[표지]
제출문
요약문
Abstract
목차
제1장 연구의 개요 22
제1절 연구 추진 배경 및 필요성 22
제2절 연구 추진 목적 24
제2장 서론 25
제1절 환경 현안물질 25
1.1. 잔류성유기오염물질(Persistent Organic Pollutants, POPs) 25
1.2. POPs 대체물질 30
1.3. 농약류(Pesticides) 32
1.4. 다환방향족탄화수소류(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs) 34
1.5. 내분비계장애물질(Endocrine disrupting chemicals, EDCs) 35
1.6. 신종유해물질(Contaminants of emerging concern, CECs) 38
제2절 고분해능 질량분석기를 사용한 추정 및 비표적 분석 연구 41
제3절 PFASs의 먹이 단계별 생물 축적성 연구 44
3.1. PFASs 대체물질 44
제3장 연구내용 및 방법 52
제1절 과업의 범위 및 연구내용 52
제2절 자료 조사를 통한 검출 가능 물질 목록화 54
2.1. 검출 가능 물질 목록화 54
제3절 환경 현안물질 검출을 위한 분석법 확립 57
3.1. GC/Q-TOF-MS 기기조건 57
3.2. GC/Q-TOF-MS 이용한 표적 분석법 59
3.3. GC/Q-TOF-MS 이용한 추정 및 비표적 분석법 71
3.4. 시료 전처리법 74
제4절 PFASs 대체물질 분석법 확립 101
4.1. PFASs 대체물질 전처리법 101
4.2. PFASs 대체물질 기기분석 및 정성·정량분석 102
4.3. GenX, F-53B 기기검출한계 및 회수율 103
4.4. 먹이단계 생물시료의 영양단계 분석방법 105
제5절 생물축적성 평가를 위한 시료채취 방법 106
5.1. 환경현안물질 시료채취 106
5.2. PFASs 대체물질 시료채취 108
제4장 연구결과 및 고찰 110
제1절 대표 수계에 대한 환경매체별 환경현안물질 스크리닝 110
1.1. 표적 분석법을 사용한 환경현안물질 스크리닝 110
1.2. 추정 및 비표적 분석법을 사용한 환경현안물질 스크리닝 125
제2절 국내 수생태계에서 PFASs 대체물질 환경잔류 특성 141
2.1. 하천수 대상 PFASs 대체물질(GenX, F-53B)의 잔류농도 및 분포특성 141
2.2. 하천 퇴적물 대상 PFASs 대체물질(GenX, F-53B)의 잔류농도 및 분포특성 143
2.3. 붕어 체내에서 PFASs 대체물질(GenX, F-53B)의 잔류농도 및 분포특성 145
2.4. 붕어 체내에서 GenX, F-53B 물질의 BAF 및 BSAF 147
2.5. 먹이단계 생물시료에서의 GenX, F-53B 잔류농도 및 분포 특성 149
2.6. 먹이단계 생물시료 대상 GenX, F-53B의 BAF 및 BSAF 155
2.7. 먹이단계 생물시료 대상 GenX, F-53B의 BMF 160
제5장 결론 163
제6장 참고문헌 167
Table 2-1. 스톡홀름 협약에 따른 POPs 목록 26
Table 2-2. 수생태계 시료에서의 PBDEs 선행연구 27
Table 2-3. 수생태계 시료에서의 PCBs 선행연구 27
Table 2-4. 수생태계 시료에서의 OCPs 선행연구 28
Table 2-5. 수생태계 시료에서의 SCCPs 선행연구 29
Table 2-6. 수생태계 시료에서의 NBFRs 선행연구 31
Table 2-7. 수생태계 시료에서의 OPFRs 선행연구 32
Table 2-8. 수생태계 시료에서의 Pesticides 선행연구 33
Table 2-9. 수생태계 시료에서의 PAHs 선행연구 35
Table 2-10. 수생태계 시료에서의 Phthalates 선행연구 36
Table 2-11. 수생태계 시료에서의 Phenols 선행연구 37
Table 2-12. 수생태계 시료에서의 UV-filters 선행연구 39
Table 2-13. 수생태계 시료에서의 Synthetic musks 선행연구 40
Table 2-14. 고분해능 질량분석기를 이용한 표적/추정/비표적 분석 국내 선행연구 사례 42
