KR102432313B1 - 미세플라스틱 검정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세플라스틱이 검출될 것으로 예상되는 검정 대상인 해수, 지표수, 지하수에서 채취한 시료를 필터를 이용하여 1차 여과하는 제1단계와; 1차 여과후 남은 입자를 증류수가 들어 있는 유리 플라스크에 담아 과산화수소를 첨가하여 여과된 입자에 포함된 유기물을 산화시키는 제2단계와; 유기물이 산화된 시료를 필터로 2차 여과하는 제3단계와; 2차 여과후 남은 입자를 에틸아세테이트와 아세톤과 같은 유기용매가 담긴 유리 플라스크에 담아 상기 입자에 포함된 미세플라스틱을 용해시키는 제4단계와; 미세플라스틱이 용해된 시료를 3차 여과후 용해 전의 2차 여과후 남은 입자와의 부피 변화를 측정하여 미세플라스틱의 유무를 판단하는 제5단계를; 포함함으로써, 해수, 지표수 및 지하수에 포함된 미세플라스틱을 물리화학적 방법을 통하여 신속하게 검정할 수 있도록 하고, 점검장비의 휴대성을 높여서 현장에서 바로 검정이 가능하도록 함으로써 정확성 및 가성비를 높일 수 있도록 하여 미세플라스틱의 효율적인 검정이 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 미세플라스틱 검정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 해수, 지표수 및 지하수에 포함된 미세플라스틱을 물리화학적 방법을 통하여 효과적으로 검정할 수 있도록 하는 미세플라스틱 검정방법에 관한 것이다.
기존의 미세플라스틱 검정방법은 푸리에 변환 적외선 분광학이나 라만 분광학을 활용한 μ Raman, μ FTIR, FPA FTIR, μ ATR-FTIR 등의 장비를 이용하는 것이다.
푸리에 변환 분광기(FTIR)의 원리는 광원에서 나온 복사선의 빛이 Beam splitter를 통과하면서 빛의 절반은 투과하고 나머지 반은 반사시킨다.
나누어진 두 개의 빛 중 하나는 고정된 거울로 다른 하나는 이동성인 거울에 도달하게 되고 각각의 거울에 반사된 각 빛은 다시 빛 분리계에서 만나 시료(플라스틱)를 통과한 후 검출기에서 검출된다.
이때, 시료가 얼마만큼의 에너지를 흡수하는지를 측정하여 시료의 성분을 분석하게 된다.
라만 분광기의 원리는 빛이 어떤 매질을 통과할 때, 빛의 파장을 변화시켜 빛의 일부는 진행 방향에서 이탈해 다른 방향으로 진행하는 산란 현상이 나타난다.
이를 이용해 빛의 세기를 주파수에 따른 띠나 반복적인 피크로 표시되는 스펙트럼을 검출기에서 분석하여 시료가 어떤 성분으로 이루어졌는지를 분석하게 된다.
이러한 방식들은 측정시간이 짧아 단 시간 내에 여러 번의 측정을 반복할 수 있다는 장점이 있으며, 열분해 또는 변질될 우려가 없어 비파괴적을 시료를 분석할 수 있다.
하지만, 분석에 있어서 장치의 위치나 각도 등 설치에 정밀하고 복잡한 작업을 요구되어 현장에서 효율적이 분석이 어려울 뿐 아니라 물질 성분에 대한 고유 스펙트럼 값을 알고 있어야하여 컴퓨터의 고장에 따른 문제 발생시 현장에서 분석 값을 얻어도 해석하지 못하는 문제가 생길 수 있다.
그리고, 해수, 지표수, 지하수 등에서 미세플라스틱이 있을 가능성이 있는 시료를 선정하여 분석을 맡겨 존재 유무를 확인하고 추가적으로 형태 및 성분을 분석하는 방식으로 진행되고 있지만, 한번의 시료를 분석을 맡기는데 있어 그 비용이 많이 들기 때문에 선택한 시료에 미세플라스틱이 발견되지 않을 경우 경제적 측면에서 큰 손해를 입을 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 장비들의 가격이 상당히 고가이기 때문에 현장에서 사용되기에는 가성비가 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 해수, 지표수 및 지하수에 포함된 미세플라스틱을 물리화학적 방법을 통하여 신속하게 검정할 수 있도록 하고, 점검장비의 휴대성을 높여서 현장에서 바로 검정이 가능하도록 함으로써 정확성 및 가성비를 높일 수 있도록 하여 미세플라스틱의 효율적인 검정이 이루어지도록 할 수 있는 미세플라스틱 검정방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 미세플라스틱이 검출될 것으로 예상되는 검정 대상인 해수, 지표수, 지하수에서 채취한 시료를 필터를 이용하여 1차 여과하는 제1단계와; 1차 여과후 남은 입자를 증류수가 들어 있는 유리 플라스크에 담아 과산화수소를 첨가하여 여과된 입자에 포함된 유기물을 산화시키는 제2단계와; 유기물이 산화된 시료를 필터로 2차 여과하는 제3단계와; 2차 여과후 남은 입자를 에틸아세테이트와 아세톤과 같은 유기용매가 담긴 유리 플라스크에 담아 상기 입자에 포함된 미세플라스틱을 용해시키는 제4단계와; 미세플라스틱이 용해된 시료를 3차 여과후 용해 전의 2차 여과후 남은 입자와의 부피 변화를 측정하여 미세플라스틱의 유무를 판단하는 제5단계를; 포함한 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 검정방법을 제시한다.
