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개발동향

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개발동향 상세정보 게시판
분류 [ 위해성평가관리] 위해성평가관리
과제명(국문) 안정동위원소를 이용한 환경 오염원 추적 연구기반 구축(II)
과제명(영문)
과제관리기관 국립환경과학원 과제분류 위해성 평가
과제분야 연구기관 한양대학교
연구기간 2015.04.30 ~ 2015.11.30 연구책임자 신경훈
연락처 031-400-5536 E-Mail shinkh@hanyang.ac.kr
주소 경기도 안산시 상록구 한양대학로 55 제2과학기술관 1층 103호 홈페이지 http://ocean.hanyang.ac.kr
연구비 100,000,000원 핵심키워드 안정동위원소, 환경오염원
참여기업 조회수 1132
요약

■ 연구목적 및 필요성


 ○ 안정동위원소는 환경오염원 규명의 과학적 추적자로서 전 세계적으로 환경과학 수사 분야에서 기술 수요가 증가하고 있으며, 이를 활용한 분석기술과 응용연구가 활발하게 진행 중에 있음


 ○ 안정동위원소를 이용한 환경오염원 규명의 활성화 및 신뢰성 있는 환경오염 기여도 평가를 위해서는 라이브러리 구축이 필수적이며 이를 위해 다양한 자연 배경 값의 안정동위원소비 및 여러 오염원에서의 배출원별 안정동위원소비 연구가 실시될 필요가 있고, 이러한 다양한 환경 매체에서 안정동위원소를 활용한 시범연구 사업은 국내 환경 과학 수사의 연구 기반 조성에 기여할 것으로 사료됨


 


 


■ 연구 내용 및 범위


 ○ 수계 시범연구에서는 강원도 SY호와 경기도 SH호의 유입하천인 SG하천의 입자유기물 및 표층 퇴적물의 탄소 및 질소, 산소 안정동위소비를 측정하여, 국내 호소 수계 퇴적물 오염원 추적을 위한 인공 배출원별 안정동위원소 비 특성 조사


 ○ 토양 시범연구에서는 J 지역의 D 폐광산 일대의 토양 시료를 이용하여 중금속의 농도 분포 및 납 안정동위원소비의 변화를 지질학적/지화학적 접근을 통해 해석하여 오염원의 거동 특성을 확인


 ○ 연구실 규모의 회분식 실험을 통해 점토광물의 환원 정도에 따른 납의 농도 및 안정동위원소비의 변화 양상을 관찰하여 납 안정동위원소비 변화 요인 확인


 ○ 대기 중에서 포집한 미세먼지와 다양한 배출원 (바이오매스 연소, 자동차 배기가스, 석탄연소, 등)에서 포집한 초미세먼지 중 입자상 총 탄소 안정동위원소비 (δ13C)와 암모니아성/질산성의 질소 동위원소비 (δ15N-NH₄, δ15N-NO₃) 분석하여, 대기 중 오염원 추적

연구성과

■ 연구결과


 ○ 수계 시범연구에서는 수계 퇴적물 중의 환경오염 추적을 위해 원소-질량분석기를 이용해 퇴적물 중 유기물질의 δ13C, δ15N, δ18O 와 납 동위원소 분포 특성 조사


  - 호소 환경 내 다양한 유기물 유입원(육상식물, 농경지 토사, 비료, 등)과 그 분포를 파악할 수 있었고, SY호에서는 강우 전 후 입자성 유기물의 기원이 달라짐(부착조류 기원→고랭지 경작지 및 산림 토양)을 확인 할 수 있었으며, 오염원 추적을 위한 라이브러리 구축을 위해 다양한 시료(POM, 농경지 토양, 산림 토양, 육상 식물, 밭 작물 등)에서의 동위원소 값을 측정하였고, SG하천에서는 공단지역에서 배출되는 오염물의 추적 가능성을 확인


 


 ○ 토양 시범연구에서는 J 지역 D 폐광산 일대 지역의 토양 시료 분석 결과 상부 10 cm 내외에서는 기반암의 영향이 거의 나타나지 않았으며, 중금속 분포 상관성 분석을 통해 외부 요인이 작용하는 지점들을 확인


  - 납 안정동위원소비 분포에서 전체 지점에 걸친 선형의 경향성이 있으나 각 지점별 농토, 지류의 침전물 등과의 혼합효과로 오염원으로부터의 거리별로는 불규칙한 경향을 보이는 것을 확인하였으며, 입자 크기 별 중금속의 농도 및 납 안정동위원소비의 분석을 통해 입자 크기가 작아질수록 오염 중금속의 흡착으로 인한 경향성이 강하게 나타남


 


 ○ 회분식 실험을 통해서는 미생물에 의해 환원된 점토광물의 Fe(II) 함량에 따른 납의 부동화작용이 일시적으로 일어나며, 안정동위원소비 변화도 확인


 ○ 기 시범 연구에서는 다양한 배출원에서 배출되는 가스 상 및 입자상 질소동위원비와 탄소동위원소비의 프로파일을 구축, 다양한 배출원에서 배출되는 가스상 및 입자상 동위원소를 측정, 입자상 총 탄소의 값과 비교


  - 겨울철 중국의 석탄 연소로부터 배출된 오염물질의 기여가 많았으며, 여름철에는 자동차 배기가스가 많은 영향을 줄 것으로 판단되었으나, 본 연구의 배출원별 자료만으로는 설명되지 않는 부분이 있기 때문에 추가적인 배출원 별 연구가 더 필요하다고 판단


 


 


■ 활용계획


 ○ 다중 안정동위원소를 이용할 경우 수환경 오염원, 대기 미세먼지 배출원 및 기원, 토양 환경 내 중금속 오염 패턴과 같이 다양한 오염원의 영향을 더욱 상세히 분류해 살펴 볼 수 있음을 확인하고 가능성을 제시, 다양한 환경에서의 환경오염 현안 문제를 해결하는 데 활용 가능하며, 환경오염원 추적 연구를 위한 기초 기반 자료로써 이용가능


 


 


■ 주요성과


Thum 이미지
첨부파일 안정동위원소를_이용한_환경_오염원_추적_연구기반_구축(II).pdf
출처 한양대학교
등록일 2017-07-31

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