수은의 불필요한 증발 및 고온 산화 등에 따른 분석오차를 최대한으로 줄일 수 있으며, 1회의 분석에 요구되는 시료의 양을 최소화시켜 동일한 시료로 보다 많은 횟수의 분석실험이 가능토록 하고, 퇴적물 시료와 생체시료의 전처리에 부식성과 위험성이 비교적 낮은 6M 염산과 브롬화수소산의 적용이 가능토록 하였으며, 실험에 사용되는 초자기구는 질산과 금(Au)용액으로 순차 세척한 뒤 증류수로 최종 세척시킴으로서, 초자기구의 표면에 존재할 수 있는 미량의 수은성분까지 제거하여 측정데이터의 신뢰도를 보다 크게 향상시킬 수 있도록 한 금아말감-원자흡수분광법을 이용한 해양시료 내의 메틸수은 분석법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 해양시료 내의 메틸수은을 신속하게 분석하기 위하여 시료 전처리 이전에 해당 시료를 동결건조하여 수분을 제거하고, 시료의 균질화 과정을 통하여 해양생물을 이용한 생체시료 뿐만 아니라 해저퇴적물을 포함한 퇴적물 시료에 이르기까지 그 분석대상을 폭넓게 확보하고자 한다.
본 발명의 분석절차를 요약하면, 해당 시료에 6M 염산(퇴적물 시료)과 브롬화수소산(생체시료)을 첨가하여 시료 내 무기수은을 일차적으로 제거하고, 톨루엔을 이용하여 메틸수은만을 추출한 다음, L-시스테인 용액을 이용하여 톨루엔층으로부터 메틸수은을 다시 역추출한 다음 톨루엔층이 제거된 시료액을 확보하며, 해당 시료액은 금아말감-원자흡수분광법을 이용한 DMA-80(Direct Mercury Analyzer) 수은 분석기로 시료내의 메틸수은을 신속하게 분석하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 중금속은 비중이 4 내지 5 이상인 모든 금속류를 총칭하는 것으로서, 인간의 생존에 필요한 필수 금속과 그렇지 않은 금속으로 구분되는 바, 아연이나 철 또는 구리와 코발트 등과 같이 생물체가 정상적인 생리기능을 유지하기 위하여 필요한 금속을 필수 중금속이라 하며, 수은이나 납 또는 카드뮴 등과 같이 생물체의 정상적인 생리기능에 유해한 영향을 미치는 환경 공해 물질을 유해 중금속이라 지칭한다.
상기와 같은 각종 유해 중금속 중 수은은 자연계에서 화학적 형태에 따라 원소상태의 수은(Hg0), 무기수은(HgCl2), 유기수은(CH3HgCl)의 세 가지 형태로 존재하며, 어느 한 가지의 형태로만 존재하지 않고 자연계에서 순환과정을 거쳐 존재하는 형태가 바뀔 수 있다.
수은화합물 중 유기수은은 대기 중의 원소상태의 수은이 수계로 유입되어 퇴적물 중 황 환원성 박테리아에 의해 메틸수은으로 변환 및 생성되고, 이후 플랑크톤 등의 먹이사슬을 통해 흡수되며, 흡수된 메틸수은은 생체 내 단백질과 강한 결합을 통하여 생물농축(Bioaccumulation) 현상이 발생하고, 최종적으로 먹이사슬 상위를 차지하는 대형 어류에는 높은 농도의 메틸수은이 존재한다.
해양생물의 체내에 주로 존재하고 있는 메틸수은은 섭취에 따라 인체의 중추신경계와 심장혈관계 등의 주요기관에 손상을 가하는 독성 물질이며 특히, 신경계통의 발달이 이루어지는 태아나 유아들에게 더 심각한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
이에 따라, 미국 FDA(Food and Drug Administration: 식품의약청) 및 EPA (Environmental Protection Agency: 환경보호국)에서는 임신의 가능성이 있거나 현재 임신 중인 여성과 수유 중인 여성 및 유아들은 특정 종류의 생선 섭취를 피할 것을 권고하고 있는 바, 이와 같이 어패류 등이 포함된 주변 환경의 생명체에서 일어나는 메틸수은의 축적은 국민 전반의 건강과 직결되는 중대한 사안이므로 각 나라별로 이에 대한 꾸준하고 면밀한 감시 및 대처가 수행되어져 오고 있다.
상기와 같은 수은의 독성은 유기 또는 무기의 화학적 형태에 의하여 결정되므로, 그 독성의 정확한 평가를 위해서는 각종 해양생물의 체내에 축적된 메틸수은의 정량 분석이 필요하며, 이에 일본 국립미나마타병 연구소에서는 디티존추출법(Dithizone Extraction)을 이용하고 있고, 미국 EPA에서는 증류법(EPA-1630)을 이용하고 있으며, 우리나라의 환경부 및 식약처에서는 미국 EPA-1630 분석방법을 응용한 메틸수은의 정량 분석을 행하고 있다.
상기 디티존추출법에 사용되는 분석기기는 기체크로마토그래피-전자포획감지(GC-ECD: Gas chromatography-electron capture detection) 방식이 적용되는 것으로서, 상기 GC-ECD 방식은 식품의약품안전청의 식품 공전(7.1.2.7. 메틸수은)과 국제 공인 시험법인 AOAC(Association of Official Analytical Chemists)에서 메틸수은의 분석 방법으로 규정하고 있다.
상기 GC-ECD 방식에 따른 유기(메틸)수은 성분의 전자포획 및 감지원리는 시료와 접촉이 없을 경우 삼중수소(H-3)나 방사성 니켈에 의하여 생성된 β선이 운반기체인 질소가스(N2)의 이온화로 생성된 전자에 의하여 고정된 전압을 유지하고, 시료와의 접촉시에는 전자를 빼앗김에 따라 발생되는 전류의 감소를 측정하는 것인 바, 염분의 함량이 높은 어패류의 분석시에는 전기음성도가 높은 염화이온에 의하여 비선택적으로 감응할 수 있으므로, 해양생물 시료 자체가 해당 방식의 매질효과(Matrix effect)에 매우 취약하다는 단점이 있다.
