수소화 반응 후 석영전기로, 원자 흡수 분광기를 이용한 환경 시료에서의 수은(II)[Hg(II)], 모노메틸수은[CH3Hg+] 및 디메틸수은[(CH3)2Hg] 검출에 관한 연구 이성언 ·원호식 ·이동섭＊ 한양대학교 신소재화학과, ＊삼육대학교 화학과 Determination of mercury(Ⅱ), monomethylmercury cation and dimethylmercury by hydride generation cryogenic trapping and atomic absorption spectroscopic detection Sung-eon Lee, Ho shik Won and Dong-sup Lee＊ Department of Chemistry and Material Science Hanyang University Ansan 425-791, Korea ＊Department of chemistry Korean Sahmyook University, Chung Ryang POB 118 Seoul 130-650, KOREA Mercury(Ⅱ) Chloride(HgCl2), monomethylmercury chloride(MeHgCl) and dimethylmercury(Me2Hg) were simultaneously determined from aqueous samples by hydride generation volatilization, trapping and separation on a chromatographic column and detection by atomic absorption spectrometry in a heated quarts furnace. Detection limits for Mercury(Ⅱ) chloride, Methylmercury chloride and Dimethylmercury were 0.58, 0.46 and 0.82ng/g. Key words : Atomic absorption spectrometry; Hydride generation; cyrogenic trapping; Mercury(II); Monomethylmercury; Dimethylmercury; Environmental analysis 1.서론 수은과 그 화합물들의 위험성은 널리 알려진 사실이며 많은 연구자들이 환경 시료에서 수은 화합물을 검출하였다. Nriagu는 1983년에 대기 중으로 방출되는 수은의 양이 3.6 109 g/year이며, 이중 2.5 109 g/year가 자연에 분포되어 있음을 보고하였다1. 무기수은은 그 자체가 독성이 있으나, 자연 환경에서 메틸 화 반응을 거치게 됨에 따라 메틸 수은을 형성하게 되며 메틸 수은(CH3Hg+)은 알킬 수은 중 가장 독성을 강하게 나타나는 것으로 알려 졌다.2 바다 생선의 건조 중량 1g 당 수은은 4 ∼1,000ng이 검출되며 그 중 95%이상이 메틸수은이다.3 이렇게 메틸수은이 많은 이유는 무기수은이 체내로 들어온 후 메틸화 과정에 의하여 메틸 수은으로 변화하는 것으로 보고되고 있다.2 환경 시료에서의 무기수은(Hg(Ⅱ)), 메틸수은은 일반적으로 추출 분리, 응축, 그리고 검출 등의 단계3,4,5를 거친다. 일반적으로 메틸 수은을 분석하는 방법은 GC-ECD를 이용하는 방법2,6과 원자흡광 분광광도기를 이용하는 방법2,3이 있다. 본 실험에서 사용한 GC-AAS는 Hydride generation을 이용하여 Hg(II)와 메틸 수은을 동시에 분석하였다. 무기수은(Hg(Ⅱ)), 메틸수은 (CH3Hg+), 그리고 디메틸수은(Me2Hg, 내부표준물질)을 GC로 분리 AAS검출기를 사용하여 검출 최적조건과 굴시료 속에 수은화합물을 검출하였다. 검출하기 위하여 수소화 반응을 시키며 위의 반응은 아래와 같다.3 Hg(Ⅱ)는 NaBH4와 반응하여 Hgo을 형성한다. 메틸수은 이온은 NaBH4와 반응하여 MeHgH를 형성한다. 2.실험 2.1. 기구 본 실험에 적합한 기구들은 아래와 같다.(Fig. 1.) 수소 화 반응을 시킬 수 있는 반응용기는 5 5 cm 의 둥근 바닥 플라스크이며 11 2.5cm의 목 부분을 가지고 있으며, 반응용기의 벽면에 고무마개 (Aldrich No. Z10072-2 o.d 8mm, i.d 6mm)를 덮어씌운 주입구를 가지고 있다. 헬륨기체의 유속을 반응용기와 통과 연결관의 두 방향으로 바꿔주는 유량계(Hamilton Four way valve No 86731)를 사용하였다. 헬륨가스가 통과하는 테프론 통과 연결관 (2mm i.d) 은 6mm i.d 8mm o.d 테프론 관에 넣고 니크롬선(32gauge)으로 외부 테프론관을 감고 테프론 테잎으로 니크롬선 외부를 감싸주었다. 물질 분리를 위한 컬럼은 OV-1(53 cm, 9 mm, i.d, 충진 중량 2.5g)을 제작하였고 외부를 석면천으로 감고 니크롬선으로 감은 다음 다시 석면천으로 감쌌다. 검출기의 석영관은 13cm 1.0cm i.d 크기로 제작하였다. 석영관은 1.5cm 넓이의 세라믹천으로 감싸고, 니크롬선을 2겹의 사슬처럼 꼬아서 고르게 감싼 후 2cm 넓이의 세라믹천으로 감쌌다. 석영관은 원자흡수분광기(Perkin-Elmer 2380)에 장착하기 위해 철제판 위에 얹었다. 그리고 AAS의 기계적인 조건은 slit width 0.2 파장 253.7nm, 였다. 램프는EDL system 2를 사용하였다. 헬륨유속은 90ml/min을 유지하였다. 열 공급기의 통과 연결관에 대한 전원은 20V(약 50℃)이다. 석영전기로(35V, 약 835℃)는 일정하게 유지하였다. 컬럼은 15V에서 2min, 30V에서 3min을 가열하였으며 분석을 위한 GC의 조건은 아래와 같다. (Table 1.) 모든 온도는 Fisher사의 TRACEABLE EXPANDED-RANGE THERMOMETER(-40 ∼ 1200℃)를 사용하여 측정하였다. 초음파추출을 위한 기기는 Bransonic 2510 model을 사용하였다. 모든 데이터는 영린기기의 A