1. 측정원리

pH는 수소이온농도를 그 역수의 상용대수로서 나타내는 값이다.

pH는 보통 유리전극과 비교전극으로 된 pH 미터를 사용하여 측정하는데 양전극간에 생성되는 기전력의 차를 이용하여 다음과 같은 식으로 정의된다.

    pHx = pHs ± F(Ex-Es)/2.303RT 

      pHx : 시료의 pH 측정값

      pHs : 표준용액의 pH( -log10 [H+] )

      Ex : 시료에서의 유리전극과 비교전극간의 전위차( mV )

      Es : 표준액에서의 유리전극과 비교전극간의 전위차( mV )

      F : 패러데이( Faraday ) 정수( 9.649×104 coulomb/mole )

      R : 기체정수( 8.314 joule/oK, mole )

      T : 절대온도( oK )

​ 

​

2. pH 표준액

pH 표준액의 조제에 사용되는 물은 정제수를 증류하여 그 유출액을 15 분이상 끓여서 이산화탄소를 날려보내고 산화칼슘( 생석회 ) 흡수관을 달아 식힌 다음 사용

한다.  조제한 pH 표준액은 경질유리병 또는 폴리에틸렌병에 보관하며, 보통 산성표준액은 3 개월, 염기성 표준액은 산화칼슘( 생석회 ) 흡수관을 부착하여 1 개월 이내에

사용한다.

​ 

2.1 pH 표준액의 조제

가. 수산염 표준액( 0.05M )

테트라수산칼륨( pH 측정용 )을 가루로하여 건조용기( 실리카겔 )에서 건조한 다음 12.71 g을 정확하게 달아 물을 넣어 정확히 1ℓ로 한다.

나. 프탈산염 표준액( 0.05M )

프탈산수소칼륨( pH 측정용) 을 가루로하여 110 ℃에서 항량이 될 때까지 건조한 다음 10.21 g을 정확하게 달아 물을 넣어 녹여 정확히 1ℓ로 한다.

다. 인산염 표준액( 0.025M )

인산이수소칼륨( pH 측정용 ) 및 무수인산일수소나트륨( pH 측정용 )을 가루로하여 110 ℃에서 항량이 될 때까지 건조한 다음 인산이수소칼륨 3.40 g 및 무수인산

일수소나트륨 3.55 g을 정확하게 달아 물에 놓여 정확히 1ℓ로 한다.

라. 붕산염 표준액( 0.01M )

붕산나트륨( pH 측정용 )을 건조용기( 물로 적신 브롬화나트륨 ) 중에 넣어 항량으로 한 다음 3.81 g을 정확하게 달아 물을 넣어 녹여 정확히 1ℓ로 한다.

마. 탄산염 표준액( 0.025M )

테시케이터( 실리카겔 )에서 항량이 될 때까지 건조한 탄산수소나트륨( pH 측정용 ) 2.10 g과 500～650 ℃에서 항량이 될 때까지 건조한 무수탄산나트륨( pH 측정용 ) 2.65

g을 정확하게 달아 물을 넣어 녹여 정확히 1ℓ로 한다.

바. 수산화칼슘 표준액( 0.02M, 25 ℃ 포화용액 )

수산화칼슘( pH 측정용 )을 가루로하여 5 g을 플라스크에 넣고 물 1ℓ를 넣어 잘 흔들어 섞어 23～27 ℃에서 충분히 포화시켜 그 온도에서 상층액을 여과하여 투명

한 여액을 쓴다.

​

​2.2 pH 표준액의 온도보정

pH 표준액에 대한 각 온도에서의 pH 값을 다음 표 1에 표시하였다. 이 표에 없는 온도의 pH 값은 표의 값에서 내삽법으로 구한다.

​ 

표 1. 온도별 표준액의 pH값

3. pH 미터의 구조

pH 미터는 보통 유리전극 및 비교전극으로 된 검출부와 검출된 pH를 지시하는 지시부로 되어 있다.

​지시부에는 비대칭 전위조절( 영점조절 )용 꼭지 및 온도보상용 꼭지가 있다. 온도보상용 꼭지가 없는 것은 온도보상용 감온부가 있다.

pH 미터는 다음 조작법에 따라 임의의 한 종류가 pH 표준액에 대하여 검출부를 물로 잘 씻은 다음 5 회 되풀이하여 pH를 측정했을 때 그 재현성이 ±0.05 이내의

것을 쓴다.

