최근 환경 및 산업 전반에서 PFAS(Per- and polyfluoroalkyl substances)에 대한 규제가 빠르게 강화되고 있다. PFAS는 수천 종 이상의 화합물로 구성되어 있으며, 기존에는 특정 물질(PFOS, PFOA 등)에 대한 개별 분석이 중심이었으나, 최근에는 전체 PFAS 군을 대상으로 하는 포괄적 규제 체계로 확대되는 추세이다. 특히 미국 EPA는 음용수 기준을 4 ng/L 수준까지 강화하였으며, 유럽 또한 REACH 규제를 통해 PFAS 전반에 대한 사용 제한을 추진하고 있다.
[그림 1]. PFAS: Molecular Structures
이러한 규제 변화는 분석 방식의 전환을 요구하고 있다. 기존의 LC-MS 기반 분석은 특정 타겟 물질에 대해서는 높은 정확도를 제공하지만, 분석 대상에 포함되지 않은 Unknown PFAS까지는 확인할 수 없는 한계가 존재한다. 즉, 전체 불소 기반의 Mass Balance를 확보하기 어렵다는 문제가 있다.
이러한 한계를 보완하기 위해 Total Fluorine 분석의 중요성이 강조되고 있다. Total Fluorine 분석은 시료 내 모든 유기 불소 성분을 하나의 지표로 평가함으로써, 기존 타겟 분석으로는 확인할 수 없는 잠재적 PFAS까지 포함하여 평가할 수 있는 장점을 가진다.
이와 같은 요구에 대응할 수 있는 기술이 바로 연소이온크로마토그래피(C-IC, Combustion Ion Chromatography)이다. C-IC는 시료를 고온에서 완전 연소시켜 유기 할로겐을 무기 이온 형태로 변환한 후, 이를 이온크로마토그래피를 통해 정밀하게 정량하는 방식이다. 이를 통해 고체, 액체, 기체 등 다양한 형태의 시료에 적용이 가능하며, IC에 직접 주입이 어려운 시료도 분석할 수 있다.
C-IC 시스템은 연소 장치와 이온크로마토그래프가 결합된 구조로 구성되며, 본 시스템에서는 Nittoseiko의 자동 연소 장치(AQF-5000H)와 TOSOH의 IC-8100EX가 사용된다. 연소 과정에서 생성된 가스는 흡수액에 포집된 후 IC로 분석되며, Fluoride, Chloride, Bromide, Iodide 및 Sulfate 등 다양한 이온을 동시에 분석할 수 있다.
[그림 2]. Nittoseiko의 자동 연소 장치(AQF-5000H)
[그림 3]. TOSOH의 IC-8100EX
본 시스템의 가장 큰 특징 중 하나는 High-throughput 분석이다. 연소와 IC 분석이 동시에 진행되는 구조로 설계되어 있어, 시료당 약 15분 이내의 분석이 가능하다. 또한 가습 연소 시스템을 통해 열가수분해 반응을 안정적으로 유도함으로써 높은 정확도를 확보할 수 있다.
또한, 별도의 내부표준 없이도 흡수액의 정용 기능을 통해 정량 정확도를 확보할 수 있으며, 다양한 옵션 장치를 통해 자동화 및 연속 분석이 가능하다. 이러한 특징은 환경 분석뿐만 아니라 전자재료, 의약품, 석유제품 등 다양한 산업 분야에서 활용 가능성을 높인다.
실제 적용 사례로는 PFAS 함유 고분자 수지 분석, 폐플라스틱의 할로겐 분석, 석탄 내 황 및 염소 분석 등이 있으며, 높은 재현성과 정확도를 확인할 수 있다. 특히 AOF(Adsorbable Organic Fluorine) 분석을 통해 PFAS 스크리닝 분석에 효과적으로 적용할 수 있으며, 기존 LC-MS 분석과 병행할 경우 더욱 신뢰성 높은 결과를 확보할 수 있다.
결론적으로, PFAS 규제가 확대되는 환경에서 Total Fluorine 기반 분석은 필수적인 접근 방식으로 자리잡고 있으며, C-IC는 이를 실현할 수 있는 효과적인 솔루션이다. 향후 환경 규제 대응 및 정밀 분석 요구 증가에 따라 C-IC의 활용 범위는 더욱 확대될 것으로 기대된다.
<2026 KOREA LAB 신기술·우수제품 발표 세미나 현장 사진>
‘TOSOH 연소이온크로마토그래피(C-IC) 시스템 소개 – PFAS규제와 할로겐 고속 분석’에 관한 궁금한 내용은 본 원고 자료를 제공한 (주)이공교역을 통하여 확인 가능하다.
Refernce(참고문헌): TOSOH 기술자료, Nittoseiko Analytech 기술자료, EPA PFAS 규제 자료, EU REACH 규제 자료
Model Name(모델명): IC-8100EX / AQF-5000H
The Person in Charge(담당자): Woo-ho, Jang
Maker(제조사): Tosoh Corporation
Country of Origin(원산지): Japan
e-mail: whjang@rigong.co.kr
Data Services(자료제공): RIGONG INTERNATIONAL
<이 기사는 사이언스21 매거진 2026년 7월호에 게재 되었습니다.>
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