다이옥신은 세계보건기구(WHO)에서 1급 발암물질로 규정한 물질이며, 210개의 많은 이성질체를 갖고 있다. 더욱이, 이들 이성질체는 비교적 작은 온도 범위에서 쉽게 용출되기 때문에, 분석시 이성질체의 피크가 중첩되어 나타나는 경우가 많다. 이에 많은 이성질체 중에서 분석에 필요한 이성질체(보통 17종)만 분리하기 위해서, GC 컬럼의 선택은 매우 중요하다. 현재 준용되는 다이옥신 표준시험방법에 제시된 방법과 같이 한 가지 종류의 컬럼만을 사용할 경우, 17종의 독성 이성질체를 완벽히 분리할 수 없다. 하지만, 두 가지 종류의 컬럼을 사용한다면 7개의 다이옥신류와 10개의 퓨란류를 분리할 수 있다.
따라서, 본 연구의 목적은 소각장 배출가스 시료에서 중요 17종 이성질체의 분리 성능을 평가하고 높이기 위함이다. 이 연구를 통해 독성 이성질체 17종을 제외한 나머지 193개의 다이옥신 이성질체와의 간섭 정도를 파악하도록 하였다. 또한, 그 간섭을 최소화하는 두 가지 컬럼을 조합하여 공정시험기준에 따른 다이옥신 독성 이성질체 17종을 모두 효과적으로 분리 정량할 수 있는 분석 방법을 제시하고자 하였다.
본 연구에서는 다이옥신 분석에서 일반적으로 사용되는 SP- 2331, VF-Xms, DB-Dioxin 3가지 컬럼을 사용하였다. 17종 이성질체의 정확한 머무름 시간과 중첩의 정도를 확인해보기 위해 표준용액 CS1(동위원소로 치환된 물질로 만들어진 표준용액으로 Native와 ¹³C - 다이옥신 17종 포함), 1,2,3,6,9-pentachlorodibenzofuran (PCDF), 1,2,4,8,9-pentachlorodibenzofuran (PCDF), 1,2,3,6,8,9-hexachlorodibenzofuran (HCDF), 1,2,3,4,8,9-hexachlorodibenzofuran (HCDF) 4개의 개별 이성질체를 사용하였다. 또, 표준용액과 다르게 다양한 이성질체를 포함하고 있는 소각장 배출가스를 통해, 독성 이성질체 17종 중 Tetrachlorodibenzofuran (TCDF), Pentachlorodibenzofuran (PCDF), Hexachlorodibenzofuran (HCDF)에 대한 분리능을 검토하였다.
표준용액 CS1, 1,2,3,6,9-PCDF, 1,2,4,8,9-PCDF, 1,2,3,6,8,9-HxCDF, 1,2,3,4,8,9-HxCDF 4개의 개별이성질체, 소각로 배출가스 시료의 크로마토그램을 통해 컬럼별로 중첩되는 이성질체들이 존재한다는 것을 알 수 있었다. SP-2331에서 중첩되는 이성질체가 VF-Xms에서는 분리가 되었고, VF-Xms에서 분리되지 않는 HxCDF는 DB-Dioxin에서 분리되는 것을 확인하였다.
다이옥신 분석 결과가 실제 농도와의 오차가 커져 과소·과대 평가를 받게 되면 우리나라의 환경 정책 방향성과 개선 방법이 잘못된 방향으로 갈 수 있다. 따라서, 이 연구를 통해 최적의 다이옥신 분석 컬럼 조합을 찾아 우리나라 공정시험기준에 따른 17종의 이성질체를 좀 더 완전하고 효율적으로 분리 정량할 수 있도록 한다. 또한, 나머지 189종의 개별이성질체와 독성 이성질체 17종과의 중첩 피크를 찾아 더 명확한 분석을 하는 데 기여하고자 한다.