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Appl. Chem. Eng., Vol. 23, No. 6, December 2012, 618-623 Short communication 임영관 정충섭 한관욱 한국석유관리원석유기술연구소 (2012 년 8 월 23 일접수, 2012 년 9 월 18 일심사, 2012 년 9 월 24 일채택 ) Analysis of Physical Properties and Total Petroleum Hydrocarbon for Soil Contamination Young-Kwan Lim, Choong-Sub Jeong, and Kwan-Wook Han Fuel Technology R&D Center, Korea Institute of Petroleum Management, Chungcheongbuk-do 363-883, Korea (Received August 23, 2012; Revised September 18, 2012; Accepted September 24, 2012) 석유의누출로인해토양과지하수오염이점차증가되면서, 토양환경에대한중요성이점차늘고있다. 토양오염은다른환경오염에비해정화비용이비싸며, 긴정화기간이요구된다. 본연구에서는토양오염을발생시킬수있는대표적석유제품에대한물성분석과함께토양에누유시킨뒤, 석유계총탄화수소화합물의스펙트럼패턴을분석함으로써유종들의특성을분석하였다. 이는추후석유에의한토양오염발생시, 어떤석유제품에의한오염인지쉽게판단이가능할것이다. The significance of soil environment has been gradually increased because of petroleum leak accidents. Comparing with wastewater clean treatments and air pollutant controls, the soil purification requires a long-term process and it is very expensive. In this study, we analyzed the physicochemical properties of total petroleum hydrocarbon (TPH) contaminated in soil. This could be applied to deciding the source of petroleum when a soil contamination accident occurs. Keywords: physical properties, TPH (Total petroleum hydrocarbon), soil contamination, petroleum product 1) 1. 서론 산업화의가속화로인해대량의원유또는정제된석유제품들이생산, 운반, 저장등의과정에서사고또는고의적인방출에의해생태계로유출되어커다란피해를발생시키고있다. 이러한오염물질들은오랜시간토양내에축적되어토양오염의형태가산업화와개발에의해더욱다양하고복합적인오염특성을지니게되었다 [1]. 토양은식량생산, 지하수함양, 홍수조절, 생태계및경관유지등다양한기능을갖고있으며, 이러한토양은한번오염되면토양내오염원이지하수와함께이동하여, 1차적으로는넓은지역의토양및지하수를오염시켜토양생태계를파괴시키고, 2차적으로인간의건강, 재산이나환경에피해를주게된다 [2]. 이렇게오염된토양은수질과대기오염에비해오염원이장기간지속되기때문에복원하는데있어많은시간과비용이소요된다. 토양오염의주된원인으로는유해한화학물질의대량생산과다양한폐기물의기하급수적증가, 폐광산오염물질의확산등이있는데그중가장심각한문제를일으키는것은유류사고에의한오염이다 [3]. 토양오염을유발시키는유류저장시설 Corresponding Author: Korea Institute of Petroleum Management R&D Center 33, Yangcheong-3gil, Ochan-eup, Cheongwon-gun, Chungcheongbuk-do 363-883, Korea Tel: +82-10-7534-0607 e-mail: yklim92001@yahoo.co.kr pissn: 1225-0112 @ 2012 The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry. All rights reserved. 은유류비축기지, 정유공장의원유저장시설, 저유소, 송유관시설, 주유소등이있다. 이들시설은우리의생활과밀접한관련이있어주변에서흔히볼수있으며, 사용량의증가에따라오염사고또한빈번하여토양환경뿐만아니라우리의건강을심각하게위협하고있다 [4]. 석유의생성원리는정확히밝혀지지는않았지만유기생명체들이지하에묻혀오랜기간동안분해되어현재의석유형태로전환되었다고유추하고있다 [5]. 다시말하면수천, 수만년의오랜생성기간을통해안정한형태의탄화수소화합물로전환되었기때문에, 누유사고시, 토양내에서석유가분해되기까지상당한시간이요구된다 [6]. 