​

​ 

4. 시험방법

유리전극은 미리 물에 수시간 이상 담그어 둔다.

pH 미터는 전원을 넣어 5 분이상 경과후에 쓴다. 검출부 물로 잘 씻고 부착한 물에 거름종이 등으로 가볍게 닦아낸다.

​온도보상용 꼭지가 있는 것은 pH 표준액의 온도와 같게 맞추고 검출부를 시료의 pH 값에 가까운 표준액에 담그어 2 분 이상된 후 pH 미터의 지시가 온도에 있어

서는 pH는 표준액의 pH 값이 되도록 영점조절용 꼭지를 조절한다. 두점에서 조절을 한 경우에는 보통 인산염 pH 표준액과 시료용액의 pH 값에 가까운 pH 표준액을

써서 앞의 조작에 따라 조작한다. 다음에 검출부를 물로 잘 씻고 부착한 물을 거름종이등으로 가볍게 닦아낸 다음 시료용액에 담그어 측정값을 읽는다.

주1) pH 미터의 구조 및 조작법에 상세한 것은 pH 미터에 따라 다르다. pH 11이상의 시료는 오차가 크므로 알칼리에서 오차가 적은 특수전극을 쓰고 필요한

          보정을 한다. 시료의 온도는 pH 표준액의 온도와 동일한 것이 좋다.

===> 출처 : 수질오염공정시험법 

1.1 측정원리

시료중의 크롬을 원자흡광광도법에 따라 정량하는 방법이다.

정량범위는 장치 및 조건에 따라 다르나 357.9 ㎚에서 0.2～5 ㎎/ℓ이고 표준편차율은 10～2 %이다.

공기-아세틸렌으로는 아세틸렌 유량이 많은 쪽이 감도가 높지만 철, 니켈의 방해가 많으며, 아세틸렌-일산화이질소는 방해는 적으나 감도가 낮다.

이 방법에 따라 시험할 경우 유효측정농도는 0.01 ㎎/ℓ이상으로 한다.

1.2 기구 및 기기

㈎ 원자흡광 분석장치

㈏ 램프:크롬중공음극램프

㈐ 가스 : 가연성가스 - 아세틸렌, 조연성가스 - 공기 또는 일산화이질소

1.3 시료의 전처리

㈎ 시료중 유기물 및 현탁물질이 많을 경우에는 제 2장 제 4항 시료의 전처리방법에 따라 시험한다. 다만, 시료용액은 0.1～1N 염산 또는 질산 산성용액으로 한다.

㈏ 크롬 함유량이 미량으로서 유기물 및 현탁물질을 거의 함유하지 않는 시료일 경우

    ⑴ 시료 적당량을 취하여 비커에 넣고 시료 100 ㎖당 황산 2 ㎖를 넣어 가열하여 끓이고 방냉한 다음 황산제일철암모늄용액 1 ㎖를 넣어 흔들어 섞고 질산 2 ㎖를

        넣어 끓여서 철을 산화시킨 다음 방냉하고 암모니아수( 1+4 )를 넣어 약알카리성으로 하여 준다.

       암모니아 냄새가 없어질 때까지 끓이고 뜨거운 상태로 약 20 분간 정치하여 수산화철과 크롬을 공침시키고 침전은 여과한다.

       거름종이의 잔류물을 온 1 % 질산암모늄용액으로 2 회 씻은 다음 여액과 씻은 액을 버리고 침전은 온 질산( 1+2 ) 소량을 사용하여 녹이고 거름종이를 온수로 씻는다.

       여액 및 씻은 액을 합하여 0.1～1N 산성용액으로 하여 일정량으로 한다.

    ⑵ 제 2장 제 4항 시료의 전처리방법 중 질산-황산에 의한 유기물분해에 따라 시험하여 일정량으로 한 시료용액 적당량( 크롬으로서 0.005～0.1 ㎎함유 )을 취하여

        0.3 % 과망간산칼륨용액 몇 방울을 넣어 가열하고 과망간산의 엷은 홍색이 없어지면 다시 0.3 % 과망간산칼륨용액을 한방울 넣어 5 분간 끓인다.

        과망간산의 엷은 홍색이 남을 때까지 이 조작을 반복한다. 수냉하여 250 ㎖분액깔때기에 옮기고 40 % 황산암모늄용액 10 ㎖, 황산용액( 2N ) 5 ㎖ 및 물을 넣어

        전량을 100 ㎖로 하고 3 % 트리옥실아민․메틸이소부틸케톤용액 20 ㎖를 넣어 5 분간 흔들어 섞고 정치하여 메틸이소부틸케톤층을 취한다.

