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Investigation of N-nitrosamines using GC-MS/MS in Han-river Water Supply Systems
Investigation of N-nitrosamines using GC-MS/MS in Han-river Water Supply Systems
Journal of Korean Society on Water Environment. 2016. Sep, 32(5): 410-418
Copyright © 2016, Korean Society on Water Environment
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
  • Received : April 28, 2016
  • Accepted : September 02, 2016
  • Published : September 30, 2016
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우현, 윤
whyoon@seoul.go.kr
준호, 이
현주, 이
수원, 이
재찬, 안
복순, 김

Abstract
This study was conducted to improve the analysis method used for N-nitrosamines and to investigate the occurrences of N -nitrosamines in tributaries of the Han-river, intake stations, water treatment plants and tap water used within the city of Seoul. The samples were pretreated through a solid phase extraction and analyzed using a gas chromatography tandem mass spectrometer (GC-MS/MS). The GC-MS/MS in CI mode was compared with the GC-MS/MS in EI mode by the method detection limits (MDLs). MDLs by GC-CI/MS/MS and GC-EI/MS/MS were 0.2 ~ 1.1 ng/L and 0.2 ~ 1.4 ng/L, respectively. Samples were collected from ten tributaries of the Han-river (T1 ~ T10), six intake stations (I1 ~ I6), six water treatment plants (P1 ~ P6) and 25 taps in Seoul city. The maximum levels of N-nitrosodimethylamine (NDMA) were 0.013 μg/L, 0.008 μg/L, 0.006 μg/L and 0.002 μg/L in tributary water, raw water, finished water and tap water samples, respectively. Detected levels were much lower than 0.1 μg/L corresponding to the guideline value of WHO.
Keywords
1. Introduction
N -nitrosamines는 주로 베이컨, 소세지, 햄, 맥주 등의 식품과 고무, 농약, 화장품, 세제 등 우리가 쉽게 접하는 물품에서 검출되고 있는 물질로서, 현재 300여종이 알려져 있으며 약 90% 이상이 동물실험 결과 암을 일으키는 것으로 보고되고 있다 (Ikeda and Migliorese, 1990 ; Jo et al., 2010 ; Planas et al., 2008) .
물 환경에서는 1989년 캐나다 온타리오 주에서 정수처리 과정 중 소독부산물로 처음 검출되었으며, 1998년 캘리포니아 새크라멘토 시에서 N -nitrosamines의 일종인 N -nitrosodimethylamine(NDMA)가 정수에서 약 0.15 μg/L 농도로 검출되었다 (CalEPA, 2011) . 그리하여 미국 환경보호청(United States Environmental Protection Agency, EPA)은 인간에게 암을 유발할 가능성이 있는 물질인 B2 등급으로 간주하고, 먹는물에서 백만분의 일의 확률로 암을 유발할 수 있는 농도로(10 -6 Cancer Risk Level) 0.7 ng/L을 제시하였으며, WHO와 캐나다 등 여러 나라에서 가이드라인을 설정하여 관리하게 되었다 (Kim et al., 2010 ; Lee et al., 2014) . 식품, 소비재 물품뿐만 아니라 수돗물에서도 검출됨에 따라 많은 연구자들은 수돗물을 생산하기 위한 원료부터 소비되기까지의 전과정에서 N -nitrosamines의 농도 및 생성기작, 제거 방법 등에 대해 연구를 진행하게 되었다 (Nawrocki and Andrzejewski, 2011) .
일반적으로 물속에 미량으로 존재하는 N -nitrosamines의 농도를 측정하기 위해 전처리 방법으로 시료를 정제‧농축한 후 기기분석을 한다. 전처리방법에는 고체상추출(Solid Phase Extraction, SPE)법, 액‧액추출(Liquid-Liquid Extraction, LLE)법, 미량고체상추출(Solid Phase Micro Extraction, SPME)법 등이 보고되고 있으며, 분석기기로는 GC-MS, GC-MS/MS, GC-HRMS, LC-MS/MS 등 다양한 기기가 사용되고 있어 각각의 검출한계, 정량한계도 다양하다 (Pozzi et al., 2011) .