다른 한편으로, 미국 EPA-1630 방식에 사용되는 분석기기는 기체크로마토그래피-냉증기원자형광광도법(GC-CVAFS: Gas chromatography-cold vapor atomic fluorescence spectroscopy)이 적용되고 있으며, 해당 방식의 경우도 실제의 분석과정이 상당히 복잡하고 어려우며, 시료의 전처리로부터 분석에 이르기까지 상당한 시간이 소요되고, 별도의 증류장치가 추가로 필요할 뿐만 아니라, 매질의 간섭이나 pH 변화 등에 따른 유도체화의 어려움 등이 수반되므로 실험결과의 정확성 및 재현성이 떨어지는 단점이 있었다.
상기와 같은 기존 방식의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 생체 시료에 염산을 가하여 시료의 소화액을 얻는 전처리 단계; 유기 용매를 소화액에 가하여 분석대상물을 유기층으로 분획하는 추출단계; 추출된 유기층에 티올 화합물의 수용액을 가하여 분석대상물을 티올 화합물층으로 분획하는 역추출 단계; 티올 화합물층에 포함된 분석대상물을 열분해하는 단계; 열분해된 분석대상물을 산소 분위기 하에서 금속 촉매와 접촉시켜 증기를 얻은 다음, 금 포집자와 접촉시켜 금아말감을 형성하는 단계; 아말감화된 금 포집자를 가열하여 생성된 증기에 수은 원자의 흡수 파장대에 해당하는 빛을 조사하는 원자흡수 분광분석 단계를 순차적으로 거치도록 한 금아말감화-원자흡수분광법을 이용한 생체 시료내의 유기수은 분석방법이 대한민국 등록특허 제 10-1306929호에 기재되어 알려져 있다.
상기와 같은 종래의 금아말감화-원자흡수분광법을 이용한 생체 시료내의 유기(메틸)수은 분석방법에 따르면, 매질에 의한 분광학적인 방해 요인을 단계적으로 제거할 수 있으므로, 매질의 간섭이 비교적 심한 GC-ECD 방식보다 신뢰할 수 있는 결과의 도출이 가능하고, 검출 한계를 세밀하게 하여 GC-CVAFS 방식보다 정확하고 재현성 있는 측정이 가능하며, 원자흡수분광법의 단순한 스펙트럼을 이용할 수 있고, 건조 및 탄화 등의 작동조건 변경 또한 용이하므로 분석 시간을 단축시킬 수 있는 장점을 제공한다.
그러나, 종래의 금아말감화-원자흡수분광법을 이용한 생체 시료내의 유기(메틸)수은 분석방법은 분석대상물이 되는 시료의 수분을 사전에 제거하지 않은 상태에서 시료의 전처리를 수행하였기 때문에, 수분 함량이 상대적으로 높지 않은 생체 시료에 대한 분석은 가능하였으나, 해양생물과 함께 유기(메틸)수은의 분석이 반드시 수행되어야 할 해저퇴적물의 경우는 90% 이상이 되는 높은 함수비로 말미암아 시료로 채택 및 분석할 수 없는 문제점이 있었다.
특히, 생체시료의 소화단계로부터 유기용매 추출단계 및 티올 화합물 역추출단계를 거쳐 메틸수은이 포함된 시료액을 얻어낸 다음, 해당 시료액을 분석기로 투입시키기 이전에 시료액에 포함된 분석대상물의 수분을 300℃에서 일차 건조시켜야 함은 물론이고, 분석기의 내부에서도 850℃의 고온 조건으로 시료의 열분해 과정을 거쳐야 함으로서, 시료액의 건조 및 열분해 도중에 메틸수은의 불필요한 증발 및 산화가 유발되어 분석오차를 초래하는 문제점이 있었다.
또한, 수분의 제거 및 균질화를 수행하지 아니한 상태의 생체시료를 사용함에 따라 1회의 분석에 요구되는 생체시료의 량이 5 g 정도로 비교적 많게 됨으로서, 동일량의 시료를 기준으로 분석실험이 가능한 횟수가 줄어들 뿐만 아니라, 생체시료가 오염되지 않도록 시료를 절단 및 취급하는 과정 역시 매우 까다로운 문제점이 있었으며, 시료의 소화액을 얻어내는 전처리 단계에서도 부식성이 매우 강하여 취급에 주의가 요구되는 35~40% 농도의 진한 염산이 사용되어야 하므로 작업자의 안전에 위험요소가 되는 문제점이 있었다.
다른 한편으로, 종래의 메틸수은 분석방법에 있어, 분석실험에 사용되는 초자기구(硝子器具, Laboratory glassware: 유리로 만든 실험기구), 예를 들어 피펫(Pipet) 등의 표면에도 미량이기는 하지만 수은 성분이 존재할 수 있음에도 불구하고 이를 완벽하게 제거하지 않은 상태에서 분석실험을 수행함에 따라 초자기구의 표면에 존재하였던 수은 성분이 시료에 가해져 최종 분석결과의 오차를 더욱 증대시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 분석대상물이 되는 시료에 산(酸)을 첨가하여 교반 및 혼합시키는 시료의 전처리 단계와, 전처리를 거친 시료에 톨루엔을 첨가하여 메틸수은을 톨루엔과 함께 추출하는 단계와, 추출된 톨루엔층에 L-시스테인 용액을 첨가하여 톨루엔층으로부터 메틸수은을 역추출하는 단계와, 톨루엔층이 제거된 시료액을 금아말감-원자흡수분광분석기로 투입하여 메틸수은의 정량을 분석하는 단계를 거치도록 하되, 시료의 전처리 단계를 수행하기 이전에 해당 시료를 동결건조시켜 시료중에 포함된 수분의 최소화 및 균질화를 수행토록 함으로서, 기존에 생체시료만으로 한정되었던 분석대상을 고함수비의 퇴적물 시료까지 폭넓게 적용시킬 수 있고, 분석기로 시료액을 투입시키기 이전에 수행되었던 별도의 건조단계를 생략시키는 한편, 분석기 내에서의 시료액의 열분해 온도를 680~720℃ 수준으로 낮추어 메틸수은 성분의 불필요한 증발 및 고온 산화 등에 따른 분석오차를 최대한으로 줄일 수 있으며, 1회의 분석에 요구되는 시료의 양을 최소화시켜 동일한 시료로 보다 많은 횟수의 분석실험이 가능토록 하고, 퇴적물 시료와 생체시료의 전처리에 부식성과 위험성이 비교적 낮은 6M 염산과 브롬화수소산의 적용이 가능토록 하며, 실험에 사용되는 초자기구는 질산과 금(Au)용액으로 순차 세척한 뒤 증류수로 