KR20100054937A - 대기중 유해 물질의 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 대기중 유해 원소의 검출 방법은 고주파 유도 플라즈마-질량 분석기(ICP-MS; Inductive Coupled Plasma-Mass Spectroscopy)를 이용하여 기상에 함유된 유해 물질을 검출하는 방법으로, a)고주파 유도 플라즈마(Inductive Coupled Plasma)에 검출 대상인 기체를 공급하는 단계; b)플라즈마에 유입된 검출 대상 기체에 산소 가스를 공급하여 유해 원소의 산화물상 이온을 생성하는 단계; 및 c) 상기 유해 원소의 산화물상 이온의 질량을 검출하는 단계;를 포함하여 수행되는 특징이 있다.
본 발명에 따른 검출 방법은 대기 중 유해 물질을 검출하기 위한 별도의 전처리가 수행되지 않으며 대기 그 자체를 검출 대상으로 사용하여 빠르고 간단한 방법으로 매우 정확하게 유해 물질 함유 여부 및 함유량을 얻을 수 있는 특징이 있다.
대기, 황사, 유해물질, 아르신, 비소, 수소화비소, 고주파 유도 플라즈마-질량 분석기, 플라즈마

Description

대기중 유해 물질의 검출 방법{Detection Method of Airborne Noxious Substance}
본 발명은 대기에 함유된 유해 물질의 함유 여부 및 함유량을 검출하는 방법으로, 상세하게 별도의 전처리 없이 대기 자체를 검출 대상으로 하여 정확하고 재현성 있으며 수 분 이내로 빠르게 유해 물질을 검출하며 극 미량의 유해 물질의 검출 및 실시간 검출이 가능한 방법을 제공하는 것이다.
대기 중 유해 물질은 크게, 입자상 물질, 가스상 물질 및 중금속 물질로 나뉜다. 그중, 가스상 물질과 중금속 물질은 미량이 함유된 경우에도 인체 및 환경에 큰 영향을 미칠 수 있어, 세심한 관리 및 검출이 요구되고 있다.
일 예로, 대표적 비소화합물인 아르신에 대한 노출 허용 가능 한계치로, NIOSH(National Institute for Occupational Safety and Health)는 15분 동안 0.002 mg m-3 으로 규정하고 있으며, OSHA(Occupational Safety and Health Association)는 0.2 mg m-3 (0.05 ppmv)로 규정하고 있으며, ACGH(American Committee of Government in Health)는 보다 엄격하게 0.016 mg m-3 (0.005 ppmv)로 규정하고 있다.
비소화합물은 전통적으로 방부제, 살충제, 살서제등에 사용되어 왔으며, 아르신은 반도체 제조공정 중 도핑단계에서 흔히 사용되고 있다. 이러한 아르신은 독성이 매우 강해 반도체, 의약, 화장품, 화학제품등의 작업장에서 아르신에 노출될 경우, 비소중독을 야기할 위험이 있다.
또한, 직접적으로 비소화합물을 사용하지 않는다 하더라도, 비소 또는 비소화합물을 불순물로 함유하는 물질들을 사용하는 제조 공정도 의도치 않게 비소화합물이 발생할 위험이 있으며, 특히, 수소 가스를 사용하는 공정에서는 아르신이 발생할 위험이 있다.
1980년대 초반 이후로, 대기를 포함한 기체상 존재하는 아르신에 대한 검출기술이 개발되어 왔다. 대기에 함유된 아르신을 검출하는 방법으로, 아르신 가스를 질산은 필터에 트랩시키는 방법, 활성 탄소에 흡착시키는 방법등이 제안된 바 있으며, 통상적으로 이러한 트랩이나 흡착과 같은 간접적인 검출 방법을 이용하여 이르신을 검출했다.
보다 상세하게, NIOSH 6001법은 아르신 가스를 활성탄이 구비된 고상 튜브를 사용하여 흡착시킨 후, 약질산에 탈착/용해시켜 이를 GF-AAS(graphite furnace-atomic absorption spectroscopy)로 검출하는 방법이다. 이러한 NIOSH 6001법은 흡착률(collection efficiecy)이 89%이하로 낮고, 검출의 정확성 또한 낮은(±23.2%) 단점이 있다.
