담수중의총유기탄소분석법연구webbook.me.go.kr/dli-file/nier/06/151444.pdf7....

담수중의 총유기탄소 분석법 연구담수중의 총유기탄소 분석법 연구담수중의 총유기탄소 분석법 연구담수중의 총유기탄소 분석법 연구

환경진단연구부 수질환경과환경진단연구부 수질환경과환경진단연구부 수질환경과환경진단연구부 수질환경과

김창수 임병진 이재관 이준배김창수 임병진 이재관 이준배김창수 임병진 이재관 이준배김창수 임병진 이재관 이준배, , , ,, , , ,, , , ,, , , ,최광수 김재령 이재윤최광수 김재령 이재윤최광수 김재령 이재윤최광수 김재령 이재윤, ,, ,, ,, ,

Study on the Total Organic Carbon(TOC)Study on the Total Organic Carbon(TOC)Study on the Total Organic Carbon(TOC)Study on the Total Organic Carbon(TOC)Analytical Method in FreshwaterAnalytical Method in FreshwaterAnalytical Method in FreshwaterAnalytical Method in Freshwater

C.S. Kim, B.J. Lim, J.K. Lee, J.B. LeeC.S. Kim, B.J. Lim, J.K. Lee, J.B. LeeC.S. Kim, B.J. Lim, J.K. Lee, J.B. LeeC.S. Kim, B.J. Lim, J.K. Lee, J.B. LeeK.S. Choi, J.L. Kim, J.Y. LeeK.S. Choi, J.L. Kim, J.Y. LeeK.S. Choi, J.L. Kim, J.Y. LeeK.S. Choi, J.L. Kim, J.Y. Lee

Water Quality DivisionWater Quality DivisionWater Quality DivisionWater Quality DivisionEnvironmental Diagnostics Research DepartmentEnvironmental Diagnostics Research DepartmentEnvironmental Diagnostics Research DepartmentEnvironmental Diagnostics Research DepartmentNational Institute of Environmental ResearchNational Institute of Environmental ResearchNational Institute of Environmental ResearchNational Institute of Environmental Research

2005200520052005

국립환경과학원국립환경과학원국립환경과학원국립환경과학원

- i -

요약문요약문요약문요약문

연구제목연구제목연구제목연구제목1.1.1.1.

담수중의 총유기탄소 분석법 연구

연구목적연구목적연구목적연구목적2.2.2.2.

수중의 유기탄소는 수질오염의 주요지표로 활용되고 있으며

수생태계의 탄소순환과정 수돗물의 정수처리공정에서 소독부산,

물 생성가능성을 추정할 수 있는 항목으로서 총유기탄소농도를,

측정할 때 검량방법에 따라 측정값에 차이가 있어 측정기 매뉴

얼에 따르는 것만으로는 측정값의 정확도를 보정하기 어려운 실

정인바 이러한 문제점들을 문헌 및 실험을 통해 파악하여 최적

의 총유기탄소 공정시험방법 제정의 근거자료를 제공하고자 한

다.

연구내용 및 범위연구내용 및 범위연구내용 및 범위연구내용 및 범위3.3.3.3.

가 국내외 총유기탄소 분석방법 비교 검토.

미국 일본 및 유럽 등 총유기탄소- , , (ISO) (TOC : Total

분석법Organic Carbon)

- ii -

나 측정원리가 다른 측정기기간의 측정값 차이조사.

국내에서 사용되는 개 기종을 대상으로- 3

산화방법•

검량방법•

각 분석단계별 차이점 시료주입량( , Sparge Time)•

다 총유기탄소 분석방법 성능 검토.

정량범위 표준편차 및 검출한계- ,

측정기기별 표준시료에 따른 비교시험•

재현성 회수율 및 정밀도 검토- ,

측정기기별 표준시료에 대한 비교시험•

측정기기별 실제시료에 대한 비교시험•

라 총유기탄소 표준분석방법 안 작성. ( )

기구 시약 등의 바탕시험값 최소화 방안- ,

시료의 전처리 및 보존방법-

검출한계 정량범위 표준편차율 제시- , ,

수질오염공정시험방법 안 작성- ( )

- iii -

연구 결과연구 결과연구 결과연구 결과4.4.4.4.

본 보고서에서 제시한 총유기탄소 측정방법 안 은 선진국( )

에서 사용하고 있는 총유기탄소 측정방법 등을 비교 검토

하여 최적의 시험방법을 도출하고자 하였다 또한 국내에서.

사용하고 있는 종의 측정기기를 대상으로 산화방법 검출3 ,

방법 검출농도 등을 비교하였고 하천 호소 및 폐수처리장,

방류수 등 현장 시료의 적용성을 검토하여 이를 토대로 총,

유기탄소에 대한 수질오염공정시험방법 안 을 제시하였으며( )

그 결과는 다음과 같다.

총유기탄소의 국내외 측정방법을 비교 분석한 결과 분1. ∙

해방법은 대부분 고온연소산화방법과 산화방법을 사UV

용하고 있었으며 검량방법은 비정화유기탄소(NPOC :

검량방법과 가감Nonpurgeable Organic Carbon)

검량방(TC-IC : Total Carbon - Inorganic Carbon)

법을 사용하고 있었다.

국내에서 사용되고 있는 종의 측정기기의 재현성과 정2. 3

량성을 검토한 결과 표준시료 범위에서, 0~20 /L㎎

방법에 따른 유기탄소 의NPOC (OC : Organic Carbon)

재현성은 표준편차 로 양호하였으며 정량성2.9~15.1% ,

- iv -

은 r2 이상으로 직선성을 나타내었다 유기탄소=0.9986 .

와 무기탄소 는 로 혼합한 총탄소 표준(OC) (IC) 1:1 (TC)

시료에서도 재현성은 표준편차가 로 우수하였2.7~7.6%

고 정량성은, r2 이상으로 직선성을 나타내었다=0.9989 .

무기탄소 표준시료에서도 농도범위에서(IC) 0~10 /L㎎

재현성은 표준편차가 로 양호하게 나타났으2.3~17.4%

며 정량성은, r2 이상으로 직선성을 나타내었다=0.9987 .

이상에서와 같이 국내 개 기종의 표준시료에 대한 재3

현성 및 정량성은 양호한 것으로 검토되었다.

표준시료에 대한 국내 종의 측정기기에 대한 정량범위3. 3

및 검출한계를 검토한 결과 고온연소산화방법 과(680 )℃

과황산 산화방법은 낮은 값인 이하에서도UV- 0.5 /L㎎

비교적 정확한 값을 나타내었으나 고온연소산화방법

은 비교적 오차가 나타났다 또한 문헌검토 등(850 ) .℃

에서도 대부분 의 값을 정량하한으로 제시하고0.3 /L㎎

있으므로 정량범위는 농도가 적정한 것으0.3~20 /L㎎

로 검토되었다.

가4. . 검량방법에 따른 제거율 및 회수율을 검토NPOC IC

한 결과 임의로 조제한 표준시료 에 대한 사의(OC+IC) A

과황산 산화방법과 사의 고온연소산화방법UV- B (680 )℃

- v -

에서는 양호한 제거율 과 회수율IC (97.3~105.3%) OC

을 보여 양호한 결과값을 나타냈으나 사(100~103.2%) , C

의 고온연소산화방법 에서는 제거율은(850 ) IC 90.5~℃

를 보였으며 회수율 로 의 농93.7% OC 105.2~165.0% IC

도가 높을 경우 회수율은 큰 편차를 보였다OC .

나 검량방법에 따른 제거율 및 회수율을 검토. TC-IC IC

한 결과 고온연소산화방법인 사와 사의 제품C B (850℃

및 은 제거율 및680 ) IC 110.5~116.2% 99.5~℃

로 양호한 결과를 나타냈으며 회수율도105.7% 100.8~

및 로 양호한 값을 보였다 다만103.2% 96.4~101.0% .

사의 과황산 산화방법은 제거율A UV- IC 128.5~137.2%

로 나타났고 회수율은 의 값을 나타내, OC 30.2~95.0%

큰 편차를 보였다.

위의 실험을 하천 및 호소수 등 실제시료에 대한 적용성5.

을 검토한 결과 유기탄소의 양이 무기탄소의 양에 비해

적은 하천 호소 및 먹는물의 유기탄소 측정은, NPOC

검출방법이 재현성 및 정량성에서 양호한 측정값을 나타

냈으나 유기물이 다량 함유된 하천수나 폐수의 경우에,

는 방법이 양호한 측정결과를 보였다TC-IC .

- vi -

총유기탄소를 분석함에 있어 검량방법은 크게 가감 검량6.

방법과 비정화성유기탄소 검량방법으로 구분된다 가감.

검량방법은 초기에 개발된 방법으로 무기탄소를 총탄소

에서 감하여 유기탄소로 하였다 하지만 본 연구 결과와.

같이 자연수 중에 존재하는 무기탄소는 유기탄소의

배 정도 많은 것으로 나타났다 따라서 무기탄소에2~10 .

대한 농도 예측이 어렵고 검출기의 검량한계를 초과하,

는 경우가 발생하여 비정화유기탄소법이 개발되었다 이.

는 무기탄소를 사전에 제거하여 예측이 가능한 총유기탄

소만을 측정하여 검량범위 및 검출기 오염을 방지할 수

있다 따라서 폐수 원수가 아닌 일반 하천 호소 등 자. ,

연수의 경우는 비정화성유기탄소 검량방법을 총유기탄소

로 하도록 제안하였다.

다양한 선진외국의 시험방법 등 과7. (SM, KS, JIS, DIN )

각종 연구 보고서를 분석한 결과 총유기탄소 분석에 관

련한 용어가 정의되지 않고 다양한 형태로 사용되고 있

으며 이에 본 연구 보고서에서는 총유기탄소 분석에 관,

련한 관련 용어들을 정의 하였으며 선진 외국의 측정방,

법간 비교실험 등을 통하여 총유기탄소 공정시험방법

안 을 도출하였고 본 공정시험방법 안 의 내용에는 시료( ) ( )

의 전처리 정도관리 방법 등을 규정하여 총유기탄소 측,

- vii -

정의 정확도를 높이도록 제안하였다.

연구 결과의 활용에 대한 건의연구 결과의 활용에 대한 건의연구 결과의 활용에 대한 건의연구 결과의 활용에 대한 건의5.5.5.5.

동 연구결과를 하천수 및 호소수 등의 유기물질관리항-

목으로 총유기탄소 항목을 지정시 공정시험방법으로 활

용

또한 총유기탄소 환경측정기기 형식승인 기준안의 기초-

자료로 활용

- viii -

목 차목 차목 차목 차

요약문 ·····································································································ⅰ

목차 ·········································································································ⅷ

표 목차 ·································································································ⅺ그림 목차 ·························································································ⅹⅳ

Abstract ····························································································ⅹⅶ

서 론I. ······························································································ 1

연구 내용 및 방법II. ·········································································· 2

연구목적1. ····························································································· 2

연구 내용 및 방법2. ··········································································· 2

가 연구 내용. ······················································································· 2

나 연구 방법. ······················································································· 3

총유기탄소 분석 기기III. ··································································· 4

기기 구성1. ··························································································· 4

가 자동 채수부. ··················································································· 5

나 무기탄소 발생부. ··········································································· 5

다 산화부. ····························································································· 5

- ix -

라 방해물질 제거부. ··········································································· 8

마 검출부. ····························································································· 8

바 데이터 처리장치. ········································································· 10

탄소 종류별 용어 정의2. ································································ 10

재료 및 실험방법IV. ········································································ 12

시약 및 기구1. ·················································································· 12

가 시약. ······························································································· 12

나 기구. ······························································································· 13

시험방법2. ·························································································· 13

가 비정화성유기탄소 검량방법. ····················································· 13

나 가감 검량방법. (TC-IC) ····························································· 14

결과 및 고찰V. ·················································································· 16

측정시험법 비교1. ·········································································· 16

가 한국. ······························································································· 16

나 미국. ······························································································· 22

다 유럽. ······························································································· 23

라 일본. ······························································································· 26

- x -

총유기탄소 분석현황 및 보급량2. ················································ 27

도출된 총유기탄소 검량방법에 대한 검토3. ······························ 28

가 검량선 검토. ················································································· 30

나 시료 측정의 재현성 및 정밀성 검토. ····································· 49

일반 시료에 대한 검토4. ································································ 70

가 하천수. ··························································································· 70

나 호소수. ··························································································· 76

다 하수처리장 배출수. ····································································· 78

라 수돗물. ··························································································· 80

결 론VI. ···························································································· 82

참 고 문 헌VII. ················································································· 86

부 록 ···································································································· 88

- xi -

표 목 차표 목 차표 목 차표 목 차

표 시료 농도별 희석수의 최대 허용값5-1. TOC ····················· 18

표 국내 총유기탄소 보급량 년 이후5-2. (2000 ) ························· 28

표 총유기탄소 측정기의 구성 및 산화조건5-3. ····················· 29

표 사의 과황산 산화방법 비정화성유기탄소5-4. A UV-

검량선 측정값 검토(0~10 /L)㎎ ···································· 31

표 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소5-5. B (680 )℃

검량선 측정값 검토(0~10 /L)㎎ ···································· 33

표 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소5-6. C (850 )℃

검량선 측정값 검토(0~10 /L)㎎ ···································· 34

표 사의 과황산 산화방법 비정화성유기탄소5-7. A UV-

검량선 측정값 검토(0~20 /L)㎎ ···································· 36

표 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소5-8. B (680 )℃

검량선 측정값 검토(0~20 /L)㎎ ···································· 37

표 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소5-9. C (850 )℃

검량선 측정값 검토(0~20 /L)㎎ ···································· 39

표 사의 과황산 산화방법 총탄소 검량선5-10. A UV-

측정값 검토(0~20 /L)㎎ ·············································· 41

표 사의 고온연소산화방법 의 총탄소5-11. B (680 )℃

검량선 측정값 검토(0~10 /L)㎎ ·································· 42

표 사의 고온연소산화방법 의 총탄소5-12. C (850 )℃

검량선 측정값 검토(0~20 /L)㎎ ·································· 43

- xii -

표 사의 과황산 산화방법 무기탄소 검량선5-13. A UV-

측정값 검토(0~10 /L)㎎ ·············································· 45

표 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소5-14. B (680 )℃

검량선 측정값 검토(0~10 /L)㎎ ·································· 47

표 사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선5-15. C (850 )℃

측정값 검토(0~20 /L)㎎ ·············································· 48

표 사의 과황산 산화방법의 재현성 검토 및5-16. A UV-

검출한계 ············································································· 51

표 사의 고온연소산화방법 의 재현성 검토 및5-17. B (680 )℃

검출한계 ············································································· 53

표 사의 고온연소산화방법 의 재현성 검토 및5-18. C (850 )℃

검출한계 ············································································· 55

표 사의 과황산 산화방법의 무기탄소 제거율과5-19. A UV-

회수율 ················································································· 58

표 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 제거율5-20. B (680 )℃

및 표준액 회수율 ····························································· 60

표 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 제거율5-21. C (850 )℃

및 표준액 회수율 ····························································· 62

표 사의 과황산 산화에 의한 총탄소 무기탄소5-22. A UV- , ,

유기탄소 측정 결과 ························································· 65

표 사의 고온연소산화방법 에 의한 총탄소5-23. B (680 ) ,℃

무기탄소 유기탄소 측정 결과, ······································ 67

표 사의 고온연소산화방법 에 의한 총탄소5-24. C (850 ) ,℃

무기탄소 유기탄소 측정 결과, ······································ 68

- xiii -

표 사의 공촌천 총유기탄소 측정 결과5-25. A ·························· 72

표 사의 공촌천 총유기탄소 측정 결과5-26. B ·························· 74

표 사의 공촌천 총유기탄소 측정 결과5-27. C ·························· 75

표 제조사별 담수호의 총유기탄소 측정 결과5-28. ················· 77

표 제조사별 하수처리장 방류수 총유기탄소 측정 결과5-29. 79

표 제조사별 수돗물의 총유기탄소 측정 결과5-30. ················· 81

- xiv -

그 림 목 차그 림 목 차그 림 목 차그 림 목 차

그림 총유기탄소 측정 장치 구성 및 시료 흐름3-1. ·················· 4

그림 고온연소관 구성3-2. ······························································ 6

그림 램프와 산화부의 구성3-3. UV ·············································· 7

그림 비분산적외선 검출기 구조3-4. ············································ 9

그림 비정화성유기탄소 검량방법 흐름도4-1. ························· 14

그림 총탄소 측정 흐름도4-2. ····················································· 14

그림 무기탄소 측정 흐름도4-3. ················································· 15

그림 사의 과황산 산화방법의 비정화성유기탄소5-1. A UV-

검량선 (0~10 /L)㎎ ······················································· 32

그림 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소5-2. B (680 )℃

검량선 (0~10 /L)㎎ ······················································· 33

그림 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소5-3. C (850 )℃

검량선 (0~10 /L)㎎ ······················································· 35

그림 사의 과황산 산화방법의 비정화성유기탄소5-4. A UV-

검량선 (0~20 /L)㎎ ······················································· 36

그림 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소5-5. B (680 )℃

검량선 (0~20 /L)㎎ ······················································· 38

그림 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소5-6. C (850 )℃

검량선 (0~20 /L)㎎ ······················································· 39

그림 사의 과황산 산화방법의 총탄소 검량선5-7. A UV-

(0~20 /L)㎎ ····································································· 41

- xv -

그림 사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선5-8. B (680 )℃

(0~20 /L)㎎ ····································································· 42

그림 사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선5-9. C (850 )℃

(0~20 /L)㎎ ····································································· 44

그림 사의 과황산 산화방법의 무기탄소 검량선5-10. A UV-

(0~10 /L)㎎ ································································· 46

그림 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 검량선5-11. B (680 )℃

(0~10 /L)㎎ ································································· 47

그림 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 검량선5-12. C (850 )℃

(0~10 /L)㎎ ································································· 49

그림 사의 과황산 산화방법의 표준액에 대한 검출5-13. A UV-

재현성 검토 ·································································· 50

그림 사의 고온연소산화방법 의 표준액에 대한5-14. B (680 )℃

검출 재현성 검토 ························································ 52

그림 사의 고온연소산화방법 의 표준액에 대한5-15. C (850 )℃

재현성 검토 ·································································· 56

그림 사의 과황산 산화방법의 무기탄소 제거 및5-16. A UV-

표준액 검출농도 ·························································· 57

그림 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 제거율5-17. B (680 )℃

및 표준액 검출농도 ···················································· 59

그림 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 제거율5-18. C (850 )℃

및 표준액 검출농도 ···················································· 61

그림 제조사별 총유기탄소 분석장치의 무기탄소5-19.

제거부 ············································································ 63

- xvi -

그림 사의 과황산 산화에 의한 총탄소 무기탄소5-20. A UV- , ,

유기탄소 측정 결과 ···················································· 65

그림 사의 고온연소산화방법 에 의한 총탄소5-21. B (680 ) ,℃

무기탄소 유기탄소 측정 결과, ································· 66

그림 사의 고온연소산화방법 에 의한 총탄소5-22. C (850 ) ,℃

무기탄소 유기탄소 측정 결과, ································· 69

그림 제조사별 총유기탄소 분석 기기의 무기탄소5-23.

발생장치 ········································································ 69

- xvii -

AbstractAbstractAbstractAbstract

1. Title1. Title1. Title1. Title

Study on the Total Organic Carbon(TOC) Analytical

Method in Freshwater

2. Objectives2. Objectives2. Objectives2. Objectives

The organic carbon in water corresponds to a main

index of water contamination. It is also used to estimate

the possibility of creating disinfection by-products in

water treatment processes as well as the progress of the

carbon cycle in water ecosystems. A precise value is

difficult to achieve by following the instrument manual

only, because different methods of measuring total organic

carbon concentrations yield different values. This study

gives basic information to establish the optimal TOC

method by finding problems which take advantage of

references and experimentation.

3. Results3. Results3. Results3. Results

This study obtained an optimal method of measurement

by reviewing the literature of developed countries.

- xviii -

Three kinds of instruments were examined in terms of

the method: oxidation, detection and concentration. In

addition, the methods's applicability on field samples

such as rivers, lakes and discharge water in waste

water treatment processes was investigated. By use of

this study, a method was obtained and the result is as

follows:

1. By examining the analytical method domestically and in

foreign countries, the decomposition method mostly applies

to high-temperature oxidation and UV-radiation. In case of

measurement, it uses the addition and subtraction

method(TC-IC : Total Carbon-Inorganic Carbon) as well as

Nonpurgeable Organic Carbon method.

