분광기 어플리케이션 - 환경 모니터링

 

분광학은 환경 분석 및 모니터링에도 사용되는 분석 기술입니다. 과학자들이 물질과 전자기 방사선 사이의 상호 작용을 연구할 수 있도록 하여 환경 샘플의 구성과 특성에 대한 연구를 위해 필요합니다. 환경 보호에 대한 중요성을 설명하기 위해 환경 응용 분야에서 분광학의 중요한 역할과 다양한 방법 및 실제 사례를 살펴보겠습니다.

 

 

환경 분석에서의 분광 기술

적외선(IR) 분광법
적외선 분광법은 환경 샘플의 유기 화합물 분석에 널리 사용됩니다. 분자의 진동 모드를 감지하여 기능기 및 화학 구조에 대한 정보를 제공합니다. IR 분광법은 토양 및 물의 유기 오염물 및 유해 물질과 같은 오염 물질을 식별하는 데 유용합니다.

UV/VIS 분광법
UV/VIS 분광법은 자외선 및 가시광선 영역의 분자의 전자 전이를 연구하기 위해 사용되며, 물 시료 내 화합물, 금속 이온 및 특정 유기 오염 물질의 분석에 도움이 됩니다. 또한 용해된 유기물의 농도를 모니터링하는 데 사용하며, 이는 수질에 영향을 미치고 소독된 부산물의 형성을 알 수 있습니다.

원자 흡수 분광법(AAS)
AAS는 환경 시료의 미량 금속 농도를 측정하기 위해 사용됩니다. 생태계와 인간의 건강에 유해한 영향을 미칠 수 있는 납, 수은, 카드뮴과 같은 중금속 오염 물질을 모니터링하는 데 유용합니다. AAS는 물, 토양 및 공기 시료에서 이러한 금속을 민감하고 선택적으로 검출할 수 있도록 합니다.

유도 결합 플라즈마 분광기(ICP)
ICP 분광기는 환경 시료에서 광범위한 원소를 검출하고 정량화하는 데 사용됩니다. 높은 감도와 다중 원소 기능을 제공하여 다양한 매트릭스에서 금속과 메탈로이드를 분석합니다. ICP-OES(광 방출 분광기)와 ICP-MS(질량 분광기)는 이 기술로 만들어진 분광기입니다.

라만 분광기
라만 분광법은 IR 분광법과 유사하게 분자 진동에 대한 분석법입니다. 복잡한 혼합물을 분석하고 토양, 퇴적물 및 수생 환경의 미세 플라스틱 입자에서 유기 화합물을 식별합니다.

수은 오염 실태

가장 시급한 환경 문제 중 하나는 독성 중금속으로 분류되는 수은으로 인한 생태계 오염입니다. 수은은 광산 활동 및 대기 퇴적을 포함한 다양한 자연 및 산업적인  부산물이 바다속으로 들어갑니다. 물에 수은이 섞이면 수생 생물에서 독성이 강한 메틸수은이 축적될 수 있습니다.

원자 흡수 분광법(AAS)과 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)은 수생 식물체의 수은 수준을 모니터링하고 데이터를 얻는데 중요한 역할을 합니다. 복잡한 환경에서도 미량의 수은을 감지하는데 도움이 됩니다.

예를 들어, 환경 과학자들은 강, 호수, 또는 수은 오염이 의심되는 해안 지역으로부터 물 샘플을 수집합니다. 이것을 실험실에서 AAS 또는 ICP-MS를 사용하여 분석합니다. 오염 정도를 평가하고 잠재적인 요소들을 확인하기 위한 데이터를 얻고, 각 샘플들의 수은 농도를 결정합니다.

이 정보를 환경기관에서 수은 오염으로부터 생태계를 지키고, 수자원에 의존하는 사람들의 건강을 보호하기 위한 조치를 위해 필요한 정보입니다.