대기오염공정시험방법

대기오염공정시험방법 개정 (환경부고시 제2003-187호, 2003.10.23) 2003. 10. 23 환 경 부 대 기 보 전 국 대기오염공정시험방법중개정 1. 개정이유 및 주요골자 환경측정기기의 형식승인?정도검사에 관한 고시 제3조제2항의 규정에 의하여 아황산가스, 질소산화물, 옥시단트를 측정하는 대기연속자동측정기의 대체성능시험방법으로 형식승인을 받은 흡광차분광법을 대기공정시험방법에 새로이 추가하기 위함 환경부고시 제2003-187호 대기환경보전법 제7조의 규정에 의하여 대기오염공정시험방법을 다음과 같이 개정하여 고시합니다. 2003. 10. 23. 환 경 부 장 관 대기오염공정시험방법중개정 대기오염공정시험방법(대기편)중 다음과 같이 개정 고시한다 제2장에 제7항을 다음과 같이 신설한다. 제7항 흡광차분광법(Differential Optical Absorption Spectroscopy) 1. 원리 및 적용범위 이 방법은 일반적으로 빛을 조사하는 발광부와 50～1,000m 정도 떨어진 곳에 설치되는 수광부(또는 발?수광부와 반사경)사이에 형성되는 빛의 이동경로(Path)를 통과하는 가스를 실시간으로 분석하며, 측정에 필요한 광원은 180～2,850nm 파장을 갖는 제논(Xenon) 램프를 사용하여 아황산가스, 질소산화물, 오존 등의 대기오염물질 분석에 적용한다. 2. 개요 2.1. 측정원리 흡광차분광법(Differential Optical Absorption Spectroscopy : DOAS)은 흡광광도법의 기본 원리인 Beer-Lambert 법칙을 응용하며 다음의 관계식이 성립한다. 각 가스의 화합물들은 고유의 흡수 파장을 가지고 있어 농도에 비례한 빛의 흡수를 보여준다. 위 식에서 각 가스에 대한 빛의 투과율(It/Io)와 흡광계수, 빛의 투사거리를 알면 가스의 농도를 구할수 있다. 이 흡광원리를 이용하여 지금까지는 1개 파장(nm) 빛에 따른 1개의 흡수율만을 구해 농도를 구했다. 그러나 흡광차분광법(DOAS)은 일정 파장 간격범위의 연속 흡수스펙트럼 곡선을 통해 농도를 구한다. 이와같이 일반 흡광광도법은 미분적(일시적)이며 흡광차분광법(DOAS)은 적분적(연속적)이란 차이점이 있다. 흡광차분광법의 분석원리는 투과율 곡선의 Y축의 절대치와 무관하게 스펙트럼 곡선의 파동 모양만을 이용하며, 그림 1과 같이 파동의 골과 마루의 모양만을 이용한 분석방법이다. 그림 1이 수분이나 램프의 수명 등으로 인한 광세기의 저하 등 방해인자가 전혀 없을 때 측정한 스펙트럼이고, 그림 2가 방해인자의 영향으로 빛의 산란 및 감소현상을 받았을때의 스펙트럼이다. 두개의 스펙트럼 곡선은 다르게 보이지만 파동 형태의 흡광차만은 변함이 없다. 흡광차분광법은 그림 2와 같이 기울어진 흡광차 곡선에서 수학적인 계산식을 이용하여 방해요소가 없을때의 곡선(그림 1)을 얻게된다. 흡광차분광법은 구해진 파동 모양의 Differential Optical Absorption을 컴퓨터에 내장된 표준 스펙트럼과 비교하여 각 가스의 농도를 구한다. 대기가스에 대한 원하는 흡광 스펙트럼은 두 단계를 거쳐 만들어진다. 