2. These are the results of the investigation of quantity

and reproducibility on the three kinds of instruments

domestically. When the standard solution of IC ranged

from 0 /L to 20 /L, reproducibility of OC(Organic㎎㎎

Carbon) showed good results with an indicated standard

deviation of 2.9% to 15.1% and quantity showing a

linear curve with r2=0.9986. In the case of

manufacturing standard solution of TC combined with

OC and IC in the same ratio, reproducibility showed

- xix -

good results which an indicated standard deviation of

2.7% to 7.6% and quantity showing a linear curve with

r2=0.9989. When the standard solution of IC ranged

from 0 /L to 10 /L, reproducibility of OC showed㎎㎎

good results with an indicated standard deviation of

2.9% to 17.4% and quantity showing a linear curve with

r2=0.9986. In the study above, the domestic instruments

were found to be good in terms of quantity and

reproducibility with standard solutions.

3. Both High-temperature oxidation(680 ) and UV-potassium℃

peroxide sulfate gave an accurate result when in a

low-value(under 0.5 /L), however high-temperature㎎

oxidation(850 ) was relatively erroneous. Besides, most℃

literature state that the lowest concentration is restricted

within 0.3 /L. Therefore, the quantity should range from㎎

0.3 /L to 20 /L.㎎㎎

4-a. These are the results of the IC removal rate and the

OC recovery rate according to the NPOC method. The

manufacturing standard solution(OC+IC) was good on the

IC removal rate(97.3~105.3%) as well as the OC recovery

rate(97.3~105.3%) when using the UV-potassium peroxide

sulfate of A company and high-temperature oxidation(68

- xx -

0 ) of C company. But the IC removal rate indicated from℃

90.5% to 93.7% and the OC recovery rate indicated from

105.2 to 165.0% with the high-temperature oxidation(85

0 ) of C company. The OC recovery rate showed grossly℃

different values in the presence of high IC concentration.

4-b. These are the results of the IC removal rate and the

OC recovery rate according to the differential

method(TC-IC). The instruments(B corp. and C corp.)

using the high-temperature oxidation method(680 and℃

850 ) showed good results on the IC removal rate℃

from 110.5% to 116.2% and from 99.5% to 105.7%, as

well as on the OC recovery rate from 100.8% to

103.2% and from 96.4 to 101.0%. But the IC removal

rate showed a considerable difference between the IC

removal rate(128.5~137.2%) and the OC recovery rate

(30.2~95%).

5. The results of applying the previous experiments to

field samples such as rivers and lakes, rivers containing

lower concentrations of OC(for example the upper

stream of Gongchon-river) and drinking water show

good results in terms of reproducibility and quantity

when using the NPOC method. But rivers containing

- xxi -

higher concentrations of OC or waste water show good

results with the differential method(TC-IC)

6. When analyzing the TOC, measurement method is

widely divided the differential method and NPOC. As the

differential method is originated at the beginning, the

OC is determined by balancing the TC and the IC.

However, The IC exists 2~10 times as much as the OC

in freshwater. The NPOC is developed because the IC

concentration is hard to estimate as well as occur

beyond the detector limit. It can be prevent excess of

detector limit and contamination of detector to measure

predictable TOC by eliminating the IC in advance.

Therefore the NPOC should be applied to the TOC in

freshwater such as rivers and lakes.

7. The result examining the analytical methods of

developed countries(SM, KS, JIS, DIN) and the research

reports showed that the terms connected with the TOC

measurement is not yet defined and is used various

forms. At this point, this study defined the terms. The

TOC method was obtained through comparative

experimentation between the analytical methods of

developed countries and the different measurements. It

- xxii -

stipulated pretreatment and quality control to enhance

accuracy of measurement.

- 1 -

I.I.I.I. 서 론서 론서 론서 론

우리나라는 국민의 건강을 보호하고 건전한 수환경을 조성하기 위하여

수질환경기준이라는 수질관리목표를 제정 운영하고 있다 또한 우리나라는.

산업의 고도화에 따라 다양한 화학물질의 사용량이 크게 증가하고 있으며

이들이 하천 등으로 유입되어 유기물의 양이 증가하고 있다 이러한 유기.

물을 규제하기 위해 화학적산소요구량(COD : Chemical Oxygen Demand)

과 생물화학적산소요구량 이 수중 유(BOD Biochemical Oxygen Demand)：

기오염물질의 농도를 측정하는 지표항목으로 널리 이용되고 있다.

특히 화학적 방법에 의한 유기물질측정방법으로는 측정방법이, COD

사용되어 왔는데 산화제 과망간산칼륨 중크롬산칼륨 산화시간 분( , ), (30 ,

분 등 가지 측정방법이 여러 가지 측면에서 상이하며 세계적으로120 ) 2

도 하천 호소 관리에 주로 가 이용되고 하폐수 처리공학에서는, BOD ∙

CODCr법이 이용되고 있는 실정이다 따라서 이 방법의 대안으로 총유.

기탄소 를 측정하는 방법이 유기물질의(TOC : Total Organic Carbon)

측정방법으로 크게 대두되고 있다 그러나 측정방법에서도 시료의. TOC

종류 농도 및 산화방법 검출방법 등에 따라 측정값이 다르게 나타나, ,

고 있다.

또한 우리나라의 수질오염공정시험방법은 사회적법적 구속력을 갖고, ∙

있기 때문에 새로운 수질항목을 공정시험방법으로 채택하기 위해서는

그 방법 및 세부 절차 등의 적합성이 확인되어야 하며 실질적 검증을,

통해 과학적 근거가 뒷받침되어야 한다.

따라서 본 연구에서는 측정방법의 세계화에 따른 국제적 적용에 맞,

추기 위해 환경 선진국의 시험방법을 수집 비교분석하여 최적의TOC , ∙

시험방법을 도출하고자 하였다 또한 이들 시험방법의 검증을 위해 국.

내에 보편적으로 운용되고 있는 측정기기들을 임차하여 적용시험TOC

- 2 -

을 수행하였다.

주요 적용시험으로는 표준용액으로 산화방법 검출방법 검출농도 등, ,

을 검토하였으며 이 결과를 바탕으로 한 하천수 호소수 폐수처리장, ,

방류수 등 현장시료의 적용성 검토를 통하여 본 연구에서는 총유기탄소

의 수질오염공정시험방법 안 을 제시하였다( ) .

아울러 본 연구의 결과는 호소 및 하천은 물론 폐수 오염총량관리의,

항목관리에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

- 3 -

II.II.II.II. 연구 내용 및 방법

1.1.1.1. 연구 목적연구 목적연구 목적연구 목적

총유기탄소 항목이 호소환경 조사항목으로 지정 관리되고 수질총량

및 산업폐수 관리 항목으로 추가될 예정이며 이를 지원하기 위해 본,

연구에서는 국제적인 적용에 부합되고 국내에 적용 가능한 총유기탄소

수질오염공정시험방법 안 과 측정기기 형식승인을 위한 기초 자료를 제( )

시하고자 한다.

2.2.2.2. 연구 내용 및 방법연구 내용 및 방법연구 내용 및 방법연구 내용 및 방법

가. 연구 내용

자료 및 문헌 조사○

국내외 총유기탄소 시험방법 비교 검토-

각국의 시험법 비교○

국내의 총유기탄소 측정기기 비교-

표준물질-

외국 수질기준 제정 현황-

나. 연구 방법

문헌 및 자료조사를 통하여 국내 및 환경선진국의 총유기탄소○

측정방법을 비교분석․국내외 사용되는 측정기기의 측정원리 검량방법 등의 특성을 비,○

교검토․

- 4 -

측정원리가 다른 측정기기간의 비교검토- ․표준시료에 대한 정량서 정량범위 검출한계 재현성 및 회수율- , , ,

등을 검토

도출된 총유기탄소 시험방법의 기기별 오차 요인을 최소화 시킬○

수 있는 정도관리 요소를 도입검토 .․도출된 총유기탄소 시험방법에 대한 현장시료의 적용성을 검토○

폐수 하천수 호소수 및 수돗물- , ,

최종 총유기탄소 공정시험방법 안 을 마련( )○

- 5 -

III.III.III.III. 총유기탄소 분석기기총유기탄소 분석기기총유기탄소 분석기기총유기탄소 분석기기

1.1.1.1. 기기 구성기기 구성기기 구성기기 구성

총유기탄소 분석기기의 구성을 보면 크게 자동 채수부 본체 데이터, ,

처리장치로 구분되며 기기에 따라 본체와 데이터 처리장치가 일체형을,

이루고 있는 것도 있다 이러한 구성을 좀더 구체적으로 보면 그림.

과 같다3-1 .

그림 에서 보듯이 시료의 흐름은 자동채수부에서 바이엘에 담긴3-1

시료를 주사바늘을 이용하여 적당량을 분취한다 분취된 시료는 무기탄.

소 발생장치에서 산을 주입하여 이하로 한 후 포기 를 해주pH 2 ( )泡起

고 발생된 이산화탄소를 제거 또는 측정한다 제거 후에 산화부에 주입.

되어 수증기 제거부와 검출기를 거쳐 데이터 처리장치에 총유기탄소의

결과를 얻으면 비정화성유기탄소를 나타내게 되고 무기탄소 발생장치,

에서 발생된 이산화탄소를 방해물질 제거부로 보내어 수분이나 염소 성

분 등을 제거 후에 검출기로 보내어 탄소를 측정하게 되면 이는 무기탄

소의 결과 값이 되며 무기탄소 발생장치를 거치지 않고 바로 산화부로,

유입되어 측정되면 총탄소가 된다 이때 총탄소에서 무기탄소를 빼주면.

총유기탄소이다.

각 부의 세부적인 역할은 다음과 같다.

그림 3-1 총유기탄소 측정장치 구성 및 시료 흐름.

- 6 -

가. 자동 채수부

자동채수부는 테프론 마개를 한 바이엘을 수 개에서 수십 개를 넣을

수 있도록 되어 있으며 주사바늘을 이용하여 각각의 시료에서 일정량,

을 분취하도록 되어 있다 자동채수부는 시료중의 유기성 부유물질이.

침전되지 않도록 하단에 자석교반기가 설치되어 시료를 일정 속도로 교

반하여 분취되는 동안 시료의 균질성을 유지할 수 있도록 하였다.

나. 무기탄소 발생부

무기탄소 발생부는 두 가지 역할을 한다 첫 번째로 비정화성유기탄.

소 검량방법으로 총유기탄소 측정시 수중에 존재하는 무기탄소를 이산

화탄소로 제거하는 역할을 한다 두 번째로는 가감 검량방법으로 측정.

시 무기탄소 측정을 위한 시료중의 무기탄소를 이산화탄소로 발생시켜

측정할 수 있도록 하는 역할을 한다 무기탄소를 발생시키기 위해서는.

시료에 인산 또는 다른 산 염산 황산 을 이용하여 를 이하로 낮추( , ) pH 2

고 산소 또는 다른 고순도 가스를 사용하여 시료를 포기하므로 무기탄

소가 이산화탄소로 산화된다 가감 검량방법 사용 시에는 이렇게 발생.

한 이산화탄소를 검출기로 이동하여 농도를 측정하고 총탄소에 감하여

총유기탄소를 측정한다.

다. 산화부

총유기탄소 측정을 위해서는 수중에 존재하는 다양한 유기물에 존재

하는 탄소를 분해하여 이산화탄소로 변화하는 부분으로 측정기기의 가

장 큰 특성을 나타내는 곳이다 산화부의 산화율에 따라 총유기탄소 측.

정값의 차이가 발생하며 발생부의 오염에 의해 결과값의 차이를 나타나

게 되므로 총유기탄소 분석 장치의 선택에 중요한 역할을 한다.

- 7 -

1) 고온연소산화방법

고온연소산화방법은 높은 농도의 총유기탄소 분석에 적당하다 일반적으.

로 화학적 내성이 강하거나 자외선 과황산 또는 가열 과황산 산화방법으로- -

잘 산화되지 않는 다량의 부유성유기탄소(SOC : Suspend Organic

를 포함하고 있는 시료분석에 적합하다Carbon) . 과거 오래된 고온연소분석

장치는 이하에서는 분석이 힘들었지만 새로운 분석기들은1 mg/L 10 /L㎍

가 검출한계로 알려지고 있다 일부 고온연소분석기는 이하로는. 1.0 mg/L

생산되지 않고 있다.

그림 3-2 고온연소관 구성.

- 8 -

고온연소산화방법은 그림 와 같이 고온연소관을 가지고 있으며 석3-2

영 또는 고온에 견디는 재질의 연소관에 산화코발트 백금 크롬산바륨, ,

과 같은 산화성 촉매로 적당량을 충진하여 적절한 온도 로(600~1,000 )℃

가열하여 사용한다 이때 주입된 시료중의 수증기는 기화하고 유기물은.

이산화탄소와 수증기로 산화하게 된다.

2) 과황산 또는 가열 과황산 산화방법UV- -

과황산 산화방법은 그림 과 같은 분해용기에 시료 적당UV- 3-3 UV

량을 주입 후 과황산 용액 적당량을 주입하여 수중의 유기물과 반응시

킨다 이때 유기물중의 약한 산소 산소 결합이 깨져 한 분자당 두개의. -

라디칼을 생성하게 된다 이 라디칼은 모든 탄소 종을 이산화탄소와.

물 그리고 다른 이원소 로 산화물로 분해하는 연속반, (heteroelements)

응을 시작한다 자외선은 산화가 어려운 화합물들도 부가적으로 첨가된.

과황산과 함께 탄소 종들의 파괴를 유발한다 라디칼 반응은 공격적이.

고 무조건적으로 반응하게 된다.

그림 3-3 램프와 산화부의 구성. UV

- 9 -

가열 과황산 산화방법의 경우는 로 가열된 분해용기를 이- 95~100℃

용한다.

과황산 산화방법은 총유기탄소가 이하의 지표수나 음UV- 10 mg/L

용수 지하수 초순수 등 비교적 깨끗한 시료에 적합한 것으로 보고되, ,

고 있다 검출한계는 제조사별로 차이를 보이지만 까지 측정 가. 2 /L㎍

능한 기기도 있다.

라. 방해물질 제거부

산화부를 통과한 가스에는 검출기에 영향을 미치는 방해 물질인 수증

기와 할로겐 화합물이 함유되어 있다 따라서 다양한 방법으로 제거한.

다 수증기의 경우 가스를 냉각하여 수분 제거를 기본으로 하여 전자. ,

또는 전기 냉각기 응축관 드레인 트랩 등 다양한 냉각 장치를 이용하, ,

여 수분을 완전히 제거한다 그리고 할로겐 화합물의 경우 파이렉스.

울 구리 주석 등을 이용하여 가스중의 염소를 제거한다 방해물질 제, , .

거부는 검출부의 특성에 따라 다양하게 구성되어 제품마다 차이가 있

다.

마. 검출부

검출부에서는 발생한 이산화탄소의 양을 측정하는 곳으로 다양한 방

법이 사용된다 측정에는 적외선 분광계 적정 비액체 용액에 적용 열. , ( ),

전도 전도계 열량분석 이산화탄소 감지 센서와 화염 전, , (Calorimetry),

리 검출 이산화탄소를 메탄으로 환원한 후 사용 등과 같은 방법들이 사( )

용된다.

최근에 생산되는 총유기탄소 측정기기에는 적외선 분광계로 비분산적

외선 검출기가 가장 보편적으로 사용되고 있다.

- 10 -

비분산 적외선 N2, O2, H2와 같은 단원자 분자(Monoatomic molecule)

들은 적외선 흡광을 하지 않으며, CO2, CH4와 같은 이원자 분자

들은 구성원자와 그 결합방법에 따라 다른 파장 영(Polyatomic molecule)

역에서 흡광을 한다 흡광량은 램버트 비어 법칙에 따라 가스의 농도에IR . -

비례하므로 흡광량을 측정하면 가스의 농도를 알 수 있다.

구조는 그림 에 나타나 있듯이 비분산적외선 검출기3-4 (NDIR

의 두 챔버는 이산화detector : Non-Dispersive Infra Red detector)

탄소로 채워져 있으며 입사광은 이산화탄소의 고유의 흡광파장에서만,

선택적으로 흡광되고 흡광에너지는 분자충돌에 의한 열에너지로 변환,

되면서 두 챔버 사이의 온도와 압력을 변화시킨다 압력 변화는 전극.

E2의 용량 을 변화시켜 신호를 만든다 시료 셀(Capacitance) . M2에는

적외선 흡광을 하지 않는 N2로 채워져 있다.

그림 3-4 비분산적외선 검출기 구조.

- 11 -

바. 데이터 처리장치

검출부에서 측정된 데이터를 피크의 높이 피크 면적 또는 적정액의,

사용량 등에 의하여 이들 값을 구한다 통상적으로 피크 면적을 사용한.

다 디지털화면으로 표시하여 수치화하여 화면에 표시할 수 있으며 출.

력할 수 있는 장치이다.

2.2.2.2. 탄소 종류별 용어 정리탄소 종류별 용어 정리탄소 종류별 용어 정리탄소 종류별 용어 정리

가. 무기탄소(IC : Inorganic Carbon)

무기탄소는 수중에 존재하는 이산화탄소와 일산화탄소 시안화물, ,

시안산염 및 황화시안산염을 포함하는 수중에 존재하는 탄소의

합.

나. 유기탄소(OC : Organic Carbon)

용존되거나 부유하는 물질과 결합하거나 시안산염 탄소 원자 및, ,

황화시안산염을 포함하여 수중에 존재하여 유기적으로 결합한 탄

소의 합 이러한 유기탄소들의 합을 총유기탄소 라고 함. (TOC) .

다. 휘발성유기탄소(VOC : Volatile Organic Carbon)

높은 증기압에 의해 대기 중에서 쉽게 증발되어 제거되는 유기탄소.

라. 총탄소(TC : Total Carbon)

수중에 존재하는 유기적으로 결합되거나 또는 무기적으로 결합된

모든 탄소의 합.

마. 비정화성유기탄소(NPOC : Non-Purgeable Organic Carbon)

이하에서 산소 또는 고순도 가스로 포기하여 제거되지 않는pH 2

탄소.

- 12 -

바. 정화성유기탄소(POC : Purgeable Organic Carbon)

이하에서 산소 또는 고순도 가스로 포기하여 제거되는 탄pH 2

소.

사. 용존무기탄소(DIC : Dissolved Inorganic Carbon)

공극의 멤브레인 필터를 통과시키거나 원심분리하였을 때0.45㎛

제거되지 않고 남아 있는 무기탄소.

아. 부유무기탄소(SIC : Suspended Inorganic Carbon)


제거되어 남아 있는 입자상 무기탄소.

자. 용존유기탄소(DOC : Dissolved Organic Carbon)


제거되지 않고 남아 있는 유기탄소.

차. 부유유기탄소(SOC : Suspended Organic Carbon)


제거되어 남아 있는 입자상 유기탄소.

- 13 -

IV.IV.IV.IV. 재료 및 실험방법재료 및 실험방법재료 및 실험방법재료 및 실험방법

1.1.1.1. 시약 및 기구시약 및 기구시약 및 기구시약 및 기구

실험에 사용한 시약은 특급 또는 급 시약을 사용하였고 증류수는1

증류 후 탈이온장치로 처리한 차 증류수를 사용하였으며 모든 절차3 ,

및 기구는 차 증류수로 씻어준 후 건조하여 사용하였다3 .

가. 시약

1) 유기탄소 표준원액

유기탄소 표준원액 은 프탈산수소칼륨 특급시약을(1.0 mg C/mL)

에서 시간 건조한 후 데시케이터에서 방냉한 후 을105~120 1 2.125g℃

정확히 취하여 용량플라스크에 물을 넣어 녹인 후 표선까지1,000mL

채운다.

2) 무기탄소 표준원액

무기탄소 표준원액 은 탄산나트륨과 탄산수소나트륨을(1.0 mg C/mL)

에서 시간 건조한 후 데시케이터에서 방냉한 후 탄산나트륨285±5 1℃

을 정확히 취하여 용량플라스크에 물을 넣어 녹인 후4.415g 1,000mL

탄산수소나트륨 을 정확히 취하여 녹인 후 표선까지 채운다3.500g .

