광산활동에 의해 발생된 농경지의 토양, 식물 및 농업용수의 중금속 오염과 계절적인 변화를 조사하기 위하여 광종별(금-은 광산 2개, 연-아연 1개, 구리-텅스텐 1개) 총 4개 광산 주변의 농경지에서 6월, 8월, 10월 3회에 걸쳐 동일지점에서 시료를 채취하였으며, 왕수분해에 의한 토양의 농도뿐만 아니라 토양과 식물의 유기적 관계규명을 하기 위하여 1M MgCl2, 0.01M CaCl2 및 유기용제인 0.05M EDTA로 추출하여 토양과 식물의 상관관계를 규명코자 하였다. 광산 주변의 농경지 토양의 경우 As 및 중금속의 함량이 우려기준을 초과하여 재배되고 있는 농작물에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 농경지 토양 내 As 및 중금속 원소들의 분산거동을 규명하기 위하여 추출별 원소 함량간의 상관관계를 조사한 결과 Cd와 Zn에서 높은 상관성을 보이는데(p<0.001) 이는 원소의 이동도가 높다는 점과 일치한다. 추출율을 비교해 본 결과 원소에서는 Cd이 가장 높은 추출율을 보였으며, As가 가장 낮은 추출율을 보였다. 용출제 별로 확인해 본 결과 0.05M EDTA > 1M MgCl2 > 0.01M CaCl2 순으로 나타났다. 농경지에서의 계절적 변화를 조사한 결과, 물리화학적 특성에서 pH는 환원환경인 8월보다 산화환경인 10월에 낮은 pH를 값을 나타냈으며, 양이온교환능력과 작열감량은 계절적 변화가 낮은 것으로 확인하였다. 토양과 식물의 중금속 함량의 계절적 변화를 조사한 결과, 토양에서는 통계적으로 계절적 변화가 있는 것으로 확인하였으며, 벼줄기의 경우는 Cu를 제외한 As, Cd, Pb 및 Zn은 환원환경인 8월의 벼줄기의 함량보다 산화환경인 10월에 벼줄기 함량이 증가하는 것을 확인하였다. 벼줄기와 백미의 중금속 원소 함량간의 이동관계를 조사한 결과 모든 광산에서 As는 주로 음의 상관성이 관찰되었으며, 전반적으로 모든 원소에서 벼줄기의 농도가 증가함에 따라 백미의 중금속 함량도 증가하는 것으로 나타났다. 다양한 추출방법과 벼시료의 중금속 함량을 비교해 본 결과 왕수 분해와 식물과의 상관성은 비교적 낮았으며, 0.05M EDTA의 경우 대부분 원소에서 ...
광산활동에 의해 발생된 농경지의 토양, 식물 및 농업용수의 중금속 오염과 계절적인 변화를 조사하기 위하여 광종별(금-은 광산 2개, 연-아연 1개, 구리-텅스텐 1개) 총 4개 광산 주변의 농경지에서 6월, 8월, 10월 3회에 걸쳐 동일지점에서 시료를 채취하였으며, 왕수분해에 의한 토양의 농도뿐만 아니라 토양과 식물의 유기적 관계규명을 하기 위하여 1M MgCl2, 0.01M CaCl2 및 유기용제인 0.05M EDTA로 추출하여 토양과 식물의 상관관계를 규명코자 하였다. 