먼저 흡광 스팩트럼을 가스의 흡수가 전혀 없는 상태에서 측정하여 사전에 등록되어 있는 표준 스펙트럼으로 나누고, 램프와 광섬유 케이블, 검출기 등과 같은 기기의 파장 의존성 등을 제거하여 총 흡광 스펙트럼을 얻는다. 적절한 다항식으로 피팅(Fitting)하여 대기 중의 모든 광대역 영향(산란, 흡수)을 제거하고, 그 결과로서 발광부와 수광부 사이의 가스화합물에 의한 원하는 흡광 스펙트럼을 얻게되며, 이로서 대기중의 오염농도를 얻게된다. 2.2. 검출 방식 분광계는 Czerny-Turner 방식이나 Holographic 방식 등을 사용한다. 분광장치는 측정가스의 분석 최적 파장대로 즉 그 가스가 갖는 고유 파장대역으로 입사광을 분광시킨다. 분광된 빛은 반사경를 통해 광전자증배관(Photo Multiplier Tube)검출기나 PDA (Photo Diode Array)검출기로 들어간다. 검출기 앞에는 검출창(Detection Window)이 있어 특정 범위의 스펙트럼만을 통과시킨다. 이렇게 구해진 스펙트럼 곡선은 이 중 최대 흡수 피크에 대해서만 선택적으로 비교 분석되어진다. 측정된 스펙트럼 데이터는 A/D 변환기에서 디지털 신호로 변환 분석장치에 입력된다. 이렇게 구해진 스펙트럼 데이터는 A/D(Analog/Digital) 변환기에서 디지털 신호로 변환되어 분석장치에 입력된다. 주로 사용되는 검출기인 광전자증배관은 광방출음극, 집속전극, 전자증폭기 그리고 전자를 모으는 양극으로 구성되어 있다. 빛이 음극으로 들어오면 광음극은 전자를 방출하고 이 광전자들은 이차 방출에 의해서 전자들이 증폭되는 증폭기쪽으로 집속전극의 전압에 의해서 이동하게 된다. 3. 장치 3.1. 장치의 개요 흡광차 분광법의 분석장치는 분석기와 광원부로 나누어지며, 분석기 내부는 분광기, 샘플 채취부, 검지부, 분석부, 통신부 등으로 구성된다. 3.2. 광원부 발광부/수광부(또는 발?수광부) 및 광케이블로 구성되며, 외부 환경에 영향이 없는 구조로 구성된다. 3.2.1 발광부/수광부 및 발?수광부 발광부는 광원으로 제논 램프를 사용하며, 점등을 위하여 시동전압이 매우 큰 전원공급 장치를 필요로 한다. 제논 램프는 180～2850nm의 파장 대역을 갖는다. 수광부는 발광부에서 조사된 빛을 포집한다. 3.2.2 광 케이블 포집된 빛을 분석기내의 분광기에 전달한다. 3.3. 분석기 대상 가스를 측정, 분석 및 데이터를 저장한다. 컴퓨터 데이터 베이스에는 측정하고자 하는 가스에 대한 파장에 관한 모든 정보를 내장하고 있으며, 진동이나 기계적인 방해 요소에 의해서 측정에 방해받지 않는다. 3.3.1. 분광기 Czerny-Turner 방식이나 Holographic 방식 등을 채택하고 있으며, 측정가스가 가지는 최대 흡수 파장 대역으로 샘플을 분광시켜주는 역할을 한다. 3.3.2 샘플 채취부 빛의 이동경로(Path)상에서 실시간으로 채취되는 샘플은 광케이블을 통해서 여과없이 파장선택부로 전달된다. 3.3.3 검지부 광전자 증배관이나 PDA 등을 이용하여 채취부에서 들어오는 파장의 크기에 의해 변화하는 원자의 이동계수를 측정하여 데이터화 한다. 3.3.4 분석부 (Library Data Base) 데이터 베이스에는 이미 알고 있는 표준 스펙트럼을 정형화하여 보관하고 있으며, 측정한 스펙트럼이 입력되면 피팅 다항식으로 계산하여 최적값을 찾아낸다. 4. 