LC-Orbitrap/MS와 통계기법을 이용한 만경·동진강 수계 오염물질 탐색기법 연구 = Water Pollution Analysis in Mankyeong and Dongjin River Using Statistical Techniques and LC-Orbitrap/MS
저자
이혜리 ( Hyeri Lee ) ; 김형섭 ( Hyoung-seop Kim ) ; 서지원 ( Jiwon Seo ) ; 전다래 ( Darae Joen ) ; 홍선화 ( Seonhwa Hong ) ; 김준우 ( Junwoo Kim ) ; 최종우 ( Jong-woo Choi )
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발행연도
2021
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
287-288(2쪽)
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국내 등록된 화학물질은 약 53,000 여종이 있으며, 이러한 화학물질은 다양한 산업활동 등에 따라 대기, 수질, 토양 등 환경매체로 배출되고 있다. 이러한 다양한 오염물질을 Online-SPE가 연계된 LC-Orbitrap/MS를 이용하여 분석하고 그 결과를 통계적 기법을 통하여 해석하고자 하였다. 연구지점은 농업지역, 산림지역, 도심지역 및 축산단지 등의 영향을 확인할 수 있는 만경강과 동진강 수계에서 각각 9지점씩 총 18지점을 선정하였다. 분석대상물질은 농약류 315종 및 의약 물질 52종을 선정하였으며, 시료(1 mL)을 Hypersil Gold aQ 컬럼(20 × 2.1 mm, 12 μm)이 장착된 Online-SPE로 농축하여 LC-Orbitrap/MS(Q Exactive Plus with Dionex Ultimate 3000-Q)로 분석하였다. 수질시료 분석결과 농약류 35종과 의약물질 16종이 검출되었으며, 검출농도는 정량한계 미만에서 최대 0.986 μg/L로 검출되었다. 분석대상물질 중 amisulbrom, carbendazim, chlorantraniliprole, metolachlor, propisochlor, tebuconazole, felbamate, naproxen이 10지점 이상에서 검출되었으며, alachlor(LOQ∼0.926 μg/L)와 amoxicllin(LOQ∼0.986 μg/L)는 검출빈도는 높지 않았으나 다른 지점에 비해 높은 농도로 검출되었다. 지점과 검출항목과의 관계를 확인하기 위하여 heat map과 군집분석을 수행한 결과, 동진강 상류와 만경강 상류 지점에서 유사한 결과를 보였으며, 각 지천내 지점이 유사한 결과를 보였다. 또한 PLS-DA를 이용한 주성분 분석을 시도하였으며, 이때 지점 간의 관계를 확인하기 위하여 검출농도를 정규화(Normalization)하여 분석하였다. 정규화 방법은 대상물질의 검출농도와 검출농도 최소값 간의 차이를 최대값과 최소값의 차이로 나누어 산출하였다. 정규화 전에는 뚜렷하지 않았던 지점간의 차이가, 정규화하여 주성분 분석을 한 결과, 동진강과 만경강 간의 구분이 뚜렷함을 확인할 수 있었다. 또한 동진강에서는 농약류(metoxyfenozide, tebufenozide, fenoxanil 등)가 1.0 이상의 높은 VIP 값을 보였으며, 만경강에서는 의약물질(ketoprofen, carbamazepine, naproxen, bezafibrate 등)이 높은 VIP 값을 보여, 동진강과 만경강 유역이 각각 농업지역과 도심지역(전주시)의 영향을 받고 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 다성분 분석시 통계기법을 이용하여 농도 비교만으로 확인할 수 없었던 지점과 검출항목간의 관계를 확인할 수 있었으며, 이러한 기법을 통해 최근 많이 시도되고 있는 비표적 분석연구에서도 방대한 양의 결과를 해석하는데 활용이 가능할 것으로 판단되었다.
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