Establishment of Isotope Ratio Map for the Determination of Long-Term Influence Factors after Chemical Accident

Abstract

2012년 구미시에서 발생한 불화수소 누출사고 발생과 더불어 국내에서의 화학사고 비율이 꾸준하게 높아지고 있는 추세이다[1]. 화학물질 누출사고에 대응하기 위하여 국내에서 2012년 이후로 많은 연구개발이 이루어지고 있다. 화학사고 이후 물질의 생태 농축성, 잔류성 등을 고려하여 화학물질로 인한 사고 발생 이후 장기적인 관점에서의 연구개발이 요구된다. 본 연구는 국내의 실제 화학사고 지역의 안정성 동위원소 비율을 측정하여 지도를 구축해보고, 해당 지역의 사고 반경 이외의 토양으로 사고 물질을 오염시킨 후의 안정성 동위원소 비율을 비교해 봄으로써 사고 후 5년 이상 지났으나 장기적인 영향이 존재하는지 알아보고자 한다. 본 연구에서는 2012년 9월 불화수소 사고가 났던 구미지역과 2013년 6월 페놀 유출사고가 발생한 강릉 옥계지역을 연구 지역으로 선정하였고, 안정성 동위원소를 가진 탄 소와 질소로 연구를 진행하였다. 탄소는 12C,13C가 있으며 질소는 14N, 15N이 대기, 토양, 물에 안정하게 존재한다. 생물학적 저감이 발생할 경우 미생물 등의 가용하기에 질량수가 낮은 원소들을 먼저 사용하기 때문에 유기물질, 탄소기반의 물질로 사고가 발생할 시 13C의 비율이 점차적으로 높아진다[2]. 실제 현장에서 사고 지점을 기준으로 3방향, 200 m간격으로 토양 시료를 채취하여 100 mesh 체거름 후 EA-IRMS를 측정하였다. 측정된 결과치를 GPS 기반으로 Kigling 방법을 이용해 지도를 구축하였다(Figure 1). 실제 강릉지역의 탄소 기반 동위원소 비율지도에서 사고 지점의 13C 비율이 매우 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 구미 불화수소 사고지역의 경우 질소의 동위원소 비율이 매우 높게 나왔는데, 실제 해당지역 비오염 토양에 불화수소를 오염시킨 결과, 질소의 동위원소 비율이 높게 올라간 것 을 확인할 수 있었다. 향후 국내의 산업단지에서 사고가 발생할 시 안정성 동위원소를 측정하여 모니터링을 지속할 경우 연구의 기반이 되는 DB가 될 수 있을 것이다.