공식적인 분석법으로는 2004년에 출판된 EPA method 521 (Munch and Bassett, 2004) 이 있으며, 이는 coconut charcoal이 충전된 cartridge를 이용하여 SPE법으로 전처리하고 화학이온화(Chemical Ionization, CI)방법으로 이온화 시키는 GC-CI/MS/MS로 분석하는 시험법이다. 이전 연구자들은 전자이온화(Electron Ionization, EI)법으로 이온화시키는 방법의 GC-MS가 N -nitrosamines를 분석하기에 감도가 낮아서 GC-CI/MS/MS를 사용하였다 (Sannino and Bolzoni, 2013 ; Yoon et al., 2012) . 하지만 주로 물을 분석하는 기관에서는 CI방법보단 EI방법의 GC-MS를 많이 사용하고 있으며 최근에는 분석 장비의 기술 발달로 인하여 GC-EI/MS/ MS로 분석하는 연구도 보고되고 있다 (Lee et al., 2014 ; McDonald et al., 2012) .
따라서 본 연구에서는 한강수계에서의 지천, 원수, 정수 및 수돗물에 대한 N -nitrosamines 8종의 분포 실태를 파악하고자 GC-CI/MS/MS와 GC-EI/MS/MS를 이용하여 장비간의 분석능력을 평가하였으며, 이를 통해 보다 정확한 N -nitrosamines의 농도를 파악하고자 하였다.
2. Materials and Methods
- 2.1. 시료 채수
한강으로 유입되는 지천과 원수, 정수에 대해 2014년 1 ~ 8월까지 채수를 하였다. 지천은 T1부터 T10까지 10지점으로 6회 채수하였으며, 원수 I1 ~ I6, 정수 P1 ~ P6으로 6지점씩 7회 채수하였다. 자세한 채수 지점은 Fig. 1 과 같다.
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Locations of sampling in Han-river basin.
또한 정수센터(P1 ~ P6)에서 생산한 수돗물은 서울시 25개 자치구에 공급이 되며 각 자치구별 시료 1점씩을 2015년 10월에 채수하여 분석하였다. 채수용기는 미리 티오황산나트륨 약 100 mg을 넣은 1 L 갈색유리병을 사용하였으며, 분석 전까지 4℃에서 냉장보관 하였다.
- 2.2. 시약 및 기구
실험에 사용한 표준물질은 시중에 시판되는 AccuStandard (USA)사의 N -nitrosamines 9종(NDMA, N -nitrosomethylethylamine (NMEA), N -nitrosodiethylamine (NDEA), N -nitroso-dipropylamine (NDPA), N -nitrosomorpholine (NMOR), N -nitrosopyrrolidine (NPYR), N -nitrosopiperidine (NPIP), N -nitrosodi-n-butylamine (NDBA), N -nitrosodiphenylamine (NDPhA))의 혼합원액 2.0 mg/mL (in dichloromethane)를 구입하여 사용하였으며, 내부표준물질로 사용한 N -nitrosodi-methylamine-d 6 (NDMA-d 6 )과 N -nitrosodi-n-propylamine-d 14 (NDPA-d 14 )는 1.0 mg/mL (in dichloromethane)의 AccuStandard (USA)사의 제품을 각각 사용하였다. 시료에 존재하는 잔류염소를 제거하기 위해 순도 98% 이상의 티오황산나트륨(Na 2 S 2 O 3 )과 잔존 수분을 제거하기 위해 사용한 무수황산나트륨(Na 2 SO 4 )은 Sigma-Aldrich (USA)사에서 구입하였다. 추출 용매인 디클로로메탄과 메탄올은 J. T. Baker (USA)사의 HPLC 용 시약을 사용하였으며, 정제수는 순수제조장치(ELGA PureLAB, UK)로 정제된 물을 사용하였다. 시료의 전처리에 사용된 자동고체상추출장치는 autotrace SPE workstation (Thermo, USA)를 사용하였으며, SPE 카트리지는 activated coconut carbon 2 g이 충전된 Enviro Clean EU521 (UCT, USA)를 사용하였다. 질소농축기는 EYELA MG-2200 (Tokyo rikakikai Co. Ltd, Japan)을 사용하였다.