토양환경보전법에의하면석유제품을취급하는시설또는누유사고시, 토양오염물질인 TPH (total petroleum hydrocarbon) 와 B T E X (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) 를분석하도록규정되어져있으며, 휘발유의경우, 휘발성유기화합물인 BTEX를분석하도록규정하고, 그외의석유제품은 TPH를분석하도록규정하고있다 [7]. 석유제품은그제품의특성을유지하기위해정유사에서증류를하여특정한유분을컷팅함으로서제품을생산하게된다. 또한용도에맞게성능을유지시키기위해이러한유분에적정첨가제를일정비율로혼합하여유통시키고있다. Table 1은국내에서생산, 판매되어지고있는연료유에대한규격을나타내고있다 [8]. 토양오염이발생되면 1차적으로토양오염원인자가토양정화를하도록규정되어져있으며, 상황에따라토양정화를하는데있어상당한비용이요구되어진다. 따라서도심또는군부대등에서유류에의한 618

619 Table 1. The Specification of Petroleum Fuel in Korea[8] Gasoline Diesel Common gasoline (grade 1) Premium gasoline (grade 2) Vehicle diesel Ship diesel Octane number 91 94 over 94 Pour point ( ) Below 0.0 Below 0.0 (-17) b (-12.5) b T10 ( ) Below 70 Flash point ( ) Over 40 T50 ( ) Below 125 Kin. viscosity (40, mm 2 /s) 1.9 5.5 1.5 6.0 Distillation T90 ( ) Below 170 Distillation (T90, ) Below 360 end point ( ) Below 225 Carbon residue in 10% residual oil (wt%) Below 0.15 Below 0.20 residue vol (%) Below 2.0 Water & sediment (vol%) Below 0.02 - Water & sediment (vol%) Below 0.01 Sulfur (mg/kg) Below 10 Below 1.0 (wt%) Copper strip corrosion (50, 3 h) Below 1 Ash (wt%) Below 0.02 Below 0.01 Vapor pressure (37.8, kpa) 44 82 (summer : 44 60, winter : 44 96) Cetane value (cetane index) Over 52 Over 40 Oxidation stability (min) 480 Copper strip corrosion (100, 3 h) Below 1 - Gum content (mg/100 ml) Below 5 CFPP ( ) a Below -16 - Sulphur content (mg/kg) Below 10 Lubricity @60 (HFRR wear scar, µm) Below 400 - Color (visual identification) Yellow Green Density @15 (kg/m 3 ) 815 835 - Lead content (g/l) Below 0.013 Polyaromatic content (wt%) Below 5 - Phosphine content (g/l) Below 0.0013 Aromatics content (wt%) Below 30 - Aromatic content (vol%)) Below 24 (21) FAME (vol%) Below 5 - Benzene content (vol%) Below 0.7 Olefin content (vol%) Below 16 (19) Oxygen content (wt%) Below 2.3 Methanol content (wt%) Below 0.1 Kerosene Bunker Bunker A Bunker B Bunker C (Kerosene type) Byproduct oil Pour point ( ) - Below 5.0 Below 10 - Below -20.0 Flash point ( ) Over 38 Over 60 Over 65 Over 70 Over 40 Kin. Viscosity (50, mm 2 /s) - Below 20 Below 50 Below 540 0.9 1.8 (40, mm 2 /s) (Bunker type) 0.9 3.0 (40, mm 2 /s) Distillation (T90, ) Below 256 - - - 180 290 160 270 Copper strip corrosion (50, 3 h) Below 1 - - - Below 