도심 내 가로변 제설제가 토양과 가로수 내 중금속과 염류이온의 이행성에 미치는 영향 Impacts of di-icing salts on the continuum of heavy metals and salt ions between soil and street trees at roadsides in urban areas원문보기
각종 산업의 발달로 인해 온실가스배출, 기후변화 및 대기오염과 같은 심각한 환경문제가 전반적으로 전 세계에 걸쳐 대두되고 있다. 특히, 도심 내 다양한 오염물질이 토양에 흡착됨에 따라 식물체의 체내에 축적되어 가로변 녹지에 악영향을 주는 경우가 빈번하게 발생되고 있다. 무엇보다도 겨울철 강설로 인한 도로의 안전성을 확보하기 위해 제설제의 사용량이 증가하고 있어 가로변 녹지에 화학적 영향을 미치는 것으로 보고되고 있으나 이에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 충청북도 대표 도시인 충주시와 청주시의 가로변을 대상으로 토양산도, ...
각종 산업의 발달로 인해 온실가스배출, 기후변화 및 대기오염과 같은 심각한 환경문제가 전반적으로 전 세계에 걸쳐 대두되고 있다. 특히, 도심 내 다양한 오염물질이 토양에 흡착됨에 따라 식물체의 체내에 축적되어 가로변 녹지에 악영향을 주는 경우가 빈번하게 발생되고 있다. 무엇보다도 겨울철 강설로 인한 도로의 안전성을 확보하기 위해 제설제의 사용량이 증가하고 있어 가로변 녹지에 화학적 영향을 미치는 것으로 보고되고 있으나 이에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 충청북도 대표 도시인 충주시와 청주시의 가로변을 대상으로 토양산도, 전기전도도, 중금속, 치환성 염류이온의 계절별, 용도지역별, 가로수종별로 분석을 통해 항목 간 상관성을 분석함으로써 제설제 피해지역의 친환경적 토양 및 식물체 관리 방안을 모색하고자 한다. 2016년 4월부터 2017년 10월까지 충주시와 청주시를 각각 주거지역, 상업지역, 녹지지역으로 구분한 후, 토양오염공정시험기준에 따라 봄, 여름, 가을 계절별 토양시료를 채취하였다. 분석항목은 토양산도(pH), 전기전도도(EC), 중금속, 치환성 염류 이온 등을 조사하였다. 중금속은 Cd2+, Cu2+, Li+, Cr3+, As5+, Zn2+, Pb2+, Ni3+ 등 8종, 치환성 염류 이온은 Ca2+, K+, Mg2+, Na+ 등 4종을 중심으로 분석하였다. 계절별 토양산도는 여름 > 가을 > 봄 순으로, 전기전도도는 봄 ≥ 가을 > 여름 순으로, 치환성 염류 이온은 여름 > 봄 > 가을 순인 것으로 분석되었다. 전반적으로 중금속의 함량은 봄에 가장 낮았는데, 이는 식물들의 개엽시기와 맞물려 다량의 수분을 흡수함에 따른 중금속의 흡착률의 차이인 것으로 해석된다. 반면, 식물의 생장을 억제시키는 Cd2+과 As5+는 봄철 가장 높은 수치를 나타냈는데 이는 토양산도와 전기전도도의 상호작용으로 토양의 중금속 함량을 증가시킨 것으로 판단된다. 제설제 살포는 토양 내 식물에 악영향을 미치는 중금속인 Cd2+과 As5+의 함량을 증가시켜 식물체로 흡착될 가능성을 시사하고 있다. 특히, 치환성 염류이온인 Ca2+, K+, 및 Mg2+은 여름에, Na+은 봄에 높았으나 전반적으로 Ca2+의 함량이 가장 많은 것으로 분석되었다. 이는 겨울철 살포된 제설제가 설수에 용해되어 분해되고, 치환성 염류이온이 다른 이온과 반응하여 토양의 산도와 전기전도도를 높이는 요인으로 작용한 것으로 본다. 