- 2.3. 표준용액 조제
N -nitrosamines 표준물질과 내부표준물질은 각각의 보관방법에 따라 보관 후 사용 시 개폐하여 사용하였다. 2.0 mg/mL 농도의 N -nitrosamines은 디클로로메탄에 희석하여 20 mg/L 농도로 조제하였으며, 이를 다시 메탄올에 희석하여 0.1 mg/L 농도로 조제하였다. 내부표준물질은 각각 메탄올에 희석하여 10 mg/L 농도로 조제하였다. 검정곡선을 작성하기 위해 미리 티오황산나트륨을 넣은 갈색유리병에 정제수 500 mL 를 넣고 0.1 mg/L의 N -nitrosamines를 각각 0.001, 0.002, 0.005, 0.010, 0.020, 0.040 μg/L 농도가 되게 주입하였으며, 내부표준물질인 NDMA-d 6 는 0.020 μg/L, NDPA-d 14 는 0.040 μg/L 농도가 되도록 주입한 후 시료와 동일한 방법으로 전처리하였다.
- 2.4. 전처리 방법
채수된 시료는 입자상 물질을 제거하기 위해 직경 47 mm의 GF/C 여지(Whatman, UK)로 여과한 후 500 mL를 분취하여 갈색 유리병에 넣고 2종의 내부 표준물질을 각각 0.020 μg/L (NDMA-d 6 ), 0.040 μg/L (NDPA-d 14 )농도가 되도록 주입하였다. 시료에 존재하는 N -nitrosamines을 추출하기 위해 EPA method 521 (Munch and Bassett, 2004) 을 참조하여 SPE법으로 전처리하였다. Activated coconut carbon이 충전된 SPE 카트리지에 디클로로메탄 3 mL씩 2회, 메탄올 3 mL씩 2회 주입 후 정제수 3 mL씩 5회 주입하여 세척 및 활성화하였다. 그 후 시료 500 mL을 8 mL/min 유속으로 주입하였으며, 15분간 질소가스로 건조시켰다. 건조 된 SPE 카트리지는 디클로로메탄으로 5 mL, 3 mL, 3 mL 씩 순차적으로 주입하여 목적성분을 추출하였다. 추출된 용매에 존재하는 수분은 2 ~ 3 g 정도의 무수황산나트륨을 넣어 제거하고, 농축을 위해 눈금이 있는 유리제 코니칼 용기에 옮겨 넣었으며, 기존 용기는 디클로로메탄으로 여러번 세척하여 코니칼 용기에 더하였다. 질소농축기를 사용하여 시료가 1 mL 남을 때까지 농축한 후 시험용액으로 하였다.
- 2.5. 기기 분석
N -nitrosamines분석에는 CI mode와 EI mode의 GC-MS/MS를 사용하였다. CI mode의 장비는 large volume injector를 장착한 Varian 450-GC와 ion trap 질량 분석기인 Varian 240-MS를 사용하였으며, EI mode 장비는 Agilent 7890B GC와 triple quadrupole 질량 분석기인 Agilent 7000C를 사용하였다. 목적성분들은 Agilent사의 DB-624 컬럼을 사용하여 분리 및 검출하였으며, 유속은 1.2 mL/min로 설정하였다. 시료 주입량은 CI mode가 8 μL로서 EI mode의 2 μL 보다 4배 많게 주입되었으며, 다량의 시료를 주입함으로 인해 목적성분과 불순물을 분리하고자 여러 단계의 승온조건으로 설정하게 되었다. 그 외 각 장비별 분석조건은 Table 1 Table 2 에 나타내었다.
