쓰레기를 소각하여 처리되는 양은 계속 늘어가고 있으며, 더불어 쓰레기를 태운 잿더미(또는 소각 전의 물질)내의 중금속의 문제는 현대사회의 주된 관심거리가 되고 있다. 이러한 중금속은 밝은 색의 플라스틱에서 나온다. 특히, 밝은 노란색은 종종 Cadmium(카드뮴)이 존재함으로 나타나게 된다. 잿구덩이에서 카드뮴(또는 다른 금속)을 여과하는 것과 관련된 환경문제에 대해서 유럽 및 그 밖의 나라에서 최근 제정된 부가적인 법률은 플라스틱과 금속용 소각로 재를 빠르고 간단하게 분석할 수 있는 방법을 찾도록 만들고 있다.

이러한 분석을 위한 주된 전통적인 방법은 AA(Atomic Absorption) 분석법 또는 ICP(Inductive Coupled Plasma)분석법이다. 아주 작은 양의 중금속이 존재하는 경우, 이러한 원소 분석법이 여전히 선호된다. 하지만 이러한 방법들은 상당한 시료준비과정과 긴 실험시간이 소요된다. 그에 비해 적외선분광법은 빠른 분석이 가능하기 때문에 높은 효율성을 가진다.

IR의 영역은 <표 1>과 같으며 대부분의 유기물에 대한 IR분석은 Mid-IR 영역인 4,000 ~ 400 cm-1에서 이루어진다.

그렇기 때문에 진동 주파수는 감소된 양의 square-root에 역비례 한다. 분자량이 증가함에 따라 주파수는 낮아진다. 따라서 금속성 화합물 또는 할로젠화합물같이 높은 분자량을 가지는 물질은 이러한 상관관계로 인해 Far-IR영역의 진동으로 Shift되고 대략 400cm-1 아래까지 내려간다.

Far-IR영역의 분석은 대기중에 있는 수분의 간섭으로 인해 몇 가지 어려운 문제들을 가진다. Far-IR시료는 전처리 과정을 거쳐 투과법으로 분석된다. 하지만 Far-IR은 수분에 영향을 받는 이유로 시료를 장착한 후 기기에서 수분을 날려주기 위한 Purge를 해야 한다.

ATR(Attenuated Total Reflectance)법은 내부반사법으로 Ge, Si, ZnSe, Diamond와 같은 ATR Crystal 위에 샘플을 로딩한 뒤 crystal의 굴절률에 따라 빛을 샘플내로 침투시키는 방식이다.
이 방법은 KBr과 함께 Pellet을 만들 필요가 없이 IR샘플링을 쉽게 할 수 있다. 게다가 시료를 바꾸어 측정할 때에도 purge상태를 유지시킬 수 있다. 하지만 ATR 액세서리도 ATR Crystal 또는 Focus optic자체의 흡수 피크가 있기에 스펙트럼 영역에 제약을 받는다. Diamond는 넓은 스펙트럼 영역(25,000~100cm-1)를 가지고 있지만, 액세서리에 사용되는 focus물질(KRS-5 또는 ZnSe) 때문에 Diamond ATR을 Far-IR에서 사용할 수가 없다.

그러나 Thermo Fisher Scientific사의 SMART OrbitTM Diamond ATR은 Reflective optic을 사용하여 Diamond전체 스펙트럼 범위의 측정이 가능하다. Diamond ATR 전체 스펙트럼 범위의 측정이 가능하다. 기본적으로 Diamond ATR이 가지는 장점인 강도, 용이한 샘플링 등은 Far-IR스펙트럼을 측정하는 능력을 증대시킨다. 이 장점은 소각된 재와 플라스틱의 빠르고 간편한 분석에 대한 새로운 가능성을 열어준다.

측정은 <사진 1>에 나와 있는 Thermo Fisher Scientific사의 Nicolet 6700 FT-IR System과 SMART Orbit ATR Accessory를 이용하였으며, 측정조건은 <표 2>와 같다.

기기는 Dry Air로 purge를 하였으며, SMART 액세서리의 뛰어난 purge능력으로 장착 후 2분내로 측정할 수 있었다. 영역변경 시, Beamsplitter는 빠르게 교체가 가능하고 purge는 스펙트럼을 다시 측정하기 전까지 수분 내로 복구되어진다. 측정 후 별도의 스펙트럼의 보정작업(base Line이나 Water Suppression)은 하지 않았다.
카드뮴이 포함된 것과 포함되지 않은 노란색 시료군은 Viba Group에서 제공해 주었는데 밝은 노란색 pellet은 눈으로 보기엔 매우 비슷하였다. Yttrium(이트륨)이 포함되어 있는 백색분말도 소각로 잔류물로서 측정에 이용하였다.