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초고분해능 질량분석기를 이용한 이차유기 에어로졸 특성 규명
박준현,아쉬라프파와드,아킬아프잘,임호진 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
유기 에어로졸에는 대기로 직접 배출된 일차 유기 에어로졸(POAs)과 대기 중 유기 가스(ROGs)의 화학반응에 의해 생성된 이차 유기 에어로졸(SOAs)이 있다. 유기질소산화물은 대기 중 SOA 화학작용의 핵심 화학종이다. 본 연구에서는 α-피넨에서 생성되는 SOA의 조성을 분석하였으며, 특히 질소 함유 화합물에 초점을 맞추었다. 경북대 스모그 챔버에서 저농도 고농도의 질소산화물 조건에서 오존 분해와 광산화를 통해 α-피넨 SOA를 생성했다. 초고해상도 15 T FT-ICR MS를 사용해 SOA의 세부 화학성분을 구분했다. 또한 질소 포함 화학종의 존재 여부, 양, 형성 경로를 화학식, 원자 비율, 유기 탄소에 대한 유기질 비율을 이용해 확인했다. 수천 개의 식별된 피크 가운데 전형적인 산소결합 화학종(3-methyl-1,2,3-butanetricarboxylic acid, 피논산, norpinoic acid)과 질소 함유 화학종(C10H15NO5, C10H15NO6, C10H16N₂O7, C10H15NO9, C9H13NO6)이 관찰됐다. 스모그 챔버와 흐름반응기의 SOA 수율 및 조성은 유사성을 나타낸다. 또한 경북대에서 개발한 흐름반응기를 이용하여 SOA 생성에서 NH₃가 SOA 생성 화합물에 미치는 영향 및 조성을 조사하였다. 분석된 화학종은 Terebic acid, Pinonic acid 등 총 54종이 분석되었다. 이 중 중요물질을 MS/MS하여 화학구조를 확인하였다. 본 연구는 SOA 생성연구 및 화학 종 연구에서 지표로 많이 활용될 것이다.