OSHA 1D-105법은 셀룰로오스 에스터 필터 및 활성탄이 구비된 샘플링 튜브를 이용하여 아르신을 흡착시킨 후 약질산/니켈 용액에 탈착/용해시켜 HGA-AAS(heated graphite atomizer-atomic absorption spectroscopy)로 검출하는 방법이다. 이 또한 검출 정확성이 ±20%로 낮은 단점이 있다.
이러한 종래의 측정 방법은 낮은 검출 정확성 뿐만 아니라, 대기중 유해 물질의 검출을 위해 장시간의 시료의 전처리가 수행되어 실시간으로 대기질을 모니터링할 수 없는 한계가 있으며, 직접적으로 대기 자체를 분석하지 못하는 한계가 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 별도의 전처리 없이 대기 자체를 검출 대상으로 하여 대기중 유해 물질의 존재 여부, 및 함량을 검출하는 방법을 제공하는 것이며, 정확하고 재현성 있으며 수 분 이내로 빠르게 유해 물질을 검출하며 극 미량의 유해 물질의 검출 및 실시간 검출이 가능한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 대기중 유해 원소의 검출 방법은 고주파 유도 플라즈마-질량 분석기(ICP-MS; Inductive Coupled Plasma-Mass Spectroscopy)를 이용하여 기상에 함유된 유해 물질을 검출하는 방법으로, a)고주파 유도 플라즈마(Inductive Coupled Plasma)에 검출 대상인 기체를 공급하는 단계; b)플라즈마에 유입된 검출 대상 기체에 산소 가스를 공급하여 유해 원소의 산화물상 이온을 생성하는 단계; 및 c) 상기 유해 원소의 산화물상 이온 질량을 검출하는 단계;를 포함하여 수행되는 특징이 있다.
상세하게, 상기 b) 단계는 검출대상인 기체가 플라즈마와 접한 후, 이송 가스에 의해 플라즈마가 형성되어 있지 않은 영역으로 이송되어, 공급된 산소가스와의 반응에 의해 유해 원소의 산화물상 이온이 생성되는 것이 바람직하다.
상기 유해 원소의 산화물상 이온은 상기 기상에 함유된 유해 물질을 구성하 는 일 원소(유해 원소)가 산소와 결합된 상태로 이온화 된 산소 및 유해원소로 구성된 이온을 의미한다.
상기 기상에 함유된 유해 물질은 비소, 비소화합물, 중금속, 또는 중금속화합물이며, 상기 유해 원소의 산화물상 이온은 비소 또는 중금속 원소의 산화물상이다.
특징적으로, 상기 기상에 함유된 유해 물질은 중금속 또는 중금속화합물이며, 상기 유해 원소의 산화물상 이온은 중금속 원소의 산화물상이다. 상기 중금속은 수은, 카드뮴, 납, 구리, 크롬, 니켈, 바나듐, 또는 토륨계, 유라늄계 및 악티늄계의 방사성 원소이며, 상기 유해 원소의 산화물상 이온은 산화수은 이온, 산화카드뮴 이온, 산화납 이온, 산화구리 이온, 산화크롬 이온, 산화니켈 이온, 산화바나듐 이온, 산화토륨계 이온, 산화우라늄계 이온, 또는 산화악티늄계 이온이다.
특징적으로, 상기 기상에 함유된 유해 물질은 비소 또는 수소화비소를 포함하는 비소화합물이며, 상기 유해 원소의 산화물상 이온은 AsO+이다.
상기 검출 대상인 기체는 유해 물질의 함유 여부 및 함유량을 측정하고자 하는 대기인 특징이 있으며, 본 발명에 따른 검출 방법은 대기 중 유해 물질을 검출하기 위한 별도의 전처리가 수행되지 않으며 대기 그 자체를 검출 대상으로 사용하여 빠르고 간단한 방법으로 정확한 유해 물질 함유 여부 및 함유량을 얻을 수 있는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 검출 방법은 상기 a) 내지 c) 단계가 연속적으로 반복 수행 되어 실시간으로 기상에 함유된 유해 물질이 검출되는 특징이 있다.
