The official analytical method for the analysis of harmful heavy metals in Meju, distributed in Korea, employs a strong acid to decompose the organic components. This analysis is time consuming and harmful to the users and/or the environment. This study aimed to develop a new pre-treatment technology using laser ablation, to rapidly analyze harmful heavy metals without using strong acids. The results obtained from this method were validated by the National Institute of Food and Drug Safety Evaluation guideline (NIFDS, 2016). Moreover, a comparison of the two methods showed that the analytical time for 55 Meju samples was shortened by 96% or more in the new method. The results showed no significant difference in the recovery ranging from 90–120%. The proposed method proved suitable for detecting harmful heavy metals in Meju.

본 연구는 Laser ablation ICP/MS (이하 LA-ICP/MS)를 이용한 환경오염 추적연구를 위하여 어류 내 이석을 분석 하였다. 어류의 이석은 어류가 서식하는 환경에 영향을 받는 것으로 알려져 있어 국외에서는 이를 활용한 연구가 활발하나 국내에서는 이에 대한 연구가 미비한 실정이다. 그래서 본 연구에서는 환경오염의 지표로 사용되는 금속 원소의 성분 분석을 통하여 어류 이석을 이용한 환경오염 추적 가능성을 파악하고자 하였다. 또한 금속 원소의 성분 분석을 위해서는 전처리 과정을 줄여 분석 시간을 단축시킬 수 있는 것으로 알려진 LA-ICP/MS를 이용하였다. 시료채취는 연구지역과 배경지역으로 나누어 실험을 진행하였고, 실험 어종은 담수종인 잉어를 선정하였다. LA-ICP 의 분석 최적 조건을 정립하기 위하여 이석 표준물질인 FEBS-1을 이용하여 9개 금속 원소 (Li, Mg, Mn, Cu, Zn, Sr, Ba, Pb, U)의 정확도와 정밀도를 확인하였다. 정립한 조건을 이용하여 실제시료를 분석한 결과, 연구지역에서 채집한 어류 이석 내 금속 원소 성분의 총 농도가 2202.9 mg kg-1으로 배경 지역의 1086.3 mg kg-1보다 2.03배 높게 측정되었다. 원소별로는 Li과 U을 제외한 모든 원소가 연구 지역이 배경지역보다 높게 나타났다. 그리고 퇴적물 측정 망 분석 자료와 비교한 결과, Zn, Pb, Cu가 두 지역의 퇴적물 금속 원소 농도 분포와 어류 이석 내 금속 원소 농도 분포 경향이 유사하게 나타났다. 이러한 결과로 보아 어류 내 이석은 퇴적물과 같이 환경오염원을 추적하는 데 활용 할 수 있다는 것을 확인하였다.

플라스틱은 발열량이 매우 커서 가연성 폐자원으로써의 활용가치가 높으므로, 플라스틱 폐기물을 이용한 고형연료화(RPF, refuse plastic fuel) 사업을 통하여 대안적인 에너지 공급원으로 기능할 수 있다. 그러나 PVC 재질이 혼합된 플라스틱류의 경우, 소각과정에서 다이옥신과 염화수소 등 2차 대기오염물질이 발생되고, 플라스틱에 포함된 중금속 등의 유해물질이 환경 매체에 다양한 경로로 확산되기 때문에 플라스틱 폐기물의 처리과정에서 여러 가지 환경적 문제를 야기할 수 있다. 즉, 플라스틱은 소각에 의한 에너지 회수 과정에서 유해대기오염물질(HAPs, hazardous air pollutants)을 필연적으로 배출하게 되므로, 폐자원의 재활용 방안을 모색하고 적용하기에 앞서 물리화학적 특성, 특히 미량성분의 분포 특성과 이에 수반되는 잠재적 영향 파악이 반드시 선행되어야 한다. 한편, ICP-MS를 이용하여 플라스틱에 포함된 미량성분을 정량분석하려면 고체상 시료를 용액화 하는 전처리 과정이 필요한데, 이와 같은 파괴적 전처리 과정은 많은 시간과 노력이 요구되고, 시료 오염과 휘발 원소의 손실, 난분해성 시료의 낮은 분해효율 등과 같은 한계가 있어, 난용성 소재에 대하여 전처리 과정 없이 고체상시료를 직접 분석할 수 있는 방법이 요구된다. Laser ablation(LA)은 시료의 국소 범위에 laser를 조사하여 증기화하는 장비로, ICP-MS와 결합하면 별도의 파괴적 전처리 과정 없이 신속하면서도 정확한 분석이 가능하다. 그리고 ICP-MS로 도입되는 시료량이 극히 적기 때문에 분석 장비로 인한 오염이 적은 장점이 있다. 반면, LA는 시료의 열적, 물리적 특성의 영향을 받기 때문에 미지시료의 정량분석을 위하여 동일한 매질의 표준시료가 필요하다. 또한, LA의 대표적인 한계로 꼽히는 elemental fractionation의 영향을 고려하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 한국기초과학지원연구원에서 보유하고 있는 LA-ICP-MS 분석장비(UV laser ablation system: 213 nm Nd:YAD laser, UP213, New Wave Research; ICP-MS: X2 series, Thermo Science Company)를 사용하고, 분석결과의 신뢰성 제고를 위하여 시료와 동일한 매질의 인증표준물질을 이용하여 최적분석조건 및 절차를 도출하며, 20종의 플라스틱 폐기물 시료에 포함된 미량성분(As, Br, Cd, Cr, Hg, Pb)을 정량분석하고자 한다.