탄화수소 가스의 δ¹³C 특정 화합물 동위원소 분석
기체 상태의 탄화수소 및 대기 가스의 δ13C 특정 화합물 동위원소 분석(CSIA)은 가스의 미생물학적, 열 기원 또는 지질 기원 활동을 설명하는 데 오랫동안 사용해 왔으며, 단순히 농도만으로는 알 수 없는 탄소 공급원의 이해를 확실하게 제공합니다. 동위원소 분석 활용의 응용 분야는 다음과 같습니다.
- 열 기원, 미생물 및 비생물학적 기원을 구분하기 위한 환경 테스트
- 미생물에 의한 메탄 생성 과정 추적
- 열분해, 수압파쇄 및 천연가스 특징 식별
- 토양가스, 바이오가스, 매립지 가스를 모니터링하는 에너지 가스 프로젝트
- 바이오가스 또는 소화조 효율 향상을 목표로 하는 연구 프로젝트
SGS 베타 연구소의 탄화수소 가스 δ13C 분석
SGS Beta 연구소는 다음 가스에 대한 전문 분석을 제공합니다:
연소 전 크로마토그래피 분리 후 다음 가스 선택 :
- 메탄(CH4)
- 에탄(C2H6)
- 프로판(C3H8)
SGS Beta 연구소는 탄화수소 가스의 특정 화합물 δ13C 값을 측정하기 위해 국제 표준 2차 참조 물질(RM)을 사용합니다. 해당 참조 물질(RM)은 미국 지질 조사국(USGS)에서 제공하며, USGS는 NIST SRM 4990C 옥살산 표준 물질 외에도 메탄, 에탄, 프로판을 표준 가스(HCG-1, HCG-2, HCG-3)로 제공합니다.
아래는 δ13C 분석이 실제 환경 모니터링에 적용되는 예시입니다.
탄화수소의 d¹³C 특정 화합물 동위원소 분석
토양 가스 및 매립지 내 CH4 및 CO2 의 δ13C 분석
토양 가스와 매립지 내 CH4 및 CO2 의 δ13C 분석은 생물 기원 탄소와 지질 기원 탄소를 구분하는 데 필수적인 도구가 되었습니다. 토양 속 메탄은 미생물에 의한 메탄 생성, 화석 연료의 열 발생 누출, 또는 비생물학적 반응 등 다양한 원인에서 발생할 수 있습니다. 이러한 각 과정은 δ13C 특징을 생성하기 위한 13/12C 동위원소 분별 작용을 거칩니다. 예를 들어, 과학 문헌에 따르면 미생물 경로로 생성된 메탄은 δ13C 값이 -50~-110‰로 낮게 나타나는 반면, 열생성 가스는 중간 정도로 낮게(-30~-50‰) 나타나고, 비생물학적 또는 맨틀 유래 메탄은 상대적으로 높게(-5~-30‰) 나타날 수 있습니다. 깊이별 δ13C 값을 측정함으로써, 메탄의 공급원은 혐기성 조건에서 활발하게 현장 생성되는 것인지, 아니면 얕은 토양층을 오염시키는 이동된 화석 가스인지를 추론할 수 있다. CO2 분획의 δ¹³C 값은 CH4 분획과 비교했을 때 탄소 순환 및 잠재적 오염에 대한 보완적인 통찰력을 제공합니다. 식물 호흡으로 인한 토양 CO2 배출량은 일반적으로 C3 생태계에서 더 낮은 값(–22~–37‰)을 보이며, C4 시스템에서는 그 정도가 덜 낮은 값(–9~–15‰)을 나타냅니다. 0‰ 쪽으로 치우치는 등 이러한 범위에서 벗어나는 현상은 뿌리나 미생물 호흡보다는 탄산염 용해 또는 열생성 가스 방출을 나타낼 수 있습니다. 매립지 가스의 CO2 분획에서 δ¹³C 값이 –10‰에서 +15‰까지 증가하는 현상도 관찰되었습니다.
에탄 및 프로판에서의 δ13C 분석
에탄 (C2H6)과 프로판(C3H8)의 δ¹³C 분석은 메탄과 함께 가스의 기원을 해석하는 데 중요한 맥락을 제공합니다. 이러한 고분자량 탄화수소는 미생물 경로를 통해 생성되는 경우가 드물기 때문에, 이들의 존재 및 동위원소 조성은 열생성 또는 비생물학적 과정의 핵심 지표 역할을 합니다. 환경 및 에너지 분야에서 에탄과 프로판의 δ13C 값 증가는 화석 연료 누출이나 프래킹의 영향을 순수한 미생물 메탄 생성과 구별하는 데 도움이 될 수 있으며, CH4, C2H6 및 C3H8 간의 상대적 변화 는 가스 혼합, 이동 및 오염 경로를 나타냅니다 . 일반적인 열생성 에탄 및 프로판의 평균값은 약 -30‰(범위 ≈-60‰ ~ -16‰)인 반면, 비생물학적 공급원은 상대적으로 높은 농도(때로는 -5‰에 근접)를 나타낼 수 있으며, 미생물 시스템은 이러한 가스가 없거나 극미량으로만 존재하는 것이 특징입니다. SGS Beta 연구소는 메탄, 에탄 및 프로판을 함께 분석하여 화합물별 동위원소 지문을 제공하며, 이는 발생원 규명, 환경 모니터링 및 석유 시스템 연구를 위한 견고한 틀을 제공합니다.
14C 및 δ13C 이중 동위원소 분석
δ13C 는 생성 경로를 암시할 수 있지만,14C 와 결합하면 생성 과정과 연대 정보를 모두 얻을 수 있어 강력한 이중 동위원소 분석 체계를 구축할 수 있습니다. δ13C 분석을 방사성 탄소 (14C) 측정과 통합하면 탄화수소 및 관련 대기 가스(CO 및 CO2)의 14 C 활동(또는 연령), 기원 및 운명을 결정할 수 있습니다. ASTM D6866에 따른 생물 기원 탄화수소 가스 14C 분석을 의뢰하거나, 측정 pMC(MpMC), 교정을 거친 일반 pMC(CpMC), BP 단위의 방사성 탄소 연대 및 δ13C을 위한 방사성탄소 분석을 의뢰할 수 있습니다.
시료 제출 준비하기?
특정 화합물 동위원소 분석 설문지를 받으시려면 담당 매니저 또는 US.Info.Beta@sgs.com 으로 문의하십시오. 시료 제출 전, 설문지 작성, 제출하여 당사 실험실 팀의 승인을 받아야 합니다. ASTM D7833을 사용한 가스 크로마토그래피 분석은 메탄, 에탄, 프로판 및 총 탄소(벌크 가스) 시료에 대한 동위원소 검사 서비스와 별도입니다.
시료량 및 용기 요건: 2%(v/v) 0.6L 다층 알루미늄 호일 가스 백 또는 가압 IsoTube.
가스 시료 제출에 대한 전체 지침은 여기에서 확인하세요.
문의사항이나 추가 정보가 필요하시면 US.Info.Beta@sgs.com 으로 연락주시기 바랍니다.
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관련 자료: 2026년 4월
