KR20180110963A - 유기 오염물 및 휘발성 독성물질의 수질 독성 원인 물질 규명장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명장치에 따르면, 미지 시료의 생물 독성과, 유기 오염물을 흡착하거나, 휘발성 독성물질을 제거할 수 있는 복수 개의 컬럼으로 처리한 미지 시료의 생물 독성을 비교하여 독성 저감률을 산출하는 간단한 방법으로, 단시간에 오염수에 포함된 독성 원인 물질이 유기 오염물인지 또는 휘발성 독성물질인지 여부를 판별할 수 있어 다양한 오염수에 포함된 독성 원인 물질의 규명을 위해 손쉽게 활용될 수 있다.
Description
본 발명은 미지의 오염수에 포함된 독성 원인 물질이 유기 오염물인지 또는, 휘발성 독성물질인지 여부를 규명할 수 있는 독성 원인 물질 규명장치에 관한 것이다.
산업이 고도화됨에 따라 수질에 포함되어 있는 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질(volatile toxicants) 등과 같이 인체에 독성을 띄는 유해 물질의 양도 증가하고 있으며, 이와 같은 오염원이 유발하는 수질 오염으로 인해 자연 생태계가 파괴되고 있어 이를 방지하기 위해 글로벌 차원에서 환경 규제를 강화하고 있는 추세이다.
종래에는, 오염 수질이 생태계에 미치는 영향을 분석하기 위해서, 생물검정법(bioassay) 또는 기체 크로마토그래피 방법 등을 널리 이용하여 왔다.
일례로, 상기 생물 검정법은 유해 물질을 생물에 노출시켜 사망, 성장, 부화, 수정 등의 생물학적 반응 요소를 측정하여 독성을 평가하는 방법이다. 하지만, 상기와 같은 생물검정법은 화학적 분석에 의한 개별 물질의 농도를 측정하는 평가로 고가의 분석 장비와 고도로 숙련된 요원을 필요로 하고 있으며, 분석을 위한 시간이 많이 소요되며, 독성 물질의 성분이 정확하게 판단되지 못하는 경우가 많다. 또한, 분석을 위해 샘플을 장거리로 이동시킬 경우에 샘플 내 반응으로 성분 및 농도의 변화가 유발되는 문제가 있다.
또한, 상기 기체크로마토그래피 방법(gas chromatography, GC)을 이용하여 수질에 포함된 유기 오염물이나, 휘발성 독성물질을 검출하는 방법은 신뢰성 및 선택성이 높고 고감도이지만, 고가의 장비가 필요하며, 조작의 편의성이 떨어지는 문제점이 있고, 오염을 분석하기 위해 별도의 시료 처리 공정 등이 필요하여 측정 시간이 길다는 단점이 있고, 오염수에 포함된 독성 원인 물질이 유기 화합물 또는 휘발성 독성물질 등과 같은 중금속 이외의 독성 원인 물질에 의한 것인지 또는 중금속에 의한 것인지를 손쉽게 판별할 수 없어 이를 보완할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 미지 시료의 생물 독성을 비교하여 오염수에 포함된 독성 원인 물질이 유기 화합물인지, 또는 휘발성 독성물질인지 여부를 단시간에 손쉽게 규명할 수 있는 독성 원인 물질 규명장치에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은, 독성 원인 물질을 규명하기 위한 미지 시료를 공급하는 미지 시료 공급부; 생물 시료를 공급하는 생물 시료 공급부; 상기 생물 시료 공급부와 배관 연결되어 공급되는 생물 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 생물 계수부; 상기 미지 시료 공급부과 배관 연결되어 공급되는 미지 시료에 포함된 유기 오염물 및 휘발성 독성물질을 제거하는 하나 이상의 컬럼부; 상기 미지 시료 공급부 및 상기 컬럼부와 배관 연결되어, 공급되는 미지 시료 또는 상기 컬럼부에서 여과된 미지 시료를 상기 생물 계수부에서 공급되는 생물 시료와 혼합하여 혼합 시료를 제조하는 시료 혼합부; 상기 혼합 시료를 주입하는 용기를 공급하는 용기 공급부; 상기 시료 혼합부 및 용기 공급부와 연결되어 공급되는 혼합 시료를 상기 용기 공급부에서 공급되는 용기에 주입하여 시험 시료를 생성하는 시험 시료 생성부; 상기 시험 시료 생성부와 연결되어 공급되는 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 생물 노출 및 관찰부; 및 상기 시료 공급부 및 시료 혼합부와 배관 연결되어 공급받은 미지 시료 및 혼합 시료를 저장하는 폐기 시료 저장부;를 포함하는 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질 규명장치를 제공한다.