3) 산화제

산화제는 무기탄소를 제거 또는 측정을 목적으로 정화시키기 위하여

이하로 낮추기 위해 사용되는 것으로 주로 인산 염산 황산이 사pH 2 , ,

용되며 총유기탄소 측정 기기의 매뉴얼에 따라 바로 사용하거나 적절,

한 농도로 희석하여 사용한다.

- 14 -

나. 기구

1) 채수병

총유기탄소 측정을 위한 채수병은 유리병 또는 폴리에틸렌병을 사용

한다 총유기탄소의 농도가 이하인 시료의 경우 특별히 세척한. 1 mg/L

병을 사용하여야 한다 유리병은 질산 세척 후 에서 시간. (1:65) 400 1℃

정도 건조한 후에 사용하며 폴리에틸렌병은 질산 세척 후 초순, (1:65)

수로 세척한 것을 건조하여 사용한다.

2) 바이엘

바이엘은 총유기탄소 측정 장치의 자동채수기에 알맞은 바이엘을 사

용하며 질산 세척 후 테프론 마개하여 사용한다(1:65) .

3) 막대자석

자동채수기의 바이엘에 들어갈 수 있는 작은 막대자석으로 질산

세척 후 사용한다 시료 분취시 시료중의 부유물질이 침적되지(1:65) .

않도록 적절한 회전수를 주어 교반한다.

2.2.2.2. 시험방법시험방법시험방법시험방법

가. 비정화성유기탄소 검량방법(NPOC)

비정화성유기탄소 검량방법은 그림 에서 나타낸 것과 같이 자동4-1

채수부에서 시료의 적당량을 취하여 인산 염산 황산과 같은 산을 가, ,

하여 이하로 한 후에 산소 또는 고순도 가스를 주입하여 일정 시pH 2

간동안 포기하여 시료 중에 존재하는 무기탄소를 이산화탄소로 제거한

다 무기탄소가 제거된 시료는 산화부에 주입되어 유기물에 포함되어.

- 15 -

있는 탄소들은 주입된 산소 또는 공기와 화학적으로 산화하여 이산화탄

소와 물로 변화하게 된다 발생된 가스는 방해물질 제거부에서 물과 할.

로겐 화합물을 제거하고 검출기에서 이산화탄소의 농도를 측정하고 이

를 데이터 처리장치에서 출력하도록 한다.

나. 가감 검량방법(TC-IC)

가감 검량방법은 총탄소 측정과 무기탄소 측정으로 두(TC-IC) (TC) (IC)

번에 걸쳐 측정하고 총탄소에서 무기탄소를 뺀 값을 총유기탄소로 한다.

총탄소측정은 그림 와 같이 자동채수부에서 적당량의 시료를 분4-2

취 후 무기탄소 제거 과정을 거치지 않고 바로 산화부에 주입되어 산소

또는 고순도 가스를 주입하여 시료중의 모든 탄소를 이산화탄소로 산화

한다 발생된 가스는 비정화성유기탄소 검량방법과 같이 방해물질 제거.

부에서 수증기와 할로겐 화합물을 제거한 후 검출기에서 이산화탄소의

농도를 측정하여 이를 데이터 처리장치에서 출력하도록 한다.

그림 4-1 비정화성유기탄소 검량방법 흐름도.

그림 4-2 총탄소 측정 흐름도.

- 16 -

무기탄소측정은 그림 과 같이 자동채수부에서 적당량의 시료를4-3

분취 후 무기탄소 발생부에 주입하고 적당량의 산을 주입하여 이pH 2

하로 한 후 산소 또는 고순도 가스를 일정시간 포기하여 수중에 존재,

하는 무기탄소를 이산화탄소로 산화한다 이렇게 발생된 가스는 방해물.

질 제거부에서 수증기와 할로겐 화합물을 제거한 후 검출기에서 이산화

탄소 농도를 측정하고 이를 데이터 처리장치에서 나타나도록 한다.

그림 4-3 무기탄소 측정 흐름도.

- 17 -

V.V.V.V. 결과 및 고찰결과 및 고찰결과 및 고찰결과 및 고찰

1.1.1.1. 측정시험법 비교측정시험법 비교측정시험법 비교측정시험법 비교

국내에 수많은 총유기탄소 분석 기기들이 보급되어 있고 수질분석에,

있어 중요성도 제기되고 있다 하지만 수질오염공정시험법에는 아직 총.

유기탄소 분석법이 명시되지 않았다 따라서 지금까지는 제조회사에서.

제공하는 매뉴얼이나 미국표준시험방법 에 의존하(Standard Methods)

여 총유기탄소의 분석을 실시해 왔다 이에 국내에 있는 총유기탄소 관.

련 분석법과 외국의 분석법을 조사하였다.

가. 한국

국내에서 총유기탄소 분석법으로는 한국표준협회에서 발행하는 규KS

격이 있으며 해양부의 해양환경시험방법 환경부의 물환경종합평가방법,

에 총유기탄소 분석법에 대해 언급이 되어 있고 각 분석법에 대해 조,

사하였다.

1) 규격KS

규격은 두 종류의 총유기탄소 시험 방법이 있다 고순도 물 중의KS . “

총유기탄소 시험 방법 과 수질 용존유기탄소 및 총유기탄(TOC) ” “ - (DOC)

소 측정 지침 으로 되어 있다 이중 지표수에 적합한 수질 용존(TOC) ” . “ -

유기탄소 및 총유기탄소 측정 지침 을 정리하였다(DOC) (TOC) ” .

가) 정의

이 분석법에서는 총유기탄소의 정의뿐만 아니라 용존유기탄소와 분석

에 관련한 다른 탄소에 대해서도 정의 하고 있다.

- 18 -

총탄소 수중에 존재하는 유기적으로 결합되거나 또는 무TC( ) :○

기적으로 결합된 탄소의 합으로 탄소 원소를 포함한다.

총무기탄소 탄소 원소 총 이산화탄소 일산화탄소 시안TIC( ) : , , ,○

화물 시안산염 및 황화시안산염의 형태로 수중에 존재하는 무기

탄소의 합을 말한다.

총유기탄소 용존되거나 부유하는 물질과 결합하거나 시TOC( ) : ,○

안산염 탄소 원자 및 황화시안산염을 포함하여 수중에 존재하,

여 유기적으로 결합한 탄소의 합을 말한다.

용존유기탄소 시안산염과 황화시안산염을 포함하여 공극DOC( ) :○

의 막 여과재를 통과하는 화합물로부터 기원하여 수중에0.45㎛

존재하는 유기적으로 결합된 탄소의 합을 말한다.

휘발성유기탄소 정화성유기탄소 이 시험방법에서VOC( ), POC( ) :○

제시한 조건에서 정화되는 수중에 존재하는 유기 탄소를 말한

다.

비휘발성유기탄소 비정화성유기탄소 이 시험NVOC( ), NPOC( ) :○

방법에서 제시한 조건에서 정화되지 않는 수중에 존재하는 유기

탄소를 말한다.

나) 표준액

희석수 희석수는 보정 및 희석 등에 사용되므로 희석수의 총: ,○

유기탄소는 표 에 제시된 최소 총유기탄소 농도와 비교하여5-1

무시할 만큼 충분히 낮은 농도이어야 한다.

프탈산수소칼륨 원용액 유기탄소( ) 1,000 mg/L○

희석수 로 채워진 용량플라스크에700mL 1,000mL

C8H5KO4 와 사이에서 시간 건조시킨 을(105 120 1 ) 2.125g℃ ℃

용해한 후 희석수로 가 되도록 한다1,000mL .

- 19 -

표 5-1 시료 농도별 희석수의 총유기탄소 최대 허용값.

시료의 TOC

(mg/L)

희석수의 최대 허용값TOC

(mg/L)희석수 처리 방법

< 100.1(1)

0.3

처리에 의한UV

응축

10~100 0.5KMnO4/K2Cr2O7

으로 이중 증류

> 100 1 증류

주(1) 초순수 수에만 적용: (Ultrapure)

프탈산수소칼륨 표준 용액 유기 탄소( ) 100 mg/L○

용량플라스크에 희석수의 용액 취하여 넣은1,000mL 100mL

다음 프탈산수소칼륨 원용액 를 취하여 넣은 다음 희석, 100mL ,

수로 가 되도록 희석한다1,000mL .

무기 탄소의 측정을 위한 표준 용액 무기 탄소( ) 100 mg/L○

1,000 용량플라스크에 희석수의 물 약 를 채운 후mL 500mL

에서285±5℃ 시간 건조시킨 탄산나트륨1 (Na2CO3 을 용) 4.415g

해시킨다 탄산수소나트륨. (NaHCO3 을 더하여 희석수로) 3.500g

가 되도록 희석한다 이 용액은 약 주간 실온에서 안1,000mL . 2

정하게 보관할 수 있다.

다) 분석법

에서는 총유기탄소 시험에서 연소와 적당한 산화제의 첨가 및KS UV

방사 또는 다른 고에너지 방사에 의해 물에서의 유기 탄소를 이산화탄

- 20 -

소로 산화하는 방법을 언급하고 있다 또한 총유기탄소 검출 방법에 있.

어 총탄소와 무기탄소를 각각 분석한 한 후 가감하는 가감 검(TC-IC)

량방법을 먼저 언급하고 물에서의 무기탄소가 유기탄소보다 많은 경우

에는 사전에 무기탄소를 제거 후 분석하는 비정화성유기탄소 검량방법

으로 시험하도록 제안하고 있다.

검량범위는 시료의 농도와 분석 장치의 성능에 따라 결정하도록 하고

있으며 시험법에 제시된 범위는 이다, 0~10 mg/L .

라) 기타

에서는 용존유기물질 에 대해 분석법을 제시하고 있으며 용KS (DOC) ,

존유기물질 측정시 뜨거운 물로 여과재에 부착되어 있는 유기 물질을

완전히 씻어낸 후 공극 의 막 여과재를 이용하여 시료를 여과한, 0.45㎛

후 여과액의 탄소 함량을 측정하도록 하였다.

또한 자동채수장치에 시료의 균질화를 위해 마그네틱바 적당한 초, ,

음파 장치 또는 고속 교반자를 사용하도록 하였으며 시료의 균질성을,

검사하기 위해 시료병의 상층부와 하층부로부터 취한 시료를 각각 분석

및 확인하도록 하였다.

2) 해양환경시험방법

가) 정의

해양환경시험방법은 해수중의 무기이산화탄소를 산처리하고 질소기체

를 사용하여 제거 시킨 후 고온연소장치에 의해 완전히 산화되어 발생

된 이산화탄소의 양을 비분산형 적외선 감지기로 측정한 탄소의 양을

총유기탄소로 나타내고 있다.

- 21 -

나) 표준액

유기탄소 표준원액(100 mg C/L)○

프탈산수소칼륨(KHC8H4O4 을 의 초순수에 녹) 0.213g 1,000mL

여 의 유기탄소 표준원액을 만든다100 mg C/L .

다) 분석법

해양오염공정시험방법에서는 시료 중의 유기물의 산화방법으로는 고

온연소산화방법을 사용하여 분석하도록 하고 있다 검량방법으로는 비.

정화성유기탄소 검량방법으로 시료를 산화전에 무기이산화탄소를 산 처

리 후 제거하도록 하였다.

검량범위는 최대 까지로 명시하였고 검량선 작성은 초100 mg C/L ,

순수와 의 표준용액을 사용하도록 하였다2.5, 5.0, 7.5, 10.0 mg C/L .

라) 기타

해양오염공정시험방법에서는 총유기탄소 측정의 정확성을 위해 검출

한계측정방법 정밀도 측정방법 등을 제시하고 있으며 결과 보고시에, ,

검량선식 상관계수, (r2 정밀도 검출한계를 기재하도록 하였다), , .

3) 물환경종합평가방법

가) 정의

물환경 종합평가방법에서는 총유기탄소를 정화성탄소와 비정화성탄소

로 구분하고 있고 총량을 총유기탄소로 규정하고 있으며 방해물질로,

탄산염이나 중탄산염의 탄소는 최종 결과값에서 제외하도록 하였다.

나) 표준액

프탈산수소칼륨 표준용액(1,000 mg C/L)○

- 22 -

프탈산수소칼륨 을 정제수에 녹여 로 한다 표0.2128g 100 mL .

준용액의 제조에 옥살산염이나 초산의 사용은 바람직하지 않다.

○ 탄산염 중탄산염 표준용액- (1,000 mg C/L)

탄산수소나트륨 과 탄산나트륨 을 정확하게 무게를0.3500g 0.4418g

재어 정제수에 녹여 로 한다100mL .

다) 분석법

물환경 종합평가방법에서는 고온연소산화방법과 과황산 산화방UV-

법을 각각 적용하고 있다 고온연소산화방법은 시료 중의 유기탄소를.

촉매 연소에 의해 이산화탄소로 산화시켜 검출하는 방법으로 지표수,

하수 폐수 등에 적용하며 과황산 산화방법은 정화성유기물과 이, , UV-

산화탄소가 정화되어 이산화탄소는 제거시키고 정화성유기물은 수소와,

금속촉매로 메탄으로 환원시켜 불꽃이온화검출기로 측정한다 비정화성.

유기물은 산성 과황산 용액에서 강한 자외선을 조사시켜 이산화탄소로

분해시킨 후 수소와 금속촉매를 사용하여 메탄으로 전환시켜 불꽃이온

화검출기로 측정하는 방법으로 먹는물 및 지표수 등 낮은 농도의 시료

에 적용하도록 하였다.

검량범위는 이며 이보다 높은 농도의 시료는 희석하0.05~10 mg/L ,

여 분석하도록 하였다.

라) 기타

물환경종합평가방법에서는 총유기탄소 시험방법에서는 총유기탄소는

용존하거나 이하의 크기로 된 입자로 된 탄소성물질에 적용하고0.2㎛

있다 분석 장치에 시료의 균질화에 필요한 부수장치를 설치하도록 하.

고 있다.

- 23 -

나. 미국

1) 표준시험방법(Standard Method)

가) 정의

총유기탄소 유기성 분자로 공유 결합된 모든 탄소 원자(TOC) : .○

무기탄소 탄산염 중탄산염 그(IC) : (Carbonates), (Bicarbonates)○

리고 용존 이산화탄소.

용존유기탄소 구경 필터를 통과하는 총유기탄소(DOC) : 0.45 .○ ㎛

부유유기탄소 구경 필터를 통과하지 못 하는 총유(SOC) : 0.45○ ㎛

기탄소.

정화유기탄소 정화성유기탄소 즉 일정조건하에서 가스탈(POC) :○

착 에 의해 수중에서 제거되는 총유기탄소(Gas stripping) .

비정화유기탄소 가스탈착에 의해 제거되지 않는 총유(NPOC) :○

기탄소.

나) 표준액

표준원액 프탈산수소칼륨 을 증류수에 녹여: 2.1254g 1,000mL○

로 한다.

무기탄소 표준원액 탄산나트륨 을 증류수에 녹여 탄산: 4.4122g○

수소나트륨 을 첨가한 후 로 한다3.497g 1,000mL .

다) 분석법

미국 표준시험방법에는 고온연소산화방법 과황산 습식 산화방, UV- ,

법 등 가지 방법으로 구분하고 있다 고온연소산화방법은3 . 산화코발트,

백금 크롬산바륨과 같은 산화성 촉매와 함께 반응기 안으로 들어가 수,

분은 기화되고 유기탄소는 이산화탄소와 물로 산화된다 유기탄소와 무.

기탄소의 이산화탄소는 운반가스에 의해 비분산적외선 검출기나 전량적

- 24 -

적정기에 의해 측정된다 과황산 산화방법은 유기탄소를 열 또는. UV- UV

상태에서 과황산에 의해서 이산화탄소로 산화되고 정화 와 건조, ( )淨化

되어 운반가스에 의해 비분산 적외선 검출기 또는 전량적 적정기에 검

출된다 습식 산화방법은 시료를 산성화 정화 로 무기탄소를 제. , ( )淨化

거하고 의 고압멸균기에서 과황산으로 산화되어 발생한 이산116~130℃

화탄소를 비분산적외선 검출기에 의해 측정한다.

검량방법은 총탄소를 측정하고 무기탄소는 산성화와 가스분리에 의해

분리하여 측정한 후 총탄소와의 차에 의해 총유기탄소를 산출하는 가감

검량방법을 소개하고 있으며 무기탄소가 유기탄소보다 많은(TC-IC) ,

시료의 경우 사전에 무기탄소를 제거한 후에 유기탄소를 측정하는 비정

화성유기탄소 검량방법도 제시하고 있다.

검량범위에 대해 제시하지 않았지만 음용수의 총유기탄소가 0.1~25

이고 폐수의 경우 이상이라고 제시하고 있다mg/L , 100 mg/L .

라) 기타

표준시험방법에는 무기탄소의 제거 효율에 따라 총유기탄소의 측정값

이 변화하게 되므로 무기탄소의 제거율을 검토하도록 하고 있으며 다,

양한 유기물에 의한 총유기탄소 측정기의 유기물 분해율을 검토하도록

제시하고 있다.

다. 유럽

1) DIN method

는DIN(Deutsche Industrie Normen) method CENELEC(European

에서 규정한 시험법Committee for Electrotechnical Standardization)

으로 독일을 비롯하여 유럽의 많은 나라들이 표준으로 사용하는 시험법

이다.

- 25 -

가) 정의

총탄소 수중에 존재하는 유기적으로 또는 무기적으로 결(TC) :○

합된 탄소의 합으로 탄소원소를 포함.

총무기탄소 탄소원소 총 이산화탄소 일산화탄소 시안화(TIC) : , , ,○

물 시안산염 및 황화시안산염을 포함하는 수중에 존재하는 탄,

소의 합.

총유기탄소 수중에 존재하는 유기적으로 결합된 탄소의(TOC) :○

합으로 용존 또는 부유 물질 모두를 포함 시안화물 시안산염. ,

및 황화시안산염이 포함.

용존 유기 탄소 필터를 통과한 화합물로서 수중에(DOC) : 0.45○ ㎛

존재하는 유기적으로 결합된 탄소의 합 시안산염 및 황화시안.

산염을 포함.

정화성 유기 탄소 이하 산성상태에서 정화(VOC, POC) : pH 2○

되어진 유기물질.

비휘발성 유기탄소 이하 산성상태에서(NVOC, NPOC) : pH 2○

정화되지 않는 유기물질.

나) 표준액

프탈산수소칼륨 원용액 유기탄소( ) 1,000 mg/L○

증류수 로 채워진 용량의 용량 플라스크에700mL 1,000mL

의 프탈산수소칼슘 에서 시간 건조시킨2.125g (105 ~120 1 )℃ ℃

을 용해시킨 후 증류수로 가 되도록 한다 용액을 마개1,000mL .

로 단단히 막은 후 냉장 보관할 경우 달 동안 안정적으로 보존2

된다.

프탈산수소칼륨 표준 용액 유기 탄소( ) 100 mg/L○

용량플라스크에 희석수 넣은 다음 프탈산수소1,000mL 100mL ,

- 26 -

칼륨 원용액 를 취하여 넣어 희석수로 가 되도100mL 1,000mL

록 희석한다 용액을 마개로 단단히 막은 후 냉장 보관할 경우.

일 동안 안정적으로 보존된다7 .

무기 탄소의 측정을 위한 표준 용액 무기 탄소( ) 100 mg/L○

용량 플라스크에 희석수 약 를 채운 후1,000mL 500mL 285±

에서 시간 건조시킨 탄산나트륨 을 용해시킨다 탄5 1 4.415g .℃

산수소나트륨 을 더하여 희석수로 가 되도록 희3.500g 1,000mL

석한다 이 용액은 약 주간 실온에서 안정하게 보관할 수 있다. 2 .

다) 분석법

에서는 와 같은 분석법으로 총유기탄소 시험에서 연소와 적당DIN KS

한 산화제의 첨가 및 방사 또는 다른 고에너지 방사에 의해 수중의UV

유기 탄소를 이산화탄소로 산화하는 방법을 언급하고 있다 또한 총유.

기탄소 검출 방법에 있어 총탄소와 무기탄소를 각각 분석한 후 가감하

는 가감 검량방법을 먼저 언급하고 수중에 무기탄소가 유기탄(TC-IC)

소보다 많은 경우에는 사전에 무기탄소를 제거 후 분석하는 비정화성유

기탄소 검량방법으로 시험하도록 하고 있다.

