연구로이용표준물질공동연구센터, 인증표준물질 추가 개발
연구용 원자로 ‘하나로’ 이용 측정 어려운 유해 성분도 분석
국내 연구진이 미세먼지 속 크롬, 코발트 등 기존에는 분석이 어려웠던 유해 성분을 정확히 측정할 수 있는 인증표준물질*을 개발해 커다란 주목을 받고 있다.
이번 인증표준물질 개발로 다양한 유해 성분 측정을 통해 앞으로 미세먼지 관리가 더욱 촘촘해질 전망이다.
한국원자력연구원(원장 주한규, 이하 원자력연)과 한국표준과학연구원(원장 박현민, 이하 표준연)이 공동 운영 중인 ‘연구로 이용 표준물질 공동연구센터(이하 공동연구센터)’는 미세먼지의 다양한 특성 정보가 추가된 ‘도시 미세먼지 인증표준물질’ 개발에 성공했다고 20일 밝혔다.
미세먼지는 다양한 유해 화학성분을 포함하고 있어, 성분의 유해성을 정밀히 분석하고 발생원을 추적하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 각 유해 성분의 농도와 함량 등을 정확히 측정할 수 있는 일정한 품질의 미세먼지 표준물질이 필요하다.
구기 종목의 공인구가 경기 결과의 신뢰성을 높이는 것처럼 표준물질을 통해 측정과 분석 결과의 신뢰성을 높일 수 있다.
최근까지는 해외에서 개발한 인증표준물질을 활용했지만, 작년 표준연에서 국내 환경 특성이 반영된 ‘도시 미세먼지 인증표준물질’을 개발했다. 이 표준물질은 가장 정밀한 최상위분석법** 중 하나인 동위원소 희석 질량 분석법을 사용해 미세먼지 내 구리, 납 등 7가지 화학 성분을 정확히 측정할 수 있다.
하지만, 미세먼지 내 유해 성분 중 완전한 용액화가 힘든 크롬이나, 단일동위원소 성분인 코발트는 동위원소 희석 질량 분석법을 사용한 기존 방법으로는 측정이 어려웠다.
공동연구센터는 원자력연의 연구용 원자로 ‘하나로’를 이용한 최상위측정법인 표준체 이용 중성자 방사화 분석법으로 크롬, 코발트 성분도 정확히 측정할 수 있는 인증표준물질을 추가로 개발했다.
중성자 방사화 분석은 물질에 중성자를 쬐어 이때 물질이 방출하는 방사선의 종류와 세기를 측정해 성분 원소를 정확히 측정하는 분석법이다. 시료의 분해나 용액화를 위한 전처리 과정이 필요하지 않은 장점이 있다.
중성자 방사화 분석법은 가장 정밀한 분석법인 만큼 인증표준물질 개발에 적용하고 있는 곳은 전 세계적으로 미국표준기술연구소(NIST)를 제외하고, 우리나라의 공동연구센터가 유일하다.
원자력연과 표준연이 2015년부터 운영하는 공동연구센터는 ‘하나로’에 측정표준체계를 구축해 측정 기술 분야에서 국제적 신뢰도를 확보하고, 중성자 방사화 분석을 표준물질 인증에 활용함으로써 국가 인증표준물질 개발, 생산 및 보급에 힘쓰고 있다.
공동연구센터에서 개발한 도시 미세먼지 인증표준물질은 미세먼지 측정소의 유해 성분 측정 신뢰성을 평가하고 향상하는데 활용되거나, 미세먼지 발생원 추적을 위한 지표로 활용될 수 있다. 장기적으로는 국가 미세먼지 관리 대책 수립을 위한 기초 자료로도 쓰일 전망이다.
원자력연 하나로양자과학연구소 정영욱 소장은 “이번 성과는 출연연구기관들이 협력해 국가의 측정 신뢰 체계를 구축한 모범적 성과”라며, “앞으로도 연구용 원자로 ‘하나로’를 이용한 표준물질 개발을 통해 국가 산업 경쟁력 강화와 사회 현안 해결에 기여하겠다”라고 밝혔다.
용어해설
* 인증표준물질은 측정내용과 분석 방법이 정확한지 확인할 수 있는 표준이 되는 기준 물질로 측정표준국제상호인정협약(CIPM MRA)에 따라 신뢰성을 검증받아 세계적으로 통용된다.
** 최상위분석법: 모든 분석법의 최종 소급 대상으로, 국제도량형위원회(CIPM)는 중성자 방사화 분석법과 동위원소 희석 질량 분석법만을 최상위 분석법으로 인정하고 있다.
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