광산 주변의 농경지 토양의 경우 As 및 중금속의 함량이 우려기준을 초과하여 재배되고 있는 농작물에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 농경지 토양 내 As 및 중금속 원소들의 분산거동을 규명하기 위하여 추출별 원소 함량간의 상관관계를 조사한 결과 Cd와 Zn에서 높은 상관성을 보이는데(p<0.001) 이는 원소의 이동도가 높다는 점과 일치한다. 추출율을 비교해 본 결과 원소에서는 Cd이 가장 높은 추출율을 보였으며, As가 가장 낮은 추출율을 보였다. 용출제 별로 확인해 본 결과 0.05M EDTA > 1M MgCl2 > 0.01M CaCl2 순으로 나타났다. 농경지에서의 계절적 변화를 조사한 결과, 물리화학적 특성에서 pH는 환원환경인 8월보다 산화환경인 10월에 낮은 pH를 값을 나타냈으며, 양이온교환능력과 작열감량은 계절적 변화가 낮은 것으로 확인하였다. 토양과 식물의 중금속 함량의 계절적 변화를 조사한 결과, 토양에서는 통계적으로 계절적 변화가 있는 것으로 확인하였으며, 벼줄기의 경우는 Cu를 제외한 As, Cd, Pb 및 Zn은 환원환경인 8월의 벼줄기의 함량보다 산화환경인 10월에 벼줄기 함량이 증가하는 것을 확인하였다. 벼줄기와 백미의 중금속 원소 함량간의 이동관계를 조사한 결과 모든 광산에서 As는 주로 음의 상관성이 관찰되었으며, 전반적으로 모든 원소에서 벼줄기의 농도가 증가함에 따라 백미의 중금속 함량도 증가하는 것으로 나타났다. 다양한 추출방법과 벼시료의 중금속 함량을 비교해 본 결과 왕수 분해와 식물과의 상관성은 비교적 낮았으며, 0.05M EDTA의 경우 대부분 원소에서 양의 상관관계를 보였고, 1M MgCl2는 토양 Cd와 식물 Zn에서 높은 상관성을 확인하였으며(P<0.001), 다른 원소들간에도 대부분 좋은 상관성을 관찰하였다. 또한 환원환경에 비해 산화환경에서 채취한 시료에서 중금속의 함량이 증가하여 토양내 중금속은 산화환경에서 식물이 흡수하기 용이한 형태로 변화되는 것을 알 수 있었다. 0.01M CaCl2는 비교적 낮은 함량을 보이며, 일부 음의 상관성도 나타났으며, 추출방법별 식물과의 상관성은 0.05M EDTA > 1M MgCl2 > 0.01M CaCl2 순으로 감소하였다. 식물학적 흡수계수(BAC)를 보면 Pb의 경우는 계절과 식물 부위에 상관없이 가장 낮은 흡수계수를 보이고 있으며, Cu의 경우는 일정한 흡수계수를 나타냈다. 농작물의 중금속 흡수계수는 Cd > Zn > Cu 순으로 감소하였으며, 벼줄기에는 환원환경보다 산화환경인 10월에 중금속 함량이 증가하였으며, 생물학적 흡수계수도 높은 것으로 나타나 벼줄기내 중금속 함량의 계절적 변화는 농경지의 환경변화에 따른 식물이 흡수하는 양에 기인한 것으로 밝혀졌다. 쌀의 소비는 우리 국민에게 가장 중요한 미량원소 섭취 경로중의 하나로서 As 및 중금속의 1일 섭취량을 조사한 결과 WHO 허용량을 이내로 조사되었으며, 국내 자연함유량에 비해서는 모든 연구지역에서 높은 섭취량을 보였다.
