기체크로마토그래피/질량분석기를 이용한 변이원성물질의 분석에 대한 연구

Abstract

세계적으로 음용수 공급을 위한 정수 공정에는 여러 가지 방법이 쓰이고 있다. 그 중 염소는 값이 싸고 비교적 사용하기 쉬우며 미생물 제거 효과가 좋아 가장 많이 사용되는 소독제이다. 그러나 소독과정 중에 독성을 가지는 소독부산물을 생성시키는 문제가 있다. 대표적인 소독부산물에는 트리할로메탄같은 휘발성 물질과 유기염소산같은 비휘발성 물질이 있고, 최근 새로이 MX라는 물질이 대두되고 있다. MX는 3-chloro-4-dichloromethyl-5-hydroxy-2(5H)-furanone의 약자로 음용수 중 총 변이원성의 20-50%에 해당하는 강력한 변이원성을 가지는 물질이다. 이에 WHO에서는 MX를 유해물질로 선정하였으나 분석적 어려움과 독성 자료의 부족으로 인해 아직 정확한 기준치가 설정되지는 않았다. MX는 음용수 중에 ppt(pg/mL) 수준의 미량이 존재하므로 좀 더 효율적인 분석방법이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 전처리 방법의 개선을 위해 액체-액체 추출방법과 고체상 추출 방법을 사용하여 그 효율을 비교한 결과, 고체상 추출방법을 채택하였다. 이미 여러 국가에서 MX의 분포를 조사한 바 있으나 국내에서는 MX의 분포 조사가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내의 각 정수장별 MX 함량과 수계별 MX 함량을 조사하여 국내의 MX 분포 실태를 파악하고자 하였다. 이와 더불어 현재 시판되고 있는 생수에 대해서도 MX의 존재 여부를 확인하였다. MX의 생성패턴을 알고자 염소 투입량, 정수장으로부터의 거리, 계절, 수온 및 여러 수질 조건에 따라 MX 생성과의 상관관계를 확인해 본 결과 MX의 생성은 염소 투입량과 계절, 수온의 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 MX의 최적 소독방법을 마련하기 위한 기초 연구로서 오존이나 입상활성탄(GAC)을 사용하는 고도처리수에서의 MX 함량을 측정하였다. 그 결과 오존 처리한 고도처리수에서의 MX 생성이 최소화되는 것을 확인하였다.|Disinfection methods for drinking water treatment are various. Chlorination is the primary method for the effective microbic removal as it is both convenient and cost effective. However, it gives rise to production of a number of disinfection by-products(DBPs) known to be hazardous substances to health. Some of these compounds, such as volatile trihalomethanes and the nonvolatile organochlorine acids, have been extensively studied. MX which contributes 20-50% of the mutagenic activity of drinking water began to arouse concern in 1990. Its chemical full name is 3-chloro-4-dichloromethyl-5-hydroxy-2(5H)-furanone. According to WHO guidelines its concentration should be controlled, but its guideline value has not yet been. This is due to analytical difficulties in measuring this compound at such low concentrations and lack of the toxicity to human. Because concentration(ng/L) of MX in drinking water is low, traditional testing methods are ineffective. Therefore this study compared LLE and SPE for improvement of preconcentration. MX has been identified in a number of chlorinated drinking water samples in various countries but there has not been eough research in our country. Therefore this study analyzed concentration of MX in different water sources and in spring water. This study examined the causes that change the content of MX. Chlorine dosage, seasons, water temperature and distance from source was all discoverd to be relavant. MX was analyzed in various treatment water to find optimum disinfection methods. The outcome was that the concentration of MX was minimized in treatment water by biological activated carbon-O_(3) and granular activated carbon.