1 - Residue carbon content (wt%) - Below 8 Below 12 - - - Water & sediment (vol%) - Below 0.5 Below 0.5 Below 1 - Below 0.5 Ash (wt%) - Below 0.05 Below 0.1 - below 0.02 Below 0.05 Carbon residue in 10% residual oil (wt%) - - - - below 0.15 Below 15 Sulphur content (wt%) Below 0.01 Below 2.0 Below 3 Below 4 below 0.1 Below 0.2 Color (saybolt) Over 21 - - - Blue (visual identification) Black (visual identification) Marker content (mg/l) Over 10 - - - Over 10 Smoke point (mm) Over 21 - - - - - Density @15 (kg/m 3 ) - - - - Below 850 - Transport fuel : gasoline, diesel Heating oil : kerosene, Bunker, byproduct oil Appl. Chem. Eng., Vol. 23, No. 6, 2012

620 임영관 정충섭 한관욱 토양오염이유발되었을경우, 오염원인자가누구인지, 어떤유종에의해토양오염이발생되었는지에대해법적분쟁이많다. 유종구분을위해유류마다특정식별제 (marker) 또는염료 (dye) 를일정비율로혼합하여유통시키고있지만 [9], 이들첨가제는아주미량이며, 토양오염시, 미생물등에의해분해되어실제적으로오염된토양에서이들첨가제에대한정보를얻기에는한계가있다. 하지만석유제품을이루고있는대부분의물질인 TPH는오랜기간동안토양내에서분해되지않고잔류하기때문에이에대한정보를쉽게얻을수있다. 본연구에서는국내에서생산, 유통되고있는석유제품을대상으로물성분석과함께 TPH에대한패턴분석을함으로써추후유류사고에의한토양오염이발생되었을경우, 어떠한유종인지쉽게판단하기위해본연구를수행하였다. 2. 실험 2.1. 사용연료유본연구에서사용된연료유로서휘발유, 경유, 등유, 벙커유, 윤활기유, JET A-1은 SK에너지제품 (2012년 5월생산 ) 을이용하였으며, 이온정제유는 ( 주 ) 한국이엔이, 가압정제유는주식회사에너텍, 재생연료유는성림산업제품을이용하였다. 폐엔진오일은일반카센터에서회수된오일을이용하였다. 2.2. 석유제품물성분석본연구에서사용된석유제품의물성은 석유및석유대체연료사업법령집 에서제시하고있는석유제품의품질규격을중심으로하여분석하였다. 2.2.1. 옥탄가, 세탄가, 증류성상, 황분및산화안정도분석휘발유의옥탄가 (octane number) 는 Core Lab사의 CFR/F-1 장비를이용해 KS M 2039방법에따라분석하였다. 안티노크성 (anti-knock) 이높은 2,2,4-트리메틸펜탄 (2,24-trimethyl pentane, isooctane) 의옥탄가를 100으로하고, 안티노크성이낮은헵탄 (n-heptane) 의옥탄가를 0으로하여, 이소옥탄과헵탄의혼합에의한정표준연료와시료의안티노크성을비교하여시료의옥탄가를분석하였다. 경유연료의세탄가는 Waukesha사의 CFR/F-5장비를이용해 ASTM D 613 방법에따라세탄가를측정하였다. 표준시료로서착화성이좋은세탄가 100인 n-세탄 (n-cetane, C 16H 34) 과착화성이낮은세탄가 15인헵타메틸노난 [2,2,4,4,6,8,8-heptamethylnonane, C 9H 13(CH 3) 7] 의혼합액을표준용액으로사용하였다. 증류성상은 TANAKA사의 AD-6 Auto Distillation Tester를이용해 ASTM D 86방법에따라분석하였다. 시료를 100 ml 취한뒤, 4.5 ml/min 의속도로가온시켜, 초기증류온도 (IBP) 를측정한뒤, 증류량이 10 vol% 단위로받은다음해당온도를측정하였으며, 97 vol% 가증류되었을때종말점온도로설정하였다. 기기내에기압계가장착되어측정값은실제측정값을 1기압에서측정된것으로보정된값을보여준다. 황분은 Mitsubishi Chemical Corp. 의 TS-100V Trace Sulfur Analyzer 를이용해 ASTM D 5453방법에따라측정하였다. 시료를 1000 로유지된연소관내로주입시키면시료중의황화합물이열분해가일어나며, 공급된산소에의해산화가일어나황산화물 (SO 2) 을형성한다. 이렇게형성된황산화물은자외선에의해여기시킨뒤, 방출되는형광자외선 (fluorescent ultraviolet ray) 을광전자증배관 (photo multiplier tube) 를통해정량적으로분석하였다. 산화안정도는 KS M 2043방법에따라 50 ml의시료를 15 25 의온도에서산소와함께 690 705 kpa의압력으로봄베에압입하고 98 102 의온도로가열후, 압력강하점에도달할때까지일정한간격으로기록하였다. 