Analysis parameter of GC-CI/MS/MS
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Analysis parameter of GC-CI/MS/MS
Analysis parameter of GC-EI/MS/MS
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Analysis parameter of GC-EI/MS/MS
3. Results and Discussion
- 3.1.N-nitrosamines 분석
정제수 500 mL에 표준물질을 넣고 전처리방법과 동일하게 전처리한 후 GC-CI/MS/MS와 GC-EI/MS/MS로 분석하였으며 각 분석기기 별 크로마토그램은 Fig. 2 와 같다. 동일한 컬럼을 사용하였기 때문에 물질별 검출순서는 같았으며 NDMA-d 6 와 NDMA는 머무름 시간이 거의 일치하여 하나의 peak로 나타났지만 나머지 7종은 잘 분리되었다. 바탕시험의 경우 내부표준물질 외 NMOR의 peak가 정량한계 이하로 검출되었으며, 검출원인은 밝혀내지 못하였다.
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Chromatogram of N-nitrosamines by GC-MS/MS with each ionization mode. (a) CI mode (Spiked standard (20 ng/L) and blank) (b) EI mode (Spiked standard (20 ng/L) and blank).
GC-CI/MS/MS의 경우 화학이온화제(CI reagent)인 메탄올을 먼저 이온화 시킨 후 시료분자와 반응하여 양성자가 결합된 [M+H] + 이온을 생성하기 때문에 분자량이 1만큼 증가한 선구이온(Precursor ion)을 얻었으며, 선구이온으로 부터 토막 난 생성이온(Product ion)을 선택하여 정량하였다. 정량은 내부표준법을 사용하였으며, 각 내부표준물질별 인접한 물질을 선택하여 정량하였다. 그리하여 NDMA와 NMEA를 정량하기 위해 NDMA-d 6 를 사용하였으며, NDEA, NDPA, NMOR, NPYR, NPIP, NDBA는 NDPA-d 14 를 사용하여 정량하였다( Table 3 ). 특히, NDEA는 NDMA-d 6 가 더 인접하였지만 검정곡선의 R 2 값이 NDPA-d 14 로 정량하였을 때가 더 좋게 나타났다.
Retention time and MS parameter (CI mode)
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Retention time and MS parameter (CI mode)
GC-EI/MS/MS의 경우 70 eV로 방출된 전자와 충돌에너지에 의해 조각난 생성이온(Product ion)을 선택하여 정량 하였으며, NDMA-d 6 를 사용하여 NDMA, NMEA, NDEA를 정량하였고, NDPA-d 14 로 NDPA, NMOR, NPYR, NPIP, NDBA를 정량하였다( Table 4 ).
Retention time and MS parameter (EI mode)
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Retention time and MS parameter (EI mode)
- 3.2. 정도관리
방법검출한계(Method detection limit, MDL)와 정량한계 (Limit of quantification, LOQ)를 측정하기 위해 0.002 μg/L 농도로 조제한 정제수 7점과 정밀도(Precision)와 정확도 (Accuracy)를 측정하기 위해 0.010 μg/L 농도로 조제한 정제수 4점을 전처리방법과 동일하게 처리하여 이온화 방법별로 분석하였다. MDL의 경우 표준편차에 3.14를, LOQ의 경우 표준편차에 10을 곱하여 구하였다. 그 결과, CI mode의 경우 MDL은 0.2 ~ 1.1 ng/L, LOQ는 1 ~ 4 ng/L를 나타냈으며, 정밀도 3.0 ~ 13%, 정확도 89.5 ~ 120%로 나타났다. EI mode의 경우 MDL은 0.2 ~ 1.4 ng/L, LOQ는 1 ~ 4 ng/L 를 나타냈으며, 정밀도 0.9 ~ 9.5%, 정확도 100 ~ 106%로 나타나 CI mode와 EI mode 간 비슷한 결과 값을 나타내었다( Table 5 ).
