휴대용 X선 형광(X-ray fluorescence, XRF)은 토양의 중금속 오염을 평가하는 데 있어 그 성능이 이미 입증된 도구입니다.이 사실은 오염된 토지를 평가하는 데 Vanta™ 휴대용 XRF 분석기를 사용할 수 있는 가능성에 대해 이야기를 나눴던 Julian Puzyna(Sackedgate Ltd)와의 이전 인터뷰에서 확인되었습니다.
영국에서 Vanta 분석기를 사용해 토양과 환경 분석을 수행한 Julian의 경험에 대해 더 자세히 알아보기 위해 그와 후속 인터뷰를 진행했습니다.
질문:어떤 계기로 토양의 중금속 오염을 측정하는 데 휴대용 XRF를 사용하시게 된 건가요?
Julian: 저는 오랫동안 오염된 토지를 조사해 왔습니다.보통 현장에서 모든 작업을 수행합니다.다음과 같은 질문에 대한 답을 찾기 위해서입니다.이 토지는 몇 년이나 되었을까?사람들은 여기서 어떤 활동을 수행했으며,어떤 오염이 일어났을까?
이러한 질문을 조사하려면 샘플을 채취해 실험실로 보내 분석을 해야 합니다.현장 분석에는 탄화수소에 대한 생물검정 검사를 수행하는 것이 포함되는데요.예전에는 밴 뒤쪽에 작은 화학 실험 공간을 마련해서 수행했었는데, 쉬운 작업이 아니었습니다.
토지 조사를 시작한 건 1997년이었습니다.거의 즉시 오염된 토지가 지반공학을 위해 합쳐지기 시작하면서 오염 물질에 대한 검사를 시작했습니다.
냄새나 변색이 없는 중금속 오염을 평가할 때는 Vanta XRF 분석기에 의존했습니다.중금속 오염을 평가하는 것이 어려운 이유는 바로 눈으로 확인할 수 없기 때문입니다.영국에서는 독성 금속 오염의 대부분이 납(Pb)에서 발생합니다.토양의 납 오염은 다양한 원인으로부터 발생합니다.토양에 납을 남기는 클레이 사격을 한 예로 들 수 있습니다.또한 도심의 토양은 과거에 건설 후 연소된 폐건물 자재에 함유되어 있던 납에 의해서도 오염될 수 있습니다.또 다른 오염원으로는 휘발유 첨가제인 테트라에틸 납의 과거 사용으로 인한 납 낙진이 있습니다.
저는 Vanta 휴대용 XRF 분석기와 화면에서 금속 농도를 확인한다는 개념에 특히 깊은 인상을 받았습니다.
질문:토양의 중금속 오염을 분석하는 데 사용하시는 Vanta 모델은 무엇인가요?
Julian:저희는 2빔 GeoChem 모드가 있는 Vanta 휴대용 XRF 분석기를 사용합니다.검사 시간은 보통 납(Pb)을 검사할 때는 1분에서 1분 15초 정도 소요됩니다.다른 금속의 경우 2~3분 정도 더 길게 검사합니다.샘플을 과다 노출하는 데 시간을 낭비하지 않습니다.
일반적으로 삼각대에 분석기를 놓고 사용합니다.보통 땅을 파서 정리하고 삼각대에 분석기를 설치한 다음에 검사를 시작합니다.이렇게 설정하면 삼각대로 검사하기가 훨씬 더 쉽습니다.
주유소의 납 첨가제로 오염된 토양 상태 검사.
질문:XRF로 오염된 토양을 검사하기 위해 샘플 준비 과정을 수행하시나요?
Julian:땅 위에서 바로 Vanta XRF 분석기를 사용해 토양을 검사합니다.그리고 그 토양 일부를 샘플 용기에 넣고 XRF를 사용해 검사합니다.가끔은 XRF로 돌이 실제로 오염원이 아닌지 확인한 후에 체를 사용해서 돌을 제거하기도 합니다.XRF로 검사한 샘플 중 5% 내지 10% 정도를 실험실로 보내서 확인을 받습니다.