이는 검출 대상이 대기 그 자체인 본 발명의 특징에 의한 것으로, 전처리에 소요되는 시간이 불필요하며, 검출 대상이 플라즈마에 유입된 후, 수분 이내에 검출이 완료되며, 기상의 시료 자체를 분석함에 따라, a) 단계에서 연속적으로 검출 대상인 기체, 바람직하게는 대기가 플라즈마에 공급되고, b) 단계의 산소가 연속적으로 공급되어, c) 단계의 고주파 유도 플라즈마-질량 분석기(ICP-MS; Inductive Coupled Plasma-Mass Spectroscopy)에 구비된 질량 분석기를 통해 유해 원소의 산화물상 이온의 질량을 일정한 시간 인터벌(time interval)로 측정하여 실시간으로 검출 대상인 기체, 바람직하게 대기에 함유된 유해 물질의 양을 정량적으로 검출 할 수 있게 된다.
이때, 상기 a) 단계의 고주파 유도 플라즈마는 통상의 고주파 유도 플라즈마-질량 분석기에 구비된 플라즈마 생성 가스(생성 보조 가스 포함)에 의해 생성된 플라즈마이며, c) 단계의 유해 원소의 산화물상 이온의 질량을 검출하는 단계는 통상의 고주파 유도 플라즈마-질량 분석기에 구비된 질량 분석기에 의해 m/z(질량/이온 전하량)에 따른 검출 신호값(signal)을 얻는 단계를 의미하며, 특징적으로 유해 원소가 산소와 결합된 상태로 이온화 된 m/z에서의 검출 신호값을 얻는 단계를 의미한다.
보다 특징적으로 유해 원소의 산화물상 이온은 AsO+이며, c) 단계의 검출은 90.9165의 m/z에서의 신호값을 얻는 단계이다. 이에 의해, 검출을 위한 전처리 없 이 대기에 비소화합물의 함유 여부 및 함유량을 실시간으로 빠르게 검출할 수 있으며, 다른 물질에 의한 간섭을 배재한 정확한 비소화합물의 함유량을 측정할 수 있다.
바람직하게, 유해 원소의 산화물상 이온을 생성하기 위한 상기 산소 가스는 0.2 내지 0.5 mL/min의 유속으로 공급되는 특징이 있으며, 더욱 바람직하게 0.3 내지 0.4mL/min의 유속으로 공급된다. 이는 a) 단계에서 플라즈마에 유입된 검출 대상 기체에 함유된 유해 원소가 산소와 반응하여 산화물상 이온을 빠르게 생성함과 동시에 충돌에 의한 검출 저하를 방지하기 위한 유속이다.
바람직하게, a) 단계의 상기 검출 대상 기체는 이송 가스(carrier gas)와 함께 공급된다.
이는 검출 대상 기체의 유입량과 a) 단계에 유체가 유입되는 속도(유속)를 독립적으로 조절하며, 검출 대상인 기체가 플라즈마와 접해 있는 시간, 산소와 반응하는 시간 및 질량 분석을 위해 고주파 유도 플라즈마-질량 분석기의 질량 분석기로 이송되는 시간을 조절하기 위한 것이며, 상기 이송 가스와 상기 검출 대상 기체는 플라즈마에 공급되기 전 혼합되어 상기 이송 가스의 유속에 의해 검출 대상 기체의 a) 단계 공급 유속이 제어되고, 상기 이송 가스와 혼합되기 전 검출 대상 기체의 공급 유속에 의해 실질적으로 a) 단계에 공급되는 검출 대상 기체의 양이 제어되는 것이 바람직하다.
상기 이송 가스는 아르곤을 포함하는 불활성 기체인 것이 바람직하다.
이송 가스는 0.8 내지 1 L/min의 유속으로 공급되는 특징이 있으며, 이는 효 율적으로 검출 대상 기체를 이송함과 동시에 충돌에 의한 검출 저하를 방지하기 위한 유속이다.
상기 이송 가스와 혼합되어 유입되는 상기 검출 대상 기체는 1 내지 5 mL/min의 유속으로 공급되는 특징이 있다. 이는 단시간에 효율적으로 유해 원소의 산화물상 이온이 생성되는 유속이다.