또한, 상기 컬럼부는, 엠버라이트 수지(amberlite XAD-2) 및 코코넛 차콜이 충진되어 상기 미지 시료에 포함된 유기 오염물을 제거하는 제1 컬럼; 및 공기를 공급하는 공기 주입부가 배관연결되고, 휘발성 독성물질이 배출되는 유출부가 형성되어 상기 미지 시료에 포함된 휘발성 독성물질을 제거하는 제2 컬럼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미지 시료 공급부, 컬럼부 및 시료 혼합부는 복수 개의 밸브가 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미지 시료 공급부 및 컬럼부는 미지 시료 또는 여과된 미지 시료를 상기 시료 혼합부에 공급하는 펌프가 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기에 기재된 장치를 이용하여 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질을 규명하는 방법에 있어서, (a) 미지 시료 및 생물의 수를 측정한 생물 시료를 혼합하여 혼합 시료를 제조하고, 제조한 혼합 시료를 용기에 주입하여 시험 시료를 생성한 후, 생성한 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 단계; (b) 미지 시료를 복수 개의 컬럼부에 통과시켜 복수 개의 여과 시료를 제조하고, 제조한 각각의 여과 시료를 생물의 수를 측정한 생물 시료와 혼합하여 복수 개의 혼합 시료를 제조하고, 제조한 각각의 혼합 시료를 용기에 주입하여 복수 개의 시험 시료를 생성한 후, 생성한 복수 개의 시험 시료에 포함된 생물의 수를 각각 측정하는 단계; 및 (c) 상기 단계 (a) 및 (b)에서 측정한 생물수를 비교하여 독성 저감률을 산출하고, 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질에 대한 오염 여부 및 미지 시료에 포함된 독성물질의 종류를 규명하는 단계;를 포함하는 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질 규명방법을 제공한다.
본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명장치에 따르면, 미지 시료의 생물 독성과, 유기 오염물을 흡착하거나 휘발성 독성물질을 제거할 수 있는 복수 개의 컬럼으로 처리한 미지 시료의 생물 독성을 비교하여 독성 저감률을 산출하는 간단한 방법으로, 단시간에 오염수에 포함된 독성 원인 물질이 유기 오염물인지 또는 휘발성 독성물질인지 여부를 판별할 수 있어 다양한 오염수에 포함된 독성 원인 물질의 규명을 위해 손쉽게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질 규명장치를 모식적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명장치의 컬럼부에 구비된 (a) 제1 컬럼 및 (b) 제2 컬럼의 일례를 모식적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명장치의 컬럼부에 구비된 (a) 제1 컬럼 및 (b) 제2 컬럼의 일례를 모식적으로 나타낸 개념도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은, 독성 원인 물질을 규명하기 위한 미지 시료를 공급하는 미지 시료 공급부(110); 생물 시료를 공급하는 생물 시료 공급부(120); 상기 생물 시료 공급부(120)와 배관 연결되어 공급되는 생물 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 생물 계수부(130); 상기 미지 시료 공급부(110)과 배관 연결되어 공급되는 미지 시료에 포함된 유기 오염물 및 휘발성 독성물질을 제거하는 하나 이상의 컬럼이 구비된 컬럼부(140); 상기 미지 시료 공급부(110) 및 상기 컬럼부(140)와 배관 연결되어, 공급되는 미지 시료 또는 상기 컬럼부(140)에서 여과된 미지 시료를 상기 생물 계수부에서 공급되는 생물 시료와 혼합하여 혼합 시료를 제조하는 시료 혼합부(150); 상기 혼합 시료를 주입하는 용기를 공급하는 용기 공급부(160); 상기 시료 혼합부(150) 및 용기 공급부(160)와 연결되어 공급되는 혼합 시료를 상기 용기 공급부(160)에서 공급되는 용기에 주입하여 시험 시료를 생성하는 시험 시료 생성부(170); 및 상기 시험 시료 생성부(170)와 연결되어 공급되는 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 생물 노출 및 관찰부(180)를 포함하는 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질 규명장치(10)를 제공한다(도 1 참조).