광산활동에 의해 발생된 농경지의 토양, 식물 및 농업용수의 중금속 오염과 계절적인 변화를 조사하기 위하여 광종별(금-은 광산 2개, 연-아연 1개, 구리-텅스텐 1개) 총 4개 광산 주변의 농경지에서 6월, 8월, 10월 3회에 걸쳐 동일지점에서 시료를 채취하였으며, 왕수분해에 의한 토양의 농도뿐만 아니라 토양과 식물의 유기적 관계규명을 하기 위하여 1M MgCl2, 0.01M CaCl2 및 유기용제인 0.05M EDTA로 추출하여 토양과 식물의 상관관계를 규명코자 하였다. 광산 주변의 농경지 토양의 경우 As 및 중금속의 함량이 우려기준을 초과하여 재배되고 있는 농작물에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 농경지 토양 내 As 및 중금속 원소들의 분산거동을 규명하기 위하여 추출별 원소 함량간의 상관관계를 조사한 결과 Cd와 Zn에서 높은 상관성을 보이는데(p<0.001) 이는 원소의 이동도가 높다는 점과 일치한다. 추출율을 비교해 본 결과 원소에서는 Cd이 가장 높은 추출율을 보였으며, As가 가장 낮은 추출율을 보였다. 용출제 별로 확인해 본 결과 0.05M EDTA > 1M MgCl2 > 0.01M CaCl2 순으로 나타났다. 농경지에서의 계절적 변화를 조사한 결과, 물리화학적 특성에서 pH는 환원환경인 8월보다 산화환경인 10월에 낮은 pH를 값을 나타냈으며, 양이온교환능력과 작열감량은 계절적 변화가 낮은 것으로 확인하였다. 토양과 식물의 중금속 함량의 계절적 변화를 조사한 결과, 토양에서는 통계적으로 계절적 변화가 있는 것으로 확인하였으며, 벼줄기의 경우는 Cu를 제외한 As, Cd, Pb 및 Zn은 환원환경인 8월의 벼줄기의 함량보다 산화환경인 10월에 벼줄기 함량이 증가하는 것을 확인하였다. 벼줄기와 백미의 중금속 원소 함량간의 이동관계를 조사한 결과 모든 광산에서 As는 주로 음의 상관성이 관찰되었으며, 전반적으로 모든 원소에서 벼줄기의 농도가 증가함에 따라 백미의 중금속 함량도 증가하는 것으로 나타났다. 다양한 추출방법과 벼시료의 중금속 함량을 비교해 본 결과 왕수 분해와 식물과의 상관성은 비교적 낮았으며, 0.05M EDTA의 경우 대부분 원소에서 양의 상관관계를 보였고, 1M MgCl2는 토양 Cd와 식물 Zn에서 높은 상관성을 확인하였으며(P<0.001), 다른 원소들간에도 대부분 좋은 상관성을 관찰하였다. 또한 환원환경에 비해 산화환경에서 채취한 시료에서 중금속의 함량이 증가하여 토양내 중금속은 산화환경에서 식물이 흡수하기 용이한 형태로 변화되는 것을 알 수 있었다. 0.01M CaCl2는 비교적 낮은 함량을 보이며, 일부 음의 상관성도 나타났으며, 추출방법별 식물과의 상관성은 0.05M EDTA > 1M MgCl2 > 0.01M CaCl2 순으로 감소하였다. 식물학적 흡수계수(BAC)를 보면 Pb의 경우는 계절과 식물 부위에 상관없이 가장 낮은 흡수계수를 보이고 있으며, Cu의 경우는 일정한 흡수계수를 나타냈다. 농작물의 중금속 흡수계수는 Cd > Zn > Cu 순으로 감소하였으며, 벼줄기에는 환원환경보다 산화환경인 10월에 중금속 함량이 증가하였으며, 생물학적 흡수계수도 높은 것으로 나타나 벼줄기내 중금속 함량의 계절적 변화는 농경지의 환경변화에 따른 식물이 흡수하는 양에 기인한 것으로 밝혀졌다. 쌀의 소비는 우리 국민에게 가장 중요한 미량원소 섭취 경로중의 하나로서 As 및 중금속의 1일 섭취량을 조사한 결과 WHO 허용량을 이내로 조사되었으며, 국내 자연함유량에 비해서는 모든 연구지역에서 높은 섭취량을 보였다.
The objective of this study is to investigate the extent and degree of heavy metal contamination of paddy fields influenced by mining activities in Korea. The four study areas, Dalsung Cu-W mine, Yeongdae Au-Ag mine, Munmyung Au-Ag mine and Sambo Pb-Zn mine, paddy soils were taken at June, August an...
