3M OV monitor

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서필 애
6 years ago
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1 3M 3500/3520 측정및분석가이드 이가이드는 3M 유기증기용모니터의측정과분석에관한정보를요약한것입니다. 3M에는두종류의유기증기모니터가있습니다 모니터는활성탄흡착층이하나로되어있고, 3520은두개의흡착패드층을가지고있습니다. 이두종류의모니터모두각측정기관의실험실에서분석할수있고, 분석기능이갖추어지지않은고객은 3M 지정분석기관에서소정의분석비로분석서비스를받을수있습니다. 이지침서는 3M 유기증기용모니터의측정과분석에관한정보를요약한것으로, 다음의 4SECTION 으로구성되어있습니다. SECTION 1.0 SECTION 1.1 SECTION 1.2 SECTION 1.3 SECTION 1.4 SECTION 1.5 SECTION 1.6 측정정보기준측정시간정확도측정전략측정불가능한화합물질분석실 SECTION 2.0 SECTION 2.1 SECTION 2.2 SECTION 2.3 분석절차농도계산절차 3M 3500 유기증기용모니터의농도계산절차 3M 3520 유기증기용모니터의농도계산절차 SECTION 3.0 회수율 ( 탈착효율 ) SECTION 3.1 회수율결정을위해추천되는절차 SECTION 4.0 측정 / 분석표 SECTION 4.1 포집속도 SECTION 4.2 포집시간 SECTION 4.3 포집용량 SECTION 4.4 회수율 ( 탈착효율 )

2 더욱자세한정보기술지원 : 영업지원 : 인터넷 : krankim@mmm.com SECTION 1.0 측정정보 1.1 기준미국정부산업위생전문가협회 (ACGIH) 의허용기준 (TLV) 과노동부허용기준이가장많이인용되는기준들입니다. TLV는법적구속력은없는추천기준혹은지침으로, 주기적검토후에충분한증거가있으면개정됩니다. ACGIH의소책자에는 3가지종류의 TLV가있습니다. 우선, 허용기준-시간가중평균치 (TLV-TWA) - 정상적인일 8시간과주 40시간의작업동안시간가중된평균농도로, 거의모든작업자가매일반복적으로노출되더라도비가역적인건강상의장해가일어나지않도록설정된기준입니다. 두번째는, 허용기준-단시간노출기준 (TLV-STEL) -작업자가짧은시간동안계속적으로폭로되더라도, 1) 자극 2) 만성혹은비가역적인조직의상해 3) 예기치않았던사고로인한상해의가능성을증가시키기에충분한마취가일어나지않는농도입니다. STEL은 8시간시간가중평균치가 TLV-TWA이내에있더라도하루작업도중넘어서는안되는 15분간의시간가중평균치로정의됩니다. 세번째로, 허용기준-최고농도기준 (TLV-C, 천정값 ) - 작업시간중어느때라도초과할수없는농도기준입니다. 노동부허용기준은산업안전보건법에서찾아볼수있고, 법적권한이있는기준입니다. 3M 유기증기용모니터는 8시간 TLV-TWA와노동부허용기준을측정하는데사용가능합니다. 만약모니터가 15분동안분석에충분한양이포집되는조건에서는 TLV-STEL과허용기준-STEL의측정에사용될수있습니다. 최고허용농도 ( 천정값 ) 을평가하기위해유기증기용모니터를 15분이하의시간동안사용하는것은바람직하지않습니다. 1.2 측정시간작업자노출을가장정확하게평가하기위해서는일반적으로는작업시간전체를측정하는것이추천됩니다. 그러나어떤유기오염물질은전체작업시간보다짧은시간동안시료를포집하기를권하는데, 이는모니터의포집용량을넘지않기위해서입니다. 이러한조건에서는, 여러개의모니터를사용하여일련의순서로측정하는방법이있습니다.