대규모 현장에서는 Vanta 분석기의 GPS를 사용합니다.소규모 현장의 경우 자체적으로 측량을 수행해 그리드를 설정하고 거기서 작업합니다.구멍을 그렇게 많이 파지 않아도 되는 작업에서는 하루에 100회 또는 200회 정도 검사 노출을 수행하게 됩니다.
오염된 토지에서의 납 매핑.
질문:하루에 몇 번 정도 XRF로 토양을 검사하시나요?
Julian:검사를 하게 되면 하루에 수백 번 정도 XRF 검사를 수행합니다.Vanta 휴대용 XRF 분석기는 훌륭하게 잘 작동하고 튼튼합니다.작업 현장에 가서 XRF 결과를 바탕으로 토지의 상태를 확인합니다.그런 다음 문제를 파악한 후 곳곳에서 실험실용 샘플을 채취합니다.Vanta XRF 분석기는 사용할 때마다 그 가치가 입증되는 기기입니다.
많은 상황에서 납 또는 다른 금속에 대한 단일 값을 제공하기 위해 실험실 검사가 사용됩니다.종종, 납으로 오염된 토양을 파내는 것과 같은 정화 작업을 감독하는 데 도움이 되는 실시간 정보를 찾기도 해요.예를 들면, 개발자가 채소와 식물을 재배할 구역을 계획하는 경우 해당 할당 부지를 정리하는 데 도움을 주는 작업을 저희가 수행할 수 있습니다.굴삭기가 땅을 파면 저희가 작업을 멈추게 하고 XRF 분석기를 사용해 토양을 검사합니다.계속 파야 할 시점과 멈춰야 할 시점을 굴삭기 기사와 소통하면서 작업을 수행합니다.무분별한 토양 처리로 수천 파운드를 날릴 뻔한 고객을 Vanta XRF 분석기가 구해준 셈입니다.
Vanta 휴대용 XRF 분석기를 사용한 정원 토양 검사.
질문:XRF가 토지 이용 평가에 어떻게 도움이 되나요?
Julian:상업용에서 주거용으로 토지 용도가 변경되는 지역의 경우토지가 오염되지 않았음을 증명해야 합니다.현재 토양이 깨끗하다고 가정하는 것이 아니라 토양이 깨끗함을 증명해야 할 책임이 주택 개발자에게 있는 것이죠.
그래서 주택 개발자는 저희 팀을 전문가로 고용해서 검사를 진행합니다.저희는 주택 개발자를 도와 토지 평가를 수행합니다.오래된 농장이나 작업장의 토지 평가를 예로 들 수 있습니다.주택 개발자가 조사를 진행할 지역으로 저희를 데려가면 그곳에서 Vanta XRF 분석기를 사용하게 되는데, 이는 조사에서 가장 중요한 부분입니다.
Vanta 휴대용 XRF 분석기를 사용한 웨일스 납 광산 하공정 검사.
질문:오염된 토지 조사 시 준수해야 하는 정부 규정으로는 어떤 것이 있나요?
Julian:영국 환경식품농무부(Department for Environment, Food, and Rural Affairs, DEFRA)에서 오염된 토지 가이드라인을 마련해 오염된 토지에 대한 지침을 제공하고 있습니다.
예를 들면, 토양의 납 오염과 관련해 많은 연구가 진행되고 있습니다.식물이 납을 흡수할 경우 그 식물을 먹는 사람들이 결과적으로 납에 중독될 수 있습니다.
그래서 저희는 DEFRA 및 기타 환경 기관에서 설정한 안전 수준을 기준으로 토양의 허용 가능한 납 오염을 조사합니다.
Vanta 휴대용 XRF 분석기를 사용한 빅토리아 시대 납 광산 토양 검사.
질문:오염된 토지 조사 중 XRF 검사는 보통 어디에서 수행하시나요?
Julian:가끔 현장에서 굴착 장비로 XRF 검사를 수행하기도 합니다.굴착 장비로 구멍을 파면 30미터, 그러니까 98피트 정도 깊이까지 들어갑니다.이 작업에는 XRF로 드릴 코어를 검사해서 어떤 천연 금속이 존재하는지 확인하는 것이 포함됩니다.