최종 세척시킴으로서, 초자기구의 표면에 존재할 수 있는 미량의 수은성분까지 제거하여 측정데이터의 신뢰도를 보다 더 크게 향상시킬 수 있도록 한 금아말감-원자흡수분광법을 이용한 해양시료 내의 메틸수은 분석법을 제공하는 것이 그 주된 기술적 과제이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 분석시료가 되는 소량의 해저퇴적물을 동결건조 처리하여 시료중에 포함된 수분을 사전에 미리 제거시키는 시료의 동결건조 및 균질화 단계와, 상기 동결건조 및 균질화를 거친 퇴적물 시료 1±0.2 g을 6M 염산 10±0.5 ㎖와 함께 50 ㎖ 용량의 테플론 코니칼 용기에 투입하여 교반 및 혼합시킨 다음, 3000~3500 rpm으로 10~20분간 원심분리시켜 무기수은 등이 포함된 상등액을 제거하는 전처리 단계와, 상기 전처리 단계를 거쳐 상등액이 제거된 퇴적물 시료에 톨루엔 15±0.5 ㎖를 첨가하여 교반 및 혼합시킨 다음, 3000~3500 rpm 조건으로 5~15분간 원심분리시킴으로서 퇴적물 시료로부터 메틸수은이 포함된 톨루엔층을 상등액으로 추출하는 톨루엔 추출단계와, 상기 톨루엔 추출단계를 거쳐 상등액으로 추출된 톨루엔층을 피펫으로 포집하여 또 다른 코니칼 용기로 투입시킨 다음, 포집된 톨루엔층에 1±0.2%의 L-시스테인 용액 3±0.5 ㎖를 첨가하여 교반 및 혼합시키고, 3000~3500 rpm 조건으로 5~15분간 원심분리시킴으로서 톨루엔층으로부터 메틸수은을 역추출하는 L-시스테인 역추출 단계와, 상기 L-시스테인 역추출 단계를 거쳐 상등액으로 분리된 톨루엔층을 일차 제거한 후, 메틸수은이 포함된 L-시스테인 시료액 200±20 ㎕를 피펫으로 포집하여 금아말감-원자흡수분광분석기로 투입시킴으로서 메틸수은의 정량을 최종 분석하는 정량분석단계를 거쳐서 이루어지며, 상기 정량분석단계는, 금아말감-원자흡수분광분석기의 가열분해로 내부에 L-시스테인 시료액을 투입하여 680~720℃의 온도조건하에서 2~4분간 열분해시키고, 이어 1분 동안 99.999% 순도의 산소 기류로 열분해된 시료액 증기를 금아말감 생성기로 이동시킴으로서 메틸수은의 아말감화를 유도한 다음, 이를 가열블록의 셀 내부로 유입시켜 880~920℃의 온도로 2~3초간 순간적인 열을 가함으로서 금아말감으로부터 메틸수은 성분을 탈착시키는 한편, 수은 원자의 흡수 파장대에 해당하는 빛을 조사하여 발생한 스펙트럼을 관측하는 방식으로 수행됨을 특징으로 한다.
다른 한편으로, 분석시료가 되는 해양생물의 생체 부위를 소정의 크기로 절단하여 이를 동결건조 처리함으로서 생체시료중에 포함된 수분의 제거 및 조직의 균질화를 행하는 시료의 동결건조 및 균질화 단계와, 상기 동결건조 및 균질화를 거친 생체시료 0.5±0.1 g을 45~50% 농도의 브롬화수소산 10±0.5 ㎖와 함께 50 ㎖ 용량의 테플론 코니칼 용기에 투입하여 4~6분간 교반 및 혼합시키는 전처리 단계와, 상기 전처리 단계를 거친 생체시료에 톨루엔 10±0.5 ㎖를 첨가하여 교반 및 혼합시킨 다음, 3000~3500 rpm 조건으로 5~15분간 원심분리시킴으로서 메틸수은이 포함된 톨루엔층을 상등액으로 추출하는 톨루엔 추출단계와, 상기 톨루엔 추출단계를 거쳐 상등액으로 추출된 톨루엔층을 피펫으로 포집하여 또 다른 코니칼 용기로 투입시킨 다음, 포집된 톨루엔층에 1±0.2%의 L-시스테인 용액 2±0.2 ㎖를 첨가하여 교반 및 혼합시키고, 3000~3500 rpm 조건으로 5~15분간 원심분리시킴으로서 톨루엔층으로부터 메틸수은을 역추출하는 L-시스테인 역추출 단계와, 상기 L-시스테인 역추출 단계를 거쳐 상등액으로 분리된 톨루엔층을 일차 제거한 후, 메틸수은 성분이 포함된 L-시스테인 시료액 200±20 ㎕를 피펫으로 포집하여 금아말감-원자흡수분광분석기로 투입시킴으로서, 앞서 설명되어진 것과 동일한 방식으로 메틸수은의 정량을 최종 분석하는 정량분석단계를 순차적으로 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 톨루엔 추출단계에 해당하는 톨루엔의 첨가 및 원심분리로부터 해당 단계의 직후에 수행되는 톨루엔층의 포집에 이르기까지의 과정을 최소 3회에서 최대 7회까지 반복 수행하되, 각각의 원심분리 작업후 최소 30분간 코니칼 용기를 정치시켜 상등액의 거품층을 소멸시킨 상태에서 톨루엔층을 포집하는 방식으로 수행됨을 특징으로 한다.
추가적인 사항으로서, 상기 시료의 동결건조 및 균질화 단계 이전 또는 해당 단계를 수행하는 시점과 동시에 실험에 사용되는 초자기구를 세척하는 세척단계가 수행되며, 상기 세척단계는, 2±0.5%의 질산 용액에 초자기구를 24시간 동안 침지시키는 산세척 단계와, 1±0.2%의 금(Au)용액에 초자기구를 10~20분간 침지시키는 금용액 세척단계와, 증류수를 이용하여 초자기구를 최소 3회 이상 반복 세척하는 수세척 단계를 순차적으로 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 시료의 전처리 단계를 수행하기 이전에 해당 시료를 동결건조시켜 시료중에 포함된 수분을 제거함으로서, 기존에 생체시료만으로 한정되었던 메틸수은의 분석대상을 고함수비의 해저퇴적물 시료까지 폭넓게 적용시킬 수 있는 효과를 제공하며, 분석기로 시료액을 투입시키기 이전에 분석대상물의 수분을 제거하기 위하여 수행되었던 별도의 건조단계를 생략시키는 한편, 분석기 내에서의 시료액의 열분해 온도를 680~720℃ 수준으로 낮추어 메틸수은의 불필요한 증발 및 고온 산화 등에 따른 분석오차를 최대한으로 줄일 수 있는 효과를 제공한다.