본 발명의 검출 방법이 유해 원소의 산화물상 이온을 검출함에 따라 높은 정확도를 갖는 특징에 의해, 상기 기상에 함유된 유해 물질의 농도와 상기 c) 단계의 유해 원소의 산화물상 이온의 질량을 검출한 신호값(signal)은 절편이 0인 직선 관계인 특징을 갖는다.
보다 상세하게, 상기 직선 관계는 기상에 함유된 유해 물질의 농도 및 상기 신호값을 두 변수로 하고 절편이 0이며 일정 기울기를 갖는 직선을 의미한다.
바람직하게 대기에 함유된 비소화합물을 검출하며, 바람직하게 상기 유해 원소의 산화물상 이온은 AsO+이며, c) 단계의 검출은 AsO+의 질량(m/z)인 90.9165의 m/z에서의 신호값을 얻는 단계이다.
이때, 특징적으로 상기 검출 대상 기체가 1 내지 5 mL/min의 유속으로 공급되며, 상기 유해 물질의 농도(y)는 상기 신호값(x)에 0.006 내지 0.05를 곱한 값이며, 상기 유해 물질의 농도(y)의 단위는 μg/m3이다.
본 발명에 따른 검출 방법은 대기 중 유해 물질을 검출하기 위한 별도의 전처리가 수행되지 않으며 대기 그 자체를 검출 대상으로 사용하여 빠르고 간단한 방법으로 매우 정확하게 유해 물질 함유 여부 및 함유량을 얻을 수 있는 특징이 있으며, 극 미세 함유량을 검출할 수 있는 장점이 있으며, 실시간으로 기상에 함유된 유해 물질을 검출할 수 있는 장점이 있다. 보다 특징적으로 특정대기유해물질인 비소, 비소화합물을 전처리 없이, 매우 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 검출방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 검출 방법이 수행될 수 있는 반응셀이 구비된 고주파 유도 플라즈마-질량 분석기의 일 장치도이다. 도 1에 도시된 질량 분석기는 4중극 자(quadrapole)에 의해 이온의 m/z 값에 따라 선택적으로 분리시켜 검출하는 4중극자 유도 플라즈마-질량 분석기(quadrapole ICP-MS)의 예이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 검출 방법이 수행되는 시스템은 바람직하게 플라즈마 가스( 및 보조가스)를 공급받아 플라즈마를 생성하는 ICP 인젝터/토치(ICP injector/torch)와 질량 검출을 위한 검출기 사이에 유체 공급관이 구비된 반응 셀이 구비되어 상기 반응 셀에 산소가 공급되며 플라즈마에 유입된 검출 대상 기체의 유해 원소의 산화물상 이온이 생성되는 것이 바람직하다.
상기 반응 셀은 상기 ICP 인젝터/토치(ICP injector/torch)에 의해 생성되는 플라즈마와 질량분석기(검출기) 사이의 유체이송 경로를 제외하고 내부 격벽으로 둘러 쌓여 산소 분위기를 제공하는 것이 바람직하며, 이때, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 ICP-MS에 유입된 검출 대상인 기체는 플라즈마 및 반응셀을 거쳐 검출기로 최단거리(직선)로 이송 가능하도록 상기 반응셀에 유체 이송 경로가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 도 1의 가스저장용기는 분석 대상인 기체를 수용하기 위한 용기이며, MFC(Mass flow controller)를 포함한 통상의 유량을 제어 장치에 의해 ICP-MS 장치에 제어된 유속으로 공급되는 것이 바람직하며, 이때, 이송가스와 함께 ICP-MS 장치로 공급되는 것이 바람직하다. 이송가스, 산소가스 또한 MFC(Mass flow controller)를 포함한 통상의 유량을 제어 장치를 이용하여 제어된 유속으로 공급되는 것이 바람직하다.
본 발명은 대기에 함유된 유해 물질의 검출을 위해 별도의 전처리가 필요치 않으며 대기 자체가 분석 대상인 기체인 특징을 가지나, 본 발명의 우수함 및 측정 방법의 정확성을 보다 명료히 하기 위해 하기의 실시예에서는 특정한 농도의 아르신(AsH3)을 함유하는 질소가스를 분석 대상 기체로 사용하였으며, 도 1과 유사하게 외부 기체 공급 라인이 형성된 반응셀이 구비된 4중극자 유도 플라즈마-질량 분석기(quadrapole ICP-MS)를 사용하였다. 또한, 본 출원인은 검출의 정확도에 큰 영향을 미치는 요소가 샘플의 유속, 산소 가스의 유속, 및 이송 가스의 유속임을 발견하였으며, 하기의 실시예는 유속에 의해 검출의 민감도가 달라지는 예를 포함한다.