용도지역별 토양산도는 주거지역 > 상업지역 > 녹지지역의 순으로, 전기전도도는 녹지지역 > 주거지역 > 상업지역의 순으로 조사되어 녹지지역이 상업지역과 주거지역에 비해 다소 높은 것으로 나타났다. 전반적으로 중금속의 함량은 녹지지역이 가장 낮게, 상업지역에서 가장 높게 나타났으며, 중금속 함량의 경우 Cu, Zn, Pb은 차량 이동이 보다 높은 상업지역에서 높게 분석되었다. 한편, 계절별 차이를 보였던 Cd2+과 As5+는 용도지역별로 큰 차이를 보이지 않았다. 치환성 염류 이온인 K+, Ca2+ 및 Mg2+은 주거지역이, Na+은 상업지역이 높은 순으로, 용도지역 역시 칼슘 이온의 함량이 가장 높은 것으로 분석되었는데, 이는 토양산도와 전기전도도와 같이 상업지역과 주거지역의 가로변이 다른 지역에 비해 규모가 가장 큰 대로에 위치하고 있는 특성상 제설제의 영향을 많이 받은 것으로 판단된다. 수종별 토양산도는 양버즘나무 > 은행나무 > 느티나무의 순으로, 전기전도도는 은행나무 > 양버즘나무 > 느티나무의 순이었으며, 전반적으로 중금속의 함량은 양버즘나무에서 가장 높게 나타났다. 중금속은 토양 산도, 전기전도 및 치환성 염류 이온과 맞물려 양버즘나무와 은행나무에 비해 수분과 양분이동이 원활한 느티나무에서 낮게 나타났으나 Cd2+과 As5+는 수종별로 큰 차이를 보이지 않았다. 염류 이온인 Ca2+, K+, Na+, Mg2+ 등은 양버즘나무에서 가장 높았으며, 토양산도와 전기전도도도 양버즘나무에서 대체적으로 높았다. 이는 양버즘나무가 느티나무와 은행나무에 비해 뿌리에서 흡착된 수분과 양분이동이 원활하지 못하기 때문인 것으로 해석된다. 결과적으로 제설제 사용은 토양의 토양산도를 높이며, 이는 전기전도도를 증가시키고 식물체가 토양 내 중금속의 흡수를 높이는 원인이 되는 것으로 사료된다. 하지만 조사된 치환성 염류 이온 및 중금속과 식물체 내 흡수된 함량의 관련된 연구가 미흡하여 제설제의 영향으로 인한 중금속 함량의 증가와 식물체의 생육에 관련해서 유기적인 관계가 있는지에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
각종 산업의 발달로 인해 온실가스배출, 기후변화 및 대기오염과 같은 심각한 환경문제가 전반적으로 전 세계에 걸쳐 대두되고 있다. 특히, 도심 내 다양한 오염물질이 토양에 흡착됨에 따라 식물체의 체내에 축적되어 가로변 녹지에 악영향을 주는 경우가 빈번하게 발생되고 있다. 무엇보다도 겨울철 강설로 인한 도로의 안전성을 확보하기 위해 제설제의 사용량이 증가하고 있어 가로변 녹지에 화학적 영향을 미치는 것으로 보고되고 있으나 이에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 충청북도 대표 도시인 충주시와 청주시의 가로변을 대상으로 토양산도, 전기전도도, 중금속, 치환성 염류이온의 계절별, 용도지역별, 가로수종별로 분석을 통해 항목 간 상관성을 분석함으로써 제설제 피해지역의 친환경적 토양 및 식물체 관리 방안을 모색하고자 한다. 2016년 4월부터 2017년 10월까지 충주시와 청주시를 각각 주거지역, 상업지역, 녹지지역으로 구분한 후, 토양오염공정시험기준에 따라 봄, 여름, 가을 계절별 토양시료를 채취하였다. 분석항목은 토양산도(pH), 전기전도도(EC), 중금속, 치환성 염류 이온 등을 조사하였다. 중금속은 Cd2+, Cu2+, Li+, Cr3+, As5+, Zn2+, Pb2+, Ni3+ 등 8종, 치환성 염류 이온은 Ca2+, K+, Mg2+, Na+ 등 4종을 중심으로 분석하였다. 계절별 토양산도는 여름 > 가을 > 봄 순으로, 전기전도도는 봄 ≥ 가을 > 여름 순으로, 치환성 염류 이온은 여름 > 봄 > 가을 순인 것으로 분석되었다. 