정확한 THC 측정과 공정시험법

1. 개요

대기환경보전법에 의거하여 대기오염물질을 배출하는 사업장은 모두 배출량을 측정하고 관리하도록 강제되어 있습니다. 대기오염물질 중 THC(총탄화수소)는 공정시험법 ES01507.1c에 명시된 샘플링 방법 및 측정 방법을 준수하여 측정하여야 합니다. 사용자는 분석기 제조사와 모델이 매우 다양하기 때문에, 자신이 사용하는 가스분석기가 공정시험법을 준수하는지 아닌지 판단하기 어렵습니다. 아래의 내용은 공정시험법에서 준수하기 위해 필요한 사항을 명확하게 설명합니다.

2. 공정시험법과 형식승인의 관계

많은 사용자들이 ‘형식승인’을 취득한 분석기를 사용하면 공정시험법을 준수하는 것이라고 오해합니다. ‘형식승인’은 어떠한 제품의 판매가 지속적으로 예상될 때, 일정한 규격을 준수하도록 보증하는 것이며, ‘공정시험법’의 준수여부와는 전혀 관계가 없습니다.

위 사진은 공정시험법 중 총탄화수소(2023년2월20일 최신본)의 규정 일부이며, 만약 ‘형식승인=공정시험법 준수‘라면 위와 같이 측정 장치 시스템의 구성을 공정시험법에서 따로 설명할 필요가 없습니다.

3. 공정시험법을 준수하지 않는 THC 분석기

국립환경과학원에서 규정하는 대기배출가스 중 총탄화수소의 측정법은 미국 EPA의 Method21(THC 누출 감지) 와 Method25A(배출가스 중 THC 분석)의 중간이라고 볼 수 있습니다.
(Method21 < ES01507.1c < Method25A). 사견으로는 THC 분석기를 판매하는 제조사, 유통사의 의견이 반영되었다고 생각합니다.
다시 내용으로 돌아와서, 한국의 ES01507.1c은 2023년 02월 20일 기준으로 아래와 같이 측정 장치 시스템에서 갖춰야 할 조건을 규정하고 있습니다.

기본적으로 시료채취관의 가열이 지속되려면, 고전압을 필요로 하기 때문에 분석기 내부의 배터리로는 가열을 유지하기 어렵습니다. 현재 측정자가 사용하고 있는 분석기가 외부 전원을 필요로 하지 않는다면 시료채취관이 가열될 수 있는지 확인할 필요가 있습니다.
반대로 공정시험법을 준수하는 THC 분석기는 위와 같은 규정을 준수하기 때문에 시료채취관의 가열을 위해 크기가 클 수밖에 없습니다.

4. 정확한 측정을 위한 분석기의 조건

• 가열식 시료채취관을 장착할 수 있다.
• 수분 트랩이 없다.
• 산소 농도와 관계없이 측정이 가능하다.

(Method21, 누출 감지를 목적으로 개발된 분석기는 배출가스, 연소가스 측정을 고려하지 않았기 때문에, 시료 속의 산소(보통 18%이상)를 연료로 소비하며, 산소 농도가 낮아 측정이 불가하다면, 연소가스 측정을 고려하지 않은 분석기이다.)

5. 공정시험법을 준수하는 THC 분석기와 아닌 것의 차이

모든 자동분석법을 사용하는 분석기들은 펌프가 분석기 내부에 내장되어 있고, 그것을 작동시켜 배출원에서 분석기까지 시료를 흡입합니다. 그것은 사용자가 생각하는 것보다 훨씬 가스를 응축시키고 냉각시킵니다. Hydrocarbon은 C6이상의 계열에서는 강한 흡착성을 보이고 온도에 따라 분석기까지 도달하지 못하는 경우가 매우 많습니다.
실제로 공정시험법을 준수하는 분석기와 그렇지 않은 분석기의 측정값 차이는 3~4배까지 나는 게 일반적입니다.

6. 결론

연구소 및 대기오염배출 사업장에 방문할 때, 공정시험법을 준수하는 것을 간과하고, 제조사 및 판매사에서 ‘해당 모델로 측정하려는 가스가 측정 가능하다’라는 답변을 받으면 오차가 있더라도 어느 정도 정확도에서 보상이 될 것이라고 생각하시는 분들이 많습니다.
생각보다 그 오차는 매우 크며, 경제적인 비용의 이중지출과 작업의 추가적인 진행에 걸림돌이 되는 경우가 매우 많습니다. 정확한 상담이 필요하시면 언제든 연락주십시오.
감사합니다.