장치의 검?교정 측정 데이터의 정확성을 평가하기 위해서는 그림 4와 같은 기기를 사용하여 장치의 검?교정을 수행한다 그림 4. 교정장치의 구성 4.1. 재현성 4.1.1. SO2, NOx 교정장치에 제로 조정용 가스를 설정 유량으로 도입하여, 최종 값을 확인한다. 이의 조작을 3회 반복하여, 제로값, 스팬값의 각각의 평균값을 산출하여 각 측정값과 평균치의 편차를 구한다. 4.1.2. O3 교정장치에 제로교정용 가스(고압용기에 충진한 고순도 공기, 활성탄 및 SODA LIME 등을 통하여 정화된 대기를 이용한다. 단, 제로가스는 질소산화물 성분이 0.01Vol.ppm 이하로 되어야 한다)를 설정 유량으로 도입하여 최종값을 기록지 상에서 확인한후 스팬조정용 가스(스팬가스는 오존발생기에서 일정하게 발생되는 오존량을 KI법으로 적정하여 사용한다)를 같은 방법으로 도입하여 최종값을 확인한다. 이의 조작을 3회 반복하여 제로값, 스팬값의 각각의 평균값을 산출하여 각 측정값과 평균값의 편차를 구한다. 4.2. 제로 드리프트 교정장치에 제로조정용 가스를 설정유량으로 도입하여 24시간 연속 측정한다. 그 사이에 제로지시의 설정값으로부터의 최대 편차를 구한다. 필요한 경우 제로값을 최대 눈금값의 5% 정도로 설정하여도 좋다. 4.3. 스팬 드리프트 제로드리프트 시험에서 시험개시때에 스팬 조정을 하고 시험종료 때(24시간 후) 및 중간에 2회 이상 제로가스를 스팬 가스로 바꾸어 도입하여 최종 값을 기록한다. 이들의 스팬 값에 제로드리프트의 영향이 나타날 경우는 그 변동을 보정한다. 최초 스팬 조정시의 스팬 값과 다른 스팬 값을 비교하여 최대편차를 스팬 드리프트로 한다. 또한 각 스팬 측정간격은 4시간 이상 떨어져 있어야 한다. 4.4. 직선성 제로 및 스팬 조정을 한 후 중간눈금 부근의 교정용 가스를 도입하여 지시치를 기록한다. 이 지시값과 교정용 가스농도 표시값과의 차를 구한다. 4.5. 전압변동에 대한 안정성 교정용 가스 도입구에 스팬 조정용 가스를 도입하여 지시가 안정되어 있음을 확인하고 그 값을 A로 한다. 다음에 전원 전압을 정격전압의 +10% 전압으로 서서히 변화시켜 10분 후의 지시값을 B로 한다. 다음에 정격전압의 -10% 전압으로 서서히 변화시켜 10분 후의 지시값을 C로 한다. B-A, C-A의 측정단계(RANGE)의 최대 눈금값에 대한 비를 구한다. 4.6. 내전압 상용전원을 사용하는 측정기에서는 상온, 상습에서 전체의 전원단자(전원단자를 묶음)와 바깥상자와의 사이에서 AC 1000V를 1분간 가해도 이상이 있어서는 안된다. 4.7. 절연저항 상용전원을 사용하는 측정기에서는 상온, 상습에서 전체의 전원단자(전원단자를 묶음)와 바깥상자와의 사이에 절연저항을 KSC1031 또는 KSC1302에 규정하는 DC500V절연저항계로 측정한다. 4.8. 전송출력 기록계 이외로 전송출력을 필요로 하는 경우는 농도값과 직선 비례 관계가 있는 직류 0～1V 혹은 1～5V(어느것이든 내부 저항은 500 이하) 또는 직류 4～20mA로 한다 4.9. 응답시간 교정장치 도입구 직후로부터 제로조정용 가스를 도입하여 지시가 안정된 후 유로를 스팬 조정용 가스로 절환 한다. 