검량범위는 시료의 농도와 분석 장치의 성능에 따라 결정하도록 하고

있으며 시험법에 제시된 범위는 이다, 0~10 mg/L .

라) 기타

에서도 용존유기물질 에 대해 분석법을 제시하고 있으며 용DIN (DOC) ,

존유기물질 측정시 뜨거운 물로 여과재에 부착되어 있는 유기 물질을

완전히 씻어낸 후 공극 의 막 여과재를 이용하여 시료를 여과한, 0.45㎛

후 여과액의 탄소 함량을 측정하도록 하였다.

또한 자동채수장치에 시료의 균질화를 위해 마그네틱바 적당한 초, ,

- 27 -

음파 장치 또는 고속 교반자를 사용하도록 하였으며 시료의 균질성을,

검사하기 위해 시료병의 상층부와 하층부로부터 취한 시료를 각각분석

확인하도록 하였다.

라. 일본

1) 일본공업규격JIS ( )

가) 정의

총유기탄소 는 수중에 존재하는 용존 및 비용존유기물의 탄소(TOC)

함유량의 척도로서 주요 용어의 정의는 다음과 같다.

총탄소 유기 무기 및 원소상으로 수중(TC : Total Carbon) : ,○

에 존재하는 탄소의 양.

총무기탄소 수중에 원소상태(TIC : Total Inorganic Carbon) : ,○

총이산화탄소 일산화탄소 탄화물 시안산염 시안화물 및 치오, , , ,

시안산염의 형태로 존재하는 탄소의 양.

총유기탄소 수중에 용해 또는(TOC : Total Organic Carbon) :○

현탁되어 있는 유기물 중의 탄소의 양.

용존유기탄소 공경(DOC : Dissolved organic Carbon) : 0.45○ ㎛

의 멤브레인 필터를 통과한 수중의 유기물질중의 탄소의 양.

나) 표준액

프탈산수소칼륨 저장액○

프탈산수소칼륨(C8H5KO4 이하에서 시간 건조시킴, 120 2 )℃

을 용량플라스크 중에 물 약 에 녹인 다2.125g 1,000mL 700mL

음 표선까지 채운다 이 용액은 마개를 하여 냉장고에서 보관하.

고 약 개월간 안정하다2 .

- 28 -

프탈산수소칼륨 표준액○

프탈산수소칼륨 저장액 를 피펫으로 용량플라스크100mL

에 취하여 물로 표선까지 채운 후 혼합한다 이 용액은1,000mL .

마개를 하여 냉장고에 보관하고 약 주일간 안정하다1 .

무기체탄소 정량용 표준액○

탄산나트륨(Na2CO3 에서 시간 건조시킴 을 용량, 285 1 ) 4.41g℃

플라스크 중에 물 약 에 녹이고 탄산수소나트1,000mL 500mL

륨(NaHCO3 실리카겔 환경에서 건조시킴 을 가한 후 물을, ) 3.5g

표선까지 채워 넣는다 이 용액은 실온에서 안정하다. .

다) 분석법

연소 산화제의 첨가 또는 자외선조사로 산화 시킬 때 수중의 유기탄,

소를 이산화탄소로 변화한다 산화제로서는 산소만을 사용한 자외선 산.

화방법의 적용은 입자상물질을 함유하지 않고 오염되지 않은 물에만 한

다 무기체탄소는 산성상태에서 기화하여 제거하거나 따로 정량한다. .

산화에서 생성된 이산화탄소는 직접 또는 메탄(CH4 으로 환원 후 정량한다) .

이산화탄소의 최종적인 정량에는 자외선분광 적정 가능한 비수용액, (

중에서 적정 열전도도 전도), (TCD : Thermal Conductivity Detector),

도 적정 전량적정 이산화탄소 선택성 전극 및 이산화탄소를 메탄으로, , -

환원 후 불꽃이온화 의 원리를 적용한다(FID : Flame Ionization Detector) .

검량 범위는 로 하며 표준액에 대한 검출에 대해0~25 mg/L , 10

이하에서는 오차범위 이내 이도록 하였다mg/L 10% .

라) 기타

에 대해서는 표준액에 대한 회수율 검토를 하여 이내 이도록JIS 10%

하였으며 초과하였을 때에는 원인을 파악하도록 하고 있으며 주 회, , 1

의 전 구간 검량선 검토를 하도록 하고 있다 고농도의 시료에 대해서.

는 검량범위에 내에서 검출 할 수 있도록 희석하여 분석하도록 하였다.

- 29 -

2.2.2.2. 총유기탄소 분석현황 및 보급량총유기탄소 분석현황 및 보급량총유기탄소 분석현황 및 보급량총유기탄소 분석현황 및 보급량

국내에는 이미 오래전부터 유기탄소 분석기기는 보급되어 있다 특히.

최근 각 제조사의 기술개발에 의해 까지 측정 가능한 기기들이0.5 /L㎍

보급되고 있다 이러한 기기들의 국내 보급량 년 이후 을 표. (2000 ) 5-2

에 나타내 보았다 각 제조사에서는 고온연소산화방법과 과황산 산. UV-

화방법 별로 구분하였으며 자동측정망 기기들은 제외하고 실험실용 총,

유기탄소 측정 기기만을 나타내었다.

표 에서 나타난 것처럼 고온연소산화방법에 대로 과황산5-2 141 UV-

산화방법의 대에 비해 월등히 많은 것을 볼 수 있다 이는 고온연소20 .

산화방법은 다량의 유기물을 함유한 폐수 및 탁한 시료에 적합하므로

많은 연구기관에서 폐수중의 총유기탄소 측정을 위해 구매된 것으로 판

단된다 과황산 산화방법의 경우는 비교적 깨끗하며 총유기탄소가. UV-

이하의 경우에 적합하므로 먹는물 검사기관이나 깨끗한 하천10 mg/L

의 시료를 주로 분석하는 연구기관에서 구매하므로 상대적으로 적은 구

매량을 나타냈다.

표 5-2 국내 총유기탄소 기기 보급량 년 이후. (2000 )

단위 대( : )산화방법

제조사고온연소산화방법

과황산UV-

산화방법합계

사A 18 16 34

사B 96 0 96

사C 27 4 31

합계141

(87.6%)

20

(12.4%)161

- 30 -

3.3.3.3. 도출된 총유기탄소 측정방법에 대한 검토도출된 총유기탄소 측정방법에 대한 검토도출된 총유기탄소 측정방법에 대한 검토도출된 총유기탄소 측정방법에 대한 검토

현재 국내에서 실험실용으로 판매되고 있는 총유기탄소 분석장치 중

에서 고온연소산화방법과 과황산 산화방법으로 각각 측정기기 대UV- 2

와 대를 임대하였으며 고온연소산화방법은 각각 와 에서1 680 850℃ ℃

유기물을 분해하는 노를 가지고 있다 자세한 제품사양은 표 과. 5-3

같다.

사의 제품은 과황산 산화방법으로 유기물의 산화를 위해 과황A UV-

산나트륨을 사용하며 인산을 사용하여 무기탄소를 발생시키며 운, 5% ,

반가스로는 고순도 질소를 사용한다 검출기는 비분산적외선 검출기를.

사용하며 최대 까지 측정할 수 있다10,000 mg/L .

사의 제품은 고온연소산화방법으로 에서 분해를 하며B 680 , 2N℃

염산과 인산을 사용하여 무기탄소를 발생시키며 운반가스로는 에25%

어제로 가스를 사용하고 있다 검출기는 비분산적외선 검출기를 사용하.

고 최대 까지 측정할 수 있다25,000 mg/L .

표 5-3 총유기탄소 측정기의 구성 및 산화조건.

제조사제조사제조사제조사

구성구성구성구성사A 사B 사C

산화방법산화방법산화방법산화방법과황산UV-

산화방법고온연소산화방법

(680 )℃고온연소산화방법

(850 )℃

AcidAcidAcidAcid 5% HPO42N HCl,25% HPO4

2N HCl,25% HPO4

산화제산화제산화제산화제 Na2S2O8 - -

운반가스운반가스운반가스운반가스 N2 Air zero O2

최대검출농도최대검출농도최대검출농도최대검출농도 10,000 mg/L 25,000 mg/L 5,000 mg/L

DetectorDetectorDetectorDetector Nonlinear, Non-dispersive Infra-red (NDIR)

- 31 -

사의 제품은 고온연소산화방법으로 에서 분해를 하며 염C 850 , 2N℃

산과 인산을 사용하여 무기탄소를 발생시키며 운반가스로는 고순25%

도 산소 가스를 사용하고 있다 검출기는 비분산적외선 검출기를 사용.

하고 최대 까지 측정할 수 있다5,000 mg/L .

공통적으로 모든 기기에는 자동 채수장치가 부속장치로 되어 있으며,

각 시료 바이엘에 대해 교반을 할 수 있는 장치가 내장되어 있다.

가. 검량선 검토

총유기탄소 분석에 있어 검량선의 작성은 두 가지 방법이 있다 첫째.

비정화성유기탄소 검량방법으로 시료중의 무기탄소를 사전에 모두 제거

한 후에 유기탄소만을 측정하는 방법으로 프탈산수소칼륨 표준액으로만

제조하였다.

가감 검량방법에 의한 총유기탄소 분석은 총탄소의 검량선과 무기탄

소 검량선을 각각 작성하고 총탄소 검출량에 무기탄소 검출량을 감하므

로 총유기탄소를 산출한다 총탄소 표준액은 프탈산수소칼륨과 무기탄.

소를 적절한 비율로 혼합 후에 프탈산수소칼륨과 무기탄소의 총량을 총

탄소의 농도로 표시한다 무기탄소 검량선은 이 혼합액중의 무기탄소를.

정화한 무기탄소를 측정하여 검량선을 작성한다 이번 실험에서는 프탈.

산수소칼륨과 무기탄소를 같은 비율로 혼합하여 사용하였다.

1) 재현성 및 정량성

가) 비정화성유기탄소 검량선

지표수의 경우 총유기탄소의 농도는 를 넘지 않는다고 보고10 mg/L

되고 있다 따라서 비정화성유기탄소의 검량범위를 의 범위. 0~10 mg/L

에 대해 검량선의 재현성 검토를 총 회에 걸쳐 실시하였다6 .

사의 과황산 산화방법의 비정화성유기탄소 검량선 결과를 그림A UV-

- 32 -

에 나타내었고 각 검량 포인트의 면적 평균을 표 에 나타내었5-1 , 5-4

다 그림 에서 보면 회의 걸친 검량선의 각 검량 농도인. 5-1 6 0.5, 1.0,

의 평균 면적에 대한 회기분석식으로5.0, 10.0 mg/L y=730838x +

으로 나타났으며309956 r2는 로 나타났다 이 회기 분석식에 의0.9998 .

해 각 포인트의 평균 면적값을 환산하며 에서0.5, 1.0 5.0, 10.0 mg/L

각각 로 나타났다 또한 회에 걸친0.483, 0.998, 5.107, 9.948 mg/L . 6

검량선 작성에서 각 포인트의 표준편차율은 로 나10.0, 6.5, 3.6, 3.8%

타나 전체적으로 미만의 편차율로 높은 재현성을 나타냈다10% .

표 5-4. 사의 과황산 산화방법 비정화성유기탄소 검량선A UV-

측정값 검토(0~10 mg/L)

측 정

농도(mg/L)Area 측정값 (mg/L) 편차율 (%)

0.0 284,226 -0.035 -

0.5 662,775 0.483 10.0

1.0 1,039,400 0.998 6.5

5.0 4,042,053 5.107 3.6

10.0 7,580,152 9.948 3.8

r2 1.000 (n=6)

- 33 -

그림 5-1 사의 과황산 산화방법의 비정화성유기탄소. A UV-

검량선 (0~10 mg/L)

y = 730838x + 309956

R2 = 0.9998

-

2

4

6

8

10

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

×106

㎎/L

are

a

사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량선 결과를B (680 )℃

그림 에 나타내었고 각 검량 포인트의 면적 평균을 표 에 나타5-2 , 5-5

내었다 그림 에서 보면 회의 걸친 검량선의 각 검량 농도인. 5-2 6 0.5,

의 평균 면적에 대한 회기분석식으로1.0, 5.0, 10.0 mg/L y=3.581x +

로 나타났으며1.039 r2는 로 나타났다 이 회기 분석식에 의해 각1.000 .

포인트의 평균 면적값을 환산하며 에서 각각0.5, 1.0 5.0, 10.0 mg/L

로 나타났다 또한 회에 걸친 검량0.463, 1.033, 5.006, 9.995 mg/L . 6

선 작성에서 각 포인트의 표준편차율은 로 나타19.7, 15.1, 1.3, 1.2%

나 낮은 농도에 대해서는 편차율이 상대적으로 크게 나타났지만 5

이상의 농도에서는 매우 낮은 편차율을 나타냈다mg/L .

- 34 -

표 5-5 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량선. B (680 )℃


측 정


0.0 1.047 0.002 -

0.5 2.697 0.463 19.7

1.0 4.738 1.033 15.1

5.0 18.964 5.006 1.3

10.0 36.828 9.995 1.2

r2 0.9997 (n=6)

그림 5-2 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소. B (680 )℃


y = 3.581 x + 1.039

R2 = 1.000

0

10

20

30

40

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

㎎/L

are

a

- 35 -

사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량선 결과를C (850 )℃



의 평균 면적에 대한 회기분석식으로1.0, 5.0, 10.0 mg/L y=504.46x

로 나타났으며+ 231.21 r2는 로 나타났다 이 회기 분석식에 의0.9999 .

해 각 포인트의 평균 면적값을 환산하며 에서0.5, 1.0 5.0, 10.0 mg/L

각각 로 나타났다 또한 회에 걸친0.474, 0.960, 5.040, 9.986 mg/L . 6


타나 전체적으로 미만의 편차율로 높은 재현성을 나타냈다10% .

표 5-6 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량선. C (850 )℃


측 정


0.0 252 0.041 -

0.5 470 0.474 7.3

1.0 716 0.960 4.0

5.0 2774 5.040 2.3

10.0 5269 9.986 2.3

r2 0.9998 (n=6)

오염되지 않은 지표수의 경우 총유기탄소 농도가 을 넘는10 mg/L

경우는 많지 않다 하지만 오염된 지표수 그리고 폐수의 경우. , 10

을 넘는 경우가 발생한다 따라서 비분산적외선에서 채널의 변화mg/L .

없이 수용 가능한 까지의 검량선에 대한 검토를 하였다20 mg/L .

- 36 -

그림 5-3 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소. C (850 )℃


y = 504.46x + 231.21

R2 = 0.9999

-

1

2

3

4

5

6

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

×103

㎎/L

are

a

사의 과황산 산화방법의 비정화성유기탄소 검량선 결과를 그림A UV-

에 나타내었고 각 검량 포인트의 면적 평균을 표 에 나타내었5-4 , 5-7

다 그림 에서 보면 회의 걸친 검량선의 각 검량 농도인. 5-4 3 2.0, 6.0,

의 평균 면적에 대한 회기분석식으로10.0, 20.0 mg/L y=830109x +

로 나타났으며746097 r2는 로 나타났다 이 회기 분석식에 의해0.9982 .

각 포인트의 평균 면적값을 환산하며 에서2.0, 6.0, 10.0, 20.0 mg/L

각각 로 나타났다 또한 회에 걸친 검2.12, 6.29, 10.30, 19.75 mg/L . 3

량선 작성에서 각 포인트의 표준편차율은 로 나타17.8, 9.1, 7.2, 5.6%

나 에서 높은 오차율을 보였지만 전체적으로 양호한 재현성을2.0 mg/L

나타냈다.

- 37 -

표 5-7 사의 과황산 산화방법 비정화성유기탄소 검량선. A UV-


측 정


0.0 363593 -0.461 -

2.0 2506930 2.121 17.8

6.0 5966694 6.289 9.1

10.0 9295160 10.299 7.2

20.0 17142235 19.752 5.6

r2 0.9982 (n=3)

그림 5-4 사의 과황산 산화방법의 비정화성유기탄소. A UV-


y = 830109x + 746097

R2 = 0.9982

-

5

10

15

20

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0

×106

㎎/L

are

a

- 38 -

사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량선 결과를B (680 )℃





해 각 포인트의 평균 면적값을 환산하면 에2.0, 6.0, 10.0, 20.0 mg/L

서 각각 로 나타났다 또한 회에2.126, 6.063, 9.996, 19.971 mg/L . 3

걸친 검량선 작성에서 각 포인트의 표준편차율은 9.3, 6.1, 4.9, 2.9%

로 나타나 전체적으로 미만의 편차율로 높은 재현성을 나타냈다10% .

표 5-8 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소. B (680 )℃

검량선 측정값 검토(0~20 mg/L)

측 정


0.0 1.059 -0.155 -

2.0 9.473 2.126 9.3

6.0 23.997 6.063 6.1

10.0 38.507 9.996 4.9

20.0 75.307 19.971 2.9

r2 0.9998 (n=3)

- 39 -

그림 5-5 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소. B (680 )℃


y = 3.6892x + 1.6308

R2 = 0.9998

0

25

50

75

100

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0

㎎/L

are

a

사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량선 결과를C (850 )℃





해 각 포인트의 평균 면적값을 환산하면 에2.0, 6.0, 10.0, 20.0 mg/L

서 각각 로 나타났다 또한 회에 걸친2.13, 6.23, 10.26, 19.79 mg/L . 3


타나 에서의 편차율이 로 다소 높았지만 그 외의 농도2.0 mg/L 15.1%

에서는 미만의 편차율로 높은 재현성을 나타냈다10% .

- 40 -

표 5-8 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량선. C (850 )℃


측 정


0.0 292 -0.406 -

2.0 1515 2.129 15.1

6.0 3491 6.226 7.1

10.0 5438 10.263 4.4

20.0 10032 19.788 2.3

r2 0.9986 (n=3)

그림 5-6 사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소. C (850 )℃


y = 482.34x + 487.9

R2 = 0.9986

-

2,500

5,000

7,500

10,000

12,500

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0

㎎ /L

are

a

- 41 -

나) 총탄소 검량선

총탄소는 유기탄소와 무기탄소의 합을 말한다 따라서 프탈산수소칼.

륨과 무기탄소 표준액을 적절한 비율로 혼합한 표준액을 사용한다 이.

번 검량선에서는 프탈산수소 칼륨과 무기탄소의 질량비를 같은 비율로

하여 혼합한 표준액을 총탄소 표준액으로 사용하였으며 검량범위는,

로 하여 검량하였다0~20 mg/L .

사의 과황산 산화방법의 총탄소 검량선 결과를 그림 에 나A UV- 5-7

타내었고 각 검량 포인트의 면적 평균을 표 에 나타내었다 그림, 5-10 .

에서 보면 회의 걸친 검량선의 각 검량 농도인5-7 5 2.0, 6.0, 10.0,

의 평균 면적에 대한 회기분석식으로20.0 mg/L y=739102x +

로 나타났으며583551 r2는 로 나타났다 이 회기 분석식에 의해0.9989 .

각 포인트의 평균 면적값을 환산하면 에서2.0, 6.0, 10.0, 20.0 mg/L

각각 로 나타났다 또한 회에 걸친 검1.97, 6.22, 10.31, 19.78 mg/L . 5

량선 작성에서 각 포인트의 표준편차율은 로 나타7.6, 6.8, 6.4, 6.5%

나 전체적으로 미만의 편차율로 높은 재현성을 나타냈다10% .

사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선 결과를 그림 에B (680 ) 5-8℃

나타내었고 각 검량 포인트의 면적 평균을 표 에 나타내었다 그, 5-11 .

림 에서 보면 회의 걸친 검량선의 각 검량 농도인5-8 5 2.0, 6.0, 10.0,

의 평균 면적에 대한 회기분석식으로 로20.0 mg/L y=3.5244x + 1398

나타났으며 r2는 으로 나타났다 이 회기 분석식에 의해 각 포인1.0000 .

트의 평균 면적값을 환산하면 에서 각각2.0, 6.0, 10.0, 20.0 mg/L

로 나타났다 또한 회에 걸친 검량선1.99, 6.02, 10.02, 19.99 mg/L . 5

작성에서 각 포인트의 표준편차율은 로 나타나 전3.3, 3.2, 3.3, 2.7%

체적으로 정도의 고른 편차율로 매우 높은 재현성을 나타냈다3% .

