• Detection of fluorescence from soils contaminated with monoaromatic hydrocarbons
  • 유류 오염 토양에서의 단일방향족 탄화수소 농도 측정을 위한 자외선 형광 분석에 관한 연구
  • 김우진;박재우;이주인;
  • 이화여자대학교 환경공학과;이화여자대학교 환경공학과;한국표준과학연구소 나노표면연구실;
Abstract
In order to determine the contamination of the aromatic hydrocarbons in soil, a fiber-optic sensing technique with fluorescence detector has been proposed. Previous researches have shown that the optimal condition for detecting benzene, toluene, ethylbenzene, xylene (BTEX) was 260 nm /290 nm (excitation/emission wavelength). However, broader fluorescence spectra of BTEX-polluted soil sample ranging from 300 nm to 600 nm were observed. Additionally, the intensity of fluorescence increased with increasing BTEX concentration, which was conspicuous in the fine-particle soil, The overall results indicated that the suggested technique could be useful for in-situ monitoring system for subsurface oil-storage tank.

유류로 오염될 위험성이 있는 지역에서 유류의 누출을 미리 감지하여 오염의 확산을 막기 위한 시스템을 개발하기 위하여, 유류에 상당량이 함유되어 있는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌의 농도별 형광세기를 측정하였다. 이것은 단일방향족 탄화수소계 물질이 260nm대의 자외선영역의 빛을 흡수하여 290nm 파장 영역의 형광을 낸다는 원리를 이용한 것이었으나 실제 토양 시료의 형광을 측정할 때는 300-600nm파장 영역에서 형광이 나왔다 이것은 토양이 입자 물질로 구성되어 있기 때문에 나타나는 경향이라 사료된다. 흡광 영역이 비슷한 이 네 가지 단일 방향족 탄화수소계 물질들은 그 형광을 내는 파장 영역도 비슷하였으며, 토양시료의 형광세기는 오염시킨 농도가 증가함에 따라 증가하였다. 또한 이러한 경향은 토양 입자가 미세한 토양에서 더 뚜렷하게 나타났다. 따라서 본 측정 기술은 기존의 방법에 비하여 신뢰도가 높은 데이터를 얻을 수 있고, 간편하고 단순하여 한번의 설치로 주기적인 측정이 가능하므로 유류 오염의 위험이 있는 지역에서의 상시 측정장치로서 효과적일 것으로 판단된다.

Keywords: BTEX;

Keywords: 토양오염상시측정 자외선;형광;유류저장시설;

References
  • 1. Buerck, J., Roth, S., Kraemer, K., Scholz, M. and Klass, N., 'Application of a fiber-optic NIR-EFA sensor system for in situ monitoring of aromadc hydrocarbons in contaminated ground water', Journal of Hazardous Materials, vol. 83, pp. 11-28(2001)
  •  
  • 2. Schade, W. and Bublitz, J., 'On-site laser probe for the detection of petroleum products in water and soil' Environ. Sci. Technol., vol. 30(5), pp.1451-1458(1996)
  •  
  • 3. Nadim, F., Hoag, G. E., Shili, L., Carley, R. J. and Zack, P., 'Detection and remediadon of soil and aquifer systems contaminated with petroleum products : an overview' , Journal of Petroleum Science and Engineering, vol. 26, pp. 169-178(2000)
  •  
  • 4. Bachman, J., Kanan, S. M. and Patterson, H. H. 'Monitoring laboratory-scale bioventing using synchronous scan fluorescence spectroscopy : analysis of vapor phase', Environmental pollution, vol. 113, pp. 155-162(2001)
  •  
  • 5. Barber, T. E., Fisher, W. G. and Watcher, E. A., 'Online monitoring of aromadc hydrocarbons using a nearultraviolet fiber-optic absorption sensor', Environ. Sci. Technol., vol. 29(6), pp. 1576-1580(1995)
  •  
  • 6. Stewart, G. 'Sensor systems for environmental monitoring- chap.l Fibre optic sensors', Blackie academic & professional(1997)
  •  
  • 7. Bystol, A. J., Whitcomb, J. L. and Campiglia, A. D., 'Solid-liquid laser excited time-resolved Shpol' skii spectroscopy : A facile method for the direct detection of 15 priority pollutants in water samples', Environ. Sci. Technol., vol. 35(12), pp. 2566-2571(2001)
  •  
  • 8. Vogt, F., Tacke, M., Jakusch, M. and Mizaikoff, B., 'A UV spectroscopic method for monitoring aromatic hydrocarbons dissolved in water', Analytica Chimica Acta, vol. 422, pp. 187-198(2000)
  •  
  • 9. Wang, Z., Fhedrich, D. M., Beversluis, M. R., Hemmer, S. L., Joly, A. G., Huesmann, M. H., Truex,M. J., Riley, R. G., Thompson, C. J. and Peyton, B. M., 'A Huorescence spectroscopy study of Phenanthrene sorption on Porous Silica', Environ. Sci. Technol., vol. 35(13), pp. 2710-2716(2001)
  •  
  • 10. Berlman, I. B. 'Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatics molecules', Academic Press, New York and London(1971)
  •  
  • 11. Kenny, J. E., Pepper, J. W., Whght, A. O., Chen, Y. M., Schwartz, S. L. and Shelton C. G., 'Subsurface contamination monitoring using laser fluorescence', Lewis publishers(2000)
  •  
  • 12. US EPA Innovative technology evaluation report, 'Rapid optical screen tool', EPA/540/R-95/519(1995)
  •  
  • 13. US EPA, 'Laser fluorescence EEM probe for cone penetrometer pollution analysis', EPA/600/R-99/401(1999)
  •  
  • 14. Jackson, M. L. 'Soil chemical analysis-advanced course', Univ. Wisconsin.(1969)
  •  
  • 15. Mehra, O. P., M. L. Jackson, 'Iron oxide removal from soils and clays by a dithionite-citrate system buffered with sodium bicarbonate', Clays and Clay Min., vol. 7, pp. 317-327(1960)
  •  
  • 16. 토양환경보전법(2001)
  •  
  • 17. Karel, V., 'Handbook of Environmental data on organic chemicals', 3rd edition, Van Nostrand Reinhold, pp. 249-260, 944-947, 1721-1729, 1894-1900
  •  

This Article

  • 2002; 7(2): 35-44

    Published on Jun 1, 2002