이때의 지시기록에서, 스팬 조정용 가스의 도입시점으로부터 최종 지시 값의 90% 값에 도달하기까지의 시간(분)을 측정하여 응답시간으로 한다. 4.10. 주위 온도변화에 대한 안정성(NOx) 제로 드리프트 및 스팬 드리프트 시험중에 주위 온도를 기록하여, 시험 온도범위(20～30℃)내의 임의의 온도에 있어서 5℃의 온도변화에 대한 제로 드리프트 및 스팬 드리프트를 구한다. 5. 간섭성분의 영향 5.1. SO2에 대한 O3의 영향 0.2 vol.ppm 정도의 오존가스를 이용하여 제로가스 및 스팬가스에 첨가하여 지시값이 안정된 후에 지시값을 읽어 취한다. 같은 방식으로 하여 첨가하지 않았을 때의 지시값을 읽고 취하여, 오존의 영향을 산출한다. 5.2. O3에 대한 수분의 영향 가습기를 이용하여 제로가스 및 스팬가스에 상대습도 70%이상이 되도록 수분을 첨가하고 측정기에 도입하여 지시가 안정된 후에 지시값을 읽어 취한다. 같은 방식으로 하여 첨가하지 않았을 때의 지시값을 읽고 취하여 다음 식에 따라서 수분의 영향을 산출한다. 수분의 첨가에 의해서 체적 변화가 발생하는 경우에는 그 영향을 계산에 의해서 보정하고 지시값 A를 구한다. 5.3. O3에 대한 톨루엔의 영향 100 vol.ppm 정도의 톨루엔 표준가스(고압용기에 충진) 또는 톨루엔 발생기(유량비 혼합법 또는 확산 Cell 발생법에 의한다)를 이용하여 제로가스 및 스팬가스에 희석농도가 약 1 vol.ppm으로 되도록 톨루엔을 첨가하여 지시값이 안정된 후에 지시값을 읽어 취한다. 같은 방식으로 하여 첨가하지 않았을 때의 지시값을 읽고 취하여, 다음 식에 따라서 톨루엔의 영향을 산출한다. 톨루엔의 첨가에 의해서 체적변화가 발생하는 경우에는 그 영향을 계산에 의해서 보정하고 지시값을 구한다. 6. 측 정 6.1. 장치의 설치 장치는 다음과 같은 조건을 구비한 실내?외에 설치한다. (1) 전원의 전압 및 주파수 변동 최소화를 위해 필요시 정전압 공급장치를 설치할 것. (2) 측정 경로상에 장애물이 없도록 할 것. (3) 진동, 침하 등에 의해서 발광부와 수광부 초점정렬이 움직이지 않도록 유지시킬 것. (4) 광원부는 단단한 콘크리트구조물 위에 설치하고 철, 나무 구조물은 피할 것. (5) 광원부는 히터를 설치하여 온도변화에 따르는 물방울 맺힘을 없앨 것. 6.2. 측정 절차 (1) 설치상의 문제점 유무를 점검한다. (2) 측정가스의 측정거리 및 측정주기 지정이 적정한지 점검한다. (3) 측정을 시작하여 최소 2일동안 측정 데이터 안정화 유무를 점검한다. (4) 측정 데이터가 안정된 경우 검?교정을 수행하고 사용한다. (5) 유지?보수를 위해서 측정기 전원 차단시 반드시 차단 모드에서 실행한다. 6.3. 측정기 상시 점검 수광부측에 측정용 셀을 설치하여 필요시 표준가스를 주입하여 표준가스의 농도값과 실제 측정값을 더한 값이 정확히 표출되는지 점검하여 기기의 이상 유무를 판단한다. 6.4. 유지보수 (1) 측정 경로(Path)상에 장애물이 설치되지 않도록 한다. (2) 측정기의 검?교정 주기는 매 6개월에 1회로 한다. (3) 램프 교환 후에는 반드시 검?교정을 수행하고 사용한다. 제4장 제2절 제1항 제2호 2.2목에 2.2.4를 다음과 같이 신설한다 2.2.4. 