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레이저 유도붕괴 분광법(LIBS)은 물질상태(고체,

액체, 기체)에 상관없이 신체 접촉시 오염 우려 및 미

량 시료도 전처리 없이 동시에 많은 종류의 원소 분

석으로 분석과정이 단순하고 신속하게 분석이 가능하

며, 소형화된 레이저의 개발로 시료의 직접적인 채취

가 어려운 조건의 현장분석에도 적합하다. 농산물 안

정성 평가나 친환경 농업 및 정밀농업을 위한 조사

등에 활용될 수 있는 비파괴 실시간 정량분석기술로

서 LIBS 분석법의 토양분석 가능성을 평가하고자 표

준광물, 미국의 표준기술연구소의 표준토양, 미국 테

네시주 초지 및 밭토양을 대상으로 토양 구성성분의

정성·정량적 분석에 필요한 측정조건을 조사하고 이

를 토대로 LIBS에 의한 농도값과 기존의 화학분석법

을 통해 측정한 결과를 비교하였다.

LIBS 측정은 펄스형 Nd:YAG 레이저(Minilite II,

Continuum, Santa Clara, CA)에서 나오는 1064 ㎚ 에

너지 파장의 광원을 시편의 플라즈마를 생성시키는데

사용하였고, 25 mJ/pulse 여기 에너지 빔을 펄스폭 3

5 ns, 펄스 반복 주기 10 Hz, 노출시간 10 s 동안 시

료의 표면에 조사하였다. LIBS 분광은 0.03 ㎚의 해

상력으로 200 ㎚에서 600 ㎚의 영역에서 50 m 이하

로 분쇄하여 원형 펠렛 형태로 압축시킨 시료를 10

rpm의 속도로 회전시키면서 상온 상압의 실험실 조

건에서 수행되었다.

LIBS를 이용한 토양 중 주요한 원소의 적정 파장(

㎚)은 Al(I) 309.2 ㎚, Ca(I) 422.6 ㎚, Fe(I) 406.4 ㎚,

Mg(I) 285.2 ㎚, Na(I) 589.2 ㎚, Si(I) 288.2 ㎚, Ti(I)

398.9 ㎚ 이었다. LIBS의 피크강도가 물질 중 원소의

농도가 증가됨에 따라 각 원소의 특정 파장대에서 일

정하게 증가되는 것으로 나타나고 있으나 표준물질의

LIBS의 신호비와 원소비를 통해 측정된 검량곡선의

상관계수(r2)는 0.863에서 0.977의 범위로 원소별로 상

이할 뿐만 아니라 0.98에 미치지 못하였다. 또한, 토양

중 분석대상원소에 대하여 기존 ICP-AES에 의한 표

준방법으로 분석된 시료의 측정값과 비교하여 상대적

인 오차는 대략적으로 (-)40%에서 80%이상이며, 평

균오차는 32.2%로 표준척도 20% 이상을 초과하였다.

LIBS에 의한 토양분석은 토양의 조성과 입자의 크

기에 따른 매질효과(matrix effect)로 표준물질의 검

량곡선에서 결정계수가 낮고, 원소별 함량도 기준의

표준방법과 비교할 때 오차가 컸다. 따라서 LIBS에

의한 토양분석은 정성적인 분석 수준의 정밀도를 보

였으며, 토양 매질의 영향을 최소화하기 위하여 기존

의 분쇄ㆍ펠렛형 시료조제 및 회전측정 이외의 다양한 토양매질의 표준물질(standard reference material)

의 확보, 새로운 전처리 방법 및 측정상 방법개선 등

신뢰성 있는 정량 분석을 위한 노력이 필요할 것으로

사료된다.

Laser induced breakdown spectroscopy(LIBS) is an simple analysis method for directly quantifying many

kinds of soil micro-elements on site using a small size of laser without pre-treatment at any property of

materials(solid, liquid and gas). The purpose of this study were to find an optimum condition of the LIBS

measurement including wavelengths for quantifying soil elements, to relate spectral properties to the

concentration of soil elements using LIBS as a simultaneous un-breakdown quantitative analysis

technology, which can be applied for the safety assessment of agricultural products and precision

agriculture, and to compare the results with a standardized chemical analysis method. Soil samples

classified as fine-silty, mixed, thermic Typic Hapludalf(Memphis series) from grassland and uplands in

Tennessee, USA were collected, crushed, and prepared for further analysis or LIBS measurement. The

samples were measured using LIBS ranged from 200 to 600 nm(0.03 nm interval) with a Nd:YAG laser at

532 nm, with a beam energy of 25 mJ per pulse, a pulse width of 5 ns, and a repetition rate of 10 Hz. The

optimum wavelength(λnm) of LIBS for estimating soil and plant elements were 308.2 nm for Al, 428.3 nm

for Ca , 247.8 nm for T-C, 438.3 nm for Fe, 766.5 nm for K , 85.2 nm for Mg, 330.2 nm for Na, 213.6 nm for

P, 180.7 nm for S, 288.2 nm for Si, and 351.9 nm for Ti, respectively. Coefficients of determination(r2) of

calibration curve using standard reference soil samples for each element from LIBS measurement were

ranged from 0.863 to 0.977. In comparison with ICP-AES(Inductively coupled plasma atomic emission

spectroscopy) measurement, measurement error in terms of relative standard error were calculated.