시료압력강하점에도달할때까지의소요되는시간이시험온도에서관찰된유도기간이며, 이로부터 100 에서의유도기간을계산하였다. 2.2.2. 밀도, 동점도, 인화점, 유동점, 저온필터막힘점및윤활성분석연료의밀도는 Anton Parr사의 DMA 5000을이용해 ASTM D 4052 방법에따라분석하였다. 측정방식은시료를 15 에서진동식 U자관법을이용하여시료에일정한주파수조건에서진동주기의변화를측정함으로밀도로환산처리되는방식을통해시료의밀도를측정하였다. 동점도 (kinematic viscosity) 는 Cannon Instrument Company사의 CAV 2000 Series의 Cannon 1257 유리제모세관식튜브를이용하여일정온도 (40, 50 ) 에서 ASTM D 445 방법에따라측정하였다. 모세관식튜브에는 3개의벌브 (bulb) 가있으며, 벌브사이에온도센서가있어시료약 15 ml를흡입상승시킨뒤, 시료가하강하는시간을온도센서로감지함으로동점도가측정된다. 인화점 (flash point) 은 TANAKA사의 APM-7 기기를사용하였으며, ASTM D 92 방법에따라분석하였다. 70 ml의시료를밀폐된시료용기속에서교반하면서분당 5 6 의속도로상온시켜, 2 마다시험불꽃에시료의증기를노출시켜인화되는최저온도를측정하였다. 유동점 (pour point) 은 ASTM 2500 방법에의해 TANAKA사의 MPC-602 를이용하여측정하였다. 4 ml의시료를용기에채운뒤, 45 로가온한후, 분당 1 의속도로냉각하면서시료가고체상으로전환되어유동되지않는온도를유동점으로측정 (2.5 단위로측정 ) 하였다. 저온필터막힘점 (CFPP, cold filter plugging point) 은 ASTM D 6371 방법에따라 ISL사의 FPP 5Gs를이용하여측정하였다. 50 ml의시료를유리셀에채운뒤, 40 로가온한후, 분당 1 의속도로냉각시키면서 1.96 kpa 압력을통해필터 (45 µm sieve) 를통과시켜, 흡입과자유낙하의속도가 60 s를넘는온도를 CFPP로판정하였다. 윤활성은 PCS Instruments사의 HFRR (High frequency reciprocating rig) 를사용하였으며, ASTM D 6079 방법에따라분석하였다. 시료 2 ml를 60 에서 75 min 동안 50 Hz의주파수와 200 g의하중을이용해금속원판 (PCS Instrument사의지름 1 cm 원판 ) 과시험구 (PCS Instrument사의외경 6 mm 금속구 ) 를왕복마찰시킴으로시험구에생성된마모흔 (MWSD, Mean Wear Scar Diameter) 을현미경 (MEIJI TECHNO사의 Infinity 1) 을이용하여측정하였다. 2.2.3. 납, 인, 방향족, 벤젠, 올레핀, 산소함량및메탄올함량분석납과인은 Leeman사의 Prodigy ICP (inductively coupled plasma) 를이용해 KS M 0042 방법에따라분석하였다. 휘발유의경우, 원액을 ICP로분석하면플라즈마불꽃이꺼지는현상이발생하여, 분석연료시료를시약급케로신 (kerosene) 에 10 vol% 로희석시킨후, 분석하였다. 휘발유내의방향족, 벤젠, 올레핀, 산소및메탄올함량은 Agilent 사의 6890N 가스크로마토그래피를이용하여 ASTM D 6839방법에따라분석하였다. 가스크로마토그래피는 4개의컬럼 (polar, non-polar, molecular sieve 13X, porapak column), 3개의트랩 (alcohol, olefin, ether-alcohol-aromatic trap) 이장착되어져있으며, 컬럼스위칭밸브 (column switching valve) 를이용해휘발유내의포화탄화수소, 방향족, 올레핀, 알코올성분을정성, 정량분석하였다. 공업화학, 제 23 권제 6 호, 2012

621 Table 2. Analysis of Physical Properties of Gasoline and Diesel Distillation Common gasoline (grade 1) Gasoline Premium gasoline (grade 2) Vehicle diesel Diesel Ship diesel Octane number 92.2 100.2 Pour point ( ) -10.0-12.5 T10 ( ) 54.1 60.3 Flash point ( ) 45.0 80 T50 ( ) 82.8 94.5 Kin. Viscosity (40, mm 2 /s) 2.877 3.694 T90 ( ) 156.2 114.4 Distillation (T90, ) 347.9 349.5 end point ( ) 205.7 194.1 Carbon residue in 10% residual oil (wt%) 0.02 