표준硏, WMO 중앙검정연구실 지정

전세계 대기 관측망에 DMS 보급 예정

국내 연구진이 개발한 표준물질이 세계기상기구(WMO)의 전지구적인 대기 관측망에서 사용하는 기준으로 지정돼 주목을 받고 있다.

한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박상열) 가스분석표준센터 이상일 책임연구원 연구진은 최근 에어로졸(Aerosol)의 재료가 되는 물질인 디메틸설파이드(DMS, Dimethyl Sulfide) 표준가스 개발에 성공했다고 밝혔다.

연구원은 이번 연구성과를 바탕으로 지난해 말 표준기관으로서는 미국, 영국에 이어 세계 세 번째로 WMO 산하 지구대기감시 프로그램(GAW)의 중앙검정연구실(CCL)로 지정됐다.

이로 인해 세계 80여 개국 이상에 분포된 WMO의 대기 관측망이 연구원의 기준을 통해 더욱 엄격하게 감시를 수행할 것으로 예상된다.

휘발성유기화합물(VOC)의 일종인 DMS는 주로 해양의 식물성 플랑크톤으로부터 배출되며 대기 중 화학반응을 통해 황산염 에어로졸을 생성한다. 에어로졸이란 대기 중에 부유하는 작은 입자를 의미하며, 온난화나 냉각화와 같은 지구의 기후변화에 직간접적으로 막대한 영향을 미치고 있다. 따라서 정확한 기준을 통한 감시가 필수적이지만 VOC는 반응성이 높다는 치명적인 단점이 있다. 반응성이 높으면 표준의 핵심인 안정도를 확보하기 어렵기 때문에 아직도 많은 VOC들이 표준가스가 없는 상태에서 관측되고 있다.

이번 연구에서 이상일 책임연구원 연구진은 중량법을 이용, 반응성 기체인 DMS의 표준가스를 실제 대기상태와 일치하는 수준으로 개발했다. 안정도 확보에 성공한 DMS 표준가스는 3% 미만의 불확도를 자랑하며 이는 WMO가 표준가스로 인정하는 불확도 수치인 5%를 뛰어넘는 우수한 결과로 전해졌다.

반응성 표준가스의 핵심은 안정도를 확보하는 것으로 연구진은 그동안 걸림돌로 작용했던 기체의 실린더 내부 표면 흡착문제에 대해 흡착량 평가법을 제안함으로써 안정도 확보에 성공했다. 이 방법은 VOC와 같은 다양한 반응성 기체의 표준을 확립하는 데 동일하게 적용할 수 있다.

이상일 책임연구원은 “이번에 개발한 기술과 CCL 지정을 바탕으로 WMO에서 목표로 하는 다양한 반응성 기체들의 측정표준 확립에 박차를 가할 것”이라며 “표준가스 장기 안정도 모니터링, 2020년 계획된 DMS 국제비교 등의 지속적인 활동을 통해 우리 기술의 우수성을 널리 전파하겠다”고 말했다.

한편 WMO는 1989년부터 GAW 프로그램을 운영하여 지구 대기환경의 실태를 파악하고 있다. 그 중에서도 GAW에 소속된 CCL은 WMO가 관측하는 자료의 품질 관리를 책임지는 곳으로 전 지구에서 동일한 기준으로 대기를 측정할 수 있는 기준을 보급함으로써 측정의 신뢰성을 향상시키고 있다.

이번 연구결과는 측정분야의 국제적 권위지인 메트롤로지아(Metrologia, IF: 3.411)에 2017년 12월과 2018년 1월 게재됐다.

이번 연구를 주도한 이상일 센터장은 충남대를 졸업하고 美 Georgia Institute of Technology에서 환경공학과 공학석·박사 학위를 취득했으며 같은 대학 연구조교 및 교수를 역임하고 2008년 표준과학연구원 선임연구원을 거쳐 책임연구원으로 지금까지 재직중이며 2015년부터는 과학기술연합대학원대학교 측정과학 교수를 겸직하고 있다.

전문분야는 오존, 휘발성 유기화합물과 관련한 가스 측정 표준 분야와 미세먼지 측정기술개발분야 이며 발표논문으로는 “Development of accurate dimethyl sulphide primary standard gas mixtures at low nanomole per mole levels in high-pressure aluminium cylinders for ambient measurements” Metrologia(2018) 등 SCI급이 다수 있다. 또한 국내 특허로는 ‘대기 중 오존 측정을 위한 표준 교정 방법 및 표준 교정 장치’ 등을 보유하고 있다.