이와 더불어, 동결건조 처리에 의한 시료 조직의 균질화를 통하여 첨가약품에 대한 시료의 반응성을 한층 더 증대시킬 수 있음에 따라, 1회의 분석에 요구되는 시료의 양을 0.5 g(생체시료)과 1 g(퇴적물 시료) 정도로 최소화시키더라도 요구하는 수준의 분석실험이 가능한 효과를 제공하며, 이는 동일한 량의 생체시료를 기준으로 하여 종래의 유기(메틸)수은 분석방법보다 최대 10배 정도 많은 횟수의 분석실험이 가능한 경제적인 장점을 제공하는 것이다.
또한, 동결건조 처리된 생체시료 또는 퇴적물 시료로부터 분석실험에 요구되는 양만큼을 손쉽게 떼어내어 사용할 수 있고, 시료의 추가적인 오염이나 변질이 없는 용이한 취급 및 관리가 가능한 효과를 제공하며, 시료의 전처리에 35~40%의 고농도 염산을 적용하는 대신 이보다 부식성과 위험성이 비교적 낮은 6M 염산(퇴적물 시료)과 브롬화수소산(생체시료)의 적용이 가능토록 함으로서 작업자에게 보다 안전한 실험환경을 제공하는 효과가 있다.
추가적인 사항으로서, 분석실험에 사용되는 초자기구를 2% 농도의 질산 용액으로 1차 세척하여 그 표면의 각종 이물질을 제거하고, 해당 초자기구를 1% 농도의 금(Au)용액으로 2차 세척하여 초자기구의 표면에 존재할 수 있는 미량의 수은성분까지 완벽하게 제거한 다음, 3차 증류수를 이용한 최종 수세척 단계를 거치도록 함으로서, 초자기구의 표면에 존재하였던 수은 성분이 시료에 가해져 최종 분석결과에 오차를 발생시키는 또 다른 요인을 미연에 차단시킴에 따라 측정데이터의 신뢰도를 보다 더 크게 향상시킬 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 제공하는 것이다.
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세부적인 조건 및 실험과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 메틸수은 분석방법에 사용되는 실험기구로서는, 분석대상물이 되는 시료 및 첨가약품으로서의 시약을 혼합시키기 위한 50 ㎖ 용량의 테플론 코니칼 용기와, 해당 용기로 투입된 시료와 시약의 교반 및 원심분리를 위한 교반기(Shaker) 및 원심분리기와, 분석에 필요한 시료의 양을 정확하게 측정할 수 있는 디지털식 분석저울과, 상등액의 제거 및 시료액의 포집을 위한 피펫 등을 포함하여서 이루어진다.
그리고, 메틸수은의 정량 분석에 사용되는 금아말감-원자흡수분광분석기는 DMA-80(Direct Mercury Analyzer)의 수은분석기(Milestone, Italy)를 채택하였고, 해당 분석기에 적용되는 산소기류의 조성에는 순도 99.999% 이상의 등급을 가지는 산소가스를 사용하였으며, 실험실에는 고효율 입자여과(HEPA: Highly Efficient Particulate Air-filter) 시설과 수평기류(Laminar flow) 장치를 두어 청정조건을 유지토록 하였다.
이와 더불어, 시료와 접촉하는 모든 실험기구는 불순물의 유입이나 혼입을 차단시킬 수 있도록 표면세척 및 정화처리를 거쳐 사용토록 하되, 피펫 등을 포함하는 각종 초자기구는 시약으로 시판되는 질산용액과 금(Au)용액으로 순차 세척한 뒤, 증류수로 최종 세척시킴으로서, 초자기구의 표면에 존재할 수 있는 미량의 수은 성분까지 완벽하게 제거토록 하는 것이 가장 바람직하다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 초자기구의 세척단계는, 2%의 질산용액에 초자기구를 최소 24시간 이상 침지시키는 산세척 단계와, 1%의 금용액에 초자기구를 10~20분간 침지시키는 금용액 세척단계와, 증류수를 이용하여 초자기구를 최소 3회 이상 반복 세척하는 수세척 단계를 순차적으로 거쳐서 이루어지며, 이러한 세척단계를 거친 초자기구는 마개로 단단히 봉한 후 지퍼백에 넣어 실험전까지 보관함으로서 외부로부터의 추가오염을 차단시키도록 한다.
상기 세척단계에 적용되는 질산용액과 금용액의 농도는 초자기구의 표면에 부착된 각종 이물질과 수은 성분을 경제적으로 제거할 수 있는 최적 농도이며, 해당 농도조건을 기준으로 질산의 경우 ±0.5%, 금(Au)용액의 경우 ±0.2%의 허용범위를 둘 수 있으나, 가급적 앞서 지정된 최적 농도조건에 맞추어 수행하는 것이 바람직하고, 각각의 세척단계에 적용되는 처리시간은 질산과 금(Au)용액 농도의 허용범위를 감안하여 실질적인 표면처리에 요구되는 범위를 지정한 것이며, 상기 질산은 초고순도(Ultrapure) 60%의 독일 Merck사 시약이 사용되었고, 상기 증류수는 최소 3차의 증류과정을 거친 초순수를 사용하였다.
상기와 같은 사전준비 과정이 모두 완료된 이후에 본 발명에 따른 메틸수은 분석방법의 실질적인 절차가 수행되며, 그 중 첫 번째의 단계로서 분석대상물이 되는 해저퇴적물 및 어패류 등의 해양생물을 공지된 실험실 전용의 소형 동결건조장치의 내부로 투입하여 시료의 수분 함량을 최대 1% 미만으로 낮추어 주는 동시에, 시료의 전반에 걸쳐 수분 함량을 균질화시키는 시료의 동결건조 및 균질화 단계가 수행되며, 필요시 앞서 설명된 초자기구의 세척단계를 본 단계와 동시에 수행할 수도 있다.
상기 동결건조 처리에 적용되는 시료의 양은 해저퇴적물의 경우 10~20g 내외의 무게로 하여 동결건조기로 투입시키고, 해양생물의 경우는 근육이나 피부 또는 내장 등과 같은 생체조직을 동결건조기로 투입시킴으로서, 1회의 동결건조 처리를 통하여 5~10회 정도의 분석작업을 수행할 수 있을 정도의 시료를 신속하게 확보토록 하는 것이 경제적이며, 불필요하게 많은 량의 시료를 한꺼번에 동결건조시키는 것은 시료의 보관 및 취급에 있어 바람직하지 못하다고 볼 수 있다.