​

1.4 시험방법

제 3장 제 2항 원자흡광광도법에 따라 357.9 ㎚에서 전처리한 시료용액의 흡광도를 측정하고 미리 작성한 검량선으로 부터 크롬의 양을 구하여 농도( ㎎/ℓ)를 산출

한다. 바탕시험을 행하여 보정한다.

​

◦ 검량선의 작성

   크롬표준액( 0.01 ㎎ Cr/㎖ ) 2～50 ㎖를 단계적으로 취하여 시료와 같은 조건이 되도록 산을 넣은 다음 물을 넣어 정확히 100 ㎖로 하고 시료의 시험방법에 따라

   시험하여 크롬의 농도와 흡광도와의 관계선을 작성한다. 다만 1.3 시료의 전처리 ㈏ ⑵에 따라 시험한 시료용액에 대한 검량선의 작성은 크롬표준액( 0.01 ㎎ Cr/㎖ )

   0.5～10 ㎖를 단계적으로 취하여 250 ㎖ 분액깔때기에 넣고 40 % 황산암모늄 10 ㎖ 황산용액( 2N ) 10 ㎖와 물을 넣어 전량을 100㎖씩으로 하여 시료의 시험

   방법에 따라 시험하고 크롬의 농도와 흡광도와의 관계선을 작성한다.

   비고1) 공기-아세틸렌 불꽃시에는 철․니켈 등의 공존물질에 의한 방해 영향이 크므로 이때는 황산나트륨을 1 % 정도 넣어서 측정한다.

2. 흡광광도법( 디페닐카르바지드법 )

2.1 측정원리

과망간산칼륨으로 크롬이온 전체를 6가크롬으로 산화시킨 다음 산성에서 디페닐카르바지드와 반응하여 생성하는 적자색 착화합물의 흡광도를 540 ㎚에서 측정하여

총크롬을 정량하는 방법이다. 정량범위는 0.002～0.05 ㎎이며 표준편차율은 10～3 %이다.

2.2 기구 및 기기

광전광도계 또는 광전분광광도계

​

2.3 시료의 전처리

제 2장 제 4항 시료의 전처리방법 중 황산-질산분해법에 따라 시험한다.

다만, 황산의 백연이 발생하기 시작할 때 강열을 하면 무수황산크롬의 불용성 침전이 생성하므로 필요 이상의 강열은 하지 않아야 한다.

2.4 시험방법

전처리한 시료 적당량( 크롬으로서 0.002～0.05 ㎎을 함유 )을 100 ㎖ 비커에 취하여 시료의 전처리방법에서 사용한 황산량을 포함하여 전량이 0.3 ㎖가 되도록 황산( 1+9 )

을 넣고( 주1 ) 가열하여 황산의 백연이 발생하면 방냉한다. 물 약 30 ㎖를 넣고 가열하여 잔류물을 녹인 다음 주의하여 0.3 % 과망간산칼륨 용액을 한방울씩 넣어

착색시키고 과망간산의 엷은 홍색이 없어지면 다시 0.3 % 과망간산칼륨용액 한방울씩을 넣어 5 분간 끓인다.

과망간산의 엷은 홍색이 남을 때까지 이 조작을 반복한다.

냉각시키고 20 % 요소용액 10 ㎖를 넣고 세게 흔들어 섞으면서 아질산나트륨용액( 2 W/V% )을 한방울씩 넣어 과잉의 과망간산 및 이산화망간을 분해하여 무색으로 한다.

냉각하여 액의 온도를 15 ℃로 하고 50 ㎖ 용량플라스크에 옮겨 디페닐카르바지드용액( 1 W/V% ) 1 ㎖( 주2 )를 넣어 흔들어 섞고 물을 표선까지 채워 흔들어 섞은

다음 5 분간 방치하고 이 용액의 일부를 층장 10 ㎜ 흡수셀에 옮겨 시료용액으로 한다.

따로 물 약 30 ㎖를 취하여 100 ㎖비커에 넣고 황산( 1+9 ) 3 ㎖를 넣고 시료의 시험방법에 따라 시험하여 바탕시험액으로 한다.

바탕시험액을 대조액으로 하고 540 ㎚에서 시료용액의 흡광도를 측정하고 미리 작성한 검량선으로 부터 크롬의 양을 구하고 농도( ㎎/ℓ )를 산출한다.