상기 미지 시료 공급부(110)는, 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질로 오염되었을 것으로 판단되는 지역에서 채취한 미지 시료를 시료 혼합부(150)에 직접 공급하거나, 또는, 미지 시료를 컬럼부(140)에 각각 공급할 수 있다.
상기 생물 시료 공급부(120)는 미지 시료에 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질이 과량 포함되어 있을 경우, 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질이 독성 원인 물질이 되어 생육이 저하되거나 사멸하는 생물을 함유하는 생물 시료를 저장하고, 생물 시료를 시료 혼합부(150)로 전달할 수 있다.
상기 생물은 수중에서도 생육이 가능하고 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질을 독성 원인 물질로 인식하여 사멸되는 다양한 미생물, 벼룩 또는 무척추동물 등의 생명체를 생물로 활용할 수 있다.
바람직하게는, 생물 시료는 발광 박테리아를 포함할 수 있으며, 발광 박테리아는 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질과 같은 독성 원인 물질에 노출되면 사멸되거나 생육이 저해되어 더 이상 빛을 발하지 못해 발광도가 떨어지는 특성을 갖는다. 상기 발광 박테리아는 포토박테리움 포스포럼(Photobacterium phos-phoreum) 또는 비브리오 피쉐리(Vibrio fischeri)를 대표적인 예로 들 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명장치(10)는 발광 박테리아가 정상적인 물 또는 오염된 물에 노출되었을 때 생물 시료에서 배출되는 발광량의 차이를 이용하여 독성 원인 물질의 함유 여부를 쉽게 판단할 수 있게 된다.
한편, 상기 생물 계수부(130)는 생물 시료 공급부(120)에서 공급되는 생물 시료에 포함된 생물의 수를 측정할 수 있으며, 이와 같은 생물 계수부(130)는, 일정량의 세포 부유액이 들어갈 수 있는 공간을 갖는 헤모사이토미터(hemocytometer)를 이용한 직접 현미경법, 생물 시료에 특정 파장의 빛을 공급하여 광학적 밀도값(optical density)을 산출하는 광학 측정법 또는 생물 시료에서 포함된 생물의 발광을 감지는 광전자증배관 센서 등을 이용하여 생물의 수를 측정하는 발광법 등을 구현할 수 있는 세포수 측정장치를 생물 계수부(130)로 이용하여 생물 시료에 포함된 생물의 수를 측정할 수 있다.
상기 컬럼부(140)는 상기 미지 시료 공급부(110)에서 공급되는 미지 시료를 전달받아, 미지 시료에 포함된 유기 오염물 등의 각종 독성 원인 물질을 흡착하여 여과된 미지 시료를 배출하거나, 미지 시료에 포함된 휘발성 독성물질을 제거하여 독성이 억제된 미지 시료를 배출할 수 있는 컬럼(141, 143)을 구비할 수 있으며, 특히, 유기 오염물을 흡착할 수 있는 물질이 충진된 컬럼과, 휘발성 독성물질을 제거할 수 있는 컬럼을 각각 구비할 수 있다.