Table 2-15. GC 기반의 고분해능 질량분석기 이용한 표적/추정/비표적 분석 국외 선행연구 사례 43
Table 2-16. 주요 PFASs 대체물질의 분자구조 45
Table 2-17. GenX의 물리·화학적 특성 46
Table 2-18. F-53B의 물리·화학적 특성 47
Table 2-19. 하폐수(ng/L), 퇴적물(ng/g-dw.), 어류(ng/g-ww.) 시료를 대상으로 한 PFASs 대체 물질의 선행연구 농도 결과 51
Table 3-1. 수생태계에서 GC/Q-TOF-MS로 검출 가능한 환경 현안물질 목록 55
Table 3-2. GC/Q-TOF-MS 기기 분석조건 58
Table 3-3. 표적 물질 목록 - POPs 60
Table 3-4. 표적 물질 목록 - CECs 63
Table 3-5. 표적 물질 목록 - etc. 65
Table 3-6. 표적 스크리닝 조건 71
Table 3-7. 추정 및 비표적 스크리닝 조건 72
Table 3-8. 확인된 물질의 신뢰도 판정 기준 74
Table 3-9. 표준물질 logKow[이미지참조] 75
Table 3-10. 표준물질 주입 회수율 결과 76
Table 3-11. 본 연구에서 얻은 하천수 시료에서의 SDL과 기존 문헌에서의 검출 농도 비교 90
Table 3-12. 본 연구에서 얻은 퇴적물 시료에서의 SDL과 기존 문헌에서의 검출 농도 비교 93
Table 3-13. 본 연구에서 얻은 어류 시료에서의 SDL과 기존 문헌에서의 검출 농도 비교 99
Table 3-14. LC-MS/MS 기기조건 102
Table 3-15. 각 매체별 GenX, F-53B 정량한계 103
Table 3-16. 각 매체별 GenX 내부표준물질 평균 회수율 104
Table 3-17. 각 매체별 GenX, F-53B의 정확도 및 정밀도 104
Table 3-18. 안정동위원소비 계산식 105
Table 3-19. 질소안정동위원소비 계산식 105
Table 4-1. 표적 스크리닝을 통한 다매체 우선 순위 관리 물질 목록 123
Table 4-2. 추정 및 비표적 스크리닝 검출 물질 수 126
Table 4-3. 추정 및 비표적 스크리닝을 통한 하천수 대상 다빈도 및 고강도 검출 물질 129
Table 4-4. 추정 및 비표적 스크리닝을 통한 퇴적물 대상 다빈도 및 고강도 검출 물질 132
Table 4-5. 추정 및 비표적 스크리닝을 통한 붕어 대상 다빈도 및 고강도 검출 물질 135
Table 4-6. 추정 및 비표적 스크리닝을 통한 다매체 우선 순위 관리 물질 목록 140
Table 4-7. 하천수에서 GenX, F-53B 농도 결과 142
Table 4-8. 퇴적물에서 GenX, F-53B 농도 결과 144
Table 4-9. 붕어 체내에서 GenX, F-53B 농도 결과 146
Table 4-10. 먹이단계 생물시료 GenX, F-53B 농도 1차 조사 결과 151
Table 4-11. 먹이단계 생물시료 GenX, F-53B 농도 2차 조사 결과 152
Table 4-12. 먹이단계 생물시료 채취지점의 하천수와 퇴적물 중 GenX, F-53B의 농도(1, 2차) 155
Table 4-13. 먹이단계 생물시료에서 BAF 산정 결과(1차 조사) 156
Table 4-14. 먹이단계 생물시료에서 BAF 산정 결과(2차 조사) 156
Table 4-15. 먹이단계 생물시료에서 BSAF 산정 결과(1차 조사) 157
Table 4-16. 먹이단계 생물시료에서 BSAF 산정 결과(2차 조사) 157
Table 4-17. 동물플랑크톤을 포식하는 먹이단계 생물시료의 GenX, F-53B의 BMF 산정 결과(1차 조사) 161
Table 4-18. 동물플랑크톤을 포식하는 먹이단계 생물시료의 GenX, F-53B의 BMF 산정 결과(2차 조사) 161
Table 4-19. 동물플랑크톤을 포식하는 먹이단계 생물시료의 선행연구 PFOA, PFOS의 BMF 산정 결과(2020년) 162
Fig. 2-1. GenX의 연도별 논문 발표 수(Science direct)(Key word : GenX) 49
