해수중 유류탐지를 위한 휴대형 형광광도계

Abstract

해양 기름 유출 사고 발생시, 해수에 녹아 있는 유류의 농도를 알기 위해서는 보통 자외선 파장대역의 빛을 조사하고 유류에서 방출되는 형광을 검출하고 정량화하는 형광검출법을 이용할 수 있다. 이러한 형광검출법은 형광광도계라 불리는 다소 복잡한 광학 시스템에 기반 하는데, 이 시스템은 수은 램프, 분광기, 형광 여기/방출 필터, 광자증폭튜브(Photomultiplier tube, PMT) 등과 같은 상대적으로 고가, 대형의 광학부품들로 구성되며, 이로 인해 사고 현장에서 휴대하여 사용하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 자외선 빛방출다이오드(Ultraviolet Light-emitting diode, UV LED),젤라틴 방출 필터, 반도체 이미지 센서(complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) image sensor) 등의 저가, 소형의 광전자 부품들을 이용한 휴대형 형광광도계를 설계및 구성한다. 제안된 휴대형 형광광도계의 성능평가를 위해, 2종의 원유를 이용하여 유종별 검량선(calibration curve)을 파악하고, 인공오염해수(water accommodated fraction, WAF) 제작을 통해 해수 중 유류 농도를 비교하는 실험을 진행하였다. 실험 결과에 따르면 제안된 휴대형 형광광도계는 약 1 ppm의 검출한계를 가지는 것으로 평가 되었으며, 그 검출한계를 더 낮추기 위해서는 일정량의 헥산(hexane)에 다량의 해수 속 유류 성분을 추출시키는 등의 새로운 프로토콜의 적용이 필요함을 알 수 있었다.