3 3500 의추천측정시간이전체작업시간보다짧은경우는 3520 모니터를사용하면포집시 간을늘릴수있습니다. 추천되는측정시간과포집용량에대해서는 SECTION 4 를참고하 십시오. 공기중의오염물질의존재와농도를양적으로규명하기위해서일반적으로최소 10 마이크 로그램의양이 GC 분석을위해필요합니다. 비록더짧은시간동안 10 마이크로그램의오염 물질이포집되더라도, 최소한 15 분의측정시간이추천됩니다. 1.3 정확도사용이간편한유기증기용모니터는, 다른모든측정기구나방법과마찬가지로제한점과주의점이있습니다. 그러므로모니터를사용하기이전에, 모든사용자는이측정방법의제한점에대해알고있는것이중요합니다. 모니터를사용범위내에서사용하고, 실험실에서분석을제대로시행하면, 3M 확산모니터를사용한측정은정확한결과를줍니다. 보편적으로일어나는측정오류는흡착패드의과부하, 포집이안되거나탈착이안되는물질의측정, 그리고실험실에서잘못된탈착효율을적용했을때일어납니다. 유기증기용모니터의사용범위를지켜측정하고, 유기증기의산업보건시료분석에경험이풍부한분석실에서분석하는것이정확한측정결과를얻는데필수적입니다. 정확도와타당도에대한정보가더필요한경우는한국 3M 산업안전및환경안전제품부 ( ) 로으로연락주시길바랍니다. 1.4 측정전략디자인측정전략을수립하는첫번째단계는측정의목적과목표를세우는것입니다. 일반적인측정목적의예로는, 작업자의노출수준평가, 하루작업중가장높은노출시기평가, 환기등의오염제어시설의평가, 위험성이높은그룹의파악을위한작업자그룹의스크린, 모든작업자의폭로수준이법규에서요구하는기준보다낮음을확인하기위한측정, 그리고장시간의환경에대한평가등이있습니다. 목표와목적이설정된후에측정전략이디자인될수있습니다. 미국산업보건협회 (AIHA) 에서는동일노출그룹 (homogeneous exposure group, HEG) 에관해정의하고, HEG를결정하는방법들을제공하고있습니다. HEG의결정방법으로는, 실제작업에기초한접근, 업무지침서의기술내용에기초한접근, 그리고사용화학물질에기초한접근이있습니다. 모든독립적인 HEG가평가되도록측정전략을디자인하고, 시료포집을해야합니다. Patty s Industrial Hygiene and Toxicology에서도측정전략과폭로평가에관해참고할수있습니다. 1. Hawkerns, N.C. Norwood, S.K., Rock, J.C.(1991): A Strategy for Occupational Exposure Assessment, Americal Industrial Hygiene Association, Fairfax, VA

4 2. Harris, R.L., Cralley, L.J. Cralley, L.V.:Patty s Industrial Hygiene and Toxicology, Vol.III, Par A, Wiley-Interscience Publication, 적절하지않은화합물아래에열거된화합물은흡착재층과의부적절한상호작용으로인해측정에유기증기용모니터를사용할수없습니다. 화합물질 Ammonia Methane, Ethane, Propane Carbon Monoxide Methyl alcohol (Methanol) Ethylene Oxide(3) Methyl Chloride Formaldehyde(4) Methyl, Dimethyl, Trimethyl Amines Hydrogen Sulfide Organic Solids Isocyanates Sulfur Dioxide (3) Ethylene Oxide는 3M 3550 에틸렌옥사이드모니터로측정가능합니다. (4) Formaldehyde는 3M 3720 포름알데히드모니터로측정가능합니다. 위에열거되지않았거나, SECTION 4 에없는화합물질은 3M 산업안전및환경안전제품부 ( ) 로문의하십시오 M 의지정분석기관 3510, 3520, 3720, 3550의 3M의모든확산모니터는국내최고의분석기술을보유하고, 지난 10년간국제정도관리프로그램 (AIHA-PAT program) 에참여하고있는원진노동환경건강연구소에서소정의비용으로신뢰할수있는분석서비스를받을수있습니다. 자세한문의는원진노동환경건강연구소의최인자연구원 ( ) 혹은한국 3M 산업안전제품부 ( ) 로문의바랍니다. SECTION 2.0 분석절차 농도계산을위한절차측정된물질의시간가중평균치는측정시간, 가스크로마토그래피로결정된오염물질의양 ( 무게 ), 탈착효율, 그리고계산상수 (A 혹은 B) 를사용하여계산할수있습니다. 계산상수 A는농도단위가 mg/m 3 일때사용하고, 계산상수 B는농도단위가 ppm일때사용됩니다. 계산상수 A와 B는 SECTION 4에나와있는모든물질에대해결정되어있습니다. A= 1000/ 포집속도 (sampling rate)