상기와 같은 동결건조 및 균질화 처리를 거친 시료에 6M 염산(퇴적물 시료) 또는 브롬화수소산(생체시료)을 가하여 무기수은 성분을 제거하는 전처리 단계와, 톨루엔을 이용하여 메틸수은을 추출하는 추출단계와, L-시스테인 용액을 이용하여 톨루엔층으로부터 메틸수은을 역추출하는 역추출 단계와, 상등액으로서의 톨루엔층이 제거된 시료액을 DMA-80 수은 분석기로 투입하여 시료액에 포함된 메틸수은의 정량을 측정하는 분석단계를 순차적으로 거치게 된다.
상기 각각의 단계를 설명하는 과정에서 언급되어질 시료의 양과 시약의 첨가양, 시료와 시약의 교반 및 원심분리 조건, 상등액의 제거 및 포집조건, DMA-80 수은 분석기의 가동조건 등은 동결건조 처리된 각 시료내의 메틸수은을 분석하는 데 있어 가장 경제적이고 합리적인 수준으로 최적화된 표준정량 및 표준조건이라 할 수 있다.
따라서, 이후의 청구범위에 기재된 수치한정의 범위는 각 단계별로 최적화된 표준정량 및 표준조건으로부터 상한치와 하한치로 허용이 가능한 범위가 됨을 서두에서 미리 밝혀두는 바이며, DMA-80 수은분석기를 이용한 메틸수은의 분석단계를 제외한 나머지 이전의 단계는 동결건조 처리된 퇴적물 시료와 생체시료별로 각각의 처리과정이 다소 상이하므로, 퇴적물 시료와 생체시료를 구분하여 각 단계별로 설명코자 한다.
먼저, 동결건조된 퇴적물 시료의 전처리 단계는, 분석저울을 이용하여 해당 시료의 무게를 1 g으로 정확히 달아 6M 염산(HCl) 10 ㎖와 함께 50 ㎖ 용량의 테플론 코니칼 용기에 투입한 다음, 교반기를 이용하여 시료와 시약을 5분간 강하게 교반 및 혼합시키고, 그 직후 코니칼 용기를 원심분리기에 장착하여 3200 rpm 조건으로 15분간 원심분리시키는 과정으로 수행된다.
상기와 같은 과정을 거치게 되면, 퇴적물 시료로부터 무기수은 등이 포함된 소화액이 상등액 형태로 분리되므로, 이를 피펫으로 포집 및 제거토록 하며, 본 단계에 사용되는 6M 염산은 초고순도(Ultrapure) 30%의 독일 Merck사 염산 61.8 ㎖를 정확히 취한 다음, 이를 초순수에 넣어 100 ㎖로 맞춘 것이며, 상기 교반기는 실험실용으로 제작된 소형의 휴대용 교반기(Portable shaker)가 바람직하고, 필요시 진동교반기가 사용될 수도 있으며, 상기 원심분리기는 수개 내지 수십 개의 코니칼 용기를 동시에 장착시킬 수 있는 소형의 의료용 원심분리기를 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 전처리 단계를 거친 후에는, 상등액이 제거된 퇴적물 시료에 톨루엔(Toluene) 15 ㎖를 첨가한 다음, 교반기를 이용하여 시료와 시약을 5분간 강하게 교반 및 혼합시키고, 그 직후 해당 코니칼 용기를 원심분리기에 다시 장착하여 3200 rpm 조건으로 10분간 원심분리시킴으로서, 퇴적물 시료로부터 메틸수은이 포함된 톨루엔층을 상등액으로 추출하는 톨루엔 추출단계를 거치게 된다.
상기 톨루엔은 독일 Merck사에서 상표명 엠슈어(Emsure)로 시판되는 용매 제품을 사용하였으며, 상기 원심분리기는 전처리 단계에서 사용된 것과 동일한 것이고, 상기 교반기는 전처리 단계에 사용된 것으로부터 교반용 임펠러(Impeller) 부분을 새것으로 교체한 것이나, 전처리 단계시의 이물질 등이 부착되지 아니한 다른 교반기를 사용하는 것이 바람직하다.
다시 말해서, 전처리 단계에서 퇴적물 시료를 6M 염산과 혼합시키는 데 사용된 교반기를 본 단계에서 그대로 사용할 경우, 전처리 단계에서 교반기에 묻은 이물질이 혼입(混入)될 수 있으므로, 이를 방지토록 한다는 것이며, 동일한 관점에서 각 단계별 상등액의 추출 및 포집에도 서로 다른 피펫을 사용하여 각 단계별 추출액이 불필요하게 혼입되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 톨루엔 추출단계를 거친 후에는, 상등액으로 추출된 톨루엔층을 피펫으로 포집하여 또 다른 코니칼 용기로 투입시키고, 해당 용기의 내부로 1%의 L-시스테인(L-Cysteine) 용액 3 ㎖를 투입 및 첨가한 다음, 교반기를 이용하여 5분간 강하게 교반 및 혼합시키고, 그 직후 해당 코니칼 용기를 원심분리기에 다시 장착하여 3200 rpm 조건으로 10분간 원심분리시킴으로서, 톨루엔층으로부터 메틸수은을 역추출하는 L-시스테인 역추출 단계를 거치게 된다.
본 단계에 사용되는 L-시스테인 용액은, L-시스테인(≥98%, anhydrous, SIGMA-ALDRICH) 1 g, 황산나트륨(Anhydrous, Merck) 12.5 g, 아세트산나트륨(≥99%, anhydrous, SIGMA-ALDRICH) 0.775 g을 정확히 취한 다음, 이를 초순수에 넣어 100 ㎖로 맞춘 것이며, 본 단계를 거쳐 상등액으로 역추출된 톨루엔층을 1차 제거한 후, 메틸수은이 포함된 L-시스테인 시료액 200 ㎕를 피펫으로 정확히 취하여 DMA-80 수은분석기로 투입시킴으로서 메틸수은의 농도를 최종 분석하는 정량분석단계를 거치게 되면, 퇴적물 시료에 대한 메틸수은 분석방법이 완료된다.