흡광차분광법 제4장 제2절 제1항 제5호에 5.7목을 다음과 같이 신설한다. 5.7 흡광차분광법 (Differential Optical Absorption Spectroscopy : DOAS) 5.7.1 측정원리 모든 형태의 가스분자는 분자 고유의 흡수스펙트럼을 가지고 있다. 흡광차분광법(DOAS)은 자외선 흡수를 이용한 분석으로 흡광광도법의 기본원리인 Beer-Lambert 법칙을 근거로 한 분석원리로서, 아황산가스의 고유 흡수파장에 대하여 농도에 비례한 빛의 흡수를 보여준다. 흡광차분광법은 환경대기중의 아황산가스 농도에 대한 빛의 투과율(It/Io), 흡광계수, 투사거리를 계측하여 아황산가스의 농도를 측정하는 방법이다. 대기중의 아황산가스의 농도는 Beer-Lambert 법칙을 사용하여 계산될 수 있다. Io는 입사광의 광도, It는 투사광의 광도, ε는 흡광계수, ℓ은 빛의 투사거리, C는 아황산가스의 농도이다. 5.7.2. 장치구성 흡광차 분광법의 분석장치는 분석계와 광원부로 나뉘며, 분석계 내부는 분광기, 샘플 채취부, 검지부, 분석부, 통신부 등으로 구성된다. (1) 광원부 : 발광부/수광부(또는 발?수광부) 및 광섬유케이블로 구성되며 외부환경에 영향이 없는 구조로 구성(그림 1 참조) 된다. ① 발광부/수광부 및 발?수광부 발광부는 광원으로 제논램프를 사용하며, 점등을 위하여 시동전압이 매우 큰 전원공급장치를 필요로 한다. 제논램프는 180～2850nm의 파장 대역을 갖는다. 수광부는 발광부에서 조사된 빛을 포집한다. ② 광 케이블 포집된 빛을 분석기내의 분광기에 전달한다. (2) 분석기 컴퓨터 데이터 베이스에는 측정하고자 하는 가스에 대한 파장에 관한 모든 정보를 내장하고 있으며, 진동이나 기계적인 방해요소에 의해서 측정에 방해받지 않는다. ① 분광기 Czerny-Turner 방식이나 Holographic 방식 등을 채택하고 있으며, 측정가스가 가지는 최대 흡수 파장 대역으로 샘플을 분광시켜주는 역할을 한다. ② 샘플 채취부 빛의 이동경로(Path)상에서 실시간으로 채취되는 샘플은 광케이블을 통해서 여과없이 파장선택부로 전달된다. ③ 검지부 광전자 증배관이나 PDA 등을 이용하여 채취부에서 들어오는 파장의 크기에 의해 변화하는 원자의 이동계수를 측정하여 데이터화한다. ④ 분석부 (Library Data Base) 데이터 베이스에는 이미 알고 있는 표준 스펙트럼을 정형화하여 보관하고 있으며, 측정한 스펙트럼이 입력되면 피팅 다항식으로 계산하여 최적값을 찾아낸다. (3) 장치의 검?교정 측정데이터의 정확성을 평가하기 위하여 그림 2와 같은 기기를 사용하여 장치의 검?교정을 수행한다. 그림 2. 교정장치의 구성 5.7.3 성능 (1) 측정범위 : 0～500 ppb (2) 재현성 : 제2장 제7항 4.1.1에 준한다. (3) 제로드리프트 : 제2장 제7항 4.2에 준한다. (4) 스팬드리프트 : 제2장 제7항 4.3에 준한다. (5) 직선성 : 제2장 제7항 4.4에 준한다. (6) 전압변동에 의한 안정성 : 제2장 제7항 4.5에 준한다. (7) 내전압 : 제2장 제7항 4.6에 준한다. (8) 절연저항 : 제2장 제7항 4.7에 준한다. (9) 전송출력 : 제2장 제7항 4.8에 준한다. (10) 응답시간 : 제2장 제7항 4.9에 준한다. (11) 간섭성분의 영향 : (a) SO2에 대한 O3의 영향 0.2ppm 정도의 오존가스를 이용하여 제로가스 및 스팬가스에 첨가하여 지시값이 안정된 후에 지시값을 읽어 취한다. 