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분석기법의 차이에 따른 현장시료의 VOC 분석결과 비교연구: 분석오차의 발생 양상과 원인

A comparative analysis of volatile organic compound levels in field samples between different gas chromatographic approaches

  • 안지원 (세종대학교 환경에너지융합학과) ;
  • 수딜 팬디 (세종대학교 환경에너지융합학과) ;
  • 김기현 (세종대학교 환경에너지융합학과)
  • Ahn, Ji-Won (Department of Environment and Energy, Sejong University) ;
  • Pandey, Sudhir Kumar (Department of Environment and Energy, Sejong University) ;
  • Kim, Ki-Hyun (Department of Environment and Energy, Sejong University)
  • 투고 : 2010.06.14
  • 심사 : 2010.10.08
  • 발행 : 2010.10.25

초록

본 연구에서는 대기환경시료 및 현장조건에서 채취한 현장시료들 중, 악취성분 및 주요 VOC 성분들 중에서 여러 유형의 관리대상으로 지정 중인 benzene, toluene, p-xylene, styrene, methyl ethyl ketone의 농도분석 방식들을 비교하였다. 이때, GC/FID와 튜브를 연계한 F-T 분석방식과 GC/MS와 백(bag)을 연계한 M-B방식으로 같은 시료를 각각 분석하고 이들 결과 값을 비교하였다. 상관분석결과, toluene과 pxylene에서 F-T와 M-B방법간의 결과에서 큰 상관성을 보이는 것으로 나타났다(P < 1.4E-08). 양 기기간의 오차를 percent difference (PD)와 같이 산술적으로 구하여 평가한 결과, benzene과 toluene의 농도는 상대적으로 비슷한 경향을 보였다. 그러나 분석대상 성분들 간에 양 방식의 차이는 평균적으로 35%가 넘으면서 F-T와 M-B간의 오차가 일정 수준이상으로 존재하였다. 그리고 F-T/M-B ratio가 대부분 1 이하로 나타나면서, M-B의 결과 값이 F-T에 비해 상대적으로 크게 나타나는 경향을 보였다. 양 분석기기로부터 산출한 결과 값을 통계적으로 판단하기 위해, t-test를 실시하였다. 그 결과, 95% 신뢰수준에서 toluene, pxylene, styrene, methyl ethyl ketone 성분에서는 두 시스템간의 결과 값에 차이가 유의한 것으로 나타났다(P < 0.043). 그러나 전반적으로 양 분석기법의 차이에 따른 오차는 상당 부분 선택한 표준시료의 성상 및 백내부의 시료손실 등과 같은 요인에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

In this study, a number of volatile organic compounds (VOCs) including benzene, toluene, p-xylene, styrene, and methyl ethyl ketone were analyzed from samples collected in ambient air and under the field conditions. These samples were analyzed independently by two different set-ups for VOC analyses, i.e., between [1] gas chromatography/flame ionization detector with tube sampling - (F-T system) and [2] gas chromatography/mass spectrometer with bag sampling (M-B system). The analytical results derived by both systems showed fairly similar patterns in relative sense but with moderately large differences in absolute sense. The results of M-B system were high relative to F-T system with the F-T/M-B ratio below 1. If the relative biases of the two measurement techniques are derived in terms of percent difference (PD) in concentration values, the results were generally above 35% on average. A student t-test was applied to investigate the statistical significance of those differences between the systems. The results of both analytical systems were different at 95% confidence level for toluene, p-xylene, styrene, and methyl ethyl ketone (P < 0.043). However, F-T and M-B systems showed strong correlations for toluene and p-xylene. The observed bias is explained in large part by such factors as the differences in standard phases used for each system and the chemical loss inside the bag sampler.

키워드

참고문헌

  1. I.-F. Hung, S.-A. Lee and R.-K. Chen, J. Chromatogr. B, 706, 352-357(1998). https://doi.org/10.1016/S0378-4347(97)00554-9
  2. H. Jorquera and B. Rappengluck, Atmos. Environ., 38, 4243-4263 (2004). https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2004.04.030
  3. M. A. Parra, D. Elustondo, R. Bermejo and J. M. Santamaria, Sci. Total Environ., 407, 999-1009(2009).
  4. S. Kato, Y. Miyakawa, T. Kaneko and Y. Kajii, Int. J. Mass Spectrom., 235, 103-110(2004). https://doi.org/10.1016/j.ijms.2004.03.013
  5. 환경부, 악취방지법(2005).
  6. Environmental Protection Agency (EPA), 'Compendium of method for the determination of toxic organic compounds in ambient air (method TO-14 and TO-17)', 2nd Ed, 1999.
  7. C.-H. Wu, C.-T. Feng, Y.-S. Lo, T.-Y. Lin and J.-G. L, Chemosphere, 56, 71-80(2004). https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.02.003
  8. M. Clement, S. Arzel, L.Bot, R. Seux and M. Millet, Chemosphere, 40, 49-56(2000). https://doi.org/10.1016/S0045-6535(99)00230-1
  9. D. A. Skoog, F. J. Holler and T. A. Nieman, 'Principles of Instrumental Analysis', 5th Ed., 498-534 and 706-707, Brooks/Cole, 1998.
  10. 안지원, 홍원필, 이은희, 김기현, 한국대기환경학회지, 26(3), 305-317(2010).
  11. K.-H. Kim, S.-I. Oh, and Y.-J. Choi, Talanta, 64, 518-527(2004). https://doi.org/10.1016/j.talanta.2004.03.019
  12. K.-H. Kim and R. Pal, Envion. Monit. Assess., 161, 295-299(2010). https://doi.org/10.1007/s10661-009-0746-7

피인용 문헌

  1. The Comparison of VOC Characteristics Emitted from Wood-based Panels Using GC/FID and GC/MS vol.27, pp.4, 2011, https://doi.org/10.5572/KOSAE.2011.27.4.436