일례로, 상기 컬럼부(140)는, 엠버라이트 수지(amberlite XAD-2) 및 코코넛 차콜이 충진되어 상기 미지 시료에 포함된 유기 오염물을 제거하는 제1 컬럼(141) 및 공기를 공급하는 공기 주입부(145)가 배관연결되고, 휘발성 독성물질을 배출하는 배출구가 형성된 상기 미지 시료에 포함된 휘발성 독성물질을 제거하는 제2 컬럼(143)을 포함할 수 있다(도 1 및 도 2 참조).
또는, 상기 컬럼부(140)는 중금속 또는 금속을 흡착하거나, 중금속의 활성을 억제할 수 있는 각각의 컬럼을 사용할 경우, 독성 원인 물질이 중금속인지 여부도 분석할 수 있다.
상기 시료 혼합부(150)는, 미지 시료 공급부(110)에서 직접적으로 공급되는 미지 시료를 전달받고, 상기 생물 시료 공급부(120)에서 생물 계수부(130)를 거쳐 공급되는 생물 시료를 전달받아, 미지 시료 및 생물 시료를 혼합한 혼합 시료를 제조할 수 있다. 또한, 상기 미지 시료 공급부(110)에서 컬럼부(140)로 공급된 후, 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료를 전달받고, 상기 생물 시료 공급부(120)에서 생물 계수부(130)를 거쳐 공급되는 생물 시료를 전달받아 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료 및 생물 시료를 혼합한 혼합 시료를 제조할 수 있다.
또한, 상기와 같은 미지 시료 공급부(110), 컬럼부(140) 및 시료 혼합부(150)는 복수 개의 밸브(A 내지 H)가 추가적으로 구비되어 있어, 미지 시료, 컬럼부를 통과한 미지 시료 및 혼합 시료의 유출 및 유입을 조절할 수 있다. 특히, 상기 컬럼부(140)에 설치된 각각의 밸브(B 내지 D)는 상기 컬럼부(140)에 설치된 각각의 컬럼(141, 143)에 미지 시료가 완전히 충진되면 자동으로 잠긴 후, 다음 컬럼으로 미지 시료가 공급되도록 자동조절의 역할을 수행할 수 있다.
상기 용기 공급부(160)는 상기 시험 시료 생성부(170)로 용기를 배출하여 운송하는 역할을 하며, 상기 용기는 1회용 플라스틱 컵 또는 종이컵 등을 바람직하게 사용할 수 있고, 오염을 방지하도록 멸균 처리된 용기를 사용할 수 있다.
일례로, 상기 용기 공급부(160)는 시판되는 종이컵을 용기로 공급할 수 있으며, 상기 용기 공급부(160)는 종이컵을 이송하는 실린더를 구비하거나, 컨베이어 벨트 등과 같은 수단을 통해 용기를 시험 시료 생성부(170)로 배출 및 운송할 수 있다.
상기 시험 시료 생성부(170)는 상기와 같이 용기 공급부(160)에서 운송된 용기에 상기 시료 혼합부(150)에서 혼합한 혼합 시료를 주입하고, 혼합 시료가 용기에 주입되어 독성 원인 물질을 검출하기 위한 시험 시료(즉, 혼합 시료 및 용기 포함)를 생성할 수 있다.
일례로, 상기 시험 시료 생성부(170)는 상기 혼합 시료를 주입할 수 있는 별도의 노즐을 구비하고, 상기 용기 공급부(160)에서 공급되는 용기를 전달받아 상기 용기에 혼합 시료를 주입하여 시험 시료를 생성할 수 있으며, 이와 같이 생성한 컨베이어 벨트 등과 같은 별도의 운송수단을 통해 생성한 시험 시료를 후술할 생물 노출 및 관찰부(180)로 배출 및 운송할 수 있다.