같은 방식으로하여 첨가하지 않았을 때의 지시값을 읽고 취하여, 오존의 영향을 산출한다. 5.7.4 측정 (1) 장치의 설치 : 제2장 제7항 6.1에 준한다. (2) 측정 절차 : 제2장 제7항 6.2에 준한다. (3) 측정기 교정 : 제2장 제7항 4에 준한다. (4) 측정기 점검 : 제2장 제7항 6.3에 준한다. (5) 유지보수 : 제2장 제7항 6.4에 준한다. 제4장 제2절 제3항 제2호의 2.1목에 2.1.3을 다음과 같이 신설하고, 동호에 2.2목을 다음과 같이 신설한다 2.1.3 흡광차분광법 2.2 수동 2.1 야콥스호흐하이저법 2.2 수동살츠만법 제4장 제2절 제3항 제5호의 5.3목(5.3.1 내지 5.3.8) 및 5.4목(5.4.1 내지 5.4.6)을 각각 5.4목(5.4.1 내지 5.4.8) 및 5.5목(5.5.1 내지 5.5.6)로 하고, 동호에 5.3목을 다음과 같이 신설한다 5.3 흡광차분광법 (Differential Optical Absorption Spectroscopy : DOAS) 5.3.1 측정원리 모든 형태의 가스분자는 분자고유의 흡수스펙트럼을 가지고 있다. 흡광차 분광법(DOAS)은 자외선 흡수를 이용한 분석으로 흡광광도법의 기본원리인 Beer-Lambert 법칙을 근거로 한 분석원리로서, 질소산화물의 고유 흡수파장에 대하여 농도에 비례한 빛의 흡수를 보여준다. 흡광차분광법은 환경대기중의 질소산화물 농도에 대한 빛의 투과율(It/Io), 흡광계수, 투사거리를 계측하여 질소산화물의 농도를 측정하는 방법이다. 대기 중의 대상 가스 화합물의 양은 Beer-Lambert 법칙을 사용하여 계산될수 있다. Io는 입사광의 광도, It는 투사광의 광도, ε는 흡광계수, ℓ은 빛의 투사거리, C는 질소산화물의 농도이다. 5.3.2. 장치구성 흡광차분광법의 분석장치는 분석계와 광원부로 나뉘며, 분석계 내부는 분광기, 샘플 채취부, 검지부, 분석부, 통신부 등으로 구성된다. (1) 광원부 : 발광부/수광부(또는 발?수광부) 및 광섬유케이블로 구성되며 외부환경에 영향이 없는 구조로 구성(그림 1 참조) 된다. ① 발광부/수광부 및 발?수광부 광원은 제논램프를 사용하며, 점등을 위하여 시동전압이 매우 큰 전원 공급장치를 필요로 하며, 광원인 제논램프는 180～2850nm의 파장 대역을 갖는다. 수광부는 발광부에서 조사된 빛을 포집한다. ② 광 케이블 포집된 빛을 분석기내의 분광기에 전달한다. (2) 분석기 컴퓨터 데이터 베이스에는 측정하고자 하는 가스에 대한 파장에 관한 모든 정보를 내장하고 있으며, 진동이나 기계적인 방해요소에 의해서 측정에 방해받지 않는다.. ① 분광기 Czerny-Turner 방식이나 Holographic 방식 등을 채택하고 있으며, 측정가스가 가지는 최대 흡수 파장 대역으로 샘플을 분광시켜주는 역할을 한다. ② 샘플 채취부 빛의 이동경로(Path)상에서 실시간으로 채취되는 샘플은 광케이블을 통해서 여과없이 파장선택부로 전달된다. ③ 검지부 광전자 증배관이나 PDA를 이용하여 채취부에서 들어오는 파장의 크기에 의해 변화하는 원자의 이동계수를 측정하여 데이터화한다. ④ 분석부 (Library Data Base) 데이터 베이스에는 이미 알고 있는 표준 스펙트럼을 정형화하여 보관하고 있으며, 측정한 스펙트럼이 입력되면 피팅 다항식으로 계산하여 최적값을 찾아낸다. (3) 장치의 검?