상기와 같이 DMA-80 수은분석기를 이용한 메틸수은의 정량분석단계는, 금아말감-원자흡수분광분석기의 가열 및 분해로 내부에 L-시스테인 시료액을 투입하여 700℃의 온도조건하에서 3분간 열분해시키고, 이어 1분 동안 99.999% 순도의 산소 기류로 열분해된 시료액의 증기를 금아말감 생성기로 이동시킴으로서 메틸수은의 아말감화를 유도한 다음, 이를 가열블록의 셀 내부로 유입시켜 900℃의 온도로 2~3초간 순간적인 열을 가함으로서 금아말감으로부터 메틸수은 성분을 탈착{脫着: 흡착된 물질이 흡착 계면(界面)으로부터 떨어지도록 함}시키는 한편, 수은 원자의 흡수 파장대에 해당하는 빛을 조사하여 발생한 스펙트럼을 관측하는 과정으로 수행된다.
본 단계의 전반적인 과정 자체는 선행기술문헌의 명세서 및 도면에 기재된 내용과 유사하게 이루어지기는 하지만, 해양퇴적물 시료의 동결건조 처리를 수행함에 따라 L-시스테인 역추출 단계와 정량분석단계의 사이에 시료액 중에 포함된 분석대상물을 300℃ 정도의 온도로 건조시키는 과정이 생략되는 한편, DMA-80 수은분석기 내부에서의 열분해 온도를 700℃ 수준으로 낮추더라도 메틸수은의 증발 및 금-아말감화가 가능토록 한 것에 그 특징이 있으며, 시료액을 가열분해로의 내부로 투입시키기 이전에 1분 30초 정도의 시간을 두고 일정한 온도구배로 700℃ 수준까지 가열분해로의 내부온도를 미리 상승시켜 두는 것이 바람직하다.
상기와 같은 퇴적물 시료내의 메틸수은 분석방법과는 별도로 생체시료 내의 메틸수은을 분석하는 방법으로서, 동결건조된 생체시료의 전처리 단계는, 분석저울을 이용하여 해당 시료의 무게를 0.5 g으로 정확히 달아 48% 농도의 브롬화수소산(Hydrobromic acid: ACS, SIGMA-ALDRICH) 10 ㎖와 함께 50 ㎖ 용량의 테플론 코니칼 용기에 투입한 다음, 교반기를 이용하여 시료와 시약을 5분간 강하게 교반 및 혼합시키는 과정으로 수행되며, 생체시료의 전처리 단계에서는 퇴적물 시료와는 달리 원심분리 및 상등액의 제거과정을 거치지 아니한다.
또한, 생체시료의 톨루엔 추출단계는, 전처리 단계를 거친 생체시료에 톨루엔 10 ㎖를 첨가한 다음, 교반기를 이용하여 시료와 시약을 5분간 강하게 교반 및 혼합시키고, 그 직후 해당 코니칼 용기를 원심분리기에 장착하여 3200 rpm 조건으로 10분간 원심분리시키는 과정으로 수행하되, 톨루엔의 첨가 및 원심분리로부터 해당 단계의 직후에 수행되는 톨루엔층의 포집에 이르기까지의 과정을 최소 3회에서 최대 7회까지 반복 수행하는 것이 바람직하다.
다시 말해서, 생체시료의 경우는 퇴적물 시료와는 달리 세포조직으로 이루어져 있기 때문에, 1회의 톨루엔 추출시 메틸수은 성분의 약 80% 정도만이 포집되므로, 톨루엔의 첨가 및 원심분리로부터 해당 단계의 직후에 수행되는 톨루엔층의 포집에 이르기까지의 과정을 최소 3회 이상 반복 수행함으로서, 메틸수은의 전량 포집이 가능토록 한다는 것이며, 각각의 원심분리 작업후 최소 30분간 코니칼 용기를 정치(定置: 일정한 곳에 놓아둠)시켜 상등액의 거품층을 소멸시킨 상태에서 톨루엔층을 포집하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 방식으로 3회 내지 7회 정도의 톨루엔 추출단계를 거쳐 추출된 톨루엔층을 피펫으로 포집하여 또 다른 코니칼 용기에 모아둔 다음, 해당 톨루엔층에 1%의 L-시스테인 용액 2 ㎖를 첨가하여 교반기로 5분간 강하게 교반 및 혼합시키고, 3200 rpm 조건으로 10분간 원심분리시킴으로서 톨루엔층으로부터 메틸수은을 역추출하는 L-시스테인 역추출 단계 및 DMA-80 수은분석기를 이용한 메틸수은의 정량분석단계를 거침으로서, 생체시료에 대한 메틸수은의 분석방법이 완료되는 것이며, 상기 정량분석단계는 L-시스테인 역추출 단계에서 포집된 200 ㎕의 시료액을 이용하여 퇴적물 시료와 동일한 방식으로 수행된다.
이하, 본 발명의 최적 실시예에 의거한 퇴적물 시료 및 4가지 종류의 생체시료에 대한 메틸수은 분석작업을 각 실시예별로 하여 보다 명확하게 기재하는 한편, 메틸수은 인증표준물질을 이용한 분석시험(회수율)의 결과를 표 1에 나타내었으며, 퇴적물 시료 및 생체시료의 메틸수은 인증표준물질은 미국의 NIST, 캐나다의 NRC 등 외국의 공인기관에서 구입하여 시료와 동일한 방법으로 실험을 수행한 후 그 회수율을 결정하였다.
(실시예 1) : 하구원 바닥면에서 수거한 해저퇴적물 20 g을 동결건조시켜 이로부터 1 g의 퇴적물 시료를 얻어낸 다음, 해당 시료를 6M 염산 10 ㎖와 함께 코니칼 용기에서 5분간 교반 및 혼합시키고, 이를 15분간 원심분리(3,200 rpm) 시킨 후 피펫으로 상등액을 제거하였으며, 해당 퇴적물 시료에 톨루엔 15 ㎖를 첨가하여 5분간 교반 및 혼합시키고, 이를 10분간 원심분리(3,200 rpm) 시킨 후, 용출된 톨루엔층을 다른 코니칼 용기에 피펫으로 옮겨 담았으며, 해당 톨루엔층에 1% L-시스테인 용액 3 ㎖를 첨가하여 5분간 교반 및 혼합시키고, 이를 10분간 원심분리(3,200 rpm) 시킨 후 상등액(톨루엔층)을 제거하였으며, 상등액이 제거된 L-시스테인 시료액 200 ㎕를 피펫으로 포집하여 DMA-80으로 투입 및 분석하되, 해당 시료액의 열분해 온도 및 시간을 700℃와 3분으로 각각 세팅하였다.