​

◦ 검량선의 작성

   크롬표준액( 0.002 ㎎ Cr/㎖ ) 1～25 ㎖를 단계적으로 취하여 황산( 1+9 ) 3 ㎖를 넣고 이하 시료의 시험방법에 따라 시험하여 크롬의 양과 흡광도와의 관계선을

   작성한다.

    주1) 발색시 황산의 최적농도는 0.2N이다. 시료의 전처리에서 다량의 황산을 사용하였을 경우에는 시료에 무수황산나트륨 약 20 ㎎을 넣고 가열하여 황산의 백연을

          발생시켜 황산을 제거한 다음 황산( 1+9 ) 3 ㎖를 넣고 시험한다.

       2) 시료중 철이 2.5 ㎎이하로 공존할 경우에는 디페닐카르바지드 용액을 넣기 전에 5 % 피로인산나트륨․10수화물 용액 2 ㎖를 넣어주면 영향이 없다.

​

    비고1) 철 및 기타 방해원소를 다량 함유한 경우 시료적당량( 크롬으로서 0.05 ㎎이하 함유 )을 분액깔때기에 넣고 시료 20 ㎖에 대하여 황산( 1+1 )을 5 ㎖의 비율로 넣어

                산농도를 약 3.6N로 조절하고 0.3 % 과망간산칼륨용액을 한 방울씩 넣어 액의 색을 엷은 홍색으로 한 다음 쿠페론용액( 5 W/V% ), 클로로포름

           10 ㎖를 넣어 흔들어 섞고 정치하여 클로로포름층을 분리한다. 수층을 100 ㎖ 비커에 옮기고 증발 건고한다.

                잔사에 소량의 황산 및 질산을 넣고 다시 증발 건고하여 유기물질을 분해한 다음 황산( 1+9 ) 3 ㎖와 물 약 30 ㎖를 넣어 녹이고 2.4 시험방법중 이하 “0.3 %

                      과망간산칼륨용액 몇방울을 넣어 가열하고…”에 따라 시험한다.

           2) 크롬함유량이 미량으로서 비교적 깨끗한 시료일 경우 시료 적당량을 취하여 시료 100 ㎖당 황산 2 ㎖를 넣어 가열하여 끓이고 방냉한 다음 황산제일철

                 암모늄용액 1 ㎖를 넣어 흔들어 섞고 질산 2 ㎖를 넣어 끓여서 철을 산화시킨 다음 방냉하고 암모니아수( 1+4 )를 넣어 약알칼리성으로 하여준다.

               암모니아 냄새가 없어질 때까지 끓이고 뜨거운 상태로 약 20 분간 정치하여 침전을 여과한다.

                온(溫) 1 % 질산암모늄용액으로 2 회 씻고 여액과 씻은 액은 버린다.

                침전을 황산( 1+15 ) 5 ㎖에 녹이고 거름종이를 온수로 씻어서 여액 및 씻은 액을 합하여 이하 2.4 시험방법에 따라 시험한다.

3. 유도결합플라스마 발광광도법

​

3.1 측정원리

크롬을 유도결합플라스마 발광광도법에 따라 정량하는 방법이다. 정량범위는 사용하는 장치 및 측정조건에 따라 다르지만 267.72 ㎚에서 0.007～50 ㎎/ℓ이다.

3.2 기구 및 기기

㈎ 유도결합플라스마 발광광도분석장치

㈏ 아르곤 가스:액화 또는 압축아르곤으로서 99.99 V/V% 이상

3.3 시료의 전처리

제 2장 제 4항 시료의 전처리 방법에 의한다.

3.4 시험방법

제 3장 제 3항 유도결합플라스마 발광광도법에 따라 267.72 ㎚에서 시료용액의 발광광도를 측정하고 미리 작성한 검량선 으로부터 크롬의 양을 구하여 농도( ㎎/ℓ )

를 산출한다.  바탕시험을 행하여 보정한다.

​

◦ 검량선의 작성

   크롬 표준액( 0.05 ㎎ Cr/㎖ ) 0, 2, 10, 20 ㎖를 정확히 취하여 100 ㎖ 용량플라스크에 넣고 질산( 1+1 ) 2 ㎖, 염산( 1+1 ) 10 ㎖ 및 물을 넣어 표선을 채운 다음 이하

   시료의 시험방법에 따라 시험하여 크롬의 농도와 발광광도와의 관계선을 작성한다.