상기 생물 노출 및 관찰부(180)는 상기와 같이 시험 시료 생성부(170)에서 생성된 시험 시료를 공급받아 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정을 하며 반응을 관찰하여 반응의 결과(사멸, 생육저해 등)를 바탕으로 독성 원인 물질의 규명을 할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명장치(10)에 따르면, 상기 생물 계수부(130)에서 측정한 생물 시료에 포함된 생물의 수, 상기 생물 노출 및 관찰부(180)에서 측정한 시험 시료(미지 시료 공급부에서 직접적으로 전달받은 미지 시료 또는 컬럼부를 통과시킨 후 전달받은 각각의 미지 시료와 혼합) 들에 포함된 생물의 수를 각각 비교하여 독성 원인 물질 규명에 활용할 수 있다.
상기와 같은 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료는 각각의 컬럼(141, 143)을 통과하여 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질이 제거되어 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질을 포함하는 미지 시료와는 달리, 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질이 제거되어 생물 시료에 포함된 생물에 다른 영향을 미치게 된다.
일례로, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 컬럼부(140)는 엠버라이트 수지(amberlite XAD-2) 및 코코넛 차콜이 충진되어 상기 미지 시료에 포함된 유기 오염물을 제거하는 제1 컬럼(141) 및 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 공기 주입부(145)가 배관연결되어 하부 일측에 공기를 공급하고, 상부 일측에 배출구가 형성되어 상기 미지 시료에 포함된 휘발성 독성물질을 배출 제거하는 제2 컬럼(143)을 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기와 같은 제1 컬럼(141)은 엠버라이트 수지(amberlite XAD-2) 및 코코넛 차콜이 충진되어 상기 미지 시료에 포함된 유기 오염물을 흡착 제거할 수 있다. 또한, 제2 컬럼(143)은 공기를 주입하는 공기 주입부(145)가 배관연결되어 수질에 포함된 휘발성 독성물질을 주입되는 공기와 반응시켜, 배출구를 통해 배출 및 제거할 수 있으며, 별도의 가열수단을 추가로 구비하여 배출 효율을 높일 수 있다.
따라서, 미지 시료 공급부(110)에서 공급되는 미지 시료에 의해 생물 시료에 포함된 생물이 사멸하거나 생육이 억제되는 경우, 상기 제1 컬럼(141)을 통과한 미지 시료를 포함하는 시험 시료 및 상기 제2 컬럼(143)을 통과한 미지 시료를 포함하는 시험 시료 각각의 생물의 수를 측정한 후, 독성 저감률을 산출하고, 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질의 오염 여부를 확인할 수 있어, 독성 원인 물질을 규명할 수 있게 된다.
즉, 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료의 생물에 대한 독성의 유무를 알 수 있고, 각각의 컬럼(141, 143)으로 처리한 시료의 독성 저감률을 산출할 수 있게 된다. 만약, 각각의 컬럼(141, 143)을 통과한 미지 시료의 독성 저감률이 높다면, 미지 시료는 독성 원인 물질로 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질이 포함된 오염수임을 확인할 수 있게 된다.
아울러, 상기 생물 노출 및 관찰부(180)는 상기 생물 계수부(130)와 동일한 세포수 측정장치를 이용하여 동일한 방법으로 진행될 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명장치(10)는 상기 미지 시료 공급부(110) 및 시료 혼합부(150)와 배관으로 연결되어 공급받은 미지 시료 및 혼합 시료를 저장하는 폐기 시료 저장부(190)를 추가로 포함하도록 구성하여, 상기 시료 공급부에 저장된 미지 시료를 폐기할 수 있으며, 상기 시료 혼합부(150)에서 시험 시료 제조부로 혼합 시료를 공급한 후, 잔류하는 혼합 시료인 폐기 시료를 공급받아 저장하여 처리할 수 있다.