The objective of this study is to investigate the extent and degree of heavy metal contamination of paddy fields influenced by mining activities in Korea. The four study areas, Dalsung Cu-W mine, Yeongdae Au-Ag mine, Munmyung Au-Ag mine and Sambo Pb-Zn mine, paddy soils were taken at June, August and October, 2010 to examine seasonal variation of their chemical properties and heavy metal concentrations. The soils were extracted by various methods including aqua regia, 1M MgCl2, 0.01M CaCl2 and 0.05M EDTA to evaluate the relationships between soils and crop plants(rice). The chemical analysis of the samples were carried out using AAS for As, Cd, Cu, Pb and Zn. In addition, physical and chemical properties of soils such as pH, loss-on-ignition and cation exchange capacity were also measured with the seasons. The results showed that relatively higher soil pH, organic matter content and lower metal concentrations in rice stalks were found under reducing conditions (August) when the soils were flooded. However, relatively higher metals were found at the harvest season (October) due to enhancing solubility of metals in paddy soils under oxidizing conditions. The RER (relative extraction ratio) for As and heavy metals in the samples increased in the order for EDTA < MgCl2 < CaCl2. In the same extraction methods, the RER values for Cd and Zn were relatively higher than those for As, Cu and Pb due to differences in geochemical mobility of each elements. For biological absorption coefficient (BAC) of the crop plants for As and heavy metals, the BACs for rice stalks were higher than those for rice grain. In individual elements, the BACs for Cd, Zn and Cu were higher than those for As and Pb. Using the published data on daily consumption of rice in South Korea, it can be estimated that the daily intakes of As, Cd, Cu, Pb and Zn in rice grain sampled in the study areas were relatively higher than those in uncontaminated areas. Thus, it can be concluded that a regular consumption of the rice produced in contaminated areas plays an important role in accumulation of essential and trace elements in Korean, especially for farmer and housholds lived in the study areas.
The objective of this study is to investigate the extent and degree of heavy metal contamination of paddy fields influenced by mining activities in Korea. The four study areas, Dalsung Cu-W mine, Yeongdae Au-Ag mine, Munmyung Au-Ag mine and Sambo Pb-Zn mine, paddy soils were taken at June, August and October, 2010 to examine seasonal variation of their chemical properties and heavy metal concentrations. The soils were extracted by various methods including aqua regia, 1M MgCl2, 0.01M CaCl2 and 0.05M EDTA to evaluate the relationships between soils and crop plants(rice). The chemical analysis of the samples were carried out using AAS for As, Cd, Cu, Pb and Zn. In addition, physical and chemical properties of soils such as pH, loss-on-ignition and cation exchange capacity were also measured with the seasons. The results showed that relatively higher soil pH, organic matter content and lower metal concentrations in rice stalks were found under reducing conditions (August) when the soils were flooded. However, relatively higher metals were found at the harvest season (October) due to enhancing solubility of metals in paddy soils under oxidizing conditions. The RER (relative extraction ratio) for As and heavy metals in the samples increased in the order for EDTA < MgCl2 < CaCl2. In the same extraction methods, the RER values for Cd and Zn were relatively higher than those for As, Cu and Pb due to differences in geochemical mobility of each elements. For biological absorption coefficient (BAC) of the crop plants for As and heavy metals, the BACs for rice stalks were higher than those for rice grain. In individual elements, the BACs for Cd, Zn and Cu were higher than those for As and Pb. Using the published data on daily consumption of rice in South Korea, it can be estimated that the daily intakes of As, Cd, Cu, Pb and Zn in rice grain sampled in the study areas were relatively higher than those in uncontaminated areas. Thus, it can be concluded that a regular consumption of the rice produced in contaminated areas plays an important role in accumulation of essential and trace elements in Korean, especially for farmer and housholds lived in the study areas.
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