토양 중금속(As)의 전처리 방법에 대한 비교분석 = Comparison of Preprocessing Methods for Soil Heavy Metals Analysis

국문 초록 (Abstract)

토양 내 중금속의 함량 분석방법으로 환경부에서 고시한 토양오염공정시험기준 (ES 07400)의 왕 수분해방법을 일반적으로 적용한다. 토양중 중금속의 분석은 크게 시료 전처리와 측정단계로 구분 할 수 있으며, 분석을 위한 장비로 원자흡수분광광도계(AAS), 유도결합플라스마 원자발광분광계 (ICP-AES)가 사용된다. 전처리에는 히팅플레이트, 반응용기, 환류냉각장치, 흡수용기로 구성된 SMA 20A 중금속 전처리 장비를 다수의 토양분석기관에서 사용하고 있다. 또 다른 전처리 장비로는 흑 연블럭 시료전처리 장비(Graphit Block Digestion System)가 있다. 이 장비는 용기에 테프론 코팅이 되어 있어 유해가스에 의한 부식이 방지가능하다는 장점이 있으나, 환류냉각장치를 사용하지 않고 포집하기 때문에 토양 시료량 또는 과량의 유기물을 포함 여부 등 토양시료특성에 따라 중금 속함량의 손실 우려가 있다.
전처리 장비에 따라 환류냉각과정의 포함 여부 차이가 있으므로, 본 연구에서는 토양 중 중금속 분석을 위해 전처리 방법에 따른 정밀도 차이를 비교 분석하였다. 이를 위해 독일연방표준과학원 인증표준물질(CRM)인 BAM-U110을 분석시료로 사용하였으며, 토양오염공정시험기준(ES 07400)에 따른 왕수분해법으로 전처리를 시행하였다. 전처리장비에서 환류냉각장치의 여부 이외에는 모든 조건을 동일하게 설정하여 분석을 수행하였으며, 측정 장비로는 유도결합플라스마 원자발광분광계 (ICP-AES) 189.042 nm를 이용하여 중금속 비소(As)를 측정하였다.
BAM-U110 시료의 비소(As) 인증값은 13.0 mg/kg 이며, 환류냉각장치를 사용하지 않은 중금속 전 처리과정 적용시 분석결과에서 비소(As)가 평균 12.29 mg/kg, 표준편차 0.317, 회수율 94.55%로 분석되었다. 또한 환류 냉각장치를 사용한 중금속 전처리 과정 적용시에는 비소(As)가 평균 12.61 mg/kg, 표준편차 0.225, 회수율 96.99%로 분석 결과 확인되었다. 이 결과를 통해 중금속 분해과정에 서 환류냉각 과정의 전처리 포함여부는 중금속 분석결과에 미치는 영향이 미비함을 확인하였다.
흑연블럭 중금속전처리 방법은 시료량 또는 과량의 유기물 분해에는 한계가 있으므로 비교적 분해 가 용이한 시료 분석에 적합하지만, 환류냉각 과정을 적용하지 않아도 회수율의 영향이 크지 않고 중금속 분석결과 영향이 미비한 것으로 분석되었다. 따라서 환류냉각장치 사용여부에 의한 중금속 결과 영향이 적으므로 기존의 중금속 전처리 장비와 혼용하여 사용이 가능할 것으로 판단된다.