전반적으로 중금속의 함량은 봄에 가장 낮았는데, 이는 식물들의 개엽시기와 맞물려 다량의 수분을 흡수함에 따른 중금속의 흡착률의 차이인 것으로 해석된다. 반면, 식물의 생장을 억제시키는 Cd2+과 As5+는 봄철 가장 높은 수치를 나타냈는데 이는 토양산도와 전기전도도의 상호작용으로 토양의 중금속 함량을 증가시킨 것으로 판단된다. 제설제 살포는 토양 내 식물에 악영향을 미치는 중금속인 Cd2+과 As5+의 함량을 증가시켜 식물체로 흡착될 가능성을 시사하고 있다. 특히, 치환성 염류이온인 Ca2+, K+, 및 Mg2+은 여름에, Na+은 봄에 높았으나 전반적으로 Ca2+의 함량이 가장 많은 것으로 분석되었다. 이는 겨울철 살포된 제설제가 설수에 용해되어 분해되고, 치환성 염류이온이 다른 이온과 반응하여 토양의 산도와 전기전도도를 높이는 요인으로 작용한 것으로 본다. 용도지역별 토양산도는 주거지역 > 상업지역 > 녹지지역의 순으로, 전기전도도는 녹지지역 > 주거지역 > 상업지역의 순으로 조사되어 녹지지역이 상업지역과 주거지역에 비해 다소 높은 것으로 나타났다. 전반적으로 중금속의 함량은 녹지지역이 가장 낮게, 상업지역에서 가장 높게 나타났으며, 중금속 함량의 경우 Cu, Zn, Pb은 차량 이동이 보다 높은 상업지역에서 높게 분석되었다. 한편, 계절별 차이를 보였던 Cd2+과 As5+는 용도지역별로 큰 차이를 보이지 않았다. 치환성 염류 이온인 K+, Ca2+ 및 Mg2+은 주거지역이, Na+은 상업지역이 높은 순으로, 용도지역 역시 칼슘 이온의 함량이 가장 높은 것으로 분석되었는데, 이는 토양산도와 전기전도도와 같이 상업지역과 주거지역의 가로변이 다른 지역에 비해 규모가 가장 큰 대로에 위치하고 있는 특성상 제설제의 영향을 많이 받은 것으로 판단된다. 수종별 토양산도는 양버즘나무 > 은행나무 > 느티나무의 순으로, 전기전도도는 은행나무 > 양버즘나무 > 느티나무의 순이었으며, 전반적으로 중금속의 함량은 양버즘나무에서 가장 높게 나타났다. 중금속은 토양 산도, 전기전도 및 치환성 염류 이온과 맞물려 양버즘나무와 은행나무에 비해 수분과 양분이동이 원활한 느티나무에서 낮게 나타났으나 Cd2+과 As5+는 수종별로 큰 차이를 보이지 않았다. 염류 이온인 Ca2+, K+, Na+, Mg2+ 등은 양버즘나무에서 가장 높았으며, 토양산도와 전기전도도도 양버즘나무에서 대체적으로 높았다. 이는 양버즘나무가 느티나무와 은행나무에 비해 뿌리에서 흡착된 수분과 양분이동이 원활하지 못하기 때문인 것으로 해석된다. 결과적으로 제설제 사용은 토양의 토양산도를 높이며, 이는 전기전도도를 증가시키고 식물체가 토양 내 중금속의 흡수를 높이는 원인이 되는 것으로 사료된다. 하지만 조사된 치환성 염류 이온 및 중금속과 식물체 내 흡수된 함량의 관련된 연구가 미흡하여 제설제의 영향으로 인한 중금속 함량의 증가와 식물체의 생육에 관련해서 유기적인 관계가 있는지에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
The global community has severely increasingly suffered from greenhouse gas, climate change and air pollution as industries are rapidly developing around the world. The absorption of various pollutants into soil in particular in urban areas makes it possible for plant to accumulate those materials i...