- 42 -

표 5-10 사의 과황산 산화방법 총탄소 검량선. A UV- (0~20 mg/L)

측정값 검토

측 정


0.0 371870 -0.286 -

2.0 2040289 1.971 7.6

6.0 5182282 6.222 6.8

10.0 8206795 10.314 6.4

20.0 15202378 19.779 6.5

r2 0.9989 (n=5)

그림 5-7 사의 산화방법 산화방법의 총탄소 검량선. A UV-

(0~20 mg/L)

y = 739102x + 583551

R2 = 0.9989

-

6

12

18

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0

×106

㎎ /L

are

a

- 43 -

표 5-11 사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선. B (680 )℃


측 정


0.0 1.357 -0.012 -

2.0 8.410 1.990 3.3

6.0 22.612 6.019 3.2

10.0 36.696 10.015 3.3

20.0 71.842 19.987 2.7

r2 1.0000 (n=5)

그림 5-8 사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선. B (680 )℃

(0~20 mg/L)

y = 3.5244 x + 1.3981

R2 = 1.0000

0

20

40

60

80

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0

㎎/L

are

a

- 44 -

사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선 결과를 그림 에C (850 ) 5-9℃


림 에서 보면 회의 걸친 검량선의 각 검량 농도인5-9 5 2.0, 6.0, 10.0,

의 평균 면적에 대한 회기분석식으로20.0 mg/L y=490.02x + 344.7

으로 나타났으며 r2는 으로 나타났다 이 회기 분석식에 의해 각0.9990 .

포인트의 평균 면적값을 환산하면 에서 각각2.0, 6.0, 10.0, 20.0 mg/L

로 나타났다 또한 회에 걸친 검량선2.09, 6.299, 10.37, 19.94 mg/L . 5

작성에서 각 포인트의 표준편차율은 로 나타나5.6, 1.9, 1.6, 0.8% 5%

미만의 편차율을 보여 높은 재현성을 나타냈다.

표 5-12 사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선. C (850 )℃


측 정


0.0 197 -0.245 -

2.0 1335 2.087 5.6

6.0 3390 6.299 1.9

10.0 5374 10.365 1.6

20.0 10048 19.944 0.8

r2 0.9990 (n=5)

- 45 -

그림 5-9 사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선. C (850 )℃

(0~20 mg/L)

y = 490.0197 x + 344.7299

R2 = 0.9990

-

3

5

8

10

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0

×103

㎎/L

are

a

다) 무기탄소 검량선

무기탄소의 표준액은 총탄소 측정시 사용한 표준액을 연속하여 측정

하였다 총탄소 표준액에 존재하는 무기탄소에 산을 주입하여 이pH 2

하에서 산소 또는 다른 가스로 포기하여 이산화탄소로 발생시켜 이를

검출기에서 검출하였다 표준액의 농도는 총탄소중의 무기탄소이므로.

총탄소의 절반농도인 이다1.0, 3.0, 5.0, 10.0 mg/L .

사의 과황산 산화방법의 무기탄소 검량선 결과를 그림 에A UV- 5-10


림 에서 보면 회에 걸친 검량선의 각 검량 농도인5-10 5 1.0, 3.0, 5.0,

의 평균 면적에 대한 회기분석식으로 로10.0 mg/L y=996947x + 343976

- 46 -

나타났으며 r2는 로 나타났다 이 회기 분석식에 의해 각 포인트0.9987 .

의 평균 면적값을 환산하면 에서 각각1.0, 3.0, 5.0, 10.0 mg/L 0.99,

로 나타났다 또한 회에 걸친 검량선 작성에서3.17, 5.11, 9.89 mg/L . 5

각 포인트의 표준편차율은 로 나타나 전체적으로9.4, 9.2, 8.6, 7.2%

미만의 편차율로 높은 재현성을 나타냈다10% .

표 5-13 사의 과황산 산화방법 무기탄소 검량선. A UV- (0~10 mg/L)

측정값 검토

측 정


0.0 176349 -0.168 -

1.0 1336293 0.993 9.4

3.0 3509419 3.169 9.2

5.0 5449860 5.111 8.6

10.0 10227958 9.894 7.2

r2 0.9987 (n=5)

- 47 -

그림 5-10 사의 과황산 산화방법의 무기탄소 검량선. A UV-

(0~10 mg/L)

y = 998947x + 343976

R2 = 0.9987

-

3

6

9

12

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

×106

㎎/L

are

a

1

사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 검량선 결과를 그림B (680 )℃

에 나타내었고 각 검량 포인트의 면적 평균을 표 에 나타내5-11 , 5-14

었다 그림 에서 보면 회의 걸친 검량선의 각 검량 농도인. 5-11 5 1.0,


로 나타났으며+ 1.2752 r2는 으로 나타났다 이 회기 분석식에0.9993 .

의해 각 포인트의 평균 면적값을 환산하면 에1.0, 3.0, 5.0, 10.0 mg/L

서 각각 로 나타났다 또한 회에 걸친 검1.00, 3.10, 5.10, 9.92 mg/L . 5

량선 작성에서 각 포인트의 표준편차율은 로 나타나8.7, 8.2 7.3 5.8%

전체적으로 미만의 편차율로 높은 재현성을 나타냈다10% .

- 48 -

표 5-14 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 검량선. B (680 )℃


측 정


0.0 0.688 -0.122 -

1.0 6.107 1.004 8.7

3.0 16.166 3.095 8.2

5.0 25.826 5.103 7.3

10.0 48.996 9.919 5.8

r2 0.9993 (n=5)

그림 5-11 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 검량선. B (680 )℃

(0~10 mg/L)

y = 4.8109x + 1.2752

R2 = 0.9993

0

20

40

60

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0㎎/L

are

a

- 49 -

사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 검량선 결과를 그림C (850 )℃

에 나타내었고 각 검량 포인트의 면적 평균을 표 에 나타내5-12 , 5-15

었다 그림 에서 보면 회의 걸친 검량선의 각 검량 농도인. 5-12 5 1.0,



해 각 포인트의 평균 면적값을 환산하면 에서1.0, 3.0, 5.0, 10.0 mg/L

로 나타났다 또한 회에 걸친 검량선 작0.90, 2.99, 5.09, 9.97 mg/L . 5

성에서 각 포인트의 표준편차율은 로 나타나17.4, 5.5, 5.4, 2.3% 1.0

는 로 조금 높은 편차를 나타냈지만 그 이상의 농도에서는mg/L 17.4%

정도의 편차율로 높은 재현성을 나타냈다5% .

표 5-15 사의 고온연소산화방법 의 총탄소 검량선. C (850 )℃


측 정


0.0 125 0.052 -

1.0 518 0.899 17.4

3.0 1491 2.994 5.5

5.0 2464 5.088 5.4

10.0 4730 9.968 2.3

r2 0.9997 (n=5)

- 50 -

그림 5-12 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 검량선. C (850 )℃

(0~10 mg/L)

y = 464.44x + 100.43

R2 = 0.9997

-

2

4

6

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

×103

㎎/L

are

a

나. 시료 측정의 재현성 및 정밀성 검토

1) 비정화성유기탄소 검량방법

각 측정기의 시료에 대한 재현성 테스트를 위해 회에 걸쳐2 0.5, 1.0

의 표준액을 개의 바이엘에 담아 연속하여 분석하였고mg/L 7 , 5.0,

는 개의 바이엘에 담아 그 측정값을 비교하였다 또한10.0 mg/L 2 . 0.5

와 분석시 표준편차에 을 곱한 값을 검출한계로mg/L 1.0 mg/L 3.143

하였다.

사의 과황산 산화방법의 비정화성유기탄소 검량방법에서 그림A UV-

과 표 과 같이 차 검출실험에서는 와 의5-13 5-16 1 0.5 mg/L 1.0 mg/L

- 51 -

시료에 대해서는 개의 측정값 평균이 각각 와7 0.506 mg/L 1.000

로 나타나 와 로 우수한 회수율을 보였으며 차에mg/L 101.1% 100.0% , 2

서는 각각 와 로 와 의 다소 낮은0.429 mg/L 0.951 mg/L 85.9% 95.1%

편차율을 나타냈지만 차 실험보다 낮은 편차율을 보여 안정적인 결과1

를 얻을 수 있었다 검출한계는 에서는 와. 0.5 mg/L 0.104 mg/L 0.116

로 산출되었으며 에서는 각각 와mg/L , 1.0 mg/L 0.053 mg/L 0.030

이었다 와 에 대한 실험에서는 차에서는mg/L . 5.0 mg/L 10.0 mg/L 1

각각 와 이 검출되었으며 차에서는 각각5.002 mg/L 9.729 mg/L , 2

와 로 검출되어 이내의 오차를 보였다4.949 mg/L 9.729 mg/L 3% .

그림 5-13 사의 과황산 산화방법의 표준액에 대한 검출. A UV-

재현성 검토

0.0

0.5

1.0

1.5

1 2 3 4 5 6 7시료번호

㎎/ℓ

1차 0.5 ㎎/L 2차 0.5 ㎎/L

1차 1.0 ㎎/L 2차 1.0 ㎎/L

- 52 -

표 5-16 사의 과황산 산화방법의 재현성 검토 및 검출 한계. A UV-

차 수

구 분차1 차2

농도 (mg/L) 0.5 1.0 0.5 1.0

번1 0.564 0.970 0.402 0.943

번2 0.535 0.982 0.415 0.945

번3 0.484 0.998 0.453 0.939

번4 0.520 1.033 0.449 0.949

번5 0.487 1.005 0.427 0.960

번6 0.470 1.063 0.426 0.966

번7 0.480 0.949 0.434 0.958

평균 0.506 1.000 0.429 0.951

회수율(%) 101.1 100.0 85.9 95.1

표준편차 0.0347 0.0387 0.0178 0.0098

편차율(%) 6.9 3.9 4.1 1.0

검출한계

(n=7)0.104 0.116 0.053 0.030

농도 (mg/L) 5.0 10.0 5.0 10.0

번1 4.997 4.960 9.700 9.748

번2 5.007 4.937 9.759 9.709

평균 5.002 4.949 9.729 9.729

회수율 (%) 100.0 99.0 97.3 97.3

- 53 -

사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량방법에서 그림B (680 )℃

과 표 과 같이 차 검출실험에서는 와 로 나5-14 5-17 1 0.5 mg/L 1.0 mg/L

타나고 시료에 대해서는 개의 측정값 평균이 각각 와7 0.522 mg/L 0.975

로 회수율은 와 로 나타났으며 의 번 시료의mg/L 104.3% 97.5% , 0.5 mg/L 1

차이를 제외하면 매우 높은 재현성을 보이고 있다 차에서는 각각. 2 0.490

와 로 와 의 회수율을 나타내어 차 때보다mg/L 1.004 mg/L 98.0% 100.4% 1

더 좋은 결과값을 얻을 수 있었다 검출한계는 에서는. 0.5 mg/L 0.273

와 로 산출되었으며 에서는 각각mg/L 0.042 mg/L , 1.0 mg/L 0.039 mg/L

와 이었다 와 에 대한 실험에서는 차에0.076 mg/L . 5.0 mg/L 10.0 mg/L 1

서는 각각 와 이 검출되었으며 차에서는 각각5.054 mg/L 10.020 mg/L , 2


그림 5-14 사의 고온연소산화방법 의 표준액에 대한. B (680 )℃

검출 재현성 검토

0.0

0.5

1.0

1.5

1 2 3 4 5 6 7

시료번호

㎎/ℓ

1차 0.5 ㎎/L 2차 0.5 ㎎/L

1차 1.0 ㎎/L 2차 1.0 ㎎/L

- 54 -

표 5-17 사의 고온연소산화방법 의 재현성 검토 및 검출 한계. B (680 )℃

차 수

구 분차1 차2

농도(mg/L) 0.5 1.0 0.5 1.0

번1 0.713 0.996 0.497 0.994

번2 0.542 0.981 0.503 0.982

번3 0.516 0.959 0.490 0.975

번4 0.460 0.977 0.510 0.987

번5 0.454 0.978 0.481 1.020

번6 0.509 0.959 0.474 1.040

번7 0.457 0.976 0.475 1.028

평균 0.522 0.975 0.490 1.004

회수율(%) 104.3 97.5 98.0 100.4

표준편차 0.0911 0.0129 0.0140 0.0253

편차율(%) 17.5 1.3 2.9 2.5

검출한계

(n=7)0.273 0.039 0.042 0.076

농도(mg/L) 5.0 10.0 5.0 10.0

번1 4.984 9.941 5.011 9.944

번2 4.975 9.923 5.004 9.963

평균 4.980 9.932 5.008 9.954

회수율(%) 99.6 99.3 100.2 99.5

- 55 -

사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량방법에서C (850 )℃

그림 와 표 과 같이 차 검출실험에서는 와5-15 5-18 1 0.5 mg/L 1.0

의 시료에 대해서는 개의 측정값 평균이 각각 와mg/L 7 0.529 mg/L

로 나타나 회수율은 와 로 정도의 오차1.037 mg/L 105.8% 103.7% 5%

를 보였다 차에서는 각각 와 로 와. 2 0.576 mg/L 1.075 mg/L 115.1%

의 회수율을 나타내어 차 때보다 큰 오차율을 보였다 편차율107.5% 1 .

은 정도로 다소 높게 나타났다 검출한계는 에서는10~15% . 0.5 mg/L

와 로 산출되었으며 에서는 각각0.218 mg/L 0.352 mg/L , 1.0 mg/L

와 이었다 와 에 대한 실0.214 mg/L 0.347 mg/L . 5.0 mg/L 10.0 mg/L

험에서는 차에서는 각각 와 이 검출되었으며1 4.980 mg/L 9.932 mg/L ,

차에서는 각각 와 로 검출되어 이내의 오2 5.008 mg/L 9.954 mg/L 1%

차를 보였다 와 에 대한 실험에서는 차에서는 각. 5.0 mg/L 10.0 mg/L 1

각 와 이 검출되었으며 차에서는 각각5.054 mg/L 10.020 mg/L , 2


- 56 -

표 5-18 사의 고온연소산화방법 의 재현성 검토 및 검출 한계. C (850 )℃

차 수

구 분차1 차2

농도(mg/L) 0.5 1.0 0.5 1.0

번1 0.464 0.924 0.512 0.964

번2 0.469 1.263 0.517 1.297

번3 0.545 1.080 0.592 1.118

번4 0.555 1.010 0.602 1.049

번5 0.439 1.076 0.487 1.114

번6 0.609 0.974 0.654 1.014

번7 0.620 0.932 0.666 0.972

평균 0.529 1.037 0.576 1.075

회수율(%) 105.8 103.7 115.1 107.5

표준편차 0.0726 0.1174 0.0714 0.1155

편차율(%) 13.7 11.3 12.4 10.7

검출한계

(n=7)0.218 0.352 0.214 0.347

농도(mg/L) 5.0 10.0 5.0 10.0

번1 5.015 9.965 4.988 9.857

번2 5.093 10.074 5.065 9.965

평균 5.054 10.020 5.026 9.911

회수율(%) 101.1 100.2 100.5 99.1

- 57 -

그림 5-15 사의 고온연소산화방법 의 표준액에 대한 재현성. C (850 )℃

검토

0.0

0.5

1.0

1.5

1 2 3 4 5 6 7시료번호

㎎/ℓ

1차 0.5 ㎎/L 2차 0.5 ㎎/L

1차 1.0 ㎎/L 2차 1.0 ㎎/L

2) 비정화성유기탄소 검량방법의 무기탄소 제거율

비정화성유기탄소 검량방법에 의해 총유기탄소를 산출할 경우 물에

존재하는 무기탄소는 큰 장애요인으로 나타난다 한강의 경우 수중에.

존재하는 총유기탄소는 를 나타내고 있지만 총무기탄소0.5~1.5 mg/L ,

의 경우 의 범위로 최소 배 정도 많은 농도를 보이고15~20 mg/L 10

있다 이러한 무기탄소를 이하에서 일정 시간 포기하여 제. pH 2 100%

거되지 않는 경우 정화되지 않는 무기탄소는 유기탄소 측정시 검출되어

총유기탄소의 증가 요인이 되며 재현성이 감소되는 요인으로 나타난,

다 또한 지나친 포기 시간의 연장은 분석시간의 증가 요인이 되므로.

적절한 시간을 검토할 필요가 있다 따라서 각 제조사별 포기방법이 상.

- 58 -

이함으로 이를 비교하여 보았다.

측정방법은 유기탄소 에 무기탄소를5.0 mg/L 2.0, 5.0, 10.0, 20.0,

을 각각 넣은 개 바이엘에 각 제조사에서 제시하는 양의50.0 mg/L 5

산을 넣어 이하로 하여 분간 포기하여 무기탄소를 제거한 후 연pH 2 2

속 측정하여 결과를 얻었다.

사의 과황산 산화방법의 비정화성유기탄소 검량방법에서 그림A UV-

과 표 와 같이 무기탄소의 제거율을 나타났다 회에 걸쳐5-16 5-19 . 3

측정한 결과 유기탄소 표준액에 대한 회수율은 로 유기탄소95~105%

의 오차범위인 이내에 있었으며 각 무기탄소 농도에 대한 제거율5% ,

을 보면 낮은 농도의 무기탄소의 경우 유기탄소의 오차에 의해 상대적

으로 높은 오차율을 나타냈지만 측정값에 대한 영향은 낮게 나타났다.

그림 5-16 사의 과황산 산화방법의 무기탄소 제거 및 표준액. A UV-

검출농도

0

5

10

표준

액

5 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 2 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 5 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 10 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 20 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 50 ㎎/L

OC 5 ㎎/L

(대조

용)

㎎/ℓ

0102030405060708090100110120%

1차 결과

2차 결과

3차 결과

평균 결과

1차 제거율

2차 제거율

3차 제거율

평균 제거율

- 59 -

표 5-19 사의 과황산 산화방법의 무기탄소 제거율과 회수율. A UV-

횟수 구분

표준액OC5.0mg/L

OC5.0mg/L+

IC 2.0mg/L

OC5.0mg/L+

IC 5.0mg/L

OC5.0mg/L+IC10.0mg/L



OC5.0mg/L대조(용)

차1

결과

(mg/L)5.08 5.12 5.14 5.16 5.17 5.23 5.18

회수율(%) 101.6 102.4 102.8 103.2 103.3 104.6 103.7

무기탄소

제거율(%)- 97.93 98.76 99.17 99.56 99.70 -

차2

결과

(mg/L)5.12 4.82 4.80 4.80 4.75 4.97 4.96

회수율(%) 102.3 96.5 96.0 95.9 94.9 99.3 99.3

무기탄소

제거율(%)- 114.67 106.30 103.19 101.84 100.30 -

차3

결과

(mg/L)5.17 5.10 5.05 5.15 5.16 5.21 5.21

회수율(%) 103.4 102.1 101.0 103.0 103.2 104.2 104.2

무기탄소

제거율(%)- 103.30 102.43 100.22 100.05 99.92 -

평균

결과

(mg/L)5.12 5.02 5.00 5.04 5.02 5.14 5.12

회수율(%) 102.4 100.3 99.9 100.7 100.5 102.7 102.4

무기탄소

제거율(%)- 105.30 102.50 100.86 100.48 99.97 -

- 60 -

사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량방법으로B (680 ) 3℃

회에 걸쳐 측정한 결과 그림 과 표 과 같이 유기탄소 표준액5-17 5-20

에 대한 회수율은 로 유기탄소의 오차범위인 이내에 있었97~105% 5%

다 또한 각 무기탄소 주입농도에 대한 제거율은 각 농도에서 이. 97%

상의 높은 제거율을 나타내고 있지만 고농도의 무기탄소로 갈수록 측,

정된 유기탄소의 농도값이 소량이긴 하지만 다소 증가하는 경향을 나타

내고 있다.

