Analysis of combustion gas and soil contaminated with combustion gas after chemical accident(fire/explosion)

Abstract

최근 화재, 폭발과 같은 화학 사고들이 급증하고 있다[1]. 화재, 폭발 시 발생한 연소가스는 즉시 대기에 확산되고 인근 농경지와 주민들의 건강에 악영향을 미친다. 국내에서는 연소가스 성분에 대한 정성적 연구와 독성물질의 토양오염에 대한 연구 사례가 부족하다. 따라서, 본 연구에서는 독성 가스의 화합물 분석과 유독 가스에 노출된 토양 정성분석을 수행하였다. 국내산업계에서 취급량과 사용빈도수가 많은 toulene, phenol, triethylamine, ethyl acetate, methyl ethyl keton, benzen 등의 화학물질을 선정하여 연구를 수행하였다[2]. 독성 연소가스는 대부분 대기 중으로 확산되지만 본 연구에서는 강우조건에서 연소기체가 토양으로 침강하여 토양오염을 유발하는 최악의 시나리오로 가정하였다. 화학물질의 화재모사실험은 특수 제작한 연소가스 챔버에서 화학물질을 연소시켜 발생된 가스를 hexane, methanol, DI water에 용해시켜 GC-MS를 이용하여 정성 분석하였다. 폭발모사실험은 Flow Furnace 내부에서 화학물질을 1,200°C로 가열하여 발생된 연소가스를 hexane, methanol, DI water에 용해시켜 GC-MS를 이용하여 정성 분석하였다. Toluene 화재모사실험 결과 toluene, ethylbenzene, styrene, benzaldehyde, phenol, 1-propynylbenzene, methoxy(phenyl)acetic acid, naphthalene이 검출되었다[Fig 1]. Phenol 폭발모사 실험 결과 styrene, methoxybenzene, benzaldehyde, phenol, benzofuran, 1,3-benzodioxole, 1-propynylbenzene, 2-methylbenzofuran, azulene이 검출되었다[Fig 2]. 화재와 폭발 사고 시 토양에서 모오염물질 외 부산물이 검출되었으며, 이러한 물질들의 거동 분석 및 DB 구축을 통해 차후 화학사고 발생 시 생태학적 영향평가 및 원인 규명에 중요한 기초자료로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.