5 B = 1000 x 24.45/( 포집속도 x 분자량 ) 다음정보들이오염물질의농도계산을위해필요합니다 : - 오염물질의종류 - 측정시간 (t, 분 ) - 계산상수 (A 혹은 B, SECTION 4) - 공시료로보정한오염물질의양 (W, µg) - 탈착효율 (r) - 온도효과 공기의온도는확산모니터의포집속도에약간의영향을미칩니다. 이가이드의모든계산식은 25 o C, 1기압일때를가정하여제시되어있습니다. 25 o C가아닌온도에서측정된시료는다음의온도보정계수를곱하여보정하면됩니다. 압력에대해서는보정이필요하지않습니다. 측정온도 온도보정계수 (C) (F) (CF T ) 위의표와같이, 25 o C 에서위나아래로매 5-7 o C 변화할때마다 1% 의보정이실제시 간가중평균치를구하기위해필요합니다 유기증기용모니터의농도계산절차

6 다음의식으로측정된물질의시간가중평균치농도가계산됩니다 : C(mg/m 3 ) = W(µg) x A/ (rx t( 분 )) C(ppm) = W(µg) x B /(rxt( 분 ) 만약온도보정이필요하면, 계산된시간가중평균치농도를온도보정계수 CF T 로곱하면 됩니다. 예시 : 벤젠의측정시간 (t) : 420분 온도 (T) : 23.9 o C 계산상수 A : 28.2 B : 8.82 오염물질의양 : 27.2µg 탈착효율 (r) : 0.97 C(mg/m 3 ) = 27.2µg x 28.2/(0.97x420분 ) = 1.88 mg/m 3 C(ppm) = 27.2µg x 8.82/(0.97x420분 ) = 0.59 ppm 3520 유기증기용모니터의농도계산절차 3520 유기증기용모니터는위층과아랫층의흡착패드를각각분석한후, 시료의적절성을평가합니다. 아래층의흡착물질의양과위층의흡착물질의비가다음기준을만족하면시료는유효한것으로결정됩니다. Ws/Wp <_ 0.5 Wp : 공시료로보정된윗층에포집된물질의양 (µg) Ws : 공시료로보정된아래층에포집된물질의양 (µg) 만약시료가유효하면, 시료의전체농도는다음의식에의해결정됩니다 : C(mg/m 3 ) = (Wp + 2.2xWs) x A / (rxt( 분 )) C(ppm) = (Wp + 2.2xWs) x B / (rxt( 분 )) SECTION 3.0 : 탈착효율 3.1 탈착효율을구하기위한추천절차실험실과분석자가달라지면탈착율에영향을줄수있기때문에, 사용자가탈착효율을

7 각각의실험실에서확인하기를바랍니다. 탈착효율은모니터에아는농도의물질을주입함으로써구해집니다. 3M 유기증기모니터에기지의농도를주입하는데추천되는절차는다음과같습니다. 1. 플라스틱링과하얀색필름을제거합니다. 2. 모니터접시위에 2.5 cm 직경의종이필터를놓습니다. 3. 모니터의뚜껑을닫습니다. 단단히밀봉하기위해딸깍소리나게닫습니다. 4. 주입할물질의양을계산합니다. 측정된시료의조건에서모니터에포집되었을물질의양과일치하도록주입물질의양 (mg) 을다음식으로계산합니다. 조건의농도와노출시간을변화시킴으로써탈착효율그래프를만들수있습니다. W = (Ko) x (C ) x (t) x (10-6 m 3 /cm 3 ) W= 주입할액체의양, mg Ko = 모니터의시료포집속도, mg/m 3 C = 평균농도, mg/m 3 t = 측정시간, 분실내온도에서고체인물질은, 주입할화합물질을이황화탄소 (CS 2 ) 에녹여액상으로주입합니다. 이때, 주입할화합물질의필요한양 (mg) 이이황화탄소 (CS 2 ) 전체용액부피 5마이크로리터이내에함유되도록계산하여, 전체주입양이 5마이크로리터를넘지않도록합니다. 허용기준과같은농도를 8시간측정했을때 ( 모니터의포집용량을초과하지않는범위내에서 ) 가탈착효율을구하는시작농도로일반적으로추천됩니다. 5. 미량주사기로기지의양을모니터뚜껑중앙의주입구멍을이용하여종이필터에주입하고, 주입구멍을마개로막습니다. 6. 종이필터로부터모든유기물질증기가흡착패드에옮겨가도록, 탈착전에 16-24시간동안모니터를방치합니다. 7. 모니터로부터종이필름을제거합니다. 8. 탈착시키고 G.C. 분석으로회수된양을결정합니다. SECTION 4.0 측정 / 분석표 3M 유기증기용모니터의측정과분석에대한정보가뒤따라오는표에있습니다. 표에는포집속도, 추천되는측정시간, 포집용량, 탈착율, 그리고계산상수가표시되어있습니다. 4.1 포집속도포집속도는 cm 3 / 분 (cubic centimeters/minute) 으로표에나타나있습니다. 표에서 (*) 표시된화합물은실험실에서광범위한실험을거쳐포집속도를확인한물질들입니다. 표시

