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다검출기 유도결합 플라즈마 질량분석기를 이용한 납 동위원소 분석법

Lead isotope measurement using a multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry (MC-ICP-MS)
지질학회지 제54권 제3호, 2018.6, 311-318 (8 pages)
DOI :10.14770/jgsk.2018.54.3.311
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초록
납(Pb)은 암석 내 미량원소로 존재하고 4개의 안정동위원소(204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb)를 가지고 있으며 제련, 채광, 화석연료의 연소 및 유연 휘발유의 사용과 같은 각종 산업활동으로 인하여 대기권, 수권, 생물권 및 지권에 유입되어 심각한 환경오염을 일으킨다. 납 동위원소는 납 오염 기원 추적 및 납의 생지화학적 순환을 이해하는데 유용하게 사용될 수 있다. 염산(HCl)과 브로민화수소(HBr)를 이용하는 납 분리법은 높은 분석 재연성 및 정확도를 얻을 수 있지만 전처리 과정에 오랜 시간이 소요되는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 염산(HCl)만을 이용한 신속하며 효율적인 분리법을 정립 하고자 하였다. 본 연구에서는 두 종류 이온 교환수지(Sr-resin 및 Pb-resin)의 납 분리 효율 및 회수율 비교를 통하여 최적의 이온 교환수지를 선정하였다. 개발된 분리법의 신뢰성 검증을 위하여 미국 지질조사국(USGS)과 캐나다 국립연구원(NRCC)의 참조물질에 대한 납 동위원소 분석을 실시하였고 기존에 보고값과 오차범위 내에서 일치하는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 납 분리법은 많은 시료에 대한 분석이 요구되는 환경시료의 납 동위원소를 분석하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 여겨진다.

Lead (Pb) as a trace element occurs in rocks and has four stable isotopes (204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb). Pb is released into the atmosphere, biosphere, hydrosphere and geosphere through various industrial activities, such as smelter, mining, combustion of fossil fuels and use of leaded gasoline, and result in serious environmental contamination. Pb isotopes can be used to trace the Pb contamination source and to understand of the biogeochemical cycling of Pb in the environment. Pb purification with two-step chemical separation using hydrochloric acid (HCl) and hydrogen bromide (HBr) can yield high precise and accurate results although it needs a lot of time and labor during Pb purification. Here, we developed one-step chemical separation using only HCl. In order to develop an efficient separation method, two kinds of ion exchange resins, Eichrom Sr-resin and Pb-resin, were used to compare the separation and recovery of Pb from other matrix elements. Further, in order to verify this method we measured Pb isotopes in several geological reference materials distributed by USGS and NRCC. The results are consistent with the reported values within the error, indicating that this method is successfully developed. It is expected that this study can be broadly used to measure Pb isotopes in various environmental samples.

목차
요약
ABSTRACT
1. 서론
2. 실험방법 및 동위원소 분석
3. 결과 및 토의
REFERENCES
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