(실시예 2) : 홍합과 굴의 생체조직과 돔발상어의 간 및 어육단백질을 각각 구입하여 동결건조시키고, 동결건조된 시료를 추가로 잘게 분쇄하여 0.5 g의 생체시료 4종류를 일차 확보하였으며, 각각의 생체시료별로 해당 시료를 48% 브롬화수소산 10 ㎖와 함께 코니칼 용기에서 5분간 교반 및 혼합시키고, 이에 톨루엔 10 ㎖를 첨가하여 5분간 추가로 교반 및 혼합시켰으며, 이를 10분간 원심분리(3,200 rpm) 시킨 다음 30분간의 정치시간을 두어 용출된 톨루엔층을 다른 코니칼 용기에 피펫으로 옮겨 담았고, 톨루엔의 첨가로부터 추출에 이르는 과정을 홍합과 굴의 생체조직은 7회, 돔발상어의 간 및 어육단백질은 5회에 걸쳐 반복 수행하였으며, 수집된 톨루엔층에 1% L-시스테인 용액 2 ㎖를 첨가하여 5분간 교반 및 혼합시키고, 이를 10분간 원심분리(3,200 rpm) 시킨 후 상등액(톨루엔층)을 제거하였으며, 상등액이 제거된 L-시스테인 시료액 200 ㎕를 피펫으로 포집하여 DMA-80으로 투입 및 분석하되, 해당 시료액의 열분해 온도 및 시간을 700℃와 3분으로 각각 세팅하였다.
| 메틸수은 인증표준물질(CRM) | 회수율 | 분석 대상물(시료) |
| ERM-CC580 | 96±7 % | 하구원 퇴적물(Estuarine sediment) |
| NIST-2976 | 95±15 % | 홍합 생체조직(Mussel tissue) |
| NIST-1566B | 105±13 % | 굴 생체조직(Oyster tissue) |
| NRCC-DOLT-4 | 98±13 % | 돔발상어 간(Dogfish liver) |
| NRCC-DORM-3 | 83±1% | 어육단백질(Fish protein) |
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 메틸수은 분석방법이 종래의 경우보다 매우 높은 회수율을 보였는바, 이는 시료의 전처리 단계를 수행하기 이전에 해당 시료를 동결건조시켜 시료 중에 포함된 수분의 최소화 및 시료의 균질화 과정을 거침에 따라 각 단계별 시료와 시약의 반응성을 극대화시킨 것이 가장 주된 요인이라 할 수 있으며, 기존에 해양생물의 생체시료만으로 한정되었던 메틸수은 성분의 분석대상을 고함수비의 해저퇴적물 시료까지 폭넓게 적용시킬 수 있다는 것이 추가로 확인되었다.
또한, DMA-80 수은분석기로 시료액을 투입시키기 이전에 분석대상물의 수분을 제거하기 위하여 300℃ 정도의 온도조건하에서 수행되었던 별도의 건조단계를 생략시키는 한편, 분석기 내에서의 시료액의 열분해 온도를 700℃ 수준으로 낮추어 메틸수은의 불필요한 증발 및 고온 산화 등에 따른 분석오차를 최대한으로 줄인 것이 또 다른 긍정적 요인으로 평가될 수 있고, 초자기구를 금(Au)용액으로 세척함에 따라 초자기구의 표면에 존재하였던 미량의 수은 성분까지 완벽히 제거토록 한 것이 추가적인 긍정적 요인으로 평가될 수 있다.
상기와 같은 우수한 분석결과의 발현을 통하여 측정데이터의 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있음은 물론이고, 동결건조 처리에 의한 시료 조직의 균질화를 통하여 첨가약품에 대한 시료의 반응성을 한층 더 증대시킬 수 있음에 따라, 1회의 분석에 요구되는 시료의 양을 0.5 g(생체시료)과 1 g(퇴적물 시료) 정도로 최소화시키더라도 요구하는 수준의 분석실험이 가능하게 되는 바, 이는 동일한 량의 생체시료를 기준으로 하여 종래의 유기(메틸)수은 분석방법보다 최대 10배 정도 많은 횟수의 분석실험이 가능한 경제적인 잇점을 제공하는 것이다.
또한, 동결건조 처리된 생체시료 또는 퇴적물 시료로부터 분석실험에 요구되는 량만큼을 손쉽게 떼어내어 사용할 수 있고, 시료의 추가적인 오염이나 변질이 없는 용이한 취급 및 관리가 가능하며, 시료의 전처리에 35~40%의 고농도 염산을 적용하는 대신 이보다 부식성과 위험성이 비교적 낮은 6M 염산(퇴적물 시료)과 브롬화수소산(생체시료)의 적용이 가능토록 함으로서 작업자에게 보다 안전한 실험환경을 제공할 수 있는 것이다.
