다검출기 유도결합 플라즈마 질량분석기를 이용한 미량시료의 황 동위원소 분석

Abstract

황은 다양한 생지구화학 반응에 전자 수용체 혹은 공여체로 참여하며, 그 과정에서 발생하는 안정 동위원소 비의 변화는 지구물질 순환을 이해하기 위한 도구로 폭넓게 이용된다. 황 동위원소 분석에는 기체 시료를 이용한 측정이 주류를 이뤄왔으나 최근 다검출기 유도결합 플라즈마 질량분석기(MC-ICP-MS)가 액상 혹은 고체상 미량시료 분석을 중심으로 주목받고 있는데, 현재까지 국내에서 관련 분석 사례는 보고되지 않았다. 이번 연구에서는 서울대학교 공동기기원에 운영 중인 MC-ICP-MS를 이용해 황 동위원소 분석을 수행하였다. 시료 내 황산이온은 음이온 교환수지를 이용해 분리하였으며, 분자이온의 교란효과를 줄이고자 탈용매화장치를 통해 MC-ICP-MS에 주입하였다. 황 동위원소는 질량간섭의 영향을 받지 않는 SSUP+/SUP 피크의 가벼운 질량 말단부에서 측정되었으며, 표준물질과 시료의 교차분석을 통한 보정이 이루어졌다. 자체 표준물질의 동위원소 조성은 IAEA-SO-5와 비교를 통해 결정하였고, 이를 이용해 측정한 IAEA-SO-6와 NBS-127의 동위원소 조성은 보고된 값과 오차범위 내에서 일치하였다. 이번 연구를 통해 확인한 δSUP34/SUPS와 ΔSUP33/SUPS 분석의 재현성은 각각 0.44‰과 0.52‰ 이하였으며, 최소 14 nmol의 황을 함유하고 있는 시료에서 안정적인 결과를 획득할 수 있었다. 미량시료의 황 동위원소 분석이 국내에서 가능해짐에 따라, 전통적인 분석을 위한 시료 확보에 어려움이 있었던 빙하나 미세먼지 등에 대한 국내 황 동위원소 연구가 활발해질 것으로 기대된다.