그리고, 상기 미지 시료 공급부(110) 및 시료 혼합부(150)는 미지 시료 또는 혼합 시료의 배출을 조절할 수 있도록, 별도의 밸브(A 및 H)를 추가적으로 포함할 수 있으며, 이와 같은 밸브(A 및 H)를 이용하여 미지 시료 또는 혼합 시료를 포함하는 폐기 시료의 배출을 조절할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명장치(10)는 미지 시료 공급부(110) 및 컬럼부(140)에 미지 시료 또는 여과된 미지 시료를 시료 혼합부(150)에 용이하게 공급할 수 있도록 각각의 배관(A 내지 H)에 구비된 별도의 펌프(210 및 220)를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명장치(20)에 따르면, 미지 시료의 생물 독성과, 유기 오염물을 흡착하거나, 휘발성 독성물질을 제거할 수 있는 복수 개의 컬럼(141, 143)으로 처리한 미지 시료의 생물 독성을 비교하여 독성 저감률을 산출하는 간단한 방법으로, 단시간에 오염수에 포함된 독성 원인 물질이 유기 오염물인지 또는 휘발성 독성물질인지 여부를 판별할 수 있어 다양한 오염수에 포함된 독성 원인 물질의 규명을 위해 손쉽게 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 독성 원인 물질 규명장치(10)를 이용하여 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질을 규명하는 방법에 관한 기술내용을 제공한다.
본 발명에 따른 독성 원인 물질 규명방법은, (a) 미지 시료 및 생물의 수를 측정한 생물 시료를 혼합하여 혼합 시료를 제조하고, 제조한 혼합 시료를 용기에 주입하여 시험 시료를 생성한 후, 생성한 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 단계; (b) 미지 시료를 컬럼부에 통과시켜 복수 개의 여과 시료를 제조하고, 제조한 각각의 여과 시료를 생물의 수를 측정한 생물 시료와 혼합하여 복수 개의 혼합 시료를 제조하고, 제조한 각각의 혼합 시료를 용기에 주입하여 복수 개의 시험 시료를 생성한 후, 생성한 복수 개의 시험 시료에 포함된 생물의 수를 각각 측정하는 단계; 및 (c) 상기 단계 (a) 및 (b)에서 측정한 각각의 생물의 수를 비교하여 독성 저감률을 산출하고, 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질에 대한 오염 여부를 규명하는 단계;를 포함한다.
상기 단계 (a)에서는, 생물 시료 공급부(120)에서 공급되는 생물 시료 및 미지 시료 공급부(110)에서 공급되는 미지 시료를 혼합하여 시험 시료를 제조하고, 미지 시료가 생물 시료에 미치는 영향을 분석하기 위해, 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 단계이다.
구체적으로, 본 단계에서는, 생물 시료 공급부(120)에서 생물 시료를 공급하며, 생물 시료 공급부(120)에서 공급되는 초기 생물 시료에 포함된 생물의 수를 측정하고, 생물의 수를 측정한 생물 시료를 미지 시료와 시료 혼합부(150)에서 혼합하여 혼합 시료를 제조하며, 제조한 혼합 시료를 용기 공급부(160)에서 공급되는 용기에 주입하여 시험 시료를 생성한 후, 생물 노출 및 관찰부(180)에서 생성한 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정할 수 있으며, 이를 통해, 독성 원인 물질의 포함 여부를 확인할 수 있다.
만약, 본 단계에서 시험 시료에 포함된 생물의 수가 상기 초기 생물 시료에 포함된 생물의 수보다 현저히 감소된 경우, 해당 미지 시료에는 독성 원인 물질로 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질이 포함된 것으로 규명하여, 다음 단계를 수행할 수 있다.
상기 단계 (b)에서는, 컬럼부(140)의 각각의 컬럼(141, 143)을 통과한 복수 개의 미지 시료 및 생물 시료를 혼합하여 각각의 시험 시료를 제조하고, 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료에 의한 생물 시료에 포함된 생물의 영향을 분석하고, 이를 위해, 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 단계이다.
구체적으로, 본 단계에서는, 생물 시료 공급부(120)에서 생물 시료를 공급하며, 이와 같은 초기 생물 시료에 포함된 생물의 수를 측정하고, 생물의 수를 측정한 생물 시료를 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료와 시료 혼합부(150)에서 혼합하여 혼합 시료를 제조하고, 제조한 혼합 시료를 용기 공급부(160)에서 공급되는 용기에 주입하여 시험 시료를 생성한 후, 생물 노출 및 관찰부(180)에서 생성한 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정하여 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료에 의한 생물의 수 변화를 분석할 수 있으며, 이를 통해, 컬럼부(140)에 구비된 각각의 컬럼을 통과한 미지 시료에 의한 생물의 독성 저감률을 각각 산출할 수 있다.