Silicon dioxide(SiO2) concentration estimated from two methods showed good agreement with -3.5% of

relative standard error. The relative standard errors for the other elements were high. It implies that the

prediction accuracy is low which might be caused by matrix effect such as particle size and constituent of

soils. It is necessary to enhance the measurement and prediction accuracy of LIBS by improving pretreatment

process, standard reference soil samples, and measurement method for a reliable quantification

method.

권호기사

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 목차
양돈분뇨 처리에 따른 속성수의 유시 생육특성 김현철 ;여진기 ;구영본 ;박정현 ;백을선 pp.323-329

장호통의 분류 송관철 ;현병근 ;손연규 ;장용선 ;박찬원 pp.330-335

태안지역 강우의 산성도 중화 및 화학성 평가 이종식 ;김민경 ;박성진 ;최철만 ;정태우 ;정임영 pp.336-340

쌀겨와 밀기울의 토양 혐기발효 처리가 시설 재배지 토양의 미생물상에 미치는 영향 김홍림 ;원항연 ;손보균 ;최영하 ;곽용범 pp.341-347

기후요인에 의한 제주도 토양분포 문경환 ;임한철 ;현해남 pp.348-354

서해안 신간척지에서 유채-피마자 작부체계시 토양염농도 및 침수가 생육 및 수량에 미치는 영향 손용만 ;전건영 ;송재도 ;이재황 ;박무언 pp.355-363

하해혼성 충적층 논토양 작토층과 경반층의 토양특성 양창휴 ;김택겸 ;유진희 ;김재덕 ;정광용 pp.364-370

벼 재배시 녹비작물 혼입에 따른 지력개선 효과 양창휴 ;유진희 ;김택겸 ;이상복 ;김재덕 ;백남현 ;김선 ;최원영 ;김시주 pp.371-378

바이오매스 자원 DB 구축과 분포도 작성 김이현 ;남재작 ;홍석영 ;최은영 ;홍승길 ;소규호 pp.379-384

흑색 화산회토인 남원통의 분류 송관철 ;현병근 ;손연규 ;임한철 ;이신찬 pp.385-392

용당통의 분류 송관철 ;현병근 ;문경환 ;전승종 ;임한철 pp.393-398

레이저유도붕괴분광법을 활용한 토양의 정량분석 장용선 ;이계준 ;이정태 ;황선웅 ;진용익 ;박찬원 ;문용희 pp.399-407

참고문헌 (16건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Barbini, R., F. Colao, R. Fantoni, A. Pallucci and F. Capitelli. 1999. Application of laser induced breakdson spectroscopy to the analysis of metals in soil. Appl. Phys 69:175-178. 미소장
2 Brech, F. and L. Cross. 1962. Optical microemission stimulated by a ruby maser. Appl. Spectrosc. 16:59-61. 미소장
3 Capitelli, F., F. Colao, M.R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti and N. Sensi. 2002. Determination of heavymetlas in soil by laser induced breakdown spectroscopy. Geoderma 106:46-62. 미소장
4 Variables Influencing the Precision of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Measurements 네이버 미소장
5 Correction of Matrix Effects in Quantitative Elemental Analysis With Laser Ablation Optical Emission Spectrometry 네이버 미소장
6 David A.C. and L.J. Radziemski. 2006. Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, John Wiley & Sons Ltd, p 241-242. 미소장
7 Soil Metals Analysis Using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) 네이버 미소장
8 Jensen, L.C., S.C. Langford, J.T. Dickinson and R.S. Addleman. 1995. Mechanic studies of laser induced breakdown spectroscopy of model environmental samples. Spectrochim. Acta B. 50:1501-1519. 미소장
9 Lazic, V., R. Barbini, F. Colao, R. Fantoni, and A. Palucci. 2001. Self-absorption model in quantitative laser induced breakdown spectroscopy measurements on soils and sediments. Spectrochimica Acta B. 56:807-820. 미소장
10 Open-path laser-induced plasma spectrometry for remote analytical measurements on solid surfaces 네이버 미소장
11 Salle, B., D.A. Cremers, S. Maurice, R.C. Wiens and P. Fichet. 2005. Evaluation of compact spectrograph for in situ and stand off laser induce breakdown spectroscopy analysis of geological samples on Mars missions. Spectrochim. Acta B. 60:805-815. 미소장
12 Silvergeld, E. 1995. The international dimensions of lead exposure. Int. J. Occup. Environ. Health 1:336-348. 미소장
13 A Real-Time Fiber-Optic LIBS Probe for the In Situ Delineation of Metals in Soils 네이버 미소장
14 Determination of Uranium in Solution Using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy 네이버 미소장
15 Wisbrun, R., I. Schechlter, R. Niessner and H. Schroder. 1993. Laser-induced breakdown spectroscopy as a fast screening sensor for environmental analysis of trace amounts of heavy metals in soil. Anal. Methods Instrum. 1:17-22. 미소장
16 Yamamoto, K.Y., D.A. Cremers, M.J. Ferris and L.E. Foster. 1996. Detection of Metals in the Environment Using a Portable Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Instrument Applied Spectroscopy, 50:222-233. 미소장

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