해수 중 엽록소 측정방법에 대한 실험실간 비교연구

Abstract

해수 중 엽록소 a (Chl a)의 농도는 해양식물플랑크톤 생물량 및 일차생산력을 추정하기 위한 자료로서 이용된다. Chl a 농도 측정을 위해 전통적으로 분광광도법(Spectrophotomertry), 형광법(Fluorometry), 그리고 고성능액체크로마토그래피(HPLC, High performance Liquid Chromatography)등의 방법이 사용되어왔다. 최근에는 해색위성과 같은 원격탐사를 이용하여 시공간적으로 다양한 Chl a 자료를 다량으로 얻을 수 있게 되었다. 그러나 측정방법 및 실험실간의 차이로 인하여 다양한 방법으로 생산된 자료의 직접적인 비교가 어렵다. 따라서 해수 중 Chl-a 분석 실험실간 상호비교실험을 통해 측정방법 및 실험실간의 차이를 비교하고자 하였다. 상호비교실험은 Chl a 표준색소 2종과 동중국해 5개 정점, 동해해역 3개 정점에서 채수된 해수 현장 시료를 이용하여 총 3회에 걸쳐 시행되었다. 9개의 참가실험실에서는 분광광도법(3개 실험실), 형광법(5개 실험실), HPLC방법(6개 실험실)을 이용하여 시료를 분석하였다. 표준색소는 Chl-a 표준물질을 90% 아세톤용액에 용해시킨 균질성이 확보된 시료로서 각 실험실의 정밀도를 평가하기 위한 분석시료로 사용되었다. 현장시료 분석결과는 2 L의 해수를 여과시킨 47 mm GF/F 여과지 시료를 각 실험실에 배분하여 평소 실험과정대로 분석한 결과를 취합하여 비교하였다. 측정결과는 로버스트 통계법(Robust statistics)를 이용하여 이상치를 제거한 뒤, 상대표준편차(Relative Standard Deviation, RSD)를 사용하여 측정방법 및 실험실 간의 차이를 평가하였다. Chl-a 표준색소(2.5 ㎍/L, 0.25 ㎍/L)를 이용하여 각 실험실의 정밀도를 평가한 결과는 평균적으로 농도의 약 1.6%이며, 분광광도법과 형광법 분석실험실의 정밀도는 각각 1.1%, HPLC 분석실험실에서는 2.1%로 방법 및 실험실 간에 큰 차이가 없었다. 현장시료 분석결과 중 각 실험실내의 정밀도는 최저 0.7%에서 최고 45.7%의 차이를 보였다. 실험실간 상대표준편차결과는 동중국해 (0.25 ～ 1.0 ㎍ Chl-a/L)에서 평균 14.7% (10.4 ～ 24.7%), 동해(0.29 ～ 0.76 ㎍ Chl-a/L)에서 평균 21.9% (19.0 ～ 24.3%)이었다. 각 방법내의 변동계수(Coefficient of variation, CV)는 분광광도법에서 8.1%, 형광법에서 8.6%, HPLC에서 24.1%로 나타났다. 통계분석결과, 표준색소의 분석결과에서는 저농도보다 고농도에서 정밀도가 좋게 나타났고, 현장시료 분석결과에서는 Chl-a 농도와 각 실험실의 측정정밀도의 특별한 상관성은 보이지 않았고, 각 실험실간의 차이가 분석방법간의 차이보다 크게 나타났다. 특히 HPLC분석 실험실 간의 차이가 다른 방법으로 분석한 실험실 간의 차이보다 크고, 실험실 내의 정밀도가 낮았다. 이러한 차이는 HPLC방법 내에서도 다양한 분석법을 채택하고 있는 것과 장비의 차이, 분석자의 숙련도 등이 원인인 것으로 생각된다.