(실시예)
이송 가스로 아르곤 가스를 사용하였으며, 5나인의 고순도 산소 가스(99.999%)를 사용하였다.
대한 가스필 Co.사의 2.63% 아르신-질소 혼합 가스를 이용하여 아르신의 함량이 각각 161μg/m3(49.8ppbv), 322μg/m3(99.7ppbv), 및 645μg/m3(199.9ppbv)가 되도록 ISO 6142의 국제 지침에 따라 고순도 질소를 혼합하여 분석 대상인 샘플을 제조하였다.
유도 플라즈마-질량 분석기로 도 1과 유사한 구조를 갖는 반응셀이 구비된 4중극자 유도 플라즈마-질량 분석기(quadrapole ICP-MS, 퍼킨 엘머, Sciex Elan 6100 DRC Plus)를 사용하였다. 이송가스, 산소 가스, 및 샘플의 유속은 MFC를 이용하여 제어하였다.
고주파 파워(RF power), 분무화장치(nebulizer) 가스 유속은 2가 이온의 생성을 방지하며 최대 민감도(sensitivity)를 얻도록 설정하였으며, 실린더 렌즈의 전압, 4중극자 및 반응셀의 로드 오프셋 전압(rod offset voltage), 및 4중극자의 Mathieu 안정화 파라메터는 최대 이온 투과도를 갖도록 설정하였다.
산소 가스는 0.35mL/분의 유속으로 공급하였으며, 아르신의 함량이 161μg/m3(49.8ppbv), 322μg/m3(99.7ppbv) 및 645μg/m3(199.9ppbv)인 세 샘플을 각각에 대해 샘플 유속이 0.2mL/분, 0.5mL/분이 되도록 공급하였으며, 아르곤 이송 가스는 0.9L/분의 유속으로 공급하였으며, 질량 검출기를 통해 AsO+의 질량(m/z)인 90.9165의 m/z에서의 신호값(m/z에서의 강도)을 얻었다. 이때, 샘플 가스를 공급하여 질량을 검출하기까지 수분 이내의 시간이 소요되었다.
도 2는 샘플의 아르신 함량 및 샘플 공급 유속에 따른 AsO+의 신호값(CPS)을 도시한 것이다. 샘플 공급 유속이 커짐에 따라 검출되는 신호값 또한 커짐을 알 수 있으며, 동일한 샘플 공급 유속에서 샘플의 아르신 함량(μg/m3)과 신호값이 절편이 0인 매우 우수한 선형 관계(R2=0.9999 : 0.5mL/분의 유속, R2=0.9991 : 0.2mL/분)를 가짐을 알 수 있다.
도 2에서 알 수 있듯이 본 발명의 측정 방법은 비소 또는 비소화합물의 비소이온(As+ : m/z=74.9215)을 검출하는 것이 아닌 비소의 산화물상 이온(AsO+ : m/z=90.9165)을 검출하여 다른 화합물 이온상(ArCl+ : m/z=74.9286, CaCl+ : m/z=74.9314)에 의한 간섭을 배제할 수 있으며, 기체에 함유된 아르신 농도에 선형으로 비례하는 검출 신호값이 얻어지므로, 매우 정확하게 아르신 농도를 측정할 수 있다.
검출의 신뢰성(재현성)을 검증하기 위해, 각 샘플의 아르신 농도를 5회 반복 측정 하였으며, 이때, 상대표준편차(relative standard deviation)는 3.9%이었다. 이를 통해 본 발명의 검출 방법을 이용하여 기체상에 함유된 유해물질의 양을 매우 정확하고 신뢰성 높게 검출 가능함을 알 수 있다.