여기서, 상기 1차 여과시에는 여과공이 500 ㎛인 필터와 여과공이 25 ㎛인 필터를 사용하여 순차적으로 채취한 시료를 여과시킬 수 있다.
그리고, 상기 필터는 알루미늄이나 철과 같은 금속 재질의 무기물로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2단계에 사용되는 상기 증류수의 양은 5 ml가 사용될 수 있다.
아울러, 상기 제2단계에서 사용되는 과산화수소는 농도는 99%이며, 양은 12 ml가 사용될 수 있다.
그리고, 상기 제4단계에서 사용되는 에틸아세테이트와 아세톤과 같은 유기용매의 양은 20 ml가 사용될 수 있다.
본 발명은 해수, 지표수 및 지하수에 포함된 미세플라스틱을 물리화학적 방법을 통하여 신속하게 검정할 수 있도록 하고, 점검장비의 휴대성을 높여서 현장에서 바로 검정이 가능하도록 함으로써 정확성 및 가성비를 높일 수 있도록 하여 미세플라스틱의 효율적인 검정이 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱 검정방법 과정을 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱 검정방법을 순차적으로 기재한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱 검정방법을 순차적으로 기재한 흐름도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱 검정방법 과정을 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세플라스틱 검정방법을 순차적으로 기재한 흐름도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 미세플라스틱 검정방법은, 미세플라스틱이 검출될 것으로 예상되는 검정 대상인 해수, 지표수, 지하수에서 채취한 시료를 필터를 이용하여 1차 여과하는 제1단계와; 1차 여과후 남은 입자를 증류수가 들어 있는 유리 플라스크에 담아 과산화수소를 첨가하여 여과된 입자에 포함된 유기물을 산화시키는 제2단계와; 유기물이 산화된 시료를 필터로 2차 여과하는 제3단계와; 2차 여과후 남은 입자를 에틸아세테이트와 아세톤과 같은 유기용매가 담긴 유리 플라스크에 담아 상기 입자에 포함된 미세플라스틱을 용해시키는 제4단계와; 미세플라스틱이 용해된 시료를 3차 여과후 용해 전의 2차 여과후 남은 입자와의 부피 변화를 측정하여 미세플라스틱의 유무를 판단하는 제5단계를; 포함하여 구성되어 있다.
최근 수자원을 보호하고 관리하기 위해 독일이나 미국 등의 많은 선진국들이 지표수(호수, 강, 하천)와 바다의 미세플라스틱과 관련된 연구를 수행하고 있다.
또한, 최근 지하수 내에서도 미세플라스틱이 발견됨에 따라 관련된 연구 역시 관심을 받고 있지만, 미세플라스틱은 현장에서 눈으로 식별하기 어려우며, 시료분석 비용이 많이 들기 때문에 현장에서의 1차 선별장치의 필요성이 강조되고 있다.
이에 따라 해양 및 수리/수자원 관련 업종에 종사하는 엔지니어와 연구원들이 현장에서 본 발명에 따른 미세플라스틱 검정방법을 통하여 시료를 채취하여 미세플라스틱의 존재 유무를 저비용으로 용이하게 검정함으로써 시료 채취지역을 선정하는데 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다.
본 발명에 따른 미세플라스틱 검정방법은 우선, 미세플라스틱이 검출될 것으로 예상되는 검정 대상인 해수, 지표수, 지하수에서 채취한 시료를 필터를 이용하여 1차 여과하는 제1단계를 진행하게 된다.
채취된 시료를 1차 여과하는 방법은 여과공이 500 ㎛ 크기인 필터를 이용하여 시료를 여과한 후에 여과공이 25 ㎛ 크기인 필터를 사용하여 순차적으로 시료를 여과시키게 된다.
다른 크기를 갖는 여과공이 형성된 필터를 이용하여 순차적으로 시료를 여과시키는 이유는 여과공이 500 ㎛ 크기인 필터를 이용하여 크기가 상대적으로 큰 이물질들을 한 번 걸러낸 후에 다시 여과공이 25 ㎛ 크기인 필터를 사용하여 상대적으로 크기가 작지만 미세플라스틱 보다는 큰 이물질을 다시 한번 걸러낼 수 있도록 함으로써 최종 시료에 포함된 이물질을 최대한으로 걸러내도록 하여 검정의 정확도를 높일 수 있도록 하기 위함이다.