0.01 residue vol (%) 1.1 0.9 Water & sediment (vol%) Below 0.01 Below 0.01 Water & sediment (vol%) Below 0.01 Below 0.01 Sulfur 4 mg/kg 0.039 wt% Copper strip corrosion (50, 3 h) 1 1 Ash (wt%) 0.001 0.002 Vapor pressure (37.8, kpa) 56.8 54.4 Cetane value (cetane index) 56.2 55.6 Oxidation stability (min) Over 480 Over 480 Copper strip corrosion (100, 3 h) 1 1 Gum content (mg/100 ml) Below 1 Below 1 CFPP ( ) a -25 - Sulfur content (mg/kg) 6.3 2 Lubricity @60 (HFRR wear scar, µm) 319 - Color (visual identification) Yellow Green Density @15 (kg/m 3 ) 827.8 853.9 Lead content (g/l) Below 0.001 Below 0.001 Polyaromatic content (wt%) 1.0 - Phosphine content (g/l) Below 0.0001 Below 0.0001 Aromatics content (wt%) 1.0 - Aromatic content (vol%) 15.61 20.91 FAME (vol%) 2.1 - Benzene content (vol%) 0.57 0.04 Olefin content (vol%) 14.17 5.37 Oxygen content (wt%) 1.15 1.93 Methanol content (wt%) Not detect Not detect 2.2.4. 그밖의석유제품물성분석그밖의석유제품물성분석에서동판부식 (copper strip corrosion) 은 KS M 2018방법, 물과침전물 (water and sediment test) 은 KS M 2115 방법, 회분 (ash) 은 KS M ISO 6245방법, 식별제함량 (marker content) 은 KPETRO-STM-9방법, 지방산메틸에스테르 (FAME, fatty acid methyl ester content) 는 EN 14078방법, 증기압 (vapor pressure) 은 KS M ISO 3007방법에따라분석하였다. 2.3. TPH 시료전처리석유제품을토양에약 1000 mg/kg이되도록혼입시킨뒤, 토양오염공정시험기준에따라 TPH성분을추출하였다. 석유제품이혼입된토양 ( 약 15 g) 을 100 ml의디클로로메탄 (dichloromethane) 에넣고, 물을제거하기위해무수황산나트륨을넣었다. 이토양혼합물을 3 min간초음파로추출하는과정을 2번반복한뒤, 필터를통해토양과무수황산나트륨, 황산나트륨수화물을제거한뒤, TPH 성분이추출된디클로로메탄을 2 ml로농축하고, 불순물흡착을위해실리카겔 0.3 g 을넣고교반한뒤, 상층액을가스크로마토그래피를이용하여분석하였다 (Figure 1). 2.4. 가스크로마토그래피분석토양내에함유된 TPH를가스크로마토그래피 (Agilent Technologies 사의 7890A GC System) 를이용해스펙트럼패턴을분석하였다. 컬럼은 Agilent 127-1012 (DB-1, 10 m 0.10 mm 0.10 micron) 를이용했으며, 오븐온도는초기온도 50 에서 2 min간유지시킨후, 8 /min 속도로 310 까지승온하여 10 min간유지시킴으로총 44.5 min 동안분석하였다. 검출기는 FID를이용하였으며, 이동기체는 He (0.4 ml/min) Figure 1. Diagram of pretreatment of contaminated soil by TPH. 를이용하였다. TPH의면적비확인을위해 Accu Standard, Inc. 의표준물질 DRH-FTRPH (C 8 C 40) 를이용하였다. 3. 결과및고찰 3.1. 연료유의물성분석본연구에서사용된연료유의대표적인물성을알아보기위해석유및석유대체연료사업법에서고시한석유제품의품질기준에의거해분석하였다. Table 2는국내에서생산, 유통되고있는휘발유와경유에대한물성분석결과를보여주고있다. 국내휘발유는일반휘발유와고급휘발유로구분되며, 일반적으로고급휘발유는일반휘발유보다옥탄가 (octane number) 가높게측정되며, 분석결과일반휘발유는 92.2, 고급휘발유는 100.2의옥탄가를보였다. 안티노크성 (anti-knock) 을나 Appl. Chem. Eng., Vol. 23, No. 6, 2012