Comparison of QAQC by GC-CI/MS/MS and GC-EI/MS/MS
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Comparison of QAQC by GC-CI/MS/MS and GC-EI/MS/MS
본 실험에서 구한 MDL이 다른 선행연구자의 MDL과 비교하였을 때 어느 정도의 수준인지 알기 위해 서로 비교하였다. CI mode를 사용한 EPA method 521 (Munch and Bassett, 2004) 의 MDL은 0.28 ~ 0.66 ng/L 범위이었으며, Pozzi et al. (2011) 의 MDL 0.8 ~ 2.7 ng/L, Yoon et al. (2009) MDL 0.1 ~ 1.0 ng/L, Charrois et al. (2004) MDL 0.4 ~ 1.6 ng/L로서 본 연구의 MDL 범위(0.2 ~ 1.1 ng/L)와 유사한 수준이었다. 또한, 이온화 방식이 다른 EI mode를 사용한 McDonald et al. (2012) 경우 MDL 범위가 0.45 ~ 1.66 ng/L, Lee et al. (2014) MDL 0.76 ~ 2.09 ng/L로서 본 연구의 MDL 범위(0.2 ~ 1.4 ng/L)와 비슷한 수준으로 나타나 CI mode 및 EI mode 둘 다 N -nitrosamines을 분석하여 다른 연구자와 대등한 데이터를 얻을 수 있는 것으로 판단되었다.
설정된 분석법으로 시료를 분석할 때 하나의 시료군 (batch)에서 시료를 분석하기 전, 중간, 그리고 분석이 완료 된 후에 continuing calibration check (CCC)를 측정하였다. CCC 농도로는 0.004 μg/L, 0.008 μg/L 그리고 0.020 μg/L을 측정하였으며, 결과는 Table 6 에 나타내었다. EPA method 521 (Munch and Bassett, 2004) 에서 CCC의 기준으로 70 ~ 130%를 제시하고 있으나, GC-CI/MS/MS로 분석하였을 때 NPYR의 경우 0.004 μg/L와 0.008 μg/L에서 기준을 초과하여 186 ~ 318%로 높게 나타났으며, 고농도인 0.020 μg/L 에서는 87%와 109%로 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 그 외 NDMA를 포함한 7종은 모두 기준을 만족하였다. 저농도(0.004 μg/L)와 중간농도(0.008 μg/L)에서 NPYR이 기준을 벗어난 원인을 찾기 위해 전처리방법, 분석조건, 컬럼 등을 변경하여 분석하였다. DB-624 컬럼과 극성이 유사한 컬럼인 DB-VRX 컬럼으로 교체하여 분석한 결과 비슷한 검출시간(Retention time)에 같은 product ion 값을 갖는 미지의 peak가 검출되었으며, 이 peak가 NPYR의 정량에 영향을 주어 이로 인해 기준을 벗어난 것을 확인하였다( Fig. 3 ). 그러나 본 시험에서는 DB-VRX 컬럼을 사용할 경우 N -nitrosamines 중 가장 문제시 되는 NDMA의 peak가 갈라지는 현상이 발생하여 DB-VRX 컬럼 대신 기존 DB-624 컬럼을 사용하였으며, NPYR이 0.020 μg/L에서는 CCC의 기준을 만족하므로 정량한계를 0.004 μg/L에서 0.020 μg/L로 상향 조정하였다. 반면, EI mode는 미지물질에 대한 간섭작용이 나타나지 않았다.
Result of continuing calibration check (CCC) in various concentrations by GC-CI/MS/MS
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Result of continuing calibration check (CCC) in various concentrations by GC-CI/MS/MS
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Comparison of detected NPYR by each capillary column. (1) DB-624, (2) DB-VRX
- 3.3. 분석방법 검증
정립한 분석방법이 수중에 존재하는 N -nitrosamines을 정확히 검출할 수 있는지 검증하기 위해 quality control(QC) 시료(ERA, USA)를 구입하여 분석물질에 대한 정확도를 검증하였다. QC 시료에는 NMOR과 NPIP를 제외한 N -nitrosamines 6종이 포함되어 있으며, 제조사에서 제시한 절차서에 따라 희석하여 시험방법과 동일하게 전처리하였다. 각 이온화 방법별 GC-MS/MS로 분석하였으며, QC 시료의 보증값(Certified value)과 비교한 결과, CI mode의 경우 NDMA 100%, 그 외 항목은 84.0 ~ 114%로 나타났으며, EI mode의 경우 NDMA 98.8%, 그 외 항목은 101 ~ 112%의 높은 정확도를 보여 분석방법이 잘 정립되었음을 확인하였다( Table 7 ).