The global community has severely increasingly suffered from greenhouse gas, climate change and air pollution as industries are rapidly developing around the world. The absorption of various pollutants into soil in particular in urban areas makes it possible for plant to accumulate those materials in it, which often badly affects soil and vagetation of the roadside. It has been reported that the use of chemicals such as calcium chloride is surely rising to secure road safety in winter, resulting in chemical impacts on the urban green area, but in fact some remarkable research on it can hardly be found. This study is focused on ways to deal with the green and eco-friendly soil in the area damaged by snow removing chemicals and for this, Chungju-si and Cheongju-si, the two major cities of Chungcheongbuk-do are selected and their roadside are analyzed in terms of soil acidity, electric conductivity, heavy metals, exchangeable salt ions and also from the aspects of season, use and street tree types, leading to a meaningful correlation among them. From April 2016 till October 2017, the two cities are categorized into residential area, commercial area and green area and then soil samples are collected for each season according to the current soil pollution test standard. The items for analysis are soil acidity(pH), electric conductivity(EC), heavy metals, exchangeable salt ions. Heavy metals are mainly Cd2+, Cu2+, Li+, Cr3+, As5+, Zn2+, Pb2+, Ni3+ and exchangeable salt ions are Ca2+, K+, Mg2+, Na+. It is analyzed that seasonal soil acidity is summer > autumn > spring and electric conductivity is spring ≥ autumn > summer, and exchangeable salt ions are summer > spring> autumn respectively. The content of heavy metals is usually very low in spring and it could be interpreted as plant tends to absorb lots of water when they start to develop leaves in that season, and that brings about differences in heavy metal adsorption ratio. However Cd2+ and As5+, both inhibiting the growth of plant are shown the highest in spring it is because soil acidified by the interaction between soil acidity and electric conductivity may contribute to increase in the content of heavy metals. The distribution of snow-removing chemicals might be a main cause of increasing the content of Cd2+and As5+which consequently have a bad influence on plant. Especially, Ca2+, K+ and Mg2+ are high in summer and, spring for Na+ respectively, but the content of Ca2+ is comprehensively on the top. And it could be assumed that snow-removing materials sprayed in the winter are dissolved in the snow water and exchangeable salt ions interact with other ones and as a result it increases both soil acidity and electric conductivity. Soil acidity by use region is in order of residential area > commercial area > green area. Electric conductivity is green area > residential area > commercial area, showing that in green area EC is somewhat higher than in commercial and residential areas. In general, the content of heavy metals has the lowest level in green area while the highest for commercial areas, Cu, Zn and Pb contents of heavy metals were higher in the commercial areas where the vehicle movement was higher. Residential area has lots of K+, Ca2+, Mg2+ and Na+ is abundant in commercial area, where the content of calcium is the highest. This result may be derived from that like soil acidity and electric conductivity the roadside of residential area and commercial area is relatively located in larger roads when compared to green area, therefore the wayside can be much influenced by snow-removing chemicals. By tree type, soil acidity is Platanus orientalis > Ginkgo biloba > Zelkova serrata and electric conductivity follows Ginkgo biloba > Platanus orientalis > Zelkova serrata. The content of heavy metals is the highest in Platanus orientalis. Heavy metals that are connected with soil acidity, electric conductivity and exchangeable salt ions are on the high level in Zelkova serrata and Ginkgo biloba which the tree shows more good flows of water and nutrients than Platanus orientalis, but the three types of tree have little differences in Cd2+ and As5+. In Platanus orientalis K+, Ca2+, Na+, Mg2+ are the highest and soil acidity and electric conductivity are also high in that tree. It could be explained that unlike Platanus orientalis Zelkova serrata and Ginkgo biloba has the ability to well absorb and carry water and nutrients from its roots in quality and quantity. We could conclude that the use of snow-removing chemicals increases soil acidity which in turn increases electric conductivity and accordingly plant is likely to absorb heavy metals in soil. But there are very small number of researches on the correlations between exchangeable salt ions, heavy metals and their content absorbed in plant, so further study on organic relations between increase in heavy metals- content and plant growth caused by snow-removing chemicals is needed.