===> 출처 : 수질오염공정시험법

​

1.1 목적

이 시험방법은 물 시료 적당량을 고온의 산화성촉매에 넣거나 또는 물 시료에 과황산염을 넣어 자외선(UV : Ultraviolet)으로 산화시켜 유기탄소를 

이산화탄소로 전환하여 정량하는 방법이다. 산출방법은 무기탄소를 사전에 제거하여 측정하거나, 무기탄소를 측정한 후 총탄소에서 감하여 총유기탄소의 양을 구한다. 이 방법에 따라 시험할 경우 유효측정농도는 0.5 mg/L 이상으로 한다.

1.2 적용범위

1.2.1 이 방법은 호소 및 하천 중에 총유기탄소 검사에 적용한다.

1.2.2 이 방법에 의한 수중의 총유기탄소 검출 한계는 0.5 mg/L로 이다.

​

2.0 용어정의

2.1 총유기탄소(TOC: Total Organic Carbon)

수중에 유기적으로 결합한 탄소의 합을 말한다.

2.2 총탄소(TC: Total Carbon)

수중에 존재하는 유기적 또는 무기적으로 결합된 탄소의 합을 말한다.

2.3 무기탄소(IC: Inorganic Carbon)

수중에 탄산염, 중탄산염, 용존 이산화탄소 등 무기적 결합탄소를 말한다.

​

2.4 용존유기탄소(DOC: Dissolved Organic Carbon)

총유기탄소중 공극 0.45 μm의 막여지를 통과하는 유기탄소

2.5 부유성유기탄소(SOC: Suspendedl Organic Carbon)

총유기탄소중　0.45 μm의 막여지를 통과하지 못한 유기탄소로서, 기존에는 입자성유기탄소(POC : Particulate Organic Carbon)로 구분하기도 하였다.

2.6 비정화성유기탄소(NPOC: Nonpurgeable Organic Carbon)

총탄소 중에 pH 2 이하에서 포기(Purging)에 의해 정화되지 않는 탄소, 기존에는 비휘발성유기탄소라고 구분하기도 하였다.

​

3.0 분석기기 및 기구

3.1 총유기탄소 측정기기

3.1.1 산화부

유기탄소를 이산화탄소로 산화하는 방법으로는 고온연소산화방법과 자외선-과황산 산화방법의 두 가지 방법이 있다. 

3.1.1.1 고온연소산화방법

시료를 산화코발트, 백금, 크롬산바륨과 같은 산화성 촉매로 충전된 고온반응기에서 연소시켜 시료중의 탄소를 이산화탄소로 전환하여 검출부로 

운반한다. 

3.1.1.2 자외선-과황산 산화방법

시료를 자외선 존재 하에서 과황산염에 의해 시료중의 탄소를 이산화탄소로 산화시켜 검출부로 운반한다. 

3.1.2 검출부

검출부는 비분산적외선분광분석법(NDIR : Non-Dispersive Infrared), 전기량적정법(Coulometric titration Method) 및 전도도법(Conductometry) 또는 이와 동등한 검출 방법으로 측정한다.

4.0 시약 및 표준용액

4.1 프탈산수소칼륨 표준원액(1.0 mg C/mL)

미리 프탈산수소칼륨을 105～120 ℃에서 약 1시간 건조한 후 데시케이터에서 방냉한 다음 2.125 g을 정확하게 달아 물에 녹여 정확히 1,000 mL로 한다.

4.2 프탈산수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL)

프탈산수소칼륨 표준원액 10 mL를 정확히 취하여 물을 넣어 100 mL로 한다.

4.3 무기탄소 표준원액(1.0 mg C/mL)

미리 탄산나트륨과 탄산수소나트륨을 285±5 ℃에서 1시간 건조한 후 건조 용기에서 방냉한 다음 탄산나트륨 4.415 g을 정확하게 달아 물에 녹인 후 탄산수소나트륨 3.500 g을 정확히 취하여 1,000 mL로 한다. 사용시 조제한다.

4.4 무기탄소 표준액(0.1 mg C/mL)

무기탄소 표준원액을 10 mL를 정확히 취하여 물을 넣어 100 mL로 한다. 사용시 조제한다.

5.0 시료채취 및 관리

5.1 시료 채취는 유리병일 경우 산세척 후 400 ℃에서 1시간 정도 건조시킨 후 테플론으로 코팅된 고무마개로 봉한 것을 사용하고, 폴리에틸렌병

일 경우 산세척 후 초순수로 행군 후 건조한 다음에 폴리에틸렌 마개로 봉한 것을 사용한다. 

