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  • P-ISSN1225-0163
  • E-ISSN2288-8985
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14권 5호
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대기 중 극미량의 벤젠, 톨루엔 및 자일렌의 신속한 분석을 위한 휴대용 농축-기체 크로마토크래피 시스템 개발

Development of Portable Preconcentration-Gas Chromatography System for Fast Analysis of Trace Benzene, Toluene and Xylene in Air

분석과학 / Analytical Science and Technology, (P)1225-0163; (E)2288-8985
2001, v.14 no.5, pp.432-441
정영림
김만구
정영림, & 김만구. (2001). 대기 중 극미량의 벤젠, 톨루엔 및 자일렌의 신속한 분석을 위한 휴대용 농축-기체 크로마토크래피 시스템 개발. 분석과학, 14(5), 432-441.
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초록

본 연구에서는 Tenax-GR을 이용한 고체흡착관과 curie-point식 열탈착 장치로 구성된 농축장치와 자동시료채취장치를 short column GC/PID의 주입구에 연결하여 대기압 이하에서 작동되는 자동화된 휴대용 농축-기체 크로마토그래프 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 농축-열탈착-분석 및 세정의 3과정이 한 단위로 작동되며 1~2 min 주기로 연속적인 단위조작이 가능하였다. 톨루엔 표준기체로 검토한 농축장치는 <TEX>$0.405{\sim}4.05mg/m^3$</TEX>의 농도범위에서 <TEX>$94.7{\pm}6.6{\sim}103.8{\pm}3.1$</TEX>의 높은 회수율을 나타냈고, 7% 이내의 RSD로 좋은 재현성을 나타냈다. 4 m의 짧은 모세관 컬럼을 사용한 본 시스템에서는 벤젠, 톨루엔 및 자일렌(BTX)의 혼합표준기체를 30 sec 이내에 신속하게 분리할 수 있었다. 그리고 컬럼출구의 압력이 입구보다 낮은 진공 GC로 작동되기 때문에 일반 GC에 비해 컬럼의 단위길이당 분리능을 높일 수 있었다. 본 시스템의 벤젠, 톨루엔, o-자일렌 표준기체의 검출한계는 각각 41, 49, <TEX>$472ng/m^3$</TEX>로 나타났다. 따라서, 본 시스템은 환경대기 중 저농도의 BTX를 수 분 이내의 주기로 연속모니터링하는 장치로 현장에 적용할 수 있을 것이라 생각된다.

keywords
on-line, portable, preconcentration, gas chromatograph, fast analysis, BTX, ppb levels

Abstract

An automated on-line portable preconcentration-short column gas chromatograph was developed, which used preconcentrator using adsorption tube with Tenax-GR and Curie-point heating. The developed system operated with 3 steps of processing, preconcentration, thermal desorption, and analysis and cleaning, and could continued operating within 1~2 min cycle. The recoveries of preconcentrator for toluene was ranged between <TEX>$94.7{\pm}6.6%$</TEX> and <TEX>$103.8{\pm}3.1%$</TEX> with less than 7% of RSD. For benzene, toluene and xylene(BTX) standard gas test, IDL was 41, 49, <TEX>$472ng/m^3$</TEX> benzene, toluene and o-xylene, respectively. The BTX mixture was analyzed within 30 sec with baseline separation by the system equipped with 4 m long capillary column. The deficiency of separation power caused by short column was solved by the control of sample injection volume and inlet/outlet pressure ratio. The automated portable preconcentration-short column gas chromatograph system was found to be useful for the continuous air monitoring of BTX at ppb levels in ambient air.

keywords
on-line, portable, preconcentration, gas chromatograph, fast analysis, BTX, ppb levels


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