교정 측정데이터의 정확성을 평가하기 위하여 그림 2와 같은 기기를 사용하여 장치의 검?교정을 수행한다. 그림 2. 교정장치의 구성 5.3.3 성능 (1) 측정범위 : 0～500 ppb (2) 재현성 : 제2장 제7항 4.1.1에 준한다. (3) 제로드리프트 : 제2장 제7항 4.2에 준한다. (4) 스팬드리프트 : 제2장 제7항 4.3에 준한다. (5) 직선성 : 제2장 제7항 4.4에 준한다. (6) 전압변동에 의한 안정성 : 제2장 제7항 4.5에 준한다. (7) 내전압 : 제2장 제7항 4.6에 준한다. (8) 절연저항 : 제2장 제7항 4.7에 준한다. (9) 전송출력 : 제2장 제7항 4.8에 준한다. (10) 응답시간 : 제2장 제7항 4.9에 준한다. (11) 주위 온도변화에 대한 안정성 : 제2장 제7항 4.10에 준한다 5.3.4 측정 (1) 장치의 설치 : 제2장 제7항 6.1에 준한다. (2) 측정 절차 : 제2장 제7항 6.2에 준한다. (3) 측정기 교정 : 제2장 제7항 4에 준한다. (4) 측정기 점검 : 제2장 제7항 6.3에 준한다. (5) 유지보수 : 제2장 제7항 6.4에 준한다. 제4장 제2절 제5항 제2호의 2.1목에 에 2.1.4을 다음과 같이 신설한다 2.1.4. 흡광차분광법 제4장 제2절 제3항 제5호중 5.4목(5.4.1 내지 5.4.6) 및 5.5목(5.5.1 내지 5.5.6)을 각각 5.5목(5.5.1 내지 5.5.6) 및 5.6목(5.6.1 내지 5.6.6)으로 하고 동호에 5.4목을 다음과 같이 신설한다. 5.4 흡광차분광법 (Differential Optical Absorption Spectroscopy : DOAS) 5.4.1 측정원리 모든 형태의 가스분자는 분자고유의 흡수스펙트럼을 가지고 있다. 흡광차분광법(DOAS)은 자외선 흡수를 이용한 분석으로 흡광광도법의 기본원리인 Beer-Lambert 법칙을 근거로 한 분석원리로서, 옥시단트(오존으로서)의 고유 흡수파장에 대하여 농도에 비례한 빛의 흡수를 보여준다. 흡광차분광법은 환경대기중의 오존 농도에 대한 빛의 투과율(It/Io), 흡광계수, 투사거리를 계측하여 오존 농도를 측정하는 방법이다. 대기 중의 대상 가스 화합물의 양은 Beer-Lambert 법칙을 사용하여 계산될수 있다. Io는 입사광의 광도, It는 투사광의 광도, ε는 흡광계수, ℓ은 빛의 투사거리, C는 질소산화물의 농도이다. 5.4.2. 장치구성 흡광차분광법의 분석장치는 분석계와 광원부로 나뉘며, 분석계 내부는 분광기, 샘플 채취부, 검지부, 분석부, 통신부 등으로 구성된다. (1) 광원부 : 발광부/수광부(또는 발?수광부) 및 광섬유케이블로 구성되며 외부환경에 영향이없는 구조로 구성(그림 1 참조) 된다. ① 발광부/수광부 및 발?수광부 광원은 제논램프를 사용하며, 점등을 위하여 시동전압이 매우 큰 전원 공급장치를 필요로 하며, 광원인 제논램프는 180～2850nm의 파장 대역을 갖는다. 