본 연구는 남해안에서 굴 양식과정 중 대량 배출되고 있는 산업부산물 굴 패각의 농업적 활용성을 증대시키기 위해 토양개량제로서 카드뮴(Cd) 부동화에 미치는 영향을 조사하였다. 인위적 카드뮴 오염지에 굴 패각 분말과 비교 석회제재인 소석회(Ca(OH)₂)를 칼슘 함량 기준으로 0, 2, 4, 8 Mg Ca ha-¹ 처리하여 총각무의 카드뮴 흡수와 토양 내 카드뮴 동태에 미치는 영향을 조사하였다.
굴 패각은 소석회에 비해 토양 내 치환성 카드뮴 (1M NH₄OAc extractable ...
본 연구는 남해안에서 굴 양식과정 중 대량 배출되고 있는 산업부산물 굴 패각의 농업적 활용성을 증대시키기 위해 토양개량제로서 카드뮴(Cd) 부동화에 미치는 영향을 조사하였다. 인위적 카드뮴 오염지에 굴 패각 분말과 비교 석회제재인 소석회(Ca(OH)₂)를 칼슘 함량 기준으로 0, 2, 4, 8 Mg Ca ha-¹ 처리하여 총각무의 카드뮴 흡수와 토양 내 카드뮴 동태에 미치는 영향을 조사하였다.
굴 패각은 소석회에 비해 토양 내 치환성 카드뮴 (1M NH₄OAc extractable Cd) 함량과 산성도 및 음하전도 개선효과가 낮았으나, 기대치 않게 굴 패각은 총각무의 카드뮴 흡수를 저감하는 효과가 소석회에 비해 월등히 높은 것으로 조사되었다. 특히 굴 패각은 소석회에 비해 알려지지 않은 기작에 의해 토양 내 카드뮴 중 안정한 형태(residual phase)의 비율을 크게 증대시키는 효과가 있는 것으로 조사되었다.
굴 패각의 카드뮴 안정화 기작을 조사하기 위해 실내 등온흡착실험을 실시한 결과, 굴 패각은 동일한 크기의 석회석(calcite)에 비해 카드뮴이 최대흡착력이 약 4 배 이상 높은 것으로 조사되었으며, 이는 굴 패각이 석회석에 비해 월등히 넓은 표면적과 다소 높은 용해도가 영향을 준 것으로 평가된다. 6 주 동안의 등온흡착실험 후 굴 패각의 표면특성을 XRD 를 이용하여 조사한 결과, 석회석에서와는 달리 굴 패각 표면에 카드뮴과 탄산이온의 반응에 의해 형성되는 octavite(CdCO₃)가 새롭게 형성되는 것을 확인 할 수 있었다. 결과적으로 굴 패각의 넓은 표면적과 상대적으로 높은 용해도에 의해 형성된 침전물 octavite(CdCO₃)가 카드뮴의 흡착력을 크게 증대시켜 부동화하여 작물의 카드뮴 흡수를 크게 저감시킨 것으로 평가되었다. 이상과 같은 결과를 바탕으로 굴 패각은 카드뮴과 같은 중금속 오염지에서 토양을 개량하고 중금속을 부동화시킬 수 있는 대체 우수 토양개량제로서 평가된다.
본 연구는 남해안에서 굴 양식과정 중 대량 배출되고 있는 산업부산물 굴 패각의 농업적 활용성을 증대시키기 위해 토양개량제로서 카드뮴(Cd) 부동화에 미치는 영향을 조사하였다. 인위적 카드뮴 오염지에 굴 패각 분말과 비교 석회제재인 소석회(Ca(OH)₂)를 칼슘 함량 기준으로 0, 2, 4, 8 Mg Ca ha-¹ 처리하여 총각무의 카드뮴 흡수와 토양 내 카드뮴 동태에 미치는 영향을 조사하였다.
굴 패각은 소석회에 비해 토양 내 치환성 카드뮴 (1M NH₄OAc extractable Cd) 함량과 산성도 및 음하전도 개선효과가 낮았으나, 기대치 않게 굴 패각은 총각무의 카드뮴 흡수를 저감하는 효과가 소석회에 비해 월등히 높은 것으로 조사되었다. 특히 굴 패각은 소석회에 비해 알려지지 않은 기작에 의해 토양 내 카드뮴 중 안정한 형태(residual phase)의 비율을 크게 증대시키는 효과가 있는 것으로 조사되었다.