The global community has severely increasingly suffered from greenhouse gas, climate change and air pollution as industries are rapidly developing around the world. The absorption of various pollutants into soil in particular in urban areas makes it possible for plant to accumulate those materials in it, which often badly affects soil and vagetation of the roadside. It has been reported that the use of chemicals such as calcium chloride is surely rising to secure road safety in winter, resulting in chemical impacts on the urban green area, but in fact some remarkable research on it can hardly be found. This study is focused on ways to deal with the green and eco-friendly soil in the area damaged by snow removing chemicals and for this, Chungju-si and Cheongju-si, the two major cities of Chungcheongbuk-do are selected and their roadside are analyzed in terms of soil acidity, electric conductivity, heavy metals, exchangeable salt ions and also from the aspects of season, use and street tree types, leading to a meaningful correlation among them. From April 2016 till October 2017, the two cities are categorized into residential area, commercial area and green area and then soil samples are collected for each season according to the current soil pollution test standard. The items for analysis are soil acidity(pH), electric conductivity(EC), heavy metals, exchangeable salt ions. Heavy metals are mainly Cd2+, Cu2+, Li+, Cr3+, As5+, Zn2+, Pb2+, Ni3+ and exchangeable salt ions are Ca2+, K+, Mg2+, Na+. It is analyzed that seasonal soil acidity is summer > autumn > spring and electric conductivity is spring ≥ autumn > summer, and exchangeable salt ions are summer > spring> autumn respectively. The content of heavy metals is usually very low in spring and it could be interpreted as plant tends to absorb lots of water when they start to develop leaves in that season, and that brings about differences in heavy metal adsorption ratio. However Cd2+ and As5+, both inhibiting the growth of plant are shown the highest in spring it is because soil acidified by the interaction between soil acidity and electric conductivity may contribute to increase in the content of heavy metals. The distribution of snow-removing chemicals might be a main cause of increasing the content of Cd2+and As5+which consequently have a bad influence on plant. Especially, Ca2+, K+ and Mg2+ are high in summer and, spring for Na+ respectively, but the content of Ca2+ is comprehensively on the top. And it could be assumed that snow-removing materials sprayed in the winter are dissolved in the snow water and exchangeable salt ions interact with other ones and as a result it increases both soil acidity and electric conductivity. Soil acidity by use region is in order of residential area > commercial area > green area. Electric conductivity is green area > residential area > commercial area, showing that in green area EC is somewhat higher than in commercial and residential areas. In general, the content of heavy metals has the lowest level in green area while the highest for commercial areas, Cu, Zn and Pb contents of heavy metals were higher in the commercial areas where the vehicle movement was higher. Residential area has lots of K+, Ca2+, Mg2+ and Na+ is abundant in commercial area, where the content of calcium is the highest. This result may be derived from that like soil acidity and electric conductivity the roadside of residential area and commercial area is relatively located in larger roads when compared to green area, therefore the wayside can be much influenced by snow-removing chemicals. By tree type, soil acidity is Platanus orientalis > Ginkgo biloba > Zelkova serrata and electric conductivity follows Ginkgo biloba > Platanus orientalis > Zelkova serrata. The content of heavy metals is the highest in Platanus orientalis. Heavy metals that are connected with soil acidity, electric conductivity and exchangeable salt ions are on the high level in Zelkova serrata and Ginkgo biloba which the tree shows more good flows of water and nutrients than Platanus orientalis, but the three types of tree have little differences in Cd2+ and As5+. In Platanus orientalis K+, Ca2+, Na+, Mg2+ are the highest and soil acidity and electric conductivity are also high in that tree. It could be explained that unlike Platanus orientalis Zelkova serrata and Ginkgo biloba has the ability to well absorb and carry water and nutrients from its roots in quality and quantity. We could conclude that the use of snow-removing chemicals increases soil acidity which in turn increases electric conductivity and accordingly plant is likely to absorb heavy metals in soil. But there are very small number of researches on the correlations between exchangeable salt ions, heavy metals and their content absorbed in plant, so further study on organic relations between increase in heavy metals- content and plant growth caused by snow-removing chemicals is needed.
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