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한국대기환경학회 한국대기환경학회 학술대회논문집 한국대기환경학회 2005년 춘계학술대회논문집
발행연도
2005.5
수록면
39 - 47 (9page)

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공기 중 미세입자의 농도가 증가하면 사망률이 증가한다는 사실은 미국 EPA 등 많은 공식 통계자료가 모두 같은 결과를 보고하고 있다. 미세입자의 지역별 농도 분포, 또는 시간대별 농도 증감에 따라서 사망률은 정확히 비례하고 있으며 10μg/m3 증가에 대한 호흡기 및 순환계 관련 사망률 증가는 그 상관관계가 약 3%에 이르고 전체 사망률은 0.5～1% 증가하는 것으로 알려져 있다. 한국의 경우 수도권의 연평균 미세입자 농도가 71μg/m3에 달하고 있으며 150μg/m3을 초과하는 횟수가 연 900회가 넘는다는 사실은 미세입자 오염으로 인하여 수도권 시민의 건강이 매우 심각한 위협을 받고 있다는 것을 말하여 주고 있다.
공기 중에 부유하는 미세입자들은 호흡기를 통하여 인체 깊숙이 침투하고 염증 및 합병증세를 유발하여 조기사망의 원인이 되는 것으로 알려져 있으나 사망의 원인이 미세입자의 물리적인 크기 때문인지 또는 미세입자 물질의 독성 성분 때문인지는 아직 연구 자료가 충분히 보고 되어 있지 않다.
이러한 미세입자 대기오염과 위해성 문제를 과학적으로 규명할 수 있으려면 우선 어떤 화학성분의 입자들이 공기 중에 존재하며 그 들의 독성 정도, 발생원인, 그리고 인체 유입 실태 등의 조사 연구가 선행되어야 하고 이러한 실태조사체계가 이루어져야 합리적인 관리 및 규제 방법을 찾을 수 있다.
재래식 미세입자 화학분석 방법으로는 대량의 공기를 흡입하고 필터 등에 의하여 미세입자 시료를 장시간 수집한 후 용매에 녹여서 GC/MS 등으로 분석하는 방법이 있으나 평균값만 측정이 가능하기 때문에 극소량의 독성 물질들이 혼합되어 있을 경우 확인하기 매우 어렵다. 또한 용해되지 않은 물질, 휘발되지 않은 물질 등은 측정할 수 없으며 시료 수집 시간이 너무 오래 걸리기 때문에 시간적 변화에 대한 분석이 곤란하고 미세입자의 발생원인, 확산 경로 등의 추적을 어렵게 한다.
최근 개발되고 있는 실시간 미세입자 질량분석기는 시료 전처리 과정을 거치지 않고 공기 중의 미세입자를 직접 질량분석기 안으로 주입하여 단일입자(single particle) 단위로 질량스펙트럼을 측정하기 때문에 방대한 양의 미세입자 화학성분 데이터를 저장하고 분석할 수 있으며, 수많은 배경 입자들 속에 극미량 존재하는 독성 입자들의 존재도 확인할 수 있다. 레이저 이온화방법은 미세입자의 모든 물질 성분을 기화하고 이온화시키기 때문에 용해되지 않는 물질과 휘발하지 않는 물질들도 측정할 수 있으며 이온트랩 질량분석기를 사용하면 분자량만으로는 정확히 알 수 없는 유기물 고분자들의 종류를 정확히 알아낼 수 있다.
본 강연에서는 Time-of-Flight 질량분석기를 사용하는 경우와 Ion Trap 질량분석기를 사용하는 공기 중 미세입자 화학성분 실시간 분석기술에 대하여 자세히 소개된다.

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