분자지표 및 탄소안정동위원소 조성비를 이용한 국내 수입 주요 원유의 식별

Abstract

원유의 탄소안정동위원소비는 증발, 생물분해, 용해 등 풍화작용에 의해 큰 영향을 받지 않는 것으로 알려져 있어, 유출유의 기원을 확인하는 추적자로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내에 수입되고 있는 유류 중 주요 14종 원유와 제품유 1종의 분자단위 유지문 지표와 탄소안정동위원소비 조성을 분석하고, 이를 유지문으로 활용하여 각 지표의 유류 간 식별력을 비교하였다. Bintulu 원유와 제품유(B-C(1%)) 만이 다른 원유와 구별되는 고유한 alkane 분포패턴을 보였고, 나머지 원유들은 매우 유사한 분포특성을 나타내었다. Alkane 분자지표를 사용하였을 때, 원유를 크게 3개 그룹으로 분류할 수 있었으나 그룹 내 식별은 불가능하였다. PAHs 분자지표인 C2D/C2P와 C3D/C3P 이중지수를 이용해서 A.L., A.S.L., Foroozan, B-C(1%)을 다른 원유들로부터 구별할 수 있었으며, 4-mD/1-mD와 2/3-mD/1-mD 이중지수는 A.S.L., Bintulu, Oman 원유를 뚜렷이 식별할 수 있었다. 하지만 나머지 원유들은 매우 유사한 값을 가지고 있어서 원유 간 식별이 어려웠다. 반면 탄소안정동위원소비를 활용한 식별법은 A.L., A.M., Qatar-Marine, B-C(1%)를 제외한 나머지 모든 원유 사이의 식별을 가능하게 하였다. 개별화합물의 탄소안정동위원소 조성비를 활용한 유지문 분석법은 기존의 PAHs와 alkane의 대표적인 분자지표들과 비교했을 때 상대적으로 높은 원유 간 식별력을 보여 주었다.

Stable carbon isotope ratio of oil components are known to be unaffected by weathering processes and thus has been widely used to determine the origin of spilled oil. In this study, molecular index and composition of stable carbon isotope in 15 crude oils and petroleum product were analyzed and used as oil fingerprints to determine the discriminating power of each fingerprinting method among target crude oils. Through the fingerprints of alkane distribution only Bintulu and B-C(1%) were distinguishable from other crude oils. The pristane/phytane ratio can classify the crude oils into three groups but differentiation of crude oils within a group was impossible using the ratio. The crude oils of A.L., A.S.L., Foroozan and B-C(1%) were differentiated from the other oils using PAH source recognition indexes of C2D/C2P and C3D/C3P. The usage of 4-mD/1-mD and 2/3-mD/1-mD ratio was able to distinguish A.S.L., Bintulu and Oman from the other crude oils. However the PAH source recognition ratios in the other crude oils were similar and thus they were impractical to be used for source identification among the target crude oils. Stable carbon isotope ratios of alkanes were able to uniquely specify each crude oil in the plot of δ13CC21 and δ13CC25 except A.L., A.M., Qatar-Marine, B-C(1%). The oil fingerprinting method using stable carbon isotope ratios of individual alkane compounds showed more discriminating power among the target crude oils than the conventional source recognition indexes of PAHs or alkanes.