어떤 때는 굴삭기로 시굴갱을 파서 땅을 살펴본 다음, 그 지역이 안전하다고 판단되면 XRF 분석기를 가지고 굴착한 지점으로 들어갑니다.아니면, 시굴갱에서 채취한 샘플을 분석 스테이션을 안전하게 설치할 수 있는 위치로 가져가서 검사합니다.이전 토지 이용으로 인해 남겨진 오염된 물체나 토양을 가장 먼저 확인하는 사람들이 저희이기도 합니다.
갈색 철로 오염된 토양이나 흑색 망간으로 오염된 토양을 Vanta XRF 분석기로 신속하게 평가할 수 있기 때문에, 실험실 결과를 위해 2주를 기다리는 대신 현장에서 바로 다음 조사 단계를 계획할 수 있습니다.
질문:오염된 토지 조사 중에 역사와 관련해서 발견하신 재미있는 에피소드 같은 게 있다면 말씀해 주세요.
Julian:저 같은 경우, 빅토리아 시대부터 최근 선조 시대까지 항상 끔찍한 쓰레기를 발견하곤 합니다.동료 중 한 명은 시굴갱에서 끝이 둥근 대형 금속 물체를 발견한 적이 있어요, 그래서 폭탄 처리반을 불러야 했습니다.결국 증기 기관으로 밝혀졌는데 아직도 작동이 되는 상태여서 철도 사학자에게 연락한 적도 있습니다.
한번은 어떤 동료가 클로로포름 한 통을 발견했는데, 이건 꽤 아찔한 경험이었습니다.처음에 설명을 듣고 저는 디젤 연료인 줄 알았습니다.그런데 샘플 냄새를 한번 맡고 제가 잠깐 정신을 잃었습니다. 기절하면서 샘플 병을 떨어뜨리는 바람에 병이 깨지면서 바닥에 깨진 유리와 흙이 널브러졌고 저는 무릎을 꿇고 있었습니다.
제2차 세계대전 때 많은 일이 급하게 진행되었고 그러면서 재료들이 제대로 처리되지 않았던 것이었죠.항상 역사와 관련된 재미있는 것들을 발견하고 있습니다.
영국 옥스퍼드 점토 지층에서 발견된 황철 암모나이트.
천연 점토와 이암의 샘플을 깊이 채취하다 보면 화석이 발견되는데 항상 흥미를 일으킵니다.제 캐비닛 하나는 반짝이는 황철광 상어 이빨, 암모나이트, 식물 가지로 가득합니다.Vanta XRF 분석기로 이 중 몇 가지(위 암모나이트 참조)를 검사해 봤는데, 유황과 비소가 많은 것이 관찰되었습니다.아마 황철석과 함께 황비철석으로 생각됩니다.황철광일 거라고 믿습니다.
인터뷰 대상자 소개Julian Puzyna는 수년에 걸쳐 영국에서 800건 이상의 지반 조사를 완료한 책임 엔지니어이자 독립 엔지니어입니다. 오래전부터 지반을 오염시킨 산업과 관행에 대한 통찰력을 제공하기 위해 지도, 항공 사진 및 지반환경 조사에 대한 1단계 데스크 연구를 평가한 경험을 보유하고 있습니다.이러한 노력을 통해 추가 작업을 위한 합리적인 권장 사항과 함께 집중적인 예비 위험 평가를 수행할 수 있습니다. Julian은 XRF 분석기를 사용해 특이하거나 산발적인 납 오염이 발견된 현장을 성공적으로 조사한 경험이 있습니다.빽빽한 그리드를 통해 수백 개의 위치를 검사하는 것은 일반적으로 시굴갱 및 실험실 분석으로는 경제적으로 가능하지 않습니다.하지만, XRF 검사는 현장에서 평가 유의 구역과 금속 변형체를 발견했을 뿐만 아니라 정화 작업을 오염된 토양으로 제한하는 데 도움이 되었습니다. |  |
결과적으로, 개발자들은 점점 더 많은 프로젝트의 탐사 및 토공 비용을 크게 절감할 수 있었습니다.
토양의 중금속 오염 분석에 대해 자세히 알아보기
휴대용 XRF 분석기를 사용해 토양의 중금속 오염을 평가하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 Julian의 첫 번째 인터뷰를 여기서 읽어보십시오! XRF에 대해 궁금한 점이 있으면 Evident 담당자에게 문의하여 전문가 지원을 받아보십시오.
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