622 임영관 정충섭 한관욱 Table 3. Physical Properties of Kerosene, Bunker and Byproduct Oil Kerosene Bunker Bunker A Bunker B Bunker C (Kerosene type) Byproduct oil (Bunker type) Pour point ( ) Below -50.0-45.0-17.5 - Below -50.0 Below -50.0 Flash point ( ) 42.0 73 70 73 44.0 52.0 Kin. Viscosity (50, mm 2 /s) - 3.353 7.934 314.3 1.075 1.9850 Distillation (T90, ) 233.2 - - - 205.0 211.3 Copper strip corrosion (50, 3 h) 1 1 1 1 1 1 Water & sediment (vol%) Not detect Below 0.05 Below 0.05 Below 0.05 Below 0.005 Below 0.1 Ash (wt%) - 0.006 0.04-0.001 0.002 Sulphur content (wt%) 0.0001 0.240 0.208 3.245 0.035 0.028 Color + 30 (saybolt) Dark brown Dark brown Dark brown Blue Black Marker content (mg/l) 17.3 Not detect Not detect Not detect 20.5 Over 20 Density @15 (kg/m 3 ) 807.9 893.9 896.7 977.5 800.9 913.2 타내는옥탄가는높을수록차량의연비, 출력이높아지고유해배출가스가저감되는것으로알려져있다 [10]. 분석결과일반휘발유에비해고급휘발유는증류성상이비교적일반휘발유보다낮으며, 방향족함량과산소함량이높은것을볼수있었다. 이는휘발유를구성하고있는물질중에서일반적으로짧은탄화수소화합물과방향족화합물, 산소함량이높은연료가높은옥탄가를보이는경향과일치하였다 [11]. 산소함량은휘발유에서사용하고있는옥탄가향상제인 MTBE (Methyl tertiary butyl ether) 를구성하고있는산소로부터분석되었다. 국내경유는자동차용경유와선박용경유로구분되며, 연소에의한대기환경오염을방지하기위해자동차용경유는황분을 10 mg/kg 이하로규정하고있는반면선박용경유는원양에서사용하기때문에자동차용경유보다그규제가덜한 1.0 wt% 이하로관리하고있다. Table 2에서보는것과같이실제적으로자동차용경유의황분은 4 mg/kg 을보인반면, 선박용경유는 0.039 wt% 를보임으로써황분함량이높은것을확인할수있었다. 차량용연료외에많이사용되어지고있는연료로서등유와벙커유 ( 중유 ), 부생연료유에대한물성을분석하였다. 등유는대부분난방과취사에적합한연료로물과침전물을함유하지않으며, 연소시그을음과같은이물질이적게발생되는연료이다. 중유 ( 벙커유 ) 는대형선박과같은내연기관, 보일러및각종노 (furnace) 등의연료로서등유유분이높은중유 A에서부터등유유분비율이낮은중유 C까지 3종류로나뉘어생산, 판매되어지고있다. 중유는다른연료유에비해동점도가높으며, 특히중유 C는 Table 3에서보는바와같이 314.3 mm 2 /sec의매우높은동점도를보이는것을알수있으며, 밀도역시중유 C가높음을볼수있다. 또한중유는다른연료유에비해높은황함량을갖기때문에중유 A는 0.240 wt%, 중유 B는 0.208 wt%, 중유 C는 3.245 wt% 로분석되었다. 부생연료유는등유형과중유형으로구분되며, 부생연료유가다른석유제품과의혼입방지및구분을위해등유형은파란색, 중유형은검은색염료를넣어관리하고있다. 또한등유와부생연료유는자동차용경유에불법혼입하는것을방지하기위해화학적식별제인 Unimark 1494DB를 10 mg/l 이상첨가하도록규정되어이들연료에서식별제가검출되는것을확인할수있다. Figure 2. Chromatograms of TPH in domestic petroleum product. 3.2. 연료유내의 TPH 분석국내에서생산, 유통되어지고있는석유제품내의 TPH를분석하기위해 TPH에오염되지않은토양에석유제품을일정비율 (1000 mg/kg) 로혼합시킨후, 토양공정시험기준에따라 CH 2Cl 2 로추출, 전처리하여가스크로마토그래피를이용해분석하였다. Figure 2는국내에서생산, 유통되고있는석유제품의 TPH 분석결과를보여주고있다. 탄화수소사슬의길이가짧은휘발유의경우, 짧은머무름시간 (retention time) 으로앞쪽에서분석된반면, 탄화수소사슬인긴석유제품들일수록긴머무름시간에서 TPH가분석되는것을알수있었다. 특히폐유또는폐유찌꺼기, 폐유기용제, 폐페인트등과같이유류성분이많이함유되어져있는유기폐기물을정제, 재활용화하여공장이나보일러의연료로사용되어지고있는정제유와재생연료유는어떤석유제품을정제, 재생하였느냐에따라 TPH 분석패턴이좌우된다는것을알수있었다. 