Analysis quality control ofN-nitrosamines
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Analysis quality control of N-nitrosamines
- 3.4. 상수도계통에서의N-nitrosamines 실태조사
지천, 원수 그리고 정수에 대해 2014년 1 ~ 8월까지 채수하고 GC-CI/MS/MS로 분석하였으며, 수돗물은 2015년 10월에 채수하여 GC-EI/MS/MS로 분석하였다.
- 3.4.1. 지천
한강으로 유입되는 지천 10개 지점(T1 ~ T10)에 대해 6회 조사한 결과, N -nitrosamines 중 NDMA, NDEA, NMOR 및 NDBA가 주로 검출되었으며, NDPA와 NPYR은 전 지점에서 불검출 되었다( Table 8 ). 10개 지점 중 6개 지점에서 NDMA가 최대 0.013 μg/L로 검출되었고 각 지점에 대한 평균 농도는 N.D. ~ 0.004 μg/L이었다. NDEA의 경우 7개 지점에서 최대농도 0.014 μg/L, 각 지점에 대한 평균 농도는 N.D. ~ 0.003 μg/L로 나타났으며, NMOR은 모든 지점에서 검출되었고 최대 0.011 μg/L, 각 지점에 대한 평균 농도는 0.001 ~ 0.005 μg/L이었다. NDBA는 7개 지점에서 검출되었으며, 최대 0.011 μg/L, 각 지점에 대한 평균 농도는 N.D. ~ 0.004 μg/L이었다. 국내 낙동강 수계 4개 지천을 조사한 Kim et al. (2010) 은 NDMA가 0.016 μg/L, NMEA 0.018 μg/L, NDEA 0.102 μg/L, NDPA 0.455 μg/L 그리고 NDBA가 0.330 μg/L로 최대 검출되었으며, NPYR, NMOR, NPIP는 불검출 되었다고 보고하여 검출된 항목과 농도에는 차이를 보였다.
Concentration ofN-nitrosamines in tributaries
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Concentration of N-nitrosamines in tributaries
N -nitrosamines과 수질인자를 비교한 Fig. 4 를 보면, N -nitrosamines의 농도가 높은 지점인 T1, T3, T6과 T10은 NH 3 -N, T-N, TOC 농도도 높게 검출되는 지점으로서 N -nitrosamines의 생성과 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이는 선행연구자인 Luo et al. (2012) 의 연구에서 TOC와 NDMA가 서로 상관관계 있다고 하였으며, Asami et al. (2009) 은 질소화합물의 농도가 높을수록 NDMA가 빈번히 검출되는 경향이 있다고 보고하였다. 또한 Kim et al. (2010) , Kim et al. (2014) 은 지천에서 N -nitrosamines가 검출되는 것이 인근 하수처리장의 영향 때문이라고 보고하였으며, 한강 지천중 N -nitrosamines의 농도가 가장 높은 T10은 상류에 하수처리장 2개가 존재하는 지점으로 Kim et al. (2010) , Kim et al. (2014) 이 보고한 것과 같이 인근 하수처리장 방류수의 영향을 받는 것으로 사료된다.
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Concentration of N-nitrosamines, NH3-N, T-N and TOC in tributaries.
- 3.4.2. 원수, 정수
원수 6개 지점(I1 ~ I6)과 정수 6개 지점(P1 ~ P6)에 대해 7회 조사하였으며, 그 결과는 Table 9 에 나타내었다. 원수에서 NDMA는 I1지점에서만 최대 0.008 μg/L 농도로 2회 검출되었으며, 다른 지점에서는 검출되지 않았다. 그러나 NDMA를 제외한 NMEA, NDEA, NMOR, NDBA 항목들은 다른 지점에서도 검출되었으며, NMEA는 정량한계 수준인 0.001 μg/L, NDEA 0.002 ~ 0.004 μg/L, NMOR 0.003 ~ 0.005 μg/L 그리고 NDBA는 0.004 μg/L 농도로 미량 검출되었다. 정수의 경우 NDMA는 P3과 P6 지점에서 각각 1회씩 0.003 μg/L 과 0.006 μg/L 농도로 검출되었으며, 다른 항목은 P1, P3, P6에서 NDEA만 0.002 ~ 0.004 μg/L가 검출되었다.