그림 5-17 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 제거율 및. B (680 )℃

표준액 검출농도

0

5

10

표준

액

5 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 2 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 5 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 10 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 20 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 50 ㎎/L

OC 5 ㎎/L

(대조

용)

㎎/ℓ

0

10

20

30

40

5060

70

80

90

100

110

%

1차 결과

2차 결과

3차 결과

평균 결과

1차 제거율

2차 제거율

3차 제거율

평균 제거율

- 61 -

표 5-20 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 제거율 및. B (680 )℃

표준액 회수율

횟수 구분

표준액OC5.0mg/L

OC5.0mg/L+

IC 2.0mg/L

OC5.0mg/L+

IC 5.0mg/L





차1

결과

(mg/L)5.07 5.13 5.13 5.14 5.18 5.21 5.26

회수율(%) 101.3 102.5 102.6 102.9 103.5 104.3 105.1

무기탄소

제거율(%)- 97.02 98.69 99.21 99.45 99.94 -

차2

결과

(mg/L)4.88 4.89 4.93 4.99 4.99 5.00 4.98

회수율(%) 97.6 97.7 98.5 99.7 99.7 100.1 99.7

무기탄소

제거율(%)- 99.69 99.10 98.94 99.47 99.89 -

차3

결과

(mg/L)4.96 5.02 5.09 5.12 5.19 5.23 5.24

회수율(%) 99.1 100.3 101.8 102.5 103.9 104.7 104.9

무기탄소

제거율- 97.09 97.38 98.33 99.11 99.70 -

평균

결과

(mg/L)4.97 5.01 5.05 5.09 5.12 5.15 5.16

회수율(%) 99.4 100.2 101.0 101.7 102.4 103.0 103.2

무기탄소

제거율(%)- 97.93 98.39 98.83 99.34 99.84 -

- 62 -

사의 고온연소산화방법 의 비정화성유기탄소 검량방법으로C (850 ) 3℃

회에 걸쳐 측정한 결과 그림 과 표 과 같이 유기탄소 표준액5-18 5-21

에 대한 회수율은 표준액과 대조용의 경우 로 오차범위 내에99~105%

있지만 무기탄소를 첨가한 유기탄소의 측정값은 무기농도의 변화에 따

라 유기탄소의 증가하는 경향을 보이고 있다 이는 사의 무기탄소 제. C

거 능력이 표 과 같이 로 다른 제품에 비해 낮은 제거율5-21 90~95%

을 보이므로 잔류한 무기탄소가 유기탄소로 측정된 것으로 판단된다.

그림 5-18 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 제거율 및. C (850 )℃

표준액 검출농도

0

5

10

표준

액

5 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 2 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 5 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 10 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 20 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+

IC 50 ㎎/L

OC 5 ㎎/L

(대조

용)

㎎/ℓ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

1차 결과

2차 결과

3차 결과

평균 결과

1차 제거율

2차 제거율

3차 제거율

평균 제거율

- 63 -

표 5-21 사의 고온연소산화방법 의 무기탄소 제거율 및. C (850 )℃

표준액 회수율

횟수 구분

표준액OC5.0mg/L

OC5.0mg/L+

IC 2.0mg/L

OC5.0mg/L+

IC 5.0mg/L





차1

결과

(mg/L)5.18 5.35 5.60 5.76 6.52 8.02 5.27

회수율(%) 103.6 106.9 112.0 115.3 130.4 160.4 105.4

무기탄소

제거율(%)- 91.80 91.64 94.18 93.30 94.32 -

차2

결과

(mg/L)4.95 5.10 5.39 5.70 6.47 7.89 4.97

회수율(%) 99.0 102.0 107.7 114.1 129.4 157.8 99.3

무기탄소

제거율(%)- 92.40 91.28 92.46 92.41 94.12 -

차3

결과

(mg/L)5.08 5.34 5.59 6.28 6.98 8.82 5.27

회수율(%) 101.6 106.7 111.9 125.6 139.6 176.4 105.4

무기탄소

제거율(%)- 87.30 89.79 88.02 90.51 92.52 -

평균

결과

(mg/L)5.07 5.26 5.53 5.92 6.66 8.25 5.17

회수율(%) 101.4 105.2 110.5 118.3 133.1 164.9 103.3

무기탄소

제거율(%)- 90.50 90.90 91.55 92.07 93.65 -

- 64 -

위와 같은 사 제품의 비정화성유기탄소 검량방법으로 무기탄소 제3

거 장치를 비교하면 그림 와 같다 사의 경우 자동채수 장치부에5-19 . A

서 필요한 시료만큼을 채수 후 산을 주입하고 시료의 하단부의 산기석

을 이용하여 무기탄소를 포기 하였으며 사의 경우는 시료 적당량을, B

채수 후 산을 주입하고 하단부에 연결된 포기관을 통해 무기탄소를 제

거하였다 하지만 상대적으로 낮은 무기탄소 제거율을 얻은 사의 경우. C

바이엘 전체에 산과 포기관을 주입하여 포기하였다 이와 같은 양의 공.

기를 주입시 사의 제품은 시료 대 공기의 비율이 낮아 무기탄소의 제C

거율이 다소 낮게 나타났다 사의 경우 실험조건이었던 분 보다 더. C 2

긴 시간을 포기하여 무기탄소의 제거율을 높일 필요가 있다.

그림 5-19 제조사별 총유기탄소 분석장치의 무기탄소 제거부.

- 65 -

3) 가감 검량방법에 의한 검출량 검토

가감 검량방법은 총탄소 측정 후 다시 무기탄소를 측정하여 총탄소에

서 무기탄소를 뺀 값으로 총유기탄소를 산출한다 가감 검량방법은 무.

기탄소의 발생량에 따라 유기탄소의 결과값이 크게 좌우 된다 따라서.

유기탄소 표준액 에 무기탄소를 각각 씩 주입하5 mg/L 2, 5, 10 mg/L

여 총탄소 결과와 무기탄소의 결과를 각각 검토하고 그 차인 유기탄소

의 값을 비교하여 보았다.

총탄소 검량선은 유기탄소와 무기탄소 표준액을 각각 씩 넣어 검50%

량범위를 로 하였으며 무기탄소는 같은 표준액으로0~20 mg/L , 0~10

로 작성하였다mg/L .

사의 과황산 산화방법의 가감 검량방법에서 그림 과 표A UV- 5-20

에 총탄소와 무기탄소의 측정값을 나타내었다 유기탄소5-22 . 5.0

에 각각의 무기탄소 를 첨가한 시료와 대조시mg/L 2.0, 5.0, 10.0 mg/L

료에 대해 회에 걸쳐 분석한 결과 총탄소는 각각3 , 7.32, 10.34,

로 나타나 예상 총탄소인15.09, 5.15 mg/L 7.0, 10.0, 15.0, 5.0 mg/L

에 오차범위인 이내로 검출되었다 무기탄소는 주입한 농도5% . 2.0,

에 대해 로 각각5.0, 10.0, 0.0 mg/L 2.57, 6.86, 13.58, -0.53 mg/L

검출되어 오차범위에서 정도로 크게 벗어났다 따라서 총유기25~30% .

탄소는 총탄소에서 무기탄소 결과값을 뺀 것이므로 4.75, 3.48, 1.51,

로 나타나 대조액의 경우 오차범위를 약간 초과하였지만 다5.33 mg/L ,

른 무기탄소를 주입한 시료의 경우 무기탄소 농도가 높아질 경우 총유

기탄소 값은 역으로 감소하는 결과를 나타냈다.

- 66 -

표 5-22 사의 과황산 산화에 의한 총탄소 무기탄소. A UV- , ,

유기탄소 측정 결과

구 분

시료명구분 차1 차2 차3 평균

OC 5.0 mg/L+

IC 2.0 mg/L

TC 7.38 7.22 7.36 7.32

IC 2.39 2.86 2.46 2.57

TOC 4.99 4.36 4.90 4.75

OC 5.0 mg/L+

IC 5.0 mg/L

TC 10.33 10.41 10.29 10.34

IC 6.63 7.31 6.65 6.86

TOC 3.70 3.10 3.64 3.48

OC 5.0 mg/L+

IC 10.0 mg/L

TC 15.04 15.18 15.04 15.09

IC 13.31 14.08 13.36 13.58

TOC 1.74 1.10 1.68 1.51

OC 5.0 mg/L대조용( )

TC 5.26 4.88 5.31 5.15

IC -0.54 -0.54 -0.47 -0.52

TOC 5.26 5.42 5.31 5.33

그림 5-20 사의 과황산 산화에 의한 총탄소 무기탄소. A UV- , ,


0

5

10

15

20

1차 2차 3차 평균 1차 2차 3차 평균 1차 2차 3차 평균 1차 2차 3차 평균

OC 5 ㎎/L+IC 2 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+IC 5 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+IC 10 ㎎/L

OC 5 ㎎/L(대조용)

㎎/ℓ

TOC IC

- 67 -

사의 고온연소산화방법 의 가감 검량방법에서 그림 과B (680 ) 5-21℃

표 에 총탄소와 무기탄소의 측정값을 나타내었다 유기탄소5-23 . 5.0


료에 대해 회에 걸쳐 분석한 결과는 총탄소는 각각3 7.04, 10.24,


에 오차범위인 이내로 검출되었다 무기탄소는 주입한 농도5% . 2.0,

에 대해 로 각각 검5.0, 10.0, 0.0 mg/L 2.21, 5.81, 11.06, 0.02 mg/L

출되어 오차범위가 로 나타났다 따라서 총유기탄소는 총탄소10~15% .

에서 무기탄소 결과값을 뺀 것이므로 로5.05, 4.96, 4.82, 5.16 mg/L

각각 나타나 오차범위 이내로 검출되었다 회에 걸쳐 대조 표준액5% . 3

의 유기탄소 결과는 크게 변하지 않았지만 총탄소와 무기탄소의 결과,

는 매 회차에 걸쳐 상당한 결과값의 변동을 보였다.

그림 5-21 사의 고온연소산화방법 에 의한 총탄소 무기탄소. B (680 ) , ,℃


0

5

10

15

20


OC 5 ㎎/L+IC 2 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+IC 5 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+IC 10 ㎎/L


㎎/ℓ

TOC IC

- 68 -

표 5-23 사의 고온연소산화방법 에 의한 총탄소 무기탄소. B (680 ) , ,℃


구 분


OC 5.0 mg/L+

IC 2.0 mg/L

TC 7.07 7.15 6.89 7.04

IC 1.78 2.33 1.86 1.99

TOC 5.30 4.82 5.03 5.05

OC 5.0 mg/L+

IC 5.0 mg/L

TC 10.17 10.64 9.91 10.24

IC 4.71 6.11 5.00 5.27

TOC 5.46 4.52 4.91 4.96

OC 5.0 mg/L+

IC 10.0 mg/L

TC 15.28 16.20 14.68 15.39

IC 9.56 12.20 9.94 10.57

TOC 5.72 4.01 4.74 4.82


TC 5.16 5.14 5.05 5.12

IC -0.15 -0.03 -0.13 -0.10

TOC 5.16 5.15 5.18 5.16

사의 고온연소산화방법 의 가감 검량방법에서 그림 와C (850 ) 5-22℃

표 에 총탄소와 무기탄소의 측정값을 나타내었다 유기탄소5-24 . 5.0


료에 대해 회에 걸쳐 분석한 결과 총탄소는 각각3 , 7.37, 10.88,


에 오차범위인 이내에 검출되었다 무기탄소는 주입한 농도5% . 2.0,

에 대해 로 각각5.0, 10.0, 0.0 mg/L 1.99, 5.27, 10.57, -0.10 mg/L

검출되어 오차범위인 이내로 회수율을 보였다 따라서 총유기탄소5% .

는 총탄소에서 무기탄소 결과값을 뺀 것이므로 각각 5.16, 5.07, 5.04,

- 69 -

로 오차범위 이내에서 검출되었다 회에 걸친 실험 결4.82 mg/L 5% . 3

과 대조 표준액의 유기탄소 결과와 총탄소 무기탄소의 측정 결과가 크

게 변화지 않았음을 알 수 있었다.

표 5-24 사의 고온연소산화방법 에 의한 총탄소 무기탄소. C (850 ) , ,℃


구 분


OC 5.0 mg/L+

IC 2.0 mg/L

TC 7.23 7.48 7.40 7.37

IC 2.08 2.29 2.26 2.21

TOC 5.15 5.19 5.14 5.16

OC 5.0 mg/L+

IC 5.0 mg/L

TC 10.62 11.18 10.83 10.88

IC 5.64 6.20 5.58 5.81

TOC 4.99 4.98 5.25 5.07

OC 5.0 mg/L+

IC 10.0 mg/L

TC 16.66 17.36 14.28 16.10

IC 11.68 12.63 8.86 11.06

TOC 4.98 4.73 5.42 5.04


TC 4.70 4.87 4.96 4.84

IC 0.01 0.04 0.00 0.02

TOC 4.69 4.83 4.96 4.82

- 70 -

그림 5-22 사의 고온연소산화방법 에 의한 총탄소 무기탄소. C (850 ) , ,℃


0

5

10

15

20


OC 5 ㎎/L+IC 2 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+IC 5 ㎎/L

OC 5 ㎎/L+IC 10 ㎎/L


㎎/ℓ

TOC IC

위와 같은 사의 제품에서 가감 검량방법에 의한 유기탄소 측정은3

총탄소와 무기탄소 각각의 분석에 의한 유기탄소의 결과값과 차이를 나

타내며 특히 무기탄소의 발생량에 따라 유기탄소 결과값이 크게 좌우,

됨을 알 수 있었다.

그림 은 사의 무기탄소 발생장치로 적당량의 시료를 분취 후5-23 3 ,

일정량의 질산을 주입하고 일정시간을 포기하여 발생한 이산화탄소를

측정하게 된다 가감 검량방법에서와 같이 무기탄소를 제거하기 위한.

장치와 동일하거나 다른 장소에서 무기탄소를 발생시키고 있다 사의. A

경우는 무기탄소를 제거하는 장소가 동일하며 사와 사의 제품은 각, B C

각 무기탄소를 발생하는 장소가 다르게 구성되어 있다.

- 71 -

4.4.4.4. 일반 시료에 대한 검토일반 시료에 대한 검토일반 시료에 대한 검토일반 시료에 대한 검토

산화방법과 검량방법의 차이에 따라 일반 시료들에 대한 비교 실험을

회에 걸쳐 실시하였다 시료로는 마을을 통과하기 전과 후의 하천수와3 .

해양방류를 위해 담수하고 있는 호소 하수처리장 최종 방류수 수돗물, ,

을 각각 채수하고 그 시료를 개의 바이엘에 담아 기기별로 분석하였, 5

으며 그에 대한 편차와 편차율을 산출하였다.

가. 하천수

총유기탄소는 하천과 호소의 오염의 정도를 나타낼 수 있는 척도로

이용되기 때문에 하천과 호소에서의 연구가 활발히 이루어지고 있다.

그림 5-23 제조사별 총유기탄소 분석기기의 무기탄소 발생장치.

- 72 -

호소의 경우 정체 수역이며 수질의 상태가 크게 변화하지 않는다 하지.

만 하천의 경우 계절과 강우에 크게 영향을 받으며 도시를 통과한 하,

천은 급격하게 그 수질이 변화한다 따라서 하천의 시료는 채수지점에.

따라 수질의 성상이 큰 차이를 보인다 공촌천의 경우 계양산에서 시작.

되어 인천시 서구를 관통하여 서해로 흘러가는 하천이다 채수 지점은.

계양산 하단의 비교적 깨끗한 지점을 상류로 하고 도시를 완전히 빠져,

나온 지점을 하류 지점으로 선정하여 각각 채수 하였다 차 시료 채취. 1

시에는 강우가 없었던 기간이며 차 시료는 강우가 있은 후 일째 되, 2 2

는 날이었으며 차 시료는 강우 후 일째 되는 날에 채수 하였다, 3 9 .

사의 과황산 산화방법에 의해 가감과 비정화성유기탄소 검량방A UV-

법으로 각각 실험한 결과를 표 에 나타내었다 상류의 경우 가감5-25 .

검량방법에서 유기탄소는 무기탄소는1.1~3.6 mg/L, 8.0~11.9 mg/L

로 측정되어 그 비율이 배 정도로 무기탄소가 많이 존재하였으3.3~7.6

며 하류의 경우는 유기탄소가 무기탄소는, 8.0~13.0 mg/L, 16.0~29.3

로 각각 검출되어 그 비율이 배 정도로 무기탄소가 많이mg/L 2.0~2.7

존재하였다 또한 비정화성유기탄소 검량방법으로 산출 하였을 때의 유.

기탄소 값은 상류의 경우 로 검출 되었으며 하류의 경우0.6~2.3 mg/L ,

로 검출 되었다 각각의 검출법에 의해서 산출된 총유기5.0~7.7 mg/L .

탄소 값을 보면 가감 검량방법이 비정화성유기탄소 검량방법보다 높은

값을 나타내는 것으로 나타났다.

- 73 -

표 5-25 사의 공촌천 총유기탄소 측정 결과. A

항목

구분 및 차수구분

TC(mg/L)

IC(mg/L)

IC/TOC비

TC-IC(TOC)(mg/L)

NPOC(TOC)(mg/L)

상류

차1

평균 10.57 9.24 6.96 1.33 0.92

편차 0.07 0.05 - 0.10 0.01

편차율(%) 0.68 0.59 - 7.32 1.42

차2

평균 9.02 7.96 7.56 1.06 0.55

편차 0.06 0.04 - 0.07 0.02

편차율(%) 0.67 0.48 - 6.98 4.24

차3

평균 15.57 11.92 3.27 3.65 2.31

편차 0.08 0.05 - 0.07 0.18

편차율(%) 0.52 0.41 - 1.79 8.31

하류

차1

평균 31.68 23.02 2.66 8.66 5.03

편차 0.25 0.20 - 0.12 0.09

편차율(%) 0.78 0.86 - 1.41 1.83

차2

평균 23.97 16.04 2.02 7.93 5.09

편차 0.14 0.13 - 0.06 0.11

편차율(%) 0.59 0.78 - 0.71 2.14

차3

평균 42.31 29.34 2.26 12.97 7.65

편차 0.14 0.27 - 0.26 0.17

편차율(%) 0.34 0.94 - 1.98 2.16

- 74 -

사의 고온연소산화방법 에 의해 가감 검량방법과 비정화성유B (680 )℃

기탄소 검량방법으로 각각 실험한 결과를 표 에 나타내었다 상류5-26 .

의 경우 가감 검량방법을 보았을 때 유기탄소는 로 측정1.6~4.3 mg/L

되었으며 무기탄소는 로 그 비율이 배 정도로9.7~15.5 mg/L 2.6~5.2

무기탄소가 많이 존재하였으며 하류의 경우는 유기탄소가, 9.1~15.5

로 측정되었으며 무기탄소는 로 검출되어 그 비mg/L , 17.3~29.0 mg/L

율이 배 정도로 무기탄소가 많이 존재하였다 또한 비정화성유1.9~2.0 .

기탄소 검량방법으로 산출 하였을 때는 상류의 경우 로0.6~2.6 mg/L

검출 되었으며 하류의 경우 로 검출 되었다 각각의 검, 4.6~8.4 mg/L .

출법에 의해서 산출된 총유기탄소 값을 보면 가감 검량방법이 비정화성

유기탄소 검량방법보다 높은 값을 나타내었다.

사의 고온연소산화방법 에 의해 가감 검량방법과 비정화성유C (850 )℃

기탄소 검량방법으로 각각 실험한 결과를 표 에 나타내었다 상류5-27 .

의 경우 가감 검량방법을 보았을 때 유기탄소는 로 측정0.8~3.0 mg/L

되었으며 무기탄소는 로 그 비율이 배 정도로7.7~11.0 mg/L 3.7~9.9

무기탄소가 많이 존재하였으며 하류의 경우는 유기탄소가, 5.7~11.7

로 측정되었으며 무기탄소는 로 검출되어 그 비mg/L , 16.1~26.8 mg/L

율이 배 정도로 무기탄소가 많이 존재하였다 또한 비정화성유2.2~3.9 .

기탄소 검량방법으로 산출 하였을 때는 상류의 경우 로0.9~3.4 mg/L

검출 되었으며 하류의 경우 로 검출 되었다 각각의 검, 7.3~14.5 mg/L .

출법에 의해서 산출된 총유기탄소 값을 보면 비정화성유기탄소 검량방

법이 가감 검량방법보다 높은 값을 나타내었다.