그리고, 상기 필터는 알루미늄이나 철과 같은 금속 재질의 무기물로 형성되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 시료의 내부로 필터에서 탈리된 유기물이 포함되지 않도록 함으로써 미세플라스틱이 존재하는지 여부를 검정시에 결과에 미치는 영향이 적도록 하여 분석의 신뢰도를 높이기 위함이다.
상술한 과정에 의하여 시료에 대한 1차 여과가 완료되면, 1차 여과후 남은 입자를 증류수가 들어 있는 유리 플라스크에 담아 과산화수소를 첨가하여 여과된 입자에 포함된 유기물을 산화시키는 제2단계를 진행하게 된다.
상기 제2단계에 사용되는 상기 증류수의 양은 5 ml가 사용되며, 상기 과산화수소는 농도는 99%, 그 양은 12 ml가 사용될 수 있으며 증류수와 과산화수소를 유리 플라스크에 담아 1차 여과후 남은 입자와 함께 10분동안 천천히 회전시키게 된다.
이러한 제2단계를 통하여 1차 여과후에 여과공이 25 ㎛ 크기인 필터에 수집된 금속, 광물, 미세플라스틱, 기타 유기물과 같은 물질 중에서 기타 유기물을 산화시켜 증류수에 용해되도록 하는 과정을 진행하게 된다.
그리고, 다시 여과공이 25 ㎛ 크기인 필터를 이용하여 유기물이 산화된 시료를 필터로 2차 여과하는 제3단계를 진행하여 상기 제2단계에서 입자의 크기가 커진 이물질을 여과시키게 된다.
그 후, 2차 여과후 남은 입자를 에틸아세테이트와 아세톤과 같은 유기용매가 담긴 유리 플라스크에 담아 2차 여과후 남은 입자에 포함된 미세플라스틱을 용해시키는 제4단계를 진행하게 된다.
여기서, 상기 제4단계에서 사용되는 에틸아세테이트와 아세톤과 같은 유기용매의 양은 20 ml가 사용될 수 있도록 하고, 이들을 유리 플라스크에 담아 2차 여과후 남은 입자와 함께 15분 동안 천천히 회전시킴으로써 2차 여과후 남은 입자에 포함되어 있을 수 있는 미세플라스틱을 용해시킨다.
그리고, 마지막으로 미세플라스틱이 용해된 시료를 3차 여과후 용해 전의 2차 여과후 남은 입자와의 부피 변화를 측정하여 미세플라스틱의 유무를 판단하는 제5단계를 진행함으로써 부피의 변화가 측정되면 미세플라스틱이 존재하는 것으로 판단하고, 부피의 변화가 측정되지 않고 부피가 똑같으면 미세플라스틱이 존재하지 않는 것을 판단하게 되어, 미세플라스틱 검정방법이 완료된다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 미세플라스틱 검정방법은 해수, 지표수 및 지하수에 포함된 미세플라스틱을 물리화학적 방법을 통하여 신속하게 검정할 수 있도록 하고, 점검장비의 휴대성을 높여서 현장에서 바로 검정이 가능하도록 함으로써 정확성 및 가성비를 높일 수 있도록 하여 미세플라스틱의 효율적인 검정이 이루어지도록 할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
Claims (6)
- 미세플라스틱이 검출될 것으로 예상되는 검정 대상인 해수, 지표수, 지하수에서 채취한 시료를 필터를 이용하여 1차 여과하는 제1단계와;
1차 여과후 남은 입자를 증류수가 들어 있는 유리 플라스크에 담아 과산화수소를 첨가하여 여과된 입자에 포함된 유기물을 산화시키는 제2단계와;
유기물이 산화된 시료를 필터로 2차 여과하는 제3단계와;
2차 여과후 남은 입자를 에틸아세테이트와 아세톤과 같은 유기용매가 담긴 유리 플라스크에 담아 상기 입자에 포함된 미세플라스틱을 용해시키는 제4단계와;
미세플라스틱이 용해된 시료를 3차 여과후 용해 전의 2차 여과후 남은 입자와의 부피 변화를 측정하여 미세플라스틱의 유무를 판단하는 제5단계를;
포함한 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 검정방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 여과시에는 여과공이 500 ㎛인 필터와 여과공이 25 ㎛인 필터를 사용하여 순차적으로 채취한 시료를 여과시키는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 검정방법. - 제2항에 있어서,
상기 필터는 알루미늄이나 철과 같은 금속 재질의 무기물로 형성된 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 검정방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2단계에 사용되는 상기 증류수의 양은 5 ml가 사용되는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 검정방법. - 제3항에 있어서,
상기 제2단계에서 사용되는 과산화수소는 농도는 99%이며, 양은 12 ml가 사용되는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 검정방법. - 제1항에 있어서,
상기 제4단계에서 사용되는 에틸아세테이트와 아세톤과 같은 유기용매의 양은 20 ml가 사용되는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 검정방법.
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