이를 위해, 상기 컬럼부(140)는 상기 미지 시료 공급부(110)에서 공급되는 미지 시료를 전달받아, 미지 시료에 포함된 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질 등의 각종 독성 원인 물질을 흡착하거나 제거하여 독성이 감소 또는 소실된 미지 시료를 배출할 수 있는 컬럼(141, 143)을 구비하며, 각종 독성 원인 물질을 각각 별도로 여과할 수 있도록 복수 개의 컬럼(141, 143)을 구비한 것을 사용할 수 있다.
일례로, 상기 컬럼부(140)는 엠버라이트 수지(amberlite XAD-2) 및 코코넛 차콜이 충진되어 상기 미지 시료에 포함된 유기 오염물을 제거하는 제1 컬럼(141) 및 공기를 공급하는 공기 주입부(145)가 배관연결되어 상기 미지 시료에 포함된 휘발성 독성물질을 제거하는 제2 컬럼(143)이 구비된 경우, 상기와 같은 제1 컬럼(141)은 미지 시료에 포함된 유기 오염물을 흡착 제거할 수 있다. 또한, 제2 컬럼(143)은 수질에 포함된 휘발성 독성물질을 제거할 수 있으며, 별도의 가열수단을 구비하여, 휘발성 독성물질의 제거효율을 높일 수 있다.
상기 단계 (c)는, 상기 단계와 같은 방법으로 측정한 각각의 생물의 수를 비교하여 독성 저감률을 산출하고, 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질에 대한 오염 여부 및 오염물에 포함된 독성물질의 종류를 규명하는 단계이다.
본 단계에서는 초기 생물 시료 및 미지 시료에 의한 생물의 수 변화, 초기 생물 시료 및 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료에 의한 생물의 수 변화를 비교하여 독성 저감률을 산출하고, 독성 원인 물질이 유기 오염물인지, 또는 휘발성 독성물질인지 여부를 판별할 수 있다.
만약, 상기 단계 (b)에서 산출한 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료를 생물 시료와 반응시킨 시험 시료의 생물의 수가 상기 단계 (a)에서 산출한 미지 시료를 생물시료와 반응시킨 시험 시료의 생물의 수가 유사한 것으로 확인될 경우, 상기 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질은 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질이 아닌 것으로 판단할 수 있고, 이와 달리, 상기 단계 (b)에서 산출한 컬럼부(140)를 통과한 미지 시료를 생물 시료와 반응시킨 시험 시료의 생물의 수가 상기 단계 (a)에서 산출한 미지 시료를 생물시료와 반응시킨 시험 시료의 생물의 수가 확연히 차이가 나는 것으로 확인될 경우, 상기 미지시료에 포함된 독성 원인 물질은 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질인 것으로 판별할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 독성 원인물질 규명방법에 따르면, 미지 시료를 생물 시료와 반응시켜 생물의 수 변화를 분석하고, 컬럼으로 여과처리한 미지 시료와 생물 시료를 반응시켜 생물의 수 변화를 분석하여, 이를 비교해 독성 저감률을 산출하는 간단한 공정을 통해, 단시간에 오염수에 포함된 독성 원인물질이 유기 오염물인지, 또는 휘발성 독성물질인지 여부를 판별할 수 있다.