만약, 시료 농도가 1 mg/L 이상일 경우 일반 세척한 채수병도 사용가능하나 바탕 시료를 시험해야 한다. 

시료 채수는 교반 되지 않고 거대 부유물이 포함되지 않게 안정한 상태에서 조심하여 채수한다.

5.2 시료는 채수 즉시 4 ℃ 이하 냉암소에서 보존․운반하고 최대한 빠른 시간 내(6시간)에 시험한다. 

즉시 실험이 불가능할 경우 인산이나 황산으로 pH 2 이하로 고정하여 4 ℃이하 냉암소에서 보존하고 48시간 이내에 시험한다. 

단, 무기탄소 측정을 목적으로 한 시료의 경우 산 고정을 하지 않는다

​

6.0 품질보증 및 품질관리(QA/QC)

6.1 무기탄소가 총탄소의 50 %를 초과하는 경우 사전에 무기탄소를 제거한 다음 총유기탄소를 측정하며(비정화성유기탄소 방법), 무기탄소가 50 % 이하일 경우는 어느 정량방법을 사용해도 무방하다.

6.2 최초 정량방법 선택시 다음과 같은 평가 시험을 통해 총유기탄소 측정 편차값이 ±10 %를 넘지 않아야 한다.

6.2.1 비정화성유기탄소 정량방법 : 100 mL 부피 플라스크에 물을 약 30 mL 넣고 프탈산수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL) 5 mL와 무기탄소 표준액(0.1 mg C/mL) 50 mL를 취해 넣고 물을 넣어 표선까지 채운 후 측정한다.

6.2.2 가감 정량방법: 100 mL 부피 플라스크에 물을 약 30 mL 넣고 프탈산수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL) 5 mL를 취해 넣고, 무기탄소 표준액(0.1 mg C/mL) 10 mL를 취한 후 물을 넣어 표선까지 채운 후 측정한다.

6.3 검출한계는 같은 농도 표준용액 7개를 분석하여 농도의 표준편차를 구한 후 3.143을 곱한 값(99% 신뢰구간)에 바탕용액 농도의 평균값을 

더하여 유효숫자 첫 자리로 표현한다(매년 1회, 산화성 충전재 또는 관로 교체 후 1회). 

6.4 정밀도는 정량범위의 중간표준용액을 7개 이상 복수 분석하여 농도의 표준편차를 구한 후 3.707을 곱하여 (99 % 신뢰구간) ±유효숫자 첫 

자리로 표현한다(매년 1회, 산화성 충전재 또는 관로 교체 후 1회). 

6.5 결과 보고 시에는 분석기기의 검정 곡선식, 상관계수(r2), 정밀도, 검출한계를 기재하도록 한다.

​

7.0 분석절차

7.1 시료를 원시료 또는 희석하여 작성된 검정 곡선 범위 내에 들도록 조정한 다음 각 분석기기의 제조사에서 제시한 작동방법에 따라 총유기탄소 농도를 측정한다.

​

7.1.1 비정화성유기탄소(NPOC) 검출방법주1) : 시료 중 일부를 분취 후 인산을 적당량 주입하여 pH 2이하로 한 후 일정시간 정화(Purge)하여 무기탄소를 제거한 다음 미리 작성한 검정 곡선을 이용하여 총유기탄소의 양을 구한다.

주1) 총탄소중 무기탄소 비율이 50 %를 초과하는 시료는 비정화성유기탄소 정량방법으로 정량한다.

7.1.2 가감(TC-IC) 검출방법 : 시료 중 일부를 분취 후 총탄소(TC)를 미리 작성한 검정 곡선을 이용하여 구하고, 따로 분취 후 인산을 적당량 주입하여 pH 2 이하로 한 후 정화과정에서 발생한 무기탄소를 미리 작성한 검정 곡선을 이용하여 구하고, 이를 총탄소에서 감하므로 총유기탄소를 구한다. 경우에 따라서 총탄소와 무기탄소를 동시에 분석할 수 있다. 

비고1) 다만, 시료에 불용성물질이 있을 경우 교반 또는 초음파 장치 등, 기타 균질화 장치를 이용하여 균질화 시킨 후 분석하며, 시료의 측정값의 재현성이 10% 이내로 달성될 때까지 수회 반복시험을 한다.

