한국표준과학연구원(KRISS)은 24일 국내 연구진이 개발한 표준물질이 세계기상기구(WMO)의 전지구적인 대기 관측망에서 사용하는 기준으로 지정됐다고 밝혔다.
한국표준과학연구원 가스분석표준센터 이상일 책임연구원 연구진은 에어로졸(Aerosol)의 재료가 되는 물질인 디메틸설파이드(DMS, Dimethyl Sulfide) 표준가스 개발에 성공했고 KRISS는 이번 연구성과를 바탕으로 WMO 산하 지구대기감시 프로그램(GAW)의 중앙검정연구실(CCL)로 지정됐다.
휘발성유기화합물(VOC)의 일종인 DMS는 주로 해양의 식물성 플랑크톤으로부터 배출되며 대기 중 화학반응을 통해 황산염 에어로졸을 생성한다.
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.
KRISS 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 결과이다.
WMO는 1989년부터 GAW 프로그램을 운영하여 지구 대기환경의 실태를 파악하고 있다. 그 중에서도 GAW에 소속된 CCL은 WMO가 관측하는 자료의 품질 관리를 책임지는 곳이다. CCL은 전 지구에서 동일한 기준으로 대기를 측정할 수 있는 기준을 보급함으로써 측정의 신뢰성을 향상시키고 있다.
KRISS는 2017년 12월, DMS 표준가스 개발 성과를 인정받아 표준기관으로서는 미국, 영국에 이어 세계 세 번째로 CCL에 지정됐다. 세계 80여 개국 이상에 분포된 WMO의 대기 관측망이 KRISS의 기준을 통해 더욱 엄격하게 감시를 수행할 것으로 예상된다.
이번 연구결과는 측정분야의 국제적 권위지인 메트롤로지아(Metrologia, IF: 3.411)에 2017년 12월과 2018년 1월 게재됐다.
■■ 용어
1. WMO(World Meteorological Organization, 세계기상기구)
- 1950년 기상 관측을 위한 세계의 협력을 목적으로 설립된 유엔의 기상학(날씨와 기후) 전문 기구이다. 각국으로 하여금 기상관측 기관을 설립하고 유지하도록 지원하며, 기상관측의 표준화 및 정보교환 체제를 구성하고 유지한다.
2. GAW(Global Atmosphere Watch, 지구대기감시 프로그램)
- WMO에서 지구환경의 실태를 파악하기 위하여 운영중인 프로그램으로 전 세계 80여개국이 참여하고 있다. 기후변화, 오존층 파괴 등 환경 문제가 심각해지자 전지구적인 관측 체계로 환경 실태를 정확히 파악하는 것이 중요하게 되었으며, 이에 따라 WMO가 1992년 GAW 프로그램을 시작하게 되었다.
3. CCL(Central Calibration Laboratory, 중앙검정연구실)
- WMO GAW의 주요 시설 중 하나로서, WMO가 전 지구적으로 동일한 기준을 바탕으로 관측 체계를 운영할 수 있는 표준을 보급하는 곳이다.
4. 표준물질
- 인류가 할 수 있는 최상위단계의 측정법을 사용하여 특정 성분의 함량 및 불확도가 엄격하게 정해진 물질이다. 흔히 표준물질은 ‘정답이 주어진 연습문제‘에 비유되곤 한다. 시험기관은 자체 보유 장비와 기술로 표준물질(문제)의 성분 함량을 측정한다. 그리고 이를 표준물질에 명시된 실제 함량(답안)과 비교함으로써 시험기관 측정 장비의 교정이나 분석방법의 정확성을 개선시킬 수 있다.
5. 불확도
- 어떠한 측정값의 불확실성의 정도를 의미하며, 참값이 알려지지 않은 상태에서 분산의 개념으로 접근한다. 참값을 명백히 알고 있을 때 측정값과의 차이를 의미하는 ‘오차’와는 다른 개념이다.
6. 중량법
- 여러 물질이 혼합된 표준가스를 제조하는 가장 정확한 방법으로 성분 각각의 무게를 측정하여 실시한다. 먼저 순도분석이 이루어진 각각의 원료 가스를 실린더에 주입하고 주입된 가스들의 질량을 정확하게 측정한다. 이를 통해 도출된 가스 질량과 분자량을 이용하여 표준가스를 제조하게 되면 각 성분의 농도와 불확도가 결정된다.