노이즈에 해당하는 백그라운드 신호값을 반복 측정(10회)하여 백그라운드 신호값의 표준 편차(5.8 cps, 이하 Sb), t-분포(Student's t statistic, 이하t)로 95%에서 2.262를 얻었으며, 샘플 공급속도 5mL/분에서 고정 커브 기울기(slope of calibration) 128.86 (cps/(μg/m3), 이하 m)을 이용하여 최소 검출 농도(CDL)=(Sb*t)/m의 수식을 통해 최소 검출 농도를 산출하였다. 본 발명의 검출 방법에 따른 검출 가능한 최소 농도는 약 0.10μg/m3(0.03ppbv)이었으며, 이를 통해 본 발명의 검출 방법이 매우 민감도 높은 검출 방법으로, 대기에 매우 미량의 유해 물질이 함유된 경우도 검출 가능함을 알 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 5는 각각 산소가스의 유속(도 3), 이송가스의 유속(도 4) 및 샘플의 유속(도 5)에 따른 검출 강도의 변화를 측정 도시한 것이다. 검출의 민감도, 정확도 및 재현성을 위해, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 산소 가스는 0.2 내지 0.5 mL/min의 유속, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.4의 mL/min의 유속로 공급되며, 도 4에 도시한 바와 같이 이송 가스는 0.8 내지 1 L/min의 유속으로 공급되며, 상기 검출 대상 기체는 1 내지 5 mL/min의 유속으로 공급되는 것이 바람직하다.
특징적으로 도 4에 도시한 바와 같이 1 내지 5 mL/min의 검출 대상 기체의 유속에 대해 아르신 샘플 농도와 무관하게 선형성이 매우 높은 결과를 얻었으며, 이를 통해 도 2의 결과와 마찬가지로 검출대상 기체 유속, 이송 가스의 유속 및 산소가스의 유속이 제어된 상황에서 매우 정확하고 재현성 있는 검출 결과가 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 검출 방법이 수행되는 장치의 일 장치도이며,
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 아르신 가스 농도별 검출 결과를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 산소가스의 유속에 따른 아르신 가스의 검출 결과를 도시한 도면이며,
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 이송가스의 유속에 따른 아르신 가스의 검출 결과를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 샘플의 유속에 따른 아르신 가스의 검출 결과를 도시한 도면이다.

Claims (8)

  1. 고주파 유도 플라즈마-질량 분석기(ICP-MS; Inductive Coupled Plasma-Mass Spectroscopy)를 이용하여 기상에 함유된 유해 물질을 검출하는 방법으로,
    a)고주파 유도 플라즈마(Inductive Coupled Plasma)에 검출 대상인 기체를 공급하는 단계;
    b)플라즈마에 유입된 검출 대상 기체에 산소 가스를 공급하여 유해 원소의 산화물상 이온을 생성하는 단계; 및
    c) 상기 유해 원소의 산화물상 이온 질량을 검출하는 단계;
    를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 대기중 유해 원소의 검출 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기상에 함유된 유해 물질은 수소화비소를 포함하는 비소화합물이며, 상기 유해 원소의 산화물상 이온은 AsO+인 것을 특징으로 하는 대기중 유해 원소의 검출 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 a) 내지 c) 단계가 연속적으로 반복 수행되어 실시간으로 기상에 함유된 유해 물질이 검출되는 것을 특징으로 하는 대기중 유해 원소의 검출 방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 산소 가스는 0.2 내지 0.5 mL/min의 유속으로 공급되는 것을 특징으로 하는 대기중 유해 원소의 검출 방법.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 a) 단계의 상기 검출 대상 기체는 이송 가스(carrier gas)와 함께 공급되며, 상기 이송 가스는 0.8 내지 1 L/min의 유속으로 공급되는 것을 특징으로 하는 대기중 유해 원소의 검출 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 검출 대상 기체는 1 내지 5 mL/min의 유속으로 공급되는 것을 특징으로 하는 대기중 유해 원소의 검출 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 기상에 함유된 유해 물질의 농도와 상기 c) 단계의 유해 원소의 산화물상 이온의 질량을 검출한 신호값(signal)은 절편이 0인 직선의 관계인 것을 특징으로 하는 대기중 유해 원소의 검출 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 검출 대상 기체는 1 내지 5 mL/min의 유속으로 공급되며, 상기 유해 물질의 농도(y)는 상기 신호값(x)에 0.006 내지 0.05를 곱한 값인 것을 특징으로 하는 대기중 유해 원소의 검출 방법.
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