- 75 -

표 5-26 사의 공촌천 총유기탄소 측정 결과. B

항목


TC(mg/L)

IC(mg/L)

IC/TOC비

TC-IC(TOC)(mg/L)

NPOC(TOC)(mg/L)

상류

차1

평균 10.14 8.25 4.37 1.89 1.02

편차 0.09 0.10 - 0.05 0.01

편차율(%) 0.87 1.17 - 2.60 1.11

차2

평균 9.65 8.11 5.24 1.55 0.60

편차 0.08 0.08 - 0.02 0.01

편차율(%) 0.86 1.02 - 1.36 2.94

차3

평균 15.53 11.27 2.64 4.26 2.55

편차 0.08 0.09 - 0.09 0.04

편차율(%) 0.52 0.83 - 2.22 1.44

하류

차1

평균 32.26 21.55 2.01 10.72 4.55

편차 0.26 0.17 - 0.31 0.14

편차율(%) 0.79 0.78 - 2.87 3.00

차2

평균 26.45 17.31 1.89 9.14 4.82

편차 0.18 0.18 - 0.12 0.10

편차율(%) 0.67 1.02 - 1.27 2.04

차3

평균 44.51 29.02 1.87 15.50 8.36

편차 0.27 0.19 - 0.17 0.16

편차율(%) 0.60 0.67 - 1.12 1.93

- 76 -

표 5-27 사의 공촌천 총유기탄소 측정 결과. C

항목


TC(mg/L)

IC(mg/L)

IC/TOC비

TC-IC(TOC)(mg/L)

NPOC(TOC)(mg/L)

상류

차1

평균 9.69 8.64 8.32 1.04 1.63

편차 0.13 0.11 - 0.06 0.11

편차율(%) 1.30 1.26 - 6.23 6.72

차2

평균 8.48 7.70 9.89 0.78 0.87

편차 0.11 0.06 - 0.04 0.16

편차율(%) 1.24 0.84 - 5.44 18.77

차3

평균 13.90 10.94 3.70 2.96 3.36

편차 0.30 0.17 - 0.26 0.25

편차율(%) 2.18 1.61 - 7.73 8.53

하류

차1

평균 27.58 21.91 3.86 5.67 7.28

편차 0.18 0.24 - 0.10 1.26

편차율(%) 0.65 1.10 - 1.85 17.33

차2

평균 23.44 16.05 2.17 7.39 9.10

편차 0.37 0.27 - 0.17 0.33

편차율(%) 1.59 1.66 - 2.33 3.65

차3

평균 38.47 26.76 2.29 11.72 14.46

편차 0.48 0.24 - 0.37 0.19

편차율(%) 1.24 0.90 - 3.19 1.30

- 77 -

나. 호소수

호소수는 상당한 담수기간과 안정적인 수질형태를 가지고 있다 또한.

흐르는 하천수에 비해 부유성 물질이 적은 반면 조류의 활동이 상대적

으로 활발하게 이루어지는 수질이다.

공촌천 하류에 해양방류를 위해 담수호를 형성하고 있는 호소에서 채

수한 시료를 분석한 결과를 표 에 나타내었다 사의 과황산5-28 . A UV-

방법의 경우 가감 검량방법에서 의해 유기탄소는 로 검4.1~7.5 mg/L

출되었으며 무기탄소는 로 검출되어 무기탄소가 유기, 13.0~21.9 mg/L

탄소에 비해 배 많이 존재하였으며 비정화성유기탄소 검량방법2.9~4.6 ,

에 의해서는 유기탄소가 로 검출되었다 사의 고온연소3.3~5.8 mg/L . B

산화방법 법의 경우 가감 검량방법에 의해 유기탄소는(680 ) 4.4~8.5℃

로 검출되었으며 무기탄소는 로 검출되어 무기mg/L , 13.7~22.0 mg/L

탄소가 유기탄소에 배 많이 존재하였으며 비정화성유기탄소 검2.6~3.5 ,

량방법에 의해서는 유기탄소가 비해 로 검출되었다 사2.2~5.5 mg/L . C

의 고온연소산화방법 의 경우 가감 검량방법에 의해 유기탄소는(850 )℃

로 검출되었으며 무기탄소는 로 검출되3.5~5.1 mg/L , 12.9~22.5 mg/L

어 무기탄소가 유기탄소에 비해 배 많이 존재하였으며 비정화3.7~4.5 ,

성유기탄소 검량방법에 의해서는 유기탄소가 로 검출되4.2~7.5 mg/L

었다.

사의 과황산 산화방법과 사의 고온연소산화방법 은 비A UV- B (680 )℃

정화정유기탄소법이 가감 검량방법에 비해 총유기탄소보다 낮은 결과값

을 나타냈으며 사의 경우 가감 검량방법이 낮은 총유기탄소 값을 나C

타냈다.

- 78 -

표 5-28 제조사별 담수호의 총유기탄소 측정 결과.

항목

제조사 및 차수구분

TC(mg/L)

IC(mg/L)

IC/TOC비

TC-IC(TOC)(mg/L)

NPOC(TOC)(mg/L)

사A

(UV-

과황산

산화방법)

차1

평균 29.20 21.70 2.90 7.50 5.76

편차 0.31 0.07 - 0.37 0.07

편차율(%) 1.05 0.34 - 4.92 1.15

차2

평균 17.14 13.01 3.15 4.13 3.28

편차 0.16 0.07 - 0.14 0.04

편차율(%) 0.92 0.57 - 3.46 1.17

차3

평균 26.65 21.86 4.56 4.79 3.57

편차 0.10 0.06 - 0.07 0.05

편차율(%) 0.38 0.25 - 1.46 1.45

사B

고온연소(

산화방법,

680 )℃

차1

평균 30.22 21.73 2.56 8.50 5.54

편차 0.20 0.09 - 0.27 0.10

편차율(%) 0.67 0.42 - 3.15 1.88

차2

평균 18.10 13.74 3.15 4.36 2.22

편차 0.20 0.18 - 0.05 0.01

편차율(%) 1.08 1.35 - 1.14 0.40

차3

평균 28.27 21.97 3.49 6.30 3.40

편차 0.24 0.27 - 0.23 0.07

편차율(%) 0.85 1.22 - 3.69 2.02

사C

고온연소(

산화방법,

850 )℃

차1

평균 27.59 22.54 4.49 5.06 7.47

편차 0.39 0.13 - 0.48 0.36

편차율(%) 1.41 0.57 - 9.51 4.83

차2

평균 16.43 12.94 3.71 3.49 4.19

편차 0.34 0.26 - 0.09 0.55

편차율(%) 2.06 2.03 - 2.67 13.20

차3

평균 25.26 20.33 4.12 4.93 6.49

편차 0.28 0.24 - 0.11 0.38

편차율(%) 1.11 1.20 - 2.29 5.86

- 79 -

다. 하수처리장 배출수

하수처리장의 배출수는 다양한 오폐수 등을 생물학적으로 처리하고

최종적으로 안정적인 배출수를 방출하고 있다 하지만 배출수 중의 유.

기물이 하천에 미치는 영향이 크기 때문에 하수처리장 배출수에 포함된

유기탄소의 중요성은 강조되고 있다.

표 는 하수처리장의 최종 방류구에서 채수한 시료를 분석한5-29 K

결과를 나타내고 있다 사의 과황산방법의 경우 가감 검량방법에. A UV-

의해 유기탄소는 로 검출되었으며 무기탄소는4.6~6.0 mg/L ,

로 검출되어 무기탄소가 유기탄소에 비해 배31.3~39.1 mg/L 5.3~8.5

많이 존재하였으며 비정화성유기탄소 검량방법에 의해서는 유기탄소가,

로 검출되었다 사의 고온연소산화방법 의 경우4.6~5.5 mg/L . B (680 )℃

가감 검량방법에서 의해 유기탄소는 로 검출되었으며 무6.8~8.8 mg/L ,

기탄소는 로 검출되어 무기탄소가 유기탄소에 비해32.4~39.6 mg/L

배 많이 존재하였으며 비정화성유기탄소 검량방법에 의해서는3.7~5.2 ,

유기탄소가 로 검출되었다 사의 고온연소산화방법4.1~4.8 mg/L . C (85

의 경우 가감 검량방법에서 의해 유기탄소는 로 검0 ) 4.9~5.8 mg/L℃

출되었으며 무기탄소는 로 검출되어 무기탄소가 유기, 32.2~37.2 mg/L

탄소에 비해 배 많이 존재하였으며 비정화성유기탄소 검량방법5.8~7.1 ,

에 의해서는 유기탄소가 로 검출되었다7.5~9.0 mg/L .

사의 과황산 방법의 경우 비정화성유기탄소 검량방법과 가감A UV-

검량방법이 비슷한 총유기탄소로 측정되었으며 사의 고온연소산화방, B

법 은 비정화성유기탄소 검량방법이 가감 검량방법에 의한 총유(680 )℃

기탄소보다 낮은 결과값을 나타냈으며 사의 고온연소산화방법, C (850 )℃

경우 가감 검량방법이 낮은 총유기탄소 값을 나타냈다.

- 80 -

표 5-29 제조사별 하수처리장 방류수 총유기탄소 측정 결과.

항목


TC(mg/L)

IC(mg/L)

IC/TOC비

TC-IC(TOC)(mg/L)

NPOC(TOC)(mg/L)

사A

(UV-

과황산

산화방법)

차1

평균 39.53 33.62 5.68 5.92 5.46

편차 0.26 0.25 - 0.10 0.04

편차율(%) 0.66 0.73 - 1.68 0.75

차2

평균 37.31 31.33 5.25 5.97 5.14

편차 0.17 0.17 - 0.13 0.10

편차율(%) 0.45 0.53 - 2.10 2.01

차3

평균 43.73 39.14 8.52 4.59 4.56

편차 0.23 0.27 - 0.08 0.09

편차율(%) 0.54 0.70 - 1.72 2.08

사B

고온연소(

산화방법,

680 )℃

차1

평균 41.20 32.37 3.67 8.83 4.75

편차 0.13 0.25 - 0.23 0.01

편차율(%) 0.31 0.76 - 2.58 0.20

차2

평균 42.03 35.19 5.15 6.84 4.40

편차 0.63 0.52 - 0.30 0.15

편차율(%) 1.51 1.47 - 4.44 3.72

차3

평균 47.60 39.63 4.98 7.97 4.10

편차 0.32 0.27 - 0.27 0.03

편차율% 0.66 0.69 - 3.44 0.82

사C

고온연소(

산화방법,

850 )℃

차1

평균 36.99 32.15 6.65 4.84 7.51

편차 0.34 0.36 - 0.08 1.02

편차율(%) 0.91 1.11 - 1.70 13.54

차2

평균 38.83 33.05 5.75 5.79 8.16

편차 0.66 0.59 - 0.54 0.70

편차율(%) 1.70 1.80 - 9.32 8.52

차3

평균 42.45 37.19 7.07 5.26 9.00

편차 0.34 0.21 - 0.16 0.72

편차율(%) 0.79 0.56 - 3.12 8.00

- 81 -

라. 수돗물

수돗물은 소독과정에서 발생되는 소독부산물에 의해 유기물이 극히

적은 양이 존재하게 된다 또한 생활에 밀접하게 관련되어 유해유기물.

에 의한 오염을 간접적으로 측정할 수 있으므로 총유기탄소의 중요성이

강조되었다.

수돗물을 회에 걸쳐 채수하여 총유기탄소를 분석한 결과를 표2 5-30

에 나타내었다 사의 과황산방법의 경우 가감 검량방법에 의해서. A UV-

유기탄소는 로 각각 검출되었으며 무기탄소는0.91, 0.59 mg/L , 6.67,

로 각각 검출되어 무기탄소가 유기탄소에 비해 배6.37 mg/L 7.4, 11.0

많이 존재하였으며 비정화성유기탄소 검량방법에 의해서는 유기탄소가,

로 검출되었다 사의 고온연소산화방법 의 경0.73, 0.38 mg/L . B (680 )℃

우 가감 검량방법에 의해서 유기탄소는 로 검출되었으1.42, 1.12 mg/L

며 무기탄소는 로 검출되어 무기탄소가 유기탄소에 비해, 6.1, 6.4 mg/L

배 많이 존재하였으며 비정화성유기탄소 검량방법에 의해서는4.3, 5.8 ,

유기탄소가 로 검출되었다 사의 고온연소산화방법0.8,2, 0.16 mg/L . C

의 경우 가감 검량방법에 의해서 유기탄소는(850 ) 0.78, 0.31 mg/L℃

로 검출되었으며 무기탄소는 로 검출되어 무기탄소가, 6.49, 6.23 mg/L

유기탄소에 비해 배 많이 존재하였으며 비정화성유기탄소8.33, 22.09 ,

검량방법에 의해서는 유기탄소가 로 검출되었다1.04, 0.50 mg/L .

사의 과황산 방법의 경우 비정화성유기탄소 검량방법과 가감A UV-

검량방법이 비슷한 총유기탄소 값을 나타냈고 사의 고온연소산화방법, B

은 비정화성유기탄소 검량방법이 가감 검량방법에 의한 총유기(680 )℃

탄소보다 낮은 결과값을 나타냈으며 사의 고온연소산화방법 경, C (850 )℃

우는 가감 검량방법이 낮은 총유기탄소 값을 나타냈다.

- 82 -

표 5-30 제조사별 수돗물의 총유기탄소 측정 결과.

항목


TC(mg/L)

IC(mg/L)

IC/TOC비

TC-IC(TOC)(mg/L)

NPOC(TOC)(mg/L)

사A

(UV-

과황산

산화방법)

차1

평균 7.58 6.67 7.38 0.91 0.73

편차 0.05 0.03 - 0.03 0.01

편차율% 0.72 0.40 - 3.71 1.19

차2

평균 6.96 6.37 10.95 0.59 0.38

편차 0.07 0.02 - 0.06 0.01

편차율% 1.02 0.27 - 10.26 1.34

사B

고온연소(

산화방법,

680 )℃

차1

평균 7.53 6.12 4.32 1.42 0.82

편차 0.03 0.02 - 0.04 0.06

편차율% 0.41 0.38 - 2.84 6.81

차2

평균 7.55 6.43 5.76 1.12 0.16

편차 0.03 0.04 - 0.04 0.03

편차율% 0.37 0.56 - 3.24 15.59

사C

고온연소(

산화방법,

850 )℃

차1

평균 7.28 6.49 8.33 0.78 1.04

편차 0.05 0.03 - 0.05 0.27

편차율% 0.68 0.40 - 6.55 26.03

차2

평균 6.54 6.23 22.09 0.31 0.50

편차 0.07 0.09 - 0.09 0.10

편차율% 1.14 1.41 - 29.38 20.59

- 83 -

VI.VI.VI.VI. 결 론결 론결 론결 론

본 보고서에서 제시한 총유기탄소 측정방법 안 은 선진국에서 사용하( )

고 있는 총유기탄소 측정방법 등을 비교 검토하여 최적의 시험방법을

도출하고자 하였다 또한 국내에서 사용하고 있는 종의 측정기기를 대. 3

상으로 산화방법 검출방법 검출농도 등을 비교하였고 하천 호소 및, , ,

폐수처리장 방류수 등 현장 시료의 적용성을 검토하였으며 이를 토대,

로 총유기탄소에 대한 수질오염공정시험방법 안 을 제시하였으며 그 결( )

과는 다음과 같다.

1. 총유기탄소의 국내외 측정방법을 비교 분석한 결과 분해방법은 대부분 고․온연소산화방법과 과황산 산화방법을 사용하고 있었으며 검량방법은UV-

비정화유기탄소 검량방법과 가(NPOC : Nonpurgeable Organic Carbon)

감 검량방법을 사용하고(TC-IC : Total Carbon - Inorganic Carbon)

있었다.

국내에서 사용되고 있는 종의 측정기기의 재현성과 정량성을 검토2. 3

한 결과 표준시료 범위에서 방법에 따른 유기, 0~20 mg/L NPOC

탄소 의 재현성은 표준편차 로 양(OC : Organic Carbon) 2.9~15.1%

호하였으며 정량성은, r2 이상으로 직선성을 나타내었다 유=0.9986 .

기탄소 와 무기탄소 는 로 혼합한 총탄소 표준시료에(OC) (IC) 1:1 (TC)

서도 재현성은 표준편차가 로 우수하였고 정량성은2.7~ 7.6% ,

r2 이상으로 직선성을 나타내었다 무기탄소 표준시료에=0.9989 . (IC)

- 84 -

서도 농도범위에서 재현성은 표준편차가 로0~10 mg/L 2.3~17.4%

양호하게 나타났으며 정량성은, r2 이상으로 직선성을 나타=0.9987

내었다 이상에서와 같이 국내 개 기종의 표준시료에 대한 재현성. 3

및 정량성은 양호한 것으로 검토되었다.

표준시료에 대한 국내 종의 측정기기에 대한 정량범위 및 검출한계3. 3

를 검토한 결과 고온연소산화방법 과 과황산 산화방법은(680 ) UV-℃

낮은 값인 이하에서도 비교적 정확한 값을 나타내었으나0.5 mg/L

고온연소산화방법 은 비교적 오차가 나타났다 또한 문헌검토(850 ) .℃

등에서도 대부분 의 값을 정량하한으로 제시하고 있으므0.3 mg/L

로 정량범위는 농도가 적정한 것으로 검토되었다0.3~20 mg/L .

가4. . 검량방법에 따른 제거율 및 회수율을 검토한 결과 임의NPOC IC

로 조제한 표준시료 에 대한 사의 과황산 산화방법(OC+IC) A UV-

과 사의 고온연소산화방법 에서는 양호한 제거율B (680 ) IC℃

과 회수율 을 보여 양호한 결과(97.3~105.3%) OC (100~103.2%)

값을 나타냈으나 사의 고온연소산화방법 에서는 제거, C (850 ) IC℃

율은 를 보였으며 회수율 로90.5~ 93.7% OC 105.2~165.0% IC

의 농도가 높을 경우 회수율은 큰 편차를 보였다OC .

나 검량방법에 따른 제거율 및 회수율을 검토한 결과 고. TC-IC IC

온연소산화방법인 사와 사의 제품 및 은 제C B (850 680 ) IC℃ ℃

거율 및 로 양호한 결과를 나타110.5~116.2% 99.5~ 105.7%

냈으며 회수율도 및 로 양호한100.8~ 103.2% 96.4~101.0%

- 85 -

값을 보였다 다만 사의 과황산 산화방법은 제거율. A UV- IC

로 나타났고 회수율은 의 값을 나128.5~137.2% , OC 30.2~95%

타내 큰 편차를 보였다.

위의 실험을 하천 및 호소수 등 실제시료에 대한 적용성을 검토한5.

결과 유기탄소의 양이 무기탄소의 양에 비해 적은 하천 호소 및 먹,

는물의 유기탄소 측정은 검출방법이 재현성 및 정량성에서NPOC

양호한 측정값을 나타냈으나 유기물이 다량 함유된 하천수와 폐수

의 경우에는 방법이 양호한 측정결과를 보였다TC-IC .

총유기탄소를 분석함에 있어 검량방법은 크게 가감 검량방법과 비정6.

화성유기탄소 검량방법으로 구분된다 가감 검량방법은 초기에 개발.

된 방법으로 무기탄소를 총탄소에서 감하여 유기탄소로 하였다 하.

지만 본 연구 결과와 같이 자연수 중에 존재하는 무기탄소는 유기

탄소의 배 정도 많은 것으로 나타났다 따라서 무기탄소에 대2~10 .

한 농도 예측이 어렵고 검출기의 검량한계를 초과하는 경우가 발생,

하여 비정화유기탄소법이 개발되었다 이는 무기탄소를 사전에 제거.

하므로 예측이 가능한 총유기탄소만을 측정하여 검량범위 및 검출

기 오염을 방지 할 수 있다 따라서 폐수 원수가 아닌 일반 하천. ,

호소 등 자연수의 경우는 비정화성유기탄소 검량방법을 총유기탄소

로 하도록 제안하였다.

다양한 선진외국의 시험방법 등 과 각종 연구 보7. (SM, KS, JIS, DIN )

고서를 분석한 결과 총유기탄소 분석에 관련한 용어가 정의되지 않

- 86 -

고 다양한 형태로 사용되고 있으며 이에 본 연구 보고서에는 총유,

기탄소 분석에 관련한 관련 용어들을 정의 하였고 선진 외국의 측,

정방법간 비교실험 등을 통하여 총유기탄소 공정시험방법 안 을 도( )

출하였으며 본 공정시험방법 안 의 내용에는 시료의 전처리 정도관( ) ,

리 방법 등을 규정하여 총유기탄소 측정의 정확도를 높이도록 제안

하였다.