Claims (4)
- 유기수은의 선택적 농축을 위한 시료의 전처리를 거쳐 금아말감-원자흡수분광법으로 해당 시료내의 메틸수은을 분석하는 방법에 있어서,
분석시료가 되는 해저퇴적물을 동결건조 처리하여 시료 중에 포함된 수분을 사전에 미리 제거시키고 시료를 균질화하는 시료의 동결건조 및 균질화 단계와,
상기 동결건조 및 균질화 처리를 거친 퇴적물 시료 1±0.2 g을 6M 염산(HCl) 10±0.5 ㎖와 함께 50 ㎖ 용량의 테플론 코니칼 용기에 투입하여 교반 및 혼합시킨 다음, 3000~3500 rpm으로 10~20분간 원심분리시킴으로서 무기수은이 포함된 상등액을 제거하는 전처리 단계와,
상기 전처리 단계를 거쳐 상등액이 제거된 퇴적물 시료에 톨루엔(Toluene) 15±0.5 ㎖를 첨가하여 교반 및 혼합시킨 다음, 3000~3500 rpm 조건으로 5~15분간 원심분리시킴으로서 퇴적물 시료로부터 메틸수은이 포함된 톨루엔층을 상등액으로 추출하는 톨루엔 추출단계와,
상기 톨루엔 추출단계를 거쳐 상등액으로 추출된 톨루엔층을 피펫으로 포집하여 또 다른 코니칼 용기로 투입시킨 다음, 포집된 톨루엔층에 1±0.2%의 L-시스테인(L-Cysteine) 용액 3±0.5 ㎖를 첨가하여 교반 및 혼합시키고, 3000~3500 rpm 조건으로 5~15분간 원심분리시킴으로서 톨루엔층으로부터 메틸수은을 역추출하는 L-시스테인 역추출 단계와,
상기 L-시스테인 역추출 단계를 거쳐 상등액으로 분리된 톨루엔층을 제거한 다음, 메틸수은이 포함된 L-시스테인 시료액 200±20 ㎕를 피펫으로 포집하여 금아말감-원자흡수분광분석기로 투입시킴으로서 메틸수은의 농도를 최종 분석하는 정량분석단계를 거쳐서 이루어지며,
상기 정량분석단계는, 금아말감-원자흡수분광분석기의 가열분해로 내부에 L-시스테인 시료액을 투입하여 680~720℃의 온도조건하에서 2~4분간 열분해시키고, 이어 1분 동안 99.999% 순도의 산소 기류로 열분해된 시료액의 증기를 금아말감 생성기로 이동시킴으로서 메틸수은의 아말감화를 유도한 다음, 이를 가열블록의 셀 내부로 유입시켜 880~920℃의 온도로 2~3초간 순간적인 열을 가함으로서 금아말감으로부터 메틸수은을 탈착시키는 한편, 수은 원자의 흡수 파장대에 해당하는 빛을 조사하여 발생한 스펙트럼을 관측하는 방식으로 수행되며,
상기 시료의 동결건조 및 균질화 단계 이전 또는 해당 단계를 수행하는 시점과 동시에 실험에 사용되는 초자기구를 세척하는 세척단계를 거치고,
상기 세척단계는, 2±0.5%의 질산 용액에 초자기구를 24시간 동안 침지시키는 산세척 단계와, 1±0.2%의 금(Au) 용액에 초자기구를 10~20분간 침지시키는 금(Au)용액 세척단계와, 증류수를 이용하여 초자기구를 최소 3회 반복 세척하는 단계를 순차적으로 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하는 금아말감-원자흡수분광법을 이용한 해양시료 내의 메틸수은 분석법. - 유기수은의 선택적 농축을 위한 시료의 전처리를 거쳐 금아말감-원자흡수분광법으로 해당 시료내의 메틸수은을 분석하는 방법에 있어서,
분석시료가 되는 해양생물의 생체 부위를 소정의 크기로 절단하여 이를 동결건조 처리함으로서 생체시료 중에 포함된 수분을 사전에 미리 제거시키고 시료를 균질화하는 시료의 동결건조 및 균질화 단계와,
상기 동결건조 및 균질화 처리를 거친 생체시료 0.5±0.1 g을 45~50% 농도의 브롬화수소산(Hydrobromic acid) 10±0.5 ㎖와 함께 50 ㎖ 용량의 테플론 코니칼 용기에 투입하여 4~6분간 교반 및 혼합시키는 전처리 단계와,
상기 전처리 단계를 거친 생체시료에 톨루엔(Toluene) 10±0.5 ㎖를 첨가하여 교반 및 혼합시킨 다음, 3000~3500 rpm 조건으로 5~15분간 원심분리시킴으로서 메틸수은이 포함된 톨루엔층을 상등액으로 추출하는 톨루엔 추출단계와,
상기 톨루엔 추출단계를 거쳐 상등액으로 추출된 톨루엔층을 피펫으로 포집하여 또 다른 코니칼 용기로 투입시킨 다음, 포집된 톨루엔층에 1±0.2%의 L-시스테인(L-Cysteine) 용액 2±0.2 ㎖를 첨가하여 교반 및 혼합시키고, 3000~3500 rpm 조건으로 5~15분간 원심분리시킴으로서 톨루엔층으로부터 메틸수은을 역추출하는 L-시스테인 역추출 단계와,
상기 L-시스테인 역추출 단계를 거쳐 상등액으로 분리된 톨루엔층을 제거한 다음, 메틸수은 성분이 포함된 L-시스테인 시료액 200±20 ㎕를 피펫으로 포집하여 금아말감-원자흡수분광분석기로 투입시킴으로서 메틸수은의 정량을 최종 분석하는 정량분석단계를 거쳐서 이루어지며,
상기 정량분석단계는, 금아말감-원자흡수분광분석기의 가열분해로 내부에 L-시스테인 시료액을 투입하여 680~720℃의 온도조건하에서 2~4분간 열분해시키고, 이어 1분 동안 99.999% 순도의 산소 기류로 열분해된 시료액의 증기를 금아말감 생성기로 이동시킴으로서 메틸수은의 아말감화를 유도한 다음, 이를 가열블록의 셀 내부로 유입시켜 880~920℃의 온도로 2~3초간 순간적인 열을 가함으로서 금아말감으로부터 메틸수은 성분을 탈착시키는 한편, 수은 원자의 흡수 파장대에 해당하는 빛을 조사하여 발생한 스펙트럼을 관측하는 방식으로 수행되며,
상기 시료의 동결건조 및 균질화 단계 이전 또는 해당 단계를 수행하는 시점과 동시에 실험에 사용되는 초자기구를 세척하는 세척단계를 거치고,
상기 세척단계는, 2±0.5%의 질산 용액에 초자기구를 24시간 동안 침지시키는 산세척 단계와, 1±0.2%의 금(Au) 용액에 초자기구를 10~20분간 침지시키는 금(Au)용액 세척단계와, 증류수를 이용하여 초자기구를 최소 3회 반복 세척하는 단계를 순차적으로 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하는 금아말감-원자흡수분광법을 이용한 해양시료 내의 메틸수은 분석법. - 제 2항에 있어서, 상기 톨루엔 추출단계에 해당하는 톨루엔의 첨가 및 원심분리로부터 해당 단계의 직후에 수행되는 톨루엔층의 포집에 이르기까지의 과정을 최소 3회에서 최대 7회까지 반복 수행하되, 각각의 원심분리 작업후 최소 30분간 코니칼 용기를 정치시켜 상등액의 거품층을 소멸시킨 상태에서 톨루엔층을 포집하는 방식으로 수행됨을 특징으로 하는 금아말감-원자흡수분광법을 이용한 해양시료 내의 메틸수은 분석법.
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| KR102025141B1 (ko) * | 2019-04-05 | 2019-09-25 | 해양환경공단 | 해수 미량금속 다원소 동시 분석용 시료 추출방법 및 추출장치 |
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2016
- 2016-11-22 KR KR1020160155483A patent/KR101754703B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (2)
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