레이저흡광분석기(Laser Absorption Spectrometry)를 이용한 CO2 가스의 탄 소안정동위원소비 보정식 산출

Calibration of δ13 C values of CO2 gas with different concentrations in the analysis with Laser Absorption Spectrometry

기후변화 연구 및 이산화탄소(CO2 ) 지중저장 분야 등에서 CO2 가스의 탄소안정동위원소비(δ 13 C CO2 )는 주요한 인자 로서 인식되고 있다. δ 13 C는 주로 안정동위원소질량분석기(Isotope Ratio Mass Spectrometry: IRMS)로 분석하지만, 최근 분석비용 및 현장적용성의 문제로 레이저흡광분석기(Laser Absorption Spectrometry: LAS)의 사용이 확대되고 있다. 본 연구는 LAS를 이용한 δ 13 C CO2 분석 시 분석적합성을 판단하는데 필요한 표준가스의 실질적 확보 방안과 주의사항을 제시하는 것을 목표로 하였다. 실험실 표준가스는 분석할 농도범위로 CO2 가스를 조제한 후, 한국인정기구 인증시험기관에서 CO2 농도를 측정한 후에 IRMS로 δ 13 C CO2 를 측정하여 사용하였다. 장시간 측정 시, 농도가 상대표 준편차 1.0% 이하로 변이하면 δ 13 C는 최대 ±10‰까지 변동할 수 있으므로, 표준가스를 주기적으로 측정하여 분석 적합성을 판단하고 필요 시 보정을 하여야 한다. δ 13 C CO2 는 CO2 농도에 의존성을 나타내므로, 분석하고자 하는 영역의 최소 및 최대 농도를 갖는 표준가스의 혼합실험을 통해 보정식을 산출하였으며, 보정 후 δ 13 C CO2 는 IRMS 측정값에서 ±0.52‰ 이내의 편차를 나타내었다.

Stable carbon isotope ratio of carbon dioxide (δ 13 C CO2 ) is used as an important indicator in the researches for global climate change and carbon capture and sequestration technology. The δ 13 C value has been usually analyzed with Isotope Ratio Mass Spectrometer (IRMS). Recently, the use of Laser Absorption Spectrometry (LAS) is increasing because of the cost efficiency and field applicability. The purpose of this study was to suggest practical procedures to prepare laboratory reference gases for δ 13 C CO2 analysis using LAS. CO 2 gas was adjusted to have the concentrations within the analytical range. Then, the concentration of CO 2 was assessed in a lab approved by the Korea Laboratory Accreditation Scheme and the δ 13 C CO2 value was measured by IRMS. When the instrument ran over 12 hours, the δ 13 C values were drifted up to ±10‰ if the concentration of CO 2 was shifted up to 1.0% of relative standard deviation. Therefore, periodical investigation of analytical suitability and correction should be conducted. Because δ 13 C CO2 showed the dependency on CO 2 concentration, we suggested the equation for calibrating the concentration effect. After calibration, δ 13 C CO2 was well matched with the result of IRMS within ±0.52‰.