Concentration ofN-nitrosamines in raw water and finished water
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Concentration of N-nitrosamines in raw water and finished water
Asami et al. (2009) 는 일본의 원수에서 NDMA가 최대 0.004 μg/L이 검출되었으며, 정수에서는 최대 0.010 μg/L이 검출되었다고 보고하였다. 중국의 원수‧정수를 연구한 Luo et al. (2012) 의 결과에 따르면 원수에서 NDMA가 최대 0.022 μg/L 검출되었고 그 외 NDEA, NMOR, NPYR, NPIP가 검출되었으며, 정수에서는 NDMA가 최대 0.008 μg/L, 그 외 NMOR과 NPYR이 검출되었다고 보고하였다. 국내의 경우 Kim et al. (2010) , Kim et al. (2014) 의 연구에 따르면 부산시 소재 2개 정수장에서 취수원수와 정수에 대해 조사한 결과 N -nitrosamines이 모두 불검출되었으며, 낙동강 본류 10개 지점에서는 N -nitrosamines 9종의 합이 최대 0.223 μg/L 검출되었다고 보고하였다.
수중에서 검출되는 N -nitrosamines의 농도를 보면 지천 > 원수 > 정수 순으로 낮아졌으며, 오염도가 높은 지천이 한강 본류에 혼입되어 N -nitrosamines의 농도가 희석되고 이를 취수한 원수의 농도는 지천보다 낮게 된 것으로 사료된다.
- 3.4.3. 수돗물
2015년 10월에 서울시 25개 자치구에서 수돗물 25점을 채수하였으며, 채수 시 수돗물의 잔류염소는 평균 0.24 mg/L 이었다. GC-EI/MS/MS로 분석한 결과 시료 25점 중 1점에서 NDMA가 정량한계 수준인 0.002 μg/L 검출되었으며, 또 다른 시료 1점에서 NMOR이 0.008 μg/L 검출되었다. 그 외 시료는 모두 불검출되었다.
중국에서 염소 처리된 수돗물을 분석한 Luo et al. (2012) 의 결과에 따르면 시료 30점 중 12점에서 NDMA가 최대 0.013 μg/L 농도로 검출되었으며, 중국의 다른 연구자인 Bei et al. (2016) 은 수돗물 74점을 조사한 결과 NDMA가 평균 0.032 μg/L 검출되었다고 보고하여 서울시 수돗물에서의 N -nitrosamines 생성량은 낮은 것으로 나타났다.
4. Conclusion
GC-MS/MS의 이온화방법에 따른 N -nitrosamines 정도관리 및 한강수계에서의 지천, 원수, 정수 및 가정으로 공급되는 수돗물에 대해 N -nitrosamines를 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 1) 고체상추출법으로 전처리하고 GC-MS/MS의 이온화방법인 CI 방법과 EI 방법으로 정도관리한 결과, 서로 유사한 검출한계 및 정량한계를 보여N-nitrosamines를 분석하는데 모두 적합하였다.
  • 2) 한강 본류로 유입되는 지천의 경우 NDMA가 최대 0.013 μg/L 검출되었으며, 이는 질소화합물과 유기오염물질의 농도가 높을수록N-nitrosamines가 많이 생성되므로N-nitrosamines의 발생농도를 제어하기 위해서는 수중으로 유입되는 오염물질의 관리가 필요하다.
  • 3) 서울시 정수센터에서 생산되는 정수와 수돗물에서의 NDMA 검출농도는 최대 0.006 μg/L로서 WHO 가이드라인 0.1 μg/L의 1/17 수준으로 낮은 것을 확인하였다. 비록N-nitrosamines에 대해 우려할 만한 수준은 아니지만 인체에 유해한 영향을 줄 수 있는 물질이므로 지속적인 조사 및 관리가 필요하다.
Acknowledgements
본 연구는 환경부 “차세대 에코이노베이션사업(글로벌탑 환경기술개발사업)”의 지원에 의해 수행되었으며 이에 감사드립니다(GT-SWS-11-02-005-2).
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