10 : 독성 원인 물질 규명장치
110 : 미지 시료 공급부
120 : 생물 시료 공급부 130 : 생물 계수부
140 : 컬럼부 150 : 시료 혼합부
160 : 용기 공급부 170 : 시험 시료 생성부
180 : 생물 노출 및 관찰부 190 : 폐기 시료 저장부
210 : 미지 시료 공급 펌프
220 : 컬럼을 통과한 미지 시료 공급 펌프
A 내지 H : 밸브
120 : 생물 시료 공급부 130 : 생물 계수부
140 : 컬럼부 150 : 시료 혼합부
160 : 용기 공급부 170 : 시험 시료 생성부
180 : 생물 노출 및 관찰부 190 : 폐기 시료 저장부
210 : 미지 시료 공급 펌프
220 : 컬럼을 통과한 미지 시료 공급 펌프
A 내지 H : 밸브
Claims (5)
- 독성 원인 물질을 규명하기 위한 미지 시료를 공급하는 미지 시료 공급부;
생물 시료를 공급하는 생물 시료 공급부;
상기 생물 시료 공급부와 배관 연결되어 공급되는 생물 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 생물 계수부;
상기 미지 시료 공급부과 배관 연결되어 공급되는 미지 시료에 포함된 유기 오염물 및 휘발성 독성물질을 제거하는 하나 이상의 컬럼이 구비된 컬럼부;
상기 미지 시료 공급부 및 상기 컬럼부와 배관 연결되어, 공급되는 미지 시료 또는 상기 컬럼부에서 여과된 미지 시료를 상기 생물 계수부에서 공급되는 생물 시료와 혼합하여 혼합 시료를 제조하는 시료 혼합부;
상기 혼합 시료를 주입하는 용기를 공급하는 용기 공급부;
상기 시료 혼합부 및 용기 공급부와 연결되어 공급되는 혼합 시료를 상기 용기 공급부에서 공급되는 용기에 주입하여 시험 시료를 생성하는 시험 시료 생성부;
상기 시험 시료 생성부와 연결되어 공급되는 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 생물 노출 및 관찰부; 및
상기 시료 공급부 및 시료 혼합부와 배관 연결되어 공급받은 미지 시료 및 혼합 시료를 저장하는 폐기 시료 저장부;를 포함하는 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질 규명장치. - 제1항에 있어서,
상기 컬럼부는,
엠버라이트 수지(amberlite XAD-2) 및 코코넛 차콜이 충진되어 상기 미지 시료에 포함된 유기 오염물을 제거하는 제1 컬럼; 및
공기를 공급하는 공기 주입부가 배관연결되고, 휘발성 독성물질이 배출되는 유출부가 형성되어 상기 미지 시료에 포함된 휘발성 독성물질을 제거하는 제2 컬럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질 규명장치. - 제1항에 있어서,
상기 미지 시료 공급부, 컬럼부 및 시료 혼합부는 복수 개의 밸브가 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 독성 원인 물질 규명장치. - 제1항에 있어서,
상기 미지 시료 공급부 및 컬럼부는 미지 시료 또는 여과된 미지 시료를 상기 시료 혼합부에 공급하는 펌프가 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 독성 원인 물질 규명장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 장치를 이용하여 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질을 규명하는 방법에 있어서,
(a) 미지 시료 및 생물의 수를 측정한 생물 시료를 혼합하여 혼합 시료를 제조하고, 제조한 혼합 시료를 용기에 주입하여 시험 시료를 생성한 후, 생성한 시험 시료에 포함된 생물의 수를 측정하는 단계;
(b) 미지 시료를 컬럼부에 통과시켜 복수 개의 여과 시료를 제조하고, 제조한 각각의 여과 시료를 생물의 수를 측정한 생물 시료와 혼합하여 복수 개의 혼합 시료를 제조하고, 제조한 각각의 혼합 시료를 용기에 주입하여 복수 개의 시험 시료를 생성한 후, 생성한 복수 개의 시험 시료에 포함된 생물의 수를 각각 측정하는 단계; 및
(c) 상기 단계 (a) 및 (b)에서 측정한 생물수를 비교하여 독성 저감률을 산출하고, 유기 오염물 또는 휘발성 독성물질에 대한 오염 여부 및 미지 시료에 포함된 독성물질의 종류를 규명하는 단계;를 포함하는 미지 시료에 포함된 독성 원인 물질 규명방법.
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