수광부는 발광부에서 조사된 빛을 포집한다. ② 광 케이블 포집된 빛을 분석기내의 분광기에 전달한다. (2) 분석기 컴퓨터 데이터 베이스에는 측정하고자 하는 가스에 대한 파장에 관한 모든 정보를 내장하고 있으며, 진동이나 기계적인 방해요소에 의해서 측정에 방해받지 않는다.. ① 분광기 Czerny-Turner 방식이나 Holographic 방식 등을 채택하고 있으며, 측정가스가 가지는 최대 흡수 파장 대역으로 샘플을 분광시켜주는 역할을 한다. ② 샘플 채취부 빛의 이동경로(Path)상에서 실시간으로 채취되는 샘플은 광케이블을 통해서 여과없이 파장선택부로 전달된다. ③ 검지부 광전자 증배관이나 PDA를 이용하여 채취부에서 들어오는 파장의 크기에 의해 변화하는 원자의 이동계수를 측정하여 데이터화한다. ④ 분석부 (Library Data Base) 데이터 베이스에는 이미 알고 있는 표준 스펙트럼을 정형화하여 보관하고 있으며, 측정한 스펙트럼이 입력되면 피팅 다항식으로 계산하여 최적값을 찾아낸다. (3) 장치의 검?교정 측정데이터의 정확성을 평가하기 위하여 그림 2와 같은 기기를 사용하여 장치의 검?교정을 수행한다. 그림 2. 교정장치의 구성 5.4.3 성능 (1) 측정범위 : 0～500 ppb (2) 재현성 : 제2장 제7항 4.1.2에 준한다. (3) 제로드리프트 : 제2장 제7항 4.2에 준한다. (4) 스팬드리프트 : 제2장 제7항 4.3에 준한다. (5) 직선성 : 제2장 제7항 4.4에 준한다. (6) 전압변동에 의한 안정성 : 제2장 제7항 4.5에 준한다. (7) 내전압 : 제2장 제7항 4.6에 준한다. (8) 절연저항 : 제2장 제7항 4.7에 준한다. (9) 전송출력 : 제2장 제7항 4.8에 준한다. (10) 응답시간 : 제2장 제7항 4.9에 준한다. (11) 간섭성분의 영향 (a) O3에 대한 수분의 영향 가습기를 이용하여 제로가스 및 스팬가스에 상대습도 70%이상이 되도록 수분을 첨가하고 측정기에 도입하여 지시가 안정된 후에 지시값을 읽어 취한다. 같은 방식으로 하여 첨가하지 않았을 때의 지시값을 읽고 취하여 다음 식에 따라서 수분의 영향을 산출한다. 수분의 첨가에 의해서 체적 변화가 발생하는 경우에는 그 영향을 계산에 의해서 보정하고 지시값 A를 구한다. (b) O3에 대한 톨루엔의 영향 100 vol.ppm 정도의 톨루엔 표준가스(고압용기에 충진) 또는 톨루엔 발생기(유량비 혼합법 또는 확산 Cell 발생법에 의한다)를 이용하여 제로가스 및 스팬가스에 희석농도가 약 1 vol.ppm으로 되도록 톨루엔을 첨가하여 지시값이 안정된 후에 지시값을 읽어 취한다. 같은 방식으로 하여 첨가하지 않았을 때의 지시값을 읽고 취하여, 다음 식에 따라서 톨루엔의 영향을 산출한다. 톨루엔의 첨가에 의해서 체적변화가 발생하는 경우에는 그 영향을 계산에 의해서 보정하고 지시값을 구한다. 5.4.4 측정 (1) 장치의 설치 : 제2장 제7항 6.1에 준한다. (2) 측정 절차 : 제2장 제7항 6.2에 준한다. (3) 측정기 교정 : 제2장 제7항 4에 준한다. (4) 측정기 점검 : 제2장 제7항 6.3에 준한다. (5) 유지보수 : 제2장 제7항 6.4에 준한다.