이렇게분석된국내석유제품내의 TPH성분을표준물질 (C 8 C 40) 을이용하여 part A, B, C, D로구분한뒤, 이들의비율을 Table 4와같이나타내었다. Part A는시료주입후 n-decane ( C 10) 까지, part B는 n-decane부터 n-dodecane (C 10 C 12) 까지, part C는 n-dodecane부터 n-hexatriacontane (C 12 C 36) 까지, part D는 n-hexatriacontane 이후에서분석되는 TPH의총량 ( 비율 ) 을분석하였다. 휘발유 1, 2호와용제 1, 2호에서는 Part A가전체 TPH의 96% 이상을차지하는것을볼수있었고, 엔진오일은 Part D가대부분차지하고있는것을알수있었으며, 정제유와재생연료유는앞서언급했듯이원료물질에의해 TPH 패턴 공업화학, 제 23 권제 6 호, 2012

623 Table 4. THP Analysis from Petroleum Product THP ratio (%) THP ratio (%) Part A Part B Part C Part D Part A Part B Part C Part D Gasoline 1 97 3 - - Solvent 2 97 2 1 - Gasoline 2 98 2 - - Jet A-1 21 36 43 - Diesel 1 19 19 25 37 Lubricant oil - - - 100 Diesel 2 7 14 30 49 Byproduct oil 1 39 32 22 7 Bunker A 2 6 41 51 Byproduct oil 2 39 52 7 2 Bunker B 2 9 35 54 Used engine oil - - - 100 Bunker C 1 4 16 79 Vacuum recycle oil 16 18 33 33 Kerosene 31 32 29 8 Ion recycled oil 4 11 19 66 Solvent 1 96 2 2 - Recycled oil 5 1-94 이크게좌우되는것을알수있었다. 4. 결론 정유사, 석유화학사, 폐기물처리업체등에서생산되는석유제품은각각의제품마다사용용도에맞게컷팅범위가조절되며, 정제방법이다르기때문에이들제품에대한물성과 TPH 성상이달라진다. 본연구에서는토양및지하수를오염시킬수있는유류에대한정보를얻기위해국내에서생산, 유통되고있는석유제품에대한물성분석및석유제품내 TPH를가스크로마토그래피를이용하여분석하였다. 분석된 TPH에대하여표준물질을이용해 4부분으로나눈후, 4부분에대한면적비를분석하였다. 휘발유와용제 1, 2호의 TPH는컬럼상에서짧은머무름시간을보여스펙트럼상앞쪽에분포된반면, 부생연료유 1, 2호, 등유, 경유, 중유, 윤활기유순으로머무름시간이길어지는것을알수있었다. 또한정제유와재생연료유는어떤폐유를원료로해서만들어지는지에따라스펙트럼의패턴이결정되는것을알수있었다. 본연구는석유제품에오염된현장에서토양또는지하수의 TPH를분석함으로써어떤유류에의해오염되었는지판단할수있으며, 이를통해오염원규명및정화책임자결정에있어적극활용가능할것이라판단된다. 참고문헌 1. S. A. Ha and M. Y. You, J. Soil & Groundwater Env., 17, 8 (2012). 2. S. W. Lee, Soil environment engineer, 1, Sungandang Press, Gyeonggi, Korea (2007). 3. X. Y. Liao, T. B. Chen, H. Xie, and Y. R. Liu, Environ Int., 31, 791 (2005). 4. E. R. Park, K. R. Lee, C. I. Seo, and C. H. Cho, J. Soil & Groundwater Env., 17, 32 (2012). 5. G. P. Glasby, Resource Geology, 56, 85 (2006). 6. T. Sayara, M. Sarrà, and A. Sánchez, J. Hazard. Mater., 179, 999 (2010). 7. Soil Environment Conservation Act, Degree of the Ministry of Environment-463. 8. Business act for quality standard, inspection method and inspection fee of petroleum product, Ministry of Commerce, Industry and Energy, 2011-302. 9. Y. K. Lim, D. K. Kim, E. S. Yim, and S. C. Shin, Appl. Chem. Eng., 21, 306 (2010). 10. S. H. Lee and C. S. Lee, Energy & Fuels, 25, 3484 (2011). 11. World Wide Fuel Charter, 4th edition, 25 (2006). Appl. Chem. Eng., Vol. 23, No. 6, 2012