8 되지않은다른화합물의포집속도는 유효포집속도 (Sampling rate validation) 라는간행물에나와있는경험적인관계들로부터결정되어졌습니다. Sampling rate validation 책자는 3M에요청하면받아보실수있습니다. 표에나타나있지않은화합물에대한포집속도는별도의요청으로알려드립니다 은 3500 과같은포집속도를가집니다. 4.2 측정시간 50% 이하의상대습도, 1998년미국산업보건전문가협의회 (ACGIH) 의 TLV, 그리고 3500 모니터의포집용량을사용하여계산된최대측정시간이표에있습니다. 작업자의노출을가장잘이해하기위해서는작업시간전체동안의시료측정이추전됩니다. 그러나어떤유기물질은모니터의포집용량을초과할가능성때문에전체작업시간보다짧은시간동안시료를포집하기를추천하는경우도있습니다. 이러한조건에서는, 여러개의모니터를일련의순서로사용하여측정하는방법이사용될수있습니다. 여러개의모니터를순서대로사용하여측정한경우에시간가중평균농도 (TWA) 는다음 의식으로구합니다.: ppm =( C 1 x T 1 + C 2 x T 2 + Cn x Tn) / (T 1 + T 2 + Tn) 3500 의추천측정시간이전체작업시간보다짧은경우는 3520 모니터를사용하면포집 시간을늘릴수있습니다. 4.3 포집용량모니터의포집용량은화합물의분자구조, 증기압, 그리고환경적영향등에따라달라집니다. 이가이드의표에나타나있는포집용량은상대습도가 50% 이하의다소건조한조건에서 3500 모니터에대해결정된값이고, 이값은다시허용농도수준의물질을측정할때추천되는측정시간계산에사용되었습니다. 그러므로습도가높은곳에서는포집용량과측정시간이크게줄어들수있습니다 모니터의포집용량은뒤층의활성탄층으로인해, 표에나타나있는 3500의포집용량보다훨씬큽니다. 측정환경에오염물질고농도로존재할경우, 복잡한혼합물질이있는경우, 상대습도높은곳이거나, 표에서 ( c) 표시가되어있는물질이있는경우는, 3520을사용하기를추천합니다 모니터로표에나타나있는복합물질들을측정할때는, 물질들의무게합이표에 나타나있는가장낮은포집용량을가지는단일물질의포집용량을넘어서는안됩니다.

9 3520 모니터는앞층 (Wp) 과뒤층 (Ws) 에포집된물질의양을비교하여시료의유효성을 결정하는데, Ws/Wp 가 0.50 보다작거나같으면이시료는잘측정된것입니다. 4.4 탈착효율 ( 회수율 ) 분석을위해서는포집된시료를이황화탄소 (CS 2 ) 나표에나타나있는다른적절한용매로탈착해야합니다. 흡착제에포집된물질의양을정확하게결정하기위해서는, 각실험실의탈착과정의효율을아는것이필수적입니다. 회수효율혹은탈착효율은알고있는양의물질을흡착제에넣고탈착용매로회수한물 질의양을측정함으로써결정됩니다. 탈착효율은회수된물질의양을투입한양으로나누 어계산합니다. 탈착효율결정에대한자세한절차는 SECTION 3 을참고하길바랍니다. 표에나타나있는탈착효율은일종의지침으로만사용할것을권장하고, 각자실험실에서 직접탈착효율을구할것을추천합니다. CS 2 가탈착용매로부적절할때는다른산업보건 참고책자를참고하시길바랍니다. 주의 : 어떤물질들 ( 예, acetone, methyl ethyl ketone, vinyl acetate, 등 ) 은상대습도가 높은곳에서포집되면감소된회수율을보입니다. 정확한결과를얻기위해서는시료를냉장보관하고빠른시일내에분석하도록합니다.

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- 1 - - 1 - - 2 - - 3 - - 4 - 장비구성 : - 5 - - 6 - 치 - 7 - μ - 8 - - 9 - 고체흡착관의안정화방법및기기 (Tube conditioner) - 10 - - 11 - - 12 - - 13 - - 14 - - 15 - - 16 - - 17 - 전기냉각저온농축장치 (TD) GC/FPD - 18 - GC/FID Headspace