7.2 검정곡선의 작성

7.2.1 비정화성유기탄소(NPOC) 검정 곡선 : 프탈산수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL) 0~20 mL를 단계적으로 각각 취하여 100 mL 부피 플라스크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다. 기기 분석법에 따라 검정 곡선을 작성한다. 

7.2.2 가감(TC-IC) 검정 곡선 : 프탈산수소칼륨(유기탄소) 표준액(0.1 mg C/mL) 0~10 mL, 무기탄소 표준액 0~10 mL를 단계적으로 각각 취하여 100 mL 부피 플라스크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다. 기기분석법에 따라 총탄소와 무기탄소를 측정하여 각각의 검정 곡선을 작성한다. 

​

8.0 결과보고

8.1 다음식을 이용하여 시료 중의 총유기탄소(TOC) 농도(mg/L)를 구한다.

8.1.1 무기탄소를 제거하지 않은 경우

총유기탄소(TOC) = 총탄소(TC) - 무기탄소(IC)

8.1.2 무기탄소를 제거한 경우

총유기탄소(TOC) = 비정화성유기탄소(NPOC)

​

9.0 참고자료

9.1 Standard Method. 5310 A, 1998, Total Organic Carbon(TOC)

9.2 ISO-CEN EN 1484(DIN Method), 1997, Water Analysis Guidelines for the Determination of Total Organic Carbon(TOC) and Dissolved Organic Carbon(DOC) 

9.3 US EPA Method 415.3, 2003, Determination of Total Organic Carbon and Specific Absorbance AT 254nm in Source Water and Drinking Water.

9.4 KSM 9238, 2001, 수질-용존유기탄소(DOC) 및 총유기탄소(TOC) 측정 지침

​

​

===> 출처 : 수질오염공정시험법

산화제의 소비량으로 값을 도출하는 COD 실험과는 달리 TOC는 유기물을 고온(550도 이상)에서 산화분해하여 발생되는 CO2중 C의 량을 정량화하여 값을 산출하는 방식으로 COD보다 실험값이 정확하고 90%이상의 산화율로 실험이 가능하다.

분석시 산화제 종류

TOC의 산화제는 고온연소로 산화제가 따로 필요없다.

산화율 : 90%

BOD는 Biochemical Oxygen Demand의 약자로 생물화학적 산소요구량을 뜻한다.

미생물이 유기물을 분해시 소비되는 산소의 양을 측정하는 원리로 20도씨 암실(광합성방지)의 배양기에서 5일간방치하여 실험 전후의 DO를 측정하여 값을 산정한다.

미생물의 방해물질이 존재하는 조류, 높은 염도, 난분해성, 고농도등의 시료는 실험이 어렵다.

분석시 산화제 종류

BOD는 미생물에 의한 분해 및 산소소비량을 측정하는 실험으로 산화제는 미생물 자체이다.

산화율 : 40%

결합잔류염소는 물을 염소로 소독할 때 잔류염소 중, 수중에 함유되어 있는 유기물, 미생물, 암모니아, 유화수소, 철, 망간 등의 다른 성분과 결합한 것을 말하며, 유리 잔류염소에 비하여 살균속도는 20분의 1로 떨어진다.

수도법 시행규칙에서는 급수전의 물은 결합잔류염소일 경우는 0.2ppm이상으로 유지하여야 하며, 단지 오염의 의심이 있을 때는1.5ppm이상으로 하는 것을 규정하고 있다 

용존산소(dissolved oxygen)는 수중에 용해되어 있는 산소량을 말한다. 물에 용해하는 용존산소량은 온도 및 압력에 의해 좌우된다. 일반적으로 용액중에 용해하는 기체의 양은 용액에 녹아있는 용질의 농도가 높을수록 적어진다. 또한 같은 농도의 용액이라 하더라도 용질의 종류에 따라 기체의 용해도가 다르다. 즉, 해수 및 경수는 순수에 비하여 산소의 용해도가 매우 적다. 물에 대한 산소의 용해도를 좌우하는 자연적 인자 외에도 수중에 오염된 유기물등은 물에 대한 산소의 용해도를 감소시키며, 또한 산소를 소비한다. 따라서 용존산소의 대소는 오염의 정도를 말해준다. 일반적으로 오염되지 않은 물의 DO는 큰것이 보통이고 대부분의 경우에는 포화되어 있다. 

