Headspace-SPME와 GC-MSD를 이용한 수중의 냄새 유발물질 분석 최적화 및 낙동강 수계에서의 검출 특성

목적:본 연구에서는 headspace-SPME 전처리 장치와 GC-MSD를 이용하여 10종의 냄새 유발물질(dimethyl trisulfide (DMTS), 3-hexenylacetate (HA), 2-isopropyl-3-methoxypyrazine (IPMP), 2-methylbenzofuran (MBF), 2-isobutyl-3-methoxypyrazine (IBMP), β-cyclocitral (CC), trans-2-decenal (DCNL), 2-trans-4-trans-decadienal (DENL) 2,4,6-trichloroanisole (TCA) 및 β-ionone (ION))을 동시에 분석할 수 있는 간편하고 자동화된 분석 방법을 개발하여 낙동강 전 수계에서의 냄새 유발물질 분포 특성을 평가하였다. 방법:냄새 유발물질 10종에 대한 headspace-SPME 전처리 장치에서의 추출효율 최적화하기 위하여 SPME fiber 재질별, 추출 온도와 추출 시간, 탈착 온도와 탈착 시간 및 염석제의 최적 투입량을 평가하였다. 또한, 최적화된 headspace-SPME 전처리법을 이용하여 낙동강 수계의 본류 10지점과 지류 6개 지점에 대해 검출 농도를 조사하였다. 결과 및 토의:최적화된 headspace-SPME 전처리법을 이용하여 GC-MSD 분석 시, 냄새 유발물질 10종의 검출 한계와 정량 한계는 각각 2~10 ng/L 및 5~25 ng/L였고, 3-Hexenyl-acetate (HA)의 검출 한계 및 정량 한계가 가장 높았다. 낙동강 전 수계에서 냄새 유발물질 분포 특성을 평가한 결과, DMTS, CC, ION 3종만 검출되었고, 그 중 DMTS는 지류인 진천천에서 115.5 ng/L로 가장 높게 검출되었으며, 본류에서는 CC가 고령에서 30.6 ng/L로 가장 높은 농도로 검출되었다. 낙동강의 경우, 상류에는 냄새 유발물질에 대한 오염이 없었고, 하수처리장 방류수의 영향을 받는 중류에서 검출 농도가 상승한 후 하류로 갈수록 감소하는 경향을 나타내었다. 결론:냄새 유발물질은 수돗물에 ng/L 수준의 매우 낮은 농도로 존재하더라도 품질에 대한 불신을 초래할 수 있으므로, 갈수기를 포함한 조류 번성기에는 상수원에 대한 주기적인 모니터링이 필요하였다. 또한, 본 연구에서 평가된 10종 이외의 다양한 냄새 유발물질에 대해서도 향후 분석법 최적화 및 상수원에서의 분포 특성 등을 포함한 지속적인 연구가 필요한 것으로 평가되었다. Objectives:This study developed a simple and automated analytical method using headspace-SPME (solid phase microextraction) and GC (gas chromatography)-MSD (mass selective detector) to simultaneously analyze ten odorous compounds (dimethyl trisulfide (DMTS), 3-hexenylacetate (HA), 2-isopropyl-3-methoxypyrazine (IPMP), 2-methylbenzofuran (MBF), 2-isobutyl-3-methoxypyrazine (IBMP), β-cyclocitral (CC), trans-2-decenal (DCNL), 2-trans-4-trans-decadienal (DENL) 2,4,6-trichloroanisole (TCA) 및 β-ionone (ION)), evaluating their distribution characteristics throughout the Nakdong River basin. Methods:To optimize the extraction efficiency of the headspace-SPME method for ten odorous compounds, we evaluated various SPME fiber materials, extraction temperatures, extraction times, desorption temperatures, desorption times and salt (NaCl) dosages. Additionally, using the optimized headspace-SPME, we investigated the detection concentrations at ten main stream sites and six tributary sites in the Nakdong River basin. Results and Discussion:The most suitable SPME fiber material for the pretreatment of ten odorous compounds was CAR/PDMS/DVB. The optimal SPME extraction temperature and time were 75°C and 60 minutes, respectively, and the optimal desorption temperature and time at th