Fig. 2-2. F-53B의 연도별 논문 발표 수(Science direct)(Key word : F-53B) 49
Fig. 3-1. 연구 개념도 52
Fig. 3-2. 표적/추정 및 비표적 분석 절차 57
Fig. 3-3. GC/Q-TOF-MS 이용 in-house DB 작성 과정(예시) 69
Fig. 3-4. PCDL 정보(예시 - 가소제) 70
Fig. 3-5. 표적 스크리닝 분석 결과(예시) 71
Fig. 3-6. NIST Library(예시 - 2,4-Di-tert-butylphenol) 72
Fig. 3-7. 추정 및 비표적 스크리닝 분석 과정(예시) 73
Fig. 3-8. 하천수 시료에서의 표준물질 검출 및 회수율 89
Fig. 3-9. 하천수 시료에서 확립된 전처리법 90
Fig. 3-10. 퇴적물 시료에서의 표준물질 검출 및 회수율 92
Fig. 3-11. 퇴적물 시료에서 확립된 전처리법 94
Fig. 3-12. 생물 시료 분석법 확립 실험 97
Fig. 3-13. 다양한 전처리 조건에서의 표준물질 검출 및 회수율(붕어시료) 98
Fig. 3-14. 붕어 시료에서의 확립된 전처리법 100
Fig. 3-15. 하천수, 퇴적물 및 어류 시료에서 PFASs 대체물질 전처리법 101
Fig. 3-16. GenX, F-53B의 표준물질 검량선 103
Fig. 3-17. 주요 하천 시료 채취 지점 107
Fig. 3-18. 주요 하천 시료 채취 지점 109
Fig. 3-19. 남한강 대상 먹이단계 생물시료 채취지점 109
Fig. 4-1. 하천수 시료채취 지점별 검출 물질 수 110
Fig. 4-2. 하천수 시료채취 지점별 검출 분포 특성 111
Fig. 4-3. 하천수 시료채취 지점별 검출 물질 종류 112
Fig. 4-4. 퇴적물 시료채취 지점별 검출 물질 수 113
Fig. 4-5. 퇴적물 시료채취 지점별 검출 분포 특성 114
Fig. 4-6. 퇴적물 시료채취 지점별 검출 물질 종류 115
Fig. 4-7. 붕어 시료채취 지점별 검출 물질 수 116
Fig. 4-8. 붕어 시료채취 지점별 검출 분포 특성 117
Fig. 4-9. 붕어 시료채취 지점별 검출 물질 종류 118
Fig. 4-10. 매체별 표적 스크리닝 검출물질 주성분 분석 결과 120
Fig. 4-11. 매체별 표적 스크리닝 검출 물질 종류 및 수 121
Fig. 4-12. 시료별 비표적 스크리닝 검출 물질 수 125
Fig. 4-13. 하천수 시료채취 지점별 검출 물질 종류 128
Fig. 4-14. 퇴적물 시료채취 지점별 검출 물질 종류 131
Fig. 4-15. 붕어 시료채취 지점별 검출 물질 종류 134
Fig. 4-16. 매체별 추정 및 비표적 스크리닝 검출물질 주성분 분석 결과 137
Fig. 4-17. 매체별 추정 및 비표적 스크리닝 검출 분포 특성 138
Fig. 4-18. 하천수에서 GenX, F-53B 분석결과 농도 분포 141
Fig. 4-19. 퇴적물에서 GenX, F-53B 분석결과 농도 분포 143
Fig. 4-20. 붕어 체내에서 GenX, F-53B 분석결과 농도 분포 145
Fig. 4-21. BAF 산출 계산식 147
Fig. 4-22. BSAF 산출 계산식 147
Fig. 4-23. 붕어 체내에서 GenX, F-53B의 BAF 분포 148
Fig. 4-24. 붕어 체내에서 GenX, F-53B의 BSAF 분포 148
Fig. 4-25. 먹이단계 생물시료 TL 정보 150
Fig. 4-26. 먹이단계 GenX, F-53B의 농도 분포(1차 조사) 153
Fig. 4-27. 먹이단계 GenX, F-53B의 농도 분포(2차 조사) 153
Fig. 4-28. 안정동위원소를 이용한 TL 결과 154
Fig. 4-29. 먹이단계 GenX, F-53B의 BAF 분포(1차 조사) 158
Fig. 4-30. 먹이단계 GenX, F-53B의 BAF 분포(2차 조사) 158
Fig. 4-31. 먹이단계 GenX, F-53B의 BSAF 분포(1차 조사) 159
Fig. 4-32. 먹이단계 GenX, F-53B의 BSAF 분포(2차 조사) 159
Fig. 4-33. BMF 산출계산식 160