ORP측정 기본원리

광의적인 의미로는 산화란 각 원소가 가지고 있는 산화수(Oxidation Number)가 증가하는 것을 말하고 환원이한 산화가 감소 즉, 음원자가의 증가를 말한다. 산화환원전위는 그 용액의 산화력 또는 환원력의 강도를 아는 척도로 사용된다. 전자 교환이 따르는 모든 화학반응은 산화․환원 반응이며 산화환원전위의 세기는 ORP를 측정함으로써 알 수 있다. ORP의 측정은 계열의 강도 측정이며 계열의 용량을 측정할 수 없다. 이 점에서 보면 pH라든가 온도의 측정에 유사하다. 따라서 ORP의 측정값으로부터 용액중의 산화제나 환원제의 농도는 알 수는 없고 단지 양자의 농도비 만을 알 수 있다. 또 처리를 위하려 가해진 산화제나 환원제의 양도 물론 알 수는 없다. 폐수처리에서 실용적인 입장에서는 OX 또는 Red의 농도 절대값을 필요로 하는 경우는 작고 그들의 비율만을 알면 충분한 경우가 많다.

유리전극 pH계의 유리전극 대신에 백금전극을 넣으면 pH계는 그대로 ORP 측정용 전위차 계로서도 사용할 수 있다.

시료중의 용존산소가 격막을 통과하여 적극의 표면에서 산화, 환원반응을 일으키고 이때 산소의 농도에 비례하여 전류가 흐르게 되는데 이 전류량으로부터 용존산소량을 측정하는 방법으로 용존산소 측정기에 의하여 측정하는 방법을 말한다.

산화성물질이 함유된 시료나 착색된 시료에 적합하며, 특히 윙크러-아지드화나트늄 변법을 사용할 수 없는 폐하수의 용존산소의 측정에 유용하게 사용할 수 있다. 연속 측정에는 보통 격막 전극법이 채용되며, 정량범위는 0.5mg/ℓ 이상이다.

용존산소 측정기의 전극부를 시료의 가운데에 담그면 시료중의 용존산소가 폴리에틸렌 또는 테프론의 격막를 통과하여 금속전극의 표면에서 산화․환원반응을 일으키고 이때 산소의 농도에 비례하여 전류가 흐르게 되는데 이 전류량으로 부터 용존산소량을 측정하는 방법이다. 격막은 용존산소를 선택적으로 통과하는 특성을 지니고 있으므로 공존물질이나, 산화성물질이 함유된 시료나 착색된 시료에 적합하며, 특히 윙클러-아지드화나트늄변법을 사용할 수 없는 폐하수의 용존산소 측정에 유용하게 사용될 수 있다. 격막전극법에는 폴라로 그래프식과 갈바니 전지식이 있으며, 현재 시판되고 있는 용존산소측정기의 대부분은 갈바니 전지식을 채용하고 있다.

용존산소 측정기는 제조회사에 따라 다소 차이가 있으나 원리는 모두 동일하다. 용존산소 측정기에 사용하는 전극을 격막전극(Membrane Electrode)이라고 하며, 구성으로는 격막, 은전극, 납전극, 전해액실, 침지셀 등으로 이루어져 있다. 갈바니 전지 방식은 납과 은의 전극이 전해질()층으로 덮여 있어 이 봉(Probe)을 시료 속에 담그면 산소분자와 다음과 같이 반응한다.

용존산소 (Dissolved Oxygen)란 수중에 용해되어 있는 산소량(농도)을 말한다. 물에 용해하는 산소량은 온도 및 압력에 의하여 영향을 받는다. 물에 대한 산소의 용해도를 좌우하는 것으로 자연적 인자 외에도 수중에 존재하는 오염된 유기물등은 물에 대한 산소의 용해도를 감소시키며, 또한 산소를 소비한다. 그러므로 오염된 물에서는 소비되는 양이 많으므로 용존산소량은 적고, 깨끗한 물에서는 그 온도에 있어서의 포화량에 가깝게 함유되어 있다. 즉 용존산소의 대소는 오염의 정도를 말해준다고 할 수 있다.

용존산소의 측정은 오염물질이 유입되는 자연수와 가정하수, 산업폐수를 정화하는 공정을 호기성상태로 유지하는데 있어서 매우 중요한 요인이 된다. 따라서 물속의 산소는 자연수의 자정능력을 제한하는 주요인자이며 이 때문에 폐수를 유입하천에 방류하기 전에 반드시 정화처리하여 오염물질을 제거시켜야 한다.

cf) 포화도 : 20℃ = 9.17mg/ℓ, 0℃ = 14.62mg/ℓ

주의) DO는 온도의 영향을 받음.