한국표준과학연구원(원장 박상열)은 정진상·이재용 대기환경표준센터 박사 연구팀이 광분해 방식 컨버터를 활용해 이산화질소 농도만 정확히 측정하는 광분해 측정기를 개발했다고 4일 밝혔다.

이산화질소는 대기환경보전법에서 정한 대기오염물질 중 하나다. 현재 대기 중 이산화질소는 일산화질소로 변환한 후 화학 발광법을 통해 측정되고 있다. 변환 과정에서 화학원소인 몰리브데넘을 촉매로 하는 컨버터를 사용한다.

하지만 촉매를 사용하는 컨버터는 이산화질소뿐만 아니라 다른 질소산화물까지 일산화질소로 변환시켜 이산화질소가 과다 측정되는 문제가 있다.

과다 측정 문제는 지속적으로 제기되었으나 과다 측정량에 대한 정량적 규명이 이뤄지지 않았다. 현재 방식을 대체할 측정방법이 없어 오차를 감수하며 사용하는 실정이었다.

연구팀은 특정 파장의 자외선을 쐬면 이산화질소만 일산화질소로 분해된다는 점에 착안, 촉매를 사용하지 않는 광분해 방식의 컨버터가 적용된 광분해 측정기를 개발했다.

광분해 측정기는 컨버터 내부에서 395nm의 중심파장을 가지는 자외선 LED가 이산화질소를 일산화질소로 선택적으로 변환한다. 변환된 일산화질소와 대기 중 일산화질소 농도를 화학 발광법으로 측정·비교하면 이산화질소 농도만 정확히 산출할 수 있다.

연구팀이 기존 측정기와 광분해 측정기를 현장에 설치해 1년 동안 비교 측정한 결과 기존 이산화질소 측정방식이 연평균 약 20.4 % 초과 측정되고 있음을 밝혀냈다.

계절별로는 봄 28.9%, 여름 25.0%, 가을 17.7%, 겨울 16.6% 순으로 초과 측정됐다.

정진상 박사는 "다년간 표준연이 구축해온 가스 표준물질과 분석기술을 활용해 개발과 검증과정에서 발생하는 문제에 즉각 대처할 수 있었다"라며 "이번 연구결과는 정확한 이산화질소 농도 측정은 물론 초미세먼지와 오존 생성원인을 규명할 수 있다"라고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 대기환경 전문학술지인 '애트머스페릭 인바이론먼트(Atmospheric Environment, IF= 3.629)'에 지난 7월 온라인판으로 게재됐다.