Sonication in the Analysis of Hexavalent Chromium in Welding Fume

초음파 전처리에 의한 용접 흄 중 6가 크롬의 분석

  • Received : 1999.04.12
  • Published : 1999.10.25

Abstract

A study was conducted to compare three analytical methods for determination of hexavalent chromium in the welding fume. Precision and accuracy arc documented for colorimetric, ion chromatographic, and inductively coupled plasma-optical emission spectroscopic method. Evidence is presented that welding fume can affect the oxidation of trivalent chromium. A simple sonication extraction method, proposed in this study, instead of hot alkaline extraction has the advantage of minimizing the potential for chromium oxidation.

용접 흄에 존재하는 6가 크롬의 분석방법을 평가하기 위하여 깨끗한 PVC여과지와 용접 흄 매트릭스의 여과지에 일정량의 6가 크롬과 3가 크롬을 첨가한 후 NIOSH 7600 및 7604의 알카리 추출방법, 마그네슘 첨가방법, 아세트산 나트륨 완충액 추출로 전처리를 하여 분광광도계(DPC), 유도결합플라스마-광학발광분석법(ICP-OES), 이온크로마토그래피(IC)로 분석하였다. 위 전처리 방법은 모두 부적절하여 새로운 방법으로 알카리 용액상에서 초음파 추출하는 방법을 제안하였다. NIOSH에서 추천하는 2% NaOH/3% $Na_2CO_3$ 추출방법은 6가 크롬만 있을 때 적합하고 3가 크롬이 있으면 일부가 6가 크롬으로 산화된다. 산화 경향은 용접 흄이 있을 때 크게 나타났다. 분광광도계를 이용한 diphenylcarbazide방법은 저농도와 고농도의 6가 크롬이 있을 때 부적합하고 알카리 추출을 하면 ICP-OES분석방법이나 IC분석방법이 적합하다. 용접 흄 중 6가 크롬을 전처리하는 방법으로 NIOSH 방법의 $135^{\circ}C$로 가열하는 대신 초음파처리를 하면 3가의 6가로의 산화를 훨씬 억제할 수 있다. 즉, 2% NaOH/3% $Na_2CO_3$로 초음파처리를 60분 이내에 실시하여 IC 또는 ICP-OES(또는 AAS)로 측정하면 된다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국산업안전공단 산업보건연구원

References

  1. Chromium, Environmental health criteria61 International Programme on Chemical Safety(IPCS)
  2. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, Overall evaluations of carcinogenicty: An updating of IARC monographs volumes 1 th 42 no.SUP.1 International Agency for Research on Cancer
  3. Appl. Occup Environ. Hyg. J. v.8 no.3 Finley, B.;K. Fehling;M. Falerios;D. Paustenbach
  4. Ann. Occup. Hyg. v.31 Pedersen, B.;Thomsen, E;Stern, R. M.
  5. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. v.46 no.6 Zatka, V. J.
  6. Scan. J. Work Environ. Health. v.9 Blomquist, G.;C. A. Nilsson;O. Nygren
  7. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. v.44 no.6 Gray, C. N. A. M. Goldstone;P. R. M. Dare;P. J. Hewitt
  8. Scan. J. Work Env. Health. v.5 Thomsen, E.;R. M. Stern
  9. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. Abell M. R.;J. R. Carlberg
  10. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. v.53 no.1 Sheehan P.;R. Ricks;S. Ripple;D. Paustenbach
  11. Anal. Chim. Acta. v.354 Gammelgaard, B.;Y. Liao;O. JØns
  12. Talanta v.43 Girard L.;J. Hubert
  13. 한국산업위생학회지 v.6 no.2 이은정;노재훈;원정욱;전미령;조명화;김치년
  14. J. Chromatogr. v.706 Inoue, Y.;T. Sakai;H. Kumagai
  15. 한국산업위생학회지 v.4 no.2 노재훈;김치년;김춘성;김규상
  16. Anal. Chim. Acta. v.110 Naranjit, D.;Y. Thomassen;J. C. Van Loon
  17. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. v.39 no.8 Lautner G. M.;J. C. Carver;R. B. Kozen
  18. Effects of welding on health IV Palmer, W. G.
  19. U.S. department of Health, Education and Welfare, Publicatio No. 76-129 Criteria for a recommended standard-Occupational exposure to chromium(VI) National Institute for Occupational Safety;Health(NIOSH)
  20. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. v.44 no.6 Bhargava, O. P.;H. E. Bumsted;F. I. Grunder;B. L. Hunt;G. E. Manning;R. A. Riemann;J. K. Samuels;V. Tatone;S. J. Waldschmidt;P. Hernandez
  21. NIOSH Manual of Analytical Methods,(4th ed.) National Institute for Occupational Safety;Health(NIOSH);P. M. Eller;M. E. Cassinelli
  22. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. v.48 no.10 Molian, D.;M. T. Abell
  23. Method 218.6: Determination of dissolved hexavalent chromium in drinking water, ground water and industrial wastewater effluents by ion chromatography, (Rev.3) U. S. Environmental Protection Agency;E. J. arar;S. E. Long;J. D. Pfaff
  24. Anal. Chem. v.67 no.14 Powell M. J.;D. W. Boomer;D. R. Wiederin
  25. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. v.55 no.12 Karlsen, J. T.;T. Torgrimsen;S. Langard
  26. Ann. Occup. Hyg. v.27 no.2 Moreton J.;J. Betterlley;H. Mathers;A. Nicholls;R. W. Perry;D. B. Ratcliffe;L. Svensson
  27. Arc 용접에서 Fume 발생특성 및 용접봉 송급성 평가기술(중간보고서) 한국생산기술연구원
  28. 한국산업안전학회지 v.13 no.2 채현병;김정한;김희남
  29. Appl. Occup. Envion. Hyg. v.6 Shaw, M. L.;D. K. Verma;K. L. Fergyson
  30. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. v.49 no.5 LO,F.B.;D. K. Arai
  31. Chromium in documentation of TLV American Conference of Governmental Industrial Hygienists(ACGH)
  32. 노동부고시 제97-53호 작업환경측정 및 정도관리 규정 노동부
  33. Quality assurance of chemical measurements Tayor, J. K.
  34. Chromium in welding fme in welding fume-Source·characteristics·control Jenkins, A.;J. Moreton;P. J. Oakley;S. M. Stevens
  35. Welding fumes-formation, properties and biological effects Voitkevich, V.