- 87 -

VII.VII.VII.VII. 참 고 문 헌참 고 문 헌참 고 문 헌참 고 문 헌

일본규격협회 수질 전유기체 탄소 정량의 지침1. , 1999, -

한국표준협회 수질 용존 유기 탄소 및 총유기탄소2. , 2001, - (DOC)

측정 지침(TOC)

한국표준협회 고순도 물 중의 총유기탄소 시험 방법3. , 2002, (TOC)

한국표준협회 비분산 적외선 가스 분석계4. , 2003,

해양오염공정시험법 제 항 용존유기탄소5. , 2002, 9 (DOC :

Dissolved Organic Carbon)

환경관리공단 폐수배출업소 오염물질 자동감시시스템 구출방6. , 2005,

안 수립을 위한 연구

환경부 물환경종합평가방법 개발 조사연구 최종보고서7. , 2004, ( )Ⅰ

부록( )Ⅱ

8. Bureau of Laboratories Environmental Assessment section,

2002, New and Alternatice Analytical Laboratory methods

9. C. Rostad and C. Hwang, 2002, New analytical techniques for

dissolved organic mater

10. Deutsche Institut fur Normung, 1997, Guidelines for the

determination of total organic carbon(TOC) and dissolved

organic carbon(DOC) in water

11. Edward Todd Urbansky, 2000, Total organic carbon analyzers

as tools for measuring carbonaceous matter in natural waters

12. EPA Method, 1999, Tatal organic carbon in water

- 88 -

13. EPA, 2003, Detrmination of total organic carbon and specfic

UV absorbance at 254nm in source water and drinking water

14. Gustave Cauwet, 1993, HTCO metod for dissolved organic

carbon analysis in seawater: influence of catalyst on blank

estimation

15. James L. Orlando, Lisa A, Jacobson, Kathryn M. Kuivila,

2004, Dissolved Pesticide and Organic carbon Concentrations

Detected in Surface Waers, Northern Central Walley,

California, 2001-2002

16. Peter J. Wangersky, 1991, Dissolved organic carbon methods

: a critical review

17. Standard Method, 1998, Total organic carbon(TOC)

18. The American Society of Limnology and Oceanography, 1992,

Comparison of high-temperature and persulfate oxidation

methods for determination of dissolved organic carbon in

freshwaters

19. The American Society of Limnology and Oceanography, 1993,

Re-evaluation of high temperature combustion and chemical

oxidation measurements of dissolved organic carbon in

seawater

- 89 -

부 록부 록부 록부 록

총유기탄소 공정시험방법 안( )

측정원리1.

수중에 존재하는 유기적 또는 무기적으로 결합된 탄소의 합을 총 탄소

이라 하며 이중 이산화탄소 일산화탄소 시안화물(TC : Total Carbon) , , , ,

시안산염 및 황화시안산염의 형태를 무기탄소 용(IC : Inorganic Carbon),

존되거나 부유하는 물질과 결합하거나 시안산염 탄소 원자 및 황화시안산, ,

염을 포함하여 수중에 존재하는 유기적으로 결합한 탄소의 합을 총유기탄

소 라 한다 또한 시안산염과 황화시안산염(TOC : Total Organic Carbon) . ,

을 포함하여 공극 의 막 여과재를 통과하는 화합물로부터 기원하여0.45㎛

수중에 존재하는 유기적으로 결합된 탄소의 합을 용존유기탄소(DOC :

의 막 여과재를 통과하지 못한 부유성Dissolved Organic Carbon), 0.45㎛

유기탄소 가 있으며 이하에서 포(SOC : Suspend Organic Carbon) , pH 2

기 에 의해 정화되는 탄소를 정화성유기탄소(Purging) (POC : Purgeable

정화되지 않는 탄소를 비정화성유기탄소Organic Carbon), (NPOC :

이라 한다Nonpurgeable Organic Carbon) .

측정원리는 시료 중 소량을 분취하여 고온의 산화성촉매에 넣거나

와 과황산 상태에서 유기탄소를 이산화탄소 가스로 산화시키고 이를UV

분리하여 비분산적외선(NDIR : Non-Dispersive Infrared Gas

전량적 적정기 및 전도도법Analyzer), (Coulometric Titrator Method)

또는 이와 동등한 검출 방법으로 측정하고(Conductometric Method)

무기탄소를 사전에 제거하거나 측정 후 감하여 총유기탄소의 양을 구,

한다.

기구 및 기기2.

총유기탄소 측정 기기2.1

산화부2.1.1

유기탄소를 이산화탄소로 변환하는 방법으로는 고온연소산화방

- 90 -

법과 과황산 산화방법의 두 가지 방법이 있다 고온연소산화UV- .

방법은 산화코발트 백금 크롬산바륨과 같은 산화성 촉매로 충진, ,

된 반응기에 넣어 수중의 유기탄소를 이산화탄소로 산화시켜 검출

부로 운반한다 과황산 산화방법은 존재 하에서 과황산에. UV- UV

의해 수중의 유기탄소를 이산화탄소로 산화시켜 검출부로 운반한

다 산화방법은 시료의 특성에 따라 선택하여 분석한다. .

검출부2.1.2

검출부는 비분산적외선법이나 전도도법 또는 이와 동등한 검출

방법을 사용한다.

시료 채취 및 보존3

시료 채취3.1

시료 채취는 유리병일 경우 산세척 후 에서 시간 정도400 1℃

건조시킨 후 테프론 고무마개로 봉한 것을 사용하고 폴리에틸렌,

병일 경우 산세척 후 초순수로 행군 후 건조한 것을 폴리에틸렌

마개로 사용한다 만약 시료 농도가 이상일 경우 물론. , 1 mg/L

일반 세척한 채수병도 사용가능하나 바탕값 초순수 을 시험해야( )

한다 시료 채수는 안정한 상태에서 교반 되지 않도록 하며 거대.

부유물이 포함되지 않게 조심하여 채수한다.

시료 보존3.2

시료 채수 후 최대한 빠른 시간 내 시간 에 시험하며 시료 운(6 ) ,

반은 암소에서 운반한다 즉시 실험이 불가능할 경우 인산이4 .℃

나 황산으로 이하로 고정하여 이하에서 시간 이내에pH 2 4 48℃

시험한다 단 무기탄소 측정을 목적으로 한 시료의 경우 산 고정. ,

을 하지 않는다.

시험방법4

총유기탄소의 농도 측정을 위한 전처리는 염산 또는 질산으로

- 91 -

이하로 산성화 시킨다 시료를 희석하여 보정된 운전범위pH 2 .

내에 들도록 조정한 다음 각 분석기기의 조작방법에 따라 총유기

탄소 농도를 측정한 후 검량선을 이용하여 총유기탄소의 양을 구,

한다 다만 시료에 불용성물질이 있을 경우 균질화 처리를 한 후. ,

분석하며 시료 주입량을 일정하게 하기 위하여 시료와 표준시료,

의 반복시험을 통해 연소측정값의 재현성이 이내에 들도록10%

한다.

검량선 작성◦

전처리에서 무기탄소를 제거하지 않은 경우 가감 검량방법 는( )

프탈산수소칼륨 유기탄소 표준액 무기( ) (0.1 mg C/mL) 0~10mL,

탄소 표준액 를 단계적으로 각각 취하여 용량플0~10mL 100mL

라스크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다 기기분석법에 따라 총탄.

소와 무기탄소를 측정하여 각각의 검량선을 작성한다.

무기탄소를 제거하는 경우 비정화성유기탄소 검량방법 는 프탈산( )

수소칼륨 표준액 를 단계적으로 각각 취(0.1 mg C/mL) 0~20mL

하여 용량플라스크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다 시험100mL .

방법에 따라 검량선을 작성한다.

무기탄소를 제거하지 않은 경우-

총유기탄소 총탄소 무기탄소(TOC) = (TC) - (IC)

무기탄소를 제거한 경우-

총유기탄소 비정화성유기탄소(TOC) = (NPOC)

주 총탄소중 무기탄소 비율이 이상인 자연수 하천수 호소1) 50% ( ,

수 먹는물 는 비정화성유기탄소 검량방법으로 검량한다, ) .

주 검량선 작성시 측정기기에 따라 측정범위를 까2) 0.1 mg C/mL

지 확장할 수 있다.

- 92 -

정도관리5

무기탄소가 총탄소의 를 초과시에는 사전에 무기탄소를5.1 50%

제거 후 측정을 하며 비정화유기탄소 방법 이하일 경우는( ),

어느 검량방법을 사용해도 무방하다.

최초 검량방법 선택시 다음과 같은 평가 시험을 하여 유기탄5.2

소 측정한 결과 를 넘지 않아야 한다±10% .

비정화성유기탄소 검량방법 용량플라스크에 물을 약: 100mL◦

넣고 프탈산수소칼륨 표준액 와 무기30mL (0.1 mg C/mL) 5mL

탄소 표준액 를 취해 넣고 물을 넣어 표선(0.1 mg C/mL) 50mL

까지 채운 후 측정한다.

가감 검량방법 용량플라스크에 물을 약 넣고 프: 100mL 30mL◦

탈산수소칼륨 표준액 를 취해 넣고 무기탄(0.1 mg C/mL) 5mL ,

소 표준액 를 취한 후 물을 넣어 표선까지(0.1 mg C/mL) 10mL

채운 후 측정한다.

프탈산수소칼륨 표준액 를 취하여5.3 (0.1 mg C/mL) 5mL

용량플라스크에 넣고 물을 넣어 표선까지 채운 것을100mL

개 준비하여 측정한다 측정한 결과가 를 넘지 않아5 . ±10%

야 한다.

검출한계는 바탕용액을 개 복수 분석하여 농도의 표준편차5.3 7

를 구한 후 을 곱한 값 신뢰구간 에 바탕용액 농3.143 (99% )

도의 평균값을 더하여 유의숫자 첫 자리로 표현한다 매년.( 1

회 충진재 또는 관로 교체 후 회, 1 )

정밀도는 정량범위의 중간표준용액을 개 이상 복수 분석하5.4 7

여 농도의 표준편차를 구한 후 을 곱하여 신뢰구3.707 (99%

간 유효숫자 첫 자리로 표현한다 매년 회 충진재 또는) ± .( 1 ,

관로 교체 후 회1 )

결과 보고 시에는 검량선식 상관계수5.5 , (r2 정밀도 검출한계를), ,

기재하도록 한다.

시약 및 용액 완충액 표준액6 , ,

- 93 -

표준액6.1

프탈산수소수소칼륨 표준원액(1.0 mg C/mL)◦

프탈산수소칼륨을 에서 시간 건조한 후 데시케이터105~120 1℃

에서 방냉한 후 을 정확히 취하여 용량플라스크2.125g 1,000mL

에 물을 넣어 녹인 후 표선까지 채운다.

프탈산수소수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL)◦

프탈산수소칼륨 표준원액 을 정확히 를 분취(1.0 mg C/mL) 100mL

하여 용량플라스크에 넣고 물을 넣어 표선까지 채운다1,000mL .

무기탄소 표준원액(1.0 mg C/mL)◦

탄산나트륨과 탄산수소나트륨을 에서 시간 건조한 후285±5 1℃

데시게이터에서 방냉한 후 탄산나트륨 을 정확히 취하여4.415g

용량플라스크에 물을 넣어 녹인 후 탄산수소나트륨1,000mL

을 정확히 취하여 녹인 후 표선까지 채운다3.500g .

무기탄소 표준액(0.1 mg C/mL)◦

무기탄소 표준원액 을 정확히 를 분취하여(1.0 mg C/mL) 100mL

용량플라스크에 넣고 물을 넣어 표선까지 채운다1,000mL .

제 항 총유기탄소44

측정원리1.

총유기탄소의 측정원리는 시료 적당량을 고온의 산화성촉매에 넣거

나 또는 시료에 과황산염을 넣어 자외선 으로 산화시(UV : Ultraviolet)

켜 유기탄소를 이산화탄소로 전환하여 측정하는 방법이다 산출방법은.

무기탄소를 사전에 제거하여 측정하거나 무기탄소를 측정한 후 총탄,

소에서 감하여 총유기탄소의 양을 구한다.

기구 및 기기2.

총유기탄소 측정 기기2.1

가 산화부( )

유기탄소를 이산화탄소로 전환하는 방법으로는 고온연소산화방

법과 자외선 과황산 산화방법의 두 가지 방법이 있다 고온연소- .

산화방법은 산화코발트 백금 크롬산바륨과 같은 산화성 촉매로, ,

충진된 고온반응기에서 연소시켜 수중의 유기탄소를 이산화탄소

로 전환하여 검출부로 운반한다 자외선 과황산 산화방법은 자외. -

선 존재 하에서 과황산에 의해 수중의 유기탄소를 이산화탄소로

산화시켜 검출부로 운반한다 산화방법은 시료의 특성에 따라 선.

택하여 분석한다.

나 검출부( )

검출부는 비분산적외선법(NDIR : Non-Dispersive Infrared

전량적 적정법 및Gas Method), (Coulometric Titrator Method)

전도도법 또는 이와 동등한 검출 방법(Conductometric Method)

으로 측정한다.

시료채취 및 보존3

시료 채취3.1

시료 채취는 유리병일 경우 산세척 후 에서 시간 정도400 1℃

건조시킨 후 테프론 고무마개로 봉한 것을 사용하고 폴리에틸렌,

병일 경우 산세척 후 초순수로 행군 후 건조한 다음에 폴리에틸

렌 마개로 봉한 것을 사용한다 만약 시료 농도가 이상일. , 1 mg/ℓ

경우 일반 세척한 채수병도 사용가능하나 바탕값 초순수 을 시험( )

해야 한다 시료 채수는 안정한 상태에서 교반 되지 않도록 하며.

거대 부유물이 포함되지 않게 조심하여 채수한다.

시료 보존3.2

시료는 채수 즉시 이하 냉암소에서 보존운반하고 최대한4℃ ․빠른 시간 내 시간 에 시험한다 즉시 실험이 불가능할 경우 인(6 ) .

산이나 황산으로 이하로 고정하여 이하 냉암소에서 보pH 2 4℃

존하고 시간 이내에 시험한다 단 무기탄소 측정을 목적으로48 . ,

한 시료의 경우 산 고정을 하지 않는다.

시험방법4

총유기탄소의 농도 측정을 위한 전처리는 염산 또는 질산을 사

용하여 이하로 산성화 시킨다 시료를 희석하여 보정된 운pH 2 .

전범위 내에 들도록 조정한 다음 각 분석기기의 조작방법에 따라

총유기탄소 농도를 측정한 후 검량선을 이용하여 총유기탄소의,

양을 구한다 다만 시료에 불용성물질이 있을 경우 균질화 처리. ,

를 한 후 분석하며 시료 주입량을 일정하게 하기 위하여 시료와,

표준시료의 반복시험을 통해 측정값의 재현성이 이내에 들10%

도록 한다.

검량선의 작성◦

전처리에서 무기탄소를 제거하지 않은 경우 가감 검량방법 는( )

프탈산수소칼륨 유기탄소 표준액 무기탄( ) (0.1 mg C/ ) 0~10 ,㎖㎖

소 표준액 를 단계적으로 각각 취하여 용량플라스0~10 100㎖㎖

크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다 기기분석법에 따라 총탄소와.

무기탄소를 측정하여 각각의 검량선을 작성한다.

무기탄소를 제거하는 경우 비정화성유기탄소 검량방법 는 프탈산( )

수소칼륨 표준액 를 단계적으로 각각 취하(0.1 mg C/ ) 0~20㎖㎖

여 용량플라스크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다 시험방100 .㎖

법에 따라 검량선을 작성한다.

무기탄소를 제거하지 않은 경우-

총유기탄소 총탄소 무기탄소(TOC) = (TC) - (IC)

무기탄소를 제거한 경우- 주1)

총유기탄소 비정화성유기탄소(TOC) = (NPOC)

주 총탄소중 무기탄소 비율이 를 초과하는 자연수 하천수1) 50% ( ,

호소수 먹는물 는 비정화성유기탄소 검량방법으로 검량한다, ) .

주 용어설명2)

총유기탄소 유기적으로 결합한(TOC : Total Organic Carbon) :

탄소의 합.

총탄소 수중에 존재하는 유기적 또는 무기적(TC : Total Carbon) :

으로 결합된 탄소의 합.

무기탄소 탄산염 중탄산염 용존 이산화(IC : Inorganic Carbon) : , ,

탄소 등 무기적 결합탄소.

용존유기탄소 총유기탄소중(DOC : Dissolved Organic Carbon) :

공극 의 막여지를 통과하는 유기탄소0.45 .㎛

부유성유기탄소 총유기탄소(SOC : Suspend Organic Carbon) :　

중 의 막여지를 통과하지 못한 유기탄소 기존에는 입자성유0.45 ,　㎛

기탄소 로 구분하기도 하였음(POC : Particulate Organic Carbon) .

비정화성유기탄소 총(NPOC : Nonpurgeable Organic Carbon) :

탄소 중에 이하에서 포기 에 의해 정화되지 않는 탄pH 2 (Purging)

소 기존에는 비휘발성유기탄소, (NPOC : Nonpurgeable Organic

라고 구분하기도 하였음Carbon) .

정도관리5

무기탄소가 총탄소의 를 초과하는 경우 사전에 무기탄소5.1 50%

를 제거한 다음 총유기탄소를 측정하며 비정화성유기탄소 방(

법 무기탄소가 이하일 경우는 어느 검량방법을 사용해), 50%

도 무방하다.

최초 검량방법 선택시 다음과 같은 평가 시험을 통해 총유기5.2

탄소 측정 편차값이 를 넘지 않아야 한다±10% .

비정화성유기탄소 검량방법 용량플라스크에 물을 약: 100◦ ㎖

넣고 프탈산수소칼륨 표준액 와 무기탄30 (0.1 mg C/ ) 5㎖㎖㎖

소 표준액 를 취해 넣고 물을 넣어 표선까지(0.1 mg C/ ) 50㎖㎖

채운 후 측정한다.

가감 검량방법 용량플라스크에 물을 약 넣고 프탈: 100 30◦ ㎖㎖

산수소칼륨 표준액 를 취해 넣고 무기탄소(0.1 mg C/ ) 5 ,㎖㎖

표준액 를 취한 후 물을 넣어 표선까지 채운(0.1 mg C/ ) 10㎖㎖

후 측정한다.

검출한계는 같은 농도 표준용액 개를 분석하여 농도의 표준5.3 7

편차를 구한 후 을 곱한 값 신뢰구간 에 바탕용액3.143 (99% )

농도의 평균값을 더하여 유의숫자 첫 자리로 표현한다 매년(

회 충진재 또는 관로 교체 후 회1 , 1 ).

정밀도는 정량범위의 중간표준용액을 개 이상 복수 분석하5.4 7

여 농도의 표준편차를 구한 후 을 곱하여 신뢰구3.707 (99%

간 유효숫자 첫 자리로 표현한다 매년 회 충진재 또는) ± ( 1 ,

관로 교체 후 회1 ).

결과 보고 시에는 분석기기의 검량선식 상관계수5.5 , (r2 정밀),

도 검출한계를 기재하도록 한다, .

제 장 시약 및 용액 완충액 표준액 배지 표준액 규정 노르말 액5 , , , , , ( )

제 항 표준액4

프탈산수소수소칼륨 표준원액(1.0 mg C/ )◦ ㎖

미리 프탈산수소칼륨을 에서 약 시간 건조한 후 데105~120 1℃

시케이터에서 방냉한 다음 을 정확하게 달아 물에 녹여 정2.125g

확히 로 한다1,000 .㎖

프탈산수소수소칼륨 표준액(0.1 mg C/ )◦ ㎖

프탈산수소칼륨 표준원액 를 정확히 취하여 물을 넣어100㎖

로 한다1,000 .㎖

무기탄소 표준원액(1.0 mg C/ )◦ ㎖

미리 탄산나트륨과 탄산수소나트륨을 에서 시간 건조285±5 1℃

한 후 데시게이터에서 방냉한 다음 탄산나트륨 을 정확하4.415g

게 달아 물에 녹인 후 탄산수소나트륨 을 정확히 취하여3.500g

로 한다 사용시 조제한다1,000 . .㎖

무기탄소 표준액(0.1 mg C/ )◦ ㎖

무기탄소 표준원액을 를 정확히 취하여 물을 넣어100 1,000㎖㎖

로 한다 사용시 조제한다. .

담수중의총유기탄소분석법연구webbook.me.go.kr/dli-file/nier/06/151444.pdf7....

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