Comparison of Acid Volatile Sulfide(AVS) using Sulfur Detection Tube and Iodometry Method in River Sediments.

Abstract

현재 국내 해양 퇴적물의 산 휘발성 황화물(acid volatile sulfide, AVS) 분석은 해양환경공정시험기준의 퇴적물공정시험기준에 의해 대부분 황검지관법(sulfur detection tube)을 이용하여 분석을 진행하고 있으며, 연구목적에 따라 요오드적정법(iodometry method)을 추가하여 실험을 진행하기도 한다. 퇴적물 내 산 휘발성 황화물은 유기물 오염 및 건강도를 평가하는 지표 중 하나로 일반적으로 유기물의 오염도가 심각할수록 황화물의 농도 또한 높게 나타난다. 아직까지 국내에서는 퇴적물 내 산 휘발성 황화물 농도에 대한 환경기준이 정립되어 있지 않으며 일본의 수산환경수질기준(0.2 mgS/g·dry)을 인용하여 기준값으로 사용하기도 한다. 본 연구를 통하여 황검지관법과 요오드적정법을 활용한 산 휘발성 황화물 분석법을 상호 비교하고, 국내 하천 퇴적물의 황 오염물의 생성원인과 환경적 프로세스에 대해 논하고자 한다. 실험용 퇴적물로 2021 년 11 월 국내의 다양한 지역에서 하천 퇴적물(N=21)을 채취하였으며, 시료 채취 후 냉장 보관한 고정 시약(20% Zn(CH3COO)2) 약 10 ml 를 첨가한 후 시료와 혼합하여 시료를 고정시켰다. 시료 고정 후 용기를 밀봉 및 냉동 보관하여 실험실로 운반하였다. 채취한 시료들은 황검지관법과 요오드적정법을 이용하여 검출하였고, 두가지 측정법 각각의 분석 방법 및 결과를 비교하였다. 황검지관법은 퇴적물 시료에 산을 가하여 황검지관에 흡수되는 황의 양을 정량하는 방법으로 비교적 매우 간편하고 양호한 정확성을 가지고 있다. 요오드적정법은 퇴적물에 적당량의 산을 가하여 발생하는 황화물을 침전물(황화아연)로 포집하여 발생하는 황화수소를 요오드로 적정하여 정량하는 방법으로 정확한 결과를 얻을수 있다. 황검지관법과 요오드적정법은 퇴적물 내 산 휘발성 황화물을 검출해내는 원리가 다르다. 우선 황검지관법은 퇴적물을 검지관이 연결된 가스발생 관에 옮긴 뒤 황산(H2SO4)을 가하여 일정 시간 동안 펌프를 이용하여 흡입시킨 후 검지관의 변색이 멈춘 지점의 눈금 읽어 AVS 를 계산하는 방법이다. 그에 반해 요오드적정법은 퇴적물을 황화수소 발생 및 포집 장치에 연결한 후 염산(HCl)을 첨가하여 황화수소가 황화아연(ZnS) 형태로 포집시킨 후 요오드용액(I2)과 염산을 첨가, 녹말 (Starch)을 지시약으로 하여 티오황산나트륨(Na2S2O3·5H2O)으로 적정을 진행하여 적정량으로 산 휘발성 황화물을 계산한다. 위와 같이 황검지관법과 요오드적정법은 퇴적물 내 산 휘발성 황화물의 양을 구하는 방법이 다르며 본 연구를 통하여 각 실험법간의 차이가 존재하는지, 또 존재한다면 그 이유가 무엇인지에 대하여 알아보고자 한다. 황검지관법과 요오드적정법의 결과를 비교함으로써 분석법을 논하기에는 해당 연구의 시료수와 조사 시기가 한번이라는 한계점이 존재하기 때문에 분석법의 결과들이 대표성을 띄기 어려우며 각각의 장단점을 명확히 비교하기에는 어려움이 있다. 때문에 퇴적물 내 산휘발성 황화물 분석을 위한 추가 조사를 통하여 황검지관법과 요오드적정법 각각 실험법의 정확도 향상 및 자료의 표준화를 확립해야할 필요가 있다.