Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

Korean Chemical Society (대한화학회)
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Performance Evaluation of a Portable GC for Real-time Monitoring of Volatile Organic Compounds

휘발성 유기화합물의 실시간 모니터링을 위한 휴대형 GC의 성능 평가

  • You, Dong-Wook (Department of Chemistry and Wonkwang Institute of Materials Science and Technology, Wonkwang University) ;
  • Seon, Yeong-Sik (Department of Chemistry and Wonkwang Institute of Materials Science and Technology, Wonkwang University) ;
  • Oh, Jun-Sik (Dyntem Corporation) ;
  • Yi, Bongyoon (Center for Scientific Instrumentation, Korea Basic Science Institute) ;
  • Kim, Hyun Sik (Center for Scientific Instrumentation, Korea Basic Science Institute) ;
  • Jung, Kwang-Woo (Department of Chemistry and Wonkwang Institute of Materials Science and Technology, Wonkwang University)
  • 유동욱 (원광대학교 화학과) ;
  • 선영식 (원광대학교 화학과) ;
  • 오준식 ((주)다인템) ;
  • 이봉윤 (한국기초과학지원연구원 연구장비개발부) ;
  • 김현식 (한국기초과학지원연구원 연구장비개발부) ;
  • 정광우 (원광대학교 화학과)
  • Received : 2020.04.15
  • Accepted : 2020.07.11
  • Published : 2020.12.20
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Abstract

Performance of a portable GC that can be utilized for the real time determination of volatile organic compounds in air was evaluated. It employs purified/compressed ambient air as the carrier gas eliminating the need for high pressure gas tanks. The compact system with dimensions of 35 × 26 × 15 ㎤ and weight of 5 kg is powered by either a 24 V DC external adapter or battery pack. Chromatograms of the mixture sample including benzene, toluene, ethylbenzene, and oxylene at concentrations of 1 ppmv and 20 ppmv represent a good reproducibility: 3.79% and 0.48% relative standard deviations (RSDs) for peak area variations; 0.40% and 0.08% RSDs for retention times. The method detection limit was 0.09 ppmv. A 30 m long, 0.28 mm I.D. column operated at an optimal condition yielded a peak capacity of 61 with good resolution for a 10 min isothermal analysis. The relative standard deviations (RSD) of the peak area variations and retention times during consecutive measurements over 27 h were less than 2.4%RSD and 0.5%RSD, respectively. Thus, this instrument makes it suitable for continuous and field analysis of low-concentration VOC mixtures in the indoor/outdoor environment as well as the spillage accident of hazardous chemicals.

대기 중 미량의 휘발성 유기화합물을 실시간으로 측정할 수 있는 휴대형 GC의 성능을 평가하였다. 휴대형 GC의 크기는 35 × 26 × 15 ㎤, 무게는 5 kg으로 소형·경량이고, 24 VDC, 1 A (최대 3.2 A)의 저전력을 소모하며 공기를 운반 기체로 사용하므로 별도의 가스 실린더를 필요로 하지 않는다. 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 1 ppmv와 20 ppmv 시료의 크로마토그램에 대한 피크 면적의 상대표준편차(RSD)는 각각 3.79%, 0.48% 이하이고, 머무름 시간의 RSD는 각각 0.40%와 0.08% 이하로 우수한 재현성을 보였다. 또한 방법검출한계(MDL)는 0.09 ppmv로 낮은 검출한계를 나타냈다. 길이 30 m, 내경 0.28 mm의 분리 컬럼을 사용하여 10분 이내의 측정 조건에서 구한 피크용량과 분해능은 다양한 혼합 샘플도 정량 및 정성 분석이 가능함을 입증하였다. 특히 27시간 동안 연속적으로 80회의 분석을 수행하였을 때 관찰된 크로마토그램의 피크 세기와 머무름 시간의 RSD가 각각 2.4%, 0.5% 이하로 좋은 재현성을 보였다. 따라서 본 연구의 휴대형 GC는 실내외 그리고 산업 현장에서 배출되는 휘발성 유해가스의 탐지는 물론 화학 물질의 유출사고에 대응하여 실시간 모니터링 할 수 있는 측정 장비로 활용될 수 있으리라 기대된다.

Keywords

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