관련 제품명 : HT3 Headspace Sampler 

[서론]

환경부의 수질오염 공정시험기준이 개정됨에 따라 formaldehyde를 기존에 제1법(고성능 액체 크로마토그래피, HPLC)과 제2법(기체 크로마토그래피, GC)으로 분석하다가 헤드스페이스와 기체크로마토그래피-질량분석법(GC-MSD)으로 분석하도록 제3법 기준이 추가되었다. Formaldehyde는 수질오염 공정시험기준에 따라 헤드스페이스와 기체 크로마토그래피/질량분석법으로 분석하고 최소검출한계(Minimum Quantitation Limit, MQL)는 10 ppb 이하로 설정되어 있다. 또한 검량곡선은 상관계수(R2)가 0.98 이상이거나 감응계수(RF)의 상대표준편차가 25% 이하여야 한다. 본 자료에서는 Teledyne Tekmar 사의 HT3 headspace sampler와 Agilent사 GC/MSD를 이용하여 먹는 물 중 formaldehyde를 분석하였다.

[실험조건]

실험재료

- 내부표준용액 : 10 ppm p-bromofluorobenzene Internal Standard

- Formaldehyde 표준용액 : 5 ppm formaldehyde stock standard

- 유도체화 시약 : PFBHA solution

   ※ 제조방법 : 증류수 1 mL에 1 mg의 O-(2,3,4,5,6-pentafluorobenzyl)

       hydroxylamine hydrochloride(PFBHA))를 녹인다.

검량선과 최소검출한계 작성 Formaldehyde는 매우 반응성이 큰 화합물로 분석기기에 도입되기 이전 안정화시키기 위해 O-(2,3,4,5,6-pentafluorobenzyl) hydroxylamine(PFBHA)로 유도체화시킨 후 안정한 상태의 pentafluorobenzyl oximes 형태로 만든다. formaldehyde에 10 ppm 내부표준물질(p-bromofluorobenzene)을 20μL로 스파이킹 한 후 유도체화 시약인 PFBHA 용액을 1 mL첨가한다. 

그리고 각 바이알에 3 g 염화나트륨과 10 mL 증류수를 넣는다.

본 응용에 사용되는 Teledyne Tekmar사 HT3 headspace sampler는 보다 시료가 균일하게 섞일 수 있도록 삼각형모양의 헤드로 이루어진 sample loader/mixer를 추가 장착하였다.검량선 작성과 최소검출한계를 결정하기 위해 formaldehyde의 농도는 <표 1>에 따라 제조되었다. 최소검출한계는 동일한 5 ppb 농도의 formaldehyde 표준물질 7개를 준비하여 동일한HT3-GC/MSD 조건에서 분석하였다.

[결과 및 고찰]

Teledyne Tekmar사 HT3와 Agilent GC/MSD로 분석한 formaldehyde의 결과 크로마토그램은 Agilent ChemStation 소프트웨어를 통해 쉽게 확인할 수 있다. <그림 1>은 5 ppb의 formaldehyde 표준물질을 HT3의 static headspace 모드로 분석한 크로마토그램이다. Formaldehyde의 감응계수(RF)는 내부표준물질인 p-bromofluorobenzene와 비교하여 계산된다. 내부표준물질 계산에 사용된 정량이온 값은 <그림 1>과 <표 5>에 나와있는 174 m/z이다.

6개 농도별 표준물질로 상대감응계수(Relative RF, RRF)의 표준편차와 직선성 역시 계산되었다.

이 방법은 메탄올 내 존재하는 formaldehyde가 유도체화된 formaldehyde의 상당한 백그라운드 피크를 가지기 때문에 이에 따른 영향으로 RRF의 상대표준편차는 공정시험법에서 허용하는 범위인 25%을 넘게 된다. 따라서 RRF는 백그라운드 피크를 포함된 이전/이후로 나눠 계산되었다.

검출한계농도는 RRF와 백그라운드 피크의 면적을 제외한 RRF 검량곡선에 의해 계산되는데 그 검출한계시료 농도의 상대표준편차에 10을 곱하여 최종으로 계산된다. <표 4>는 RRF와 백그라운드를 제외하여 계산된 RRF의 표준편차와 검출한계농도를 보여준다. <표 5>는 상관계수(R2)와 그것을 바탕으로산출된 검출한계농도를 나타낸다.

[결론]

Teledyne Tekmar사 HT3 headspace sampler는 PFBHA로 유도체화시킨 formaldehyde를 검출하는데 있어 환경부의 수질오염공정 시험기준에서 요구하는 상관계수(R2)와 최소검출한계 조건을 만족한다. 특히 PFBHA formaldehyde 백그라운드의 영향으로 상관계수(R2)를 바탕으로 계산된 검출한계농도가 더 나은 결과값을 제공한다는 것 역시 확인하였다.