굴 패각의 카드뮴 안정화 기작을 조사하기 위해 실내 등온흡착실험을 실시한 결과, 굴 패각은 동일한 크기의 석회석(calcite)에 비해 카드뮴이 최대흡착력이 약 4 배 이상 높은 것으로 조사되었으며, 이는 굴 패각이 석회석에 비해 월등히 넓은 표면적과 다소 높은 용해도가 영향을 준 것으로 평가된다. 6 주 동안의 등온흡착실험 후 굴 패각의 표면특성을 XRD 를 이용하여 조사한 결과, 석회석에서와는 달리 굴 패각 표면에 카드뮴과 탄산이온의 반응에 의해 형성되는 octavite(CdCO₃)가 새롭게 형성되는 것을 확인 할 수 있었다. 결과적으로 굴 패각의 넓은 표면적과 상대적으로 높은 용해도에 의해 형성된 침전물 octavite(CdCO₃)가 카드뮴의 흡착력을 크게 증대시켜 부동화하여 작물의 카드뮴 흡수를 크게 저감시킨 것으로 평가되었다. 이상과 같은 결과를 바탕으로 굴 패각은 카드뮴과 같은 중금속 오염지에서 토양을 개량하고 중금속을 부동화시킬 수 있는 대체 우수 토양개량제로서 평가된다.
This study was carried out to reduce cadmium (Cd) uptake of radish (Raphanus sativa L.) in a contaminated soil by liming using oyster shell, a byproduct in oyster farming, which was applied at 0, 2, 4 and 8 Mg Ca ha-1 in a radish (Raphanus sativa L.) field test. Herein, calcium hydroxide (Ca(OH)₂) w...
This study was carried out to reduce cadmium (Cd) uptake of radish (Raphanus sativa L.) in a contaminated soil by liming using oyster shell, a byproduct in oyster farming, which was applied at 0, 2, 4 and 8 Mg Ca ha-1 in a radish (Raphanus sativa L.) field test. Herein, calcium hydroxide (Ca(OH)₂) which is well known as the best liming material was also applied at the same application rate with oyster shell for comparison.
Oyster shell was less effective on decreasing plant available Cd concentration (1M NH₄OAc extractable) in soil than Ca(OH)₂ at the same Ca application level, due to lower soil pH and negative charge improvement of oyster shell compared with the comparison. However, unexpectedly, more significant suppression of radish Cd uptake and increase of very stable Cd fraction in soil were observed in oyster shell treatment than that in Ca(OH)₂ by unknown mechanism.
In the adsorption test to verify high Cd immobilization capacity of oyster shell, 4 times higher Cd adsorption capacity was found in oyster shell than calcite having the similar chemical composition. Higher Ca dissolution was found in oyster shell test solution than calcite, probably due to having larger surface area. A new octavite (CdCO₃), a precipitate between free Cd and carbonate ion, was found in oyster shell surface but not in calcite after 6 week adsorption test, and this precipitation might contribute on oyster shell having very high Cd adsorption capacity and reducing Cd phytoextractability during radish cultivation. In conclusion, oyster shell could be a very good alternative liming material to reduce Cd phytoavailability in soil as well as improve soil nutrient balance.
This study was carried out to reduce cadmium (Cd) uptake of radish (Raphanus sativa L.) in a contaminated soil by liming using oyster shell, a byproduct in oyster farming, which was applied at 0, 2, 4 and 8 Mg Ca ha-1 in a radish (Raphanus sativa L.) field test. Herein, calcium hydroxide (Ca(OH)₂) which is well known as the best liming material was also applied at the same application rate with oyster shell for comparison.
Oyster shell was less effective on decreasing plant available Cd concentration (1M NH₄OAc extractable) in soil than Ca(OH)₂ at the same Ca application level, due to lower soil pH and negative charge improvement of oyster shell compared with the comparison. However, unexpectedly, more significant suppression of radish Cd uptake and increase of very stable Cd fraction in soil were observed in oyster shell treatment than that in Ca(OH)₂ by unknown mechanism.
In the adsorption test to verify high Cd immobilization capacity of oyster shell, 4 times higher Cd adsorption capacity was found in oyster shell than calcite having the similar chemical composition. Higher Ca dissolution was found in oyster shell test solution than calcite, probably due to having larger surface area. A new octavite (CdCO₃), a precipitate between free Cd and carbonate ion, was found in oyster shell surface but not in calcite after 6 week adsorption test, and this precipitation might contribute on oyster shell having very high Cd adsorption capacity and reducing Cd phytoextractability during radish cultivation. In conclusion, oyster shell could be a very good alternative liming material to reduce Cd phytoavailability in soil as well as improve soil nutrient balance.
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