가로변 토양 내 미세플라스틱 안정화에 상록성 지피초화류가 미치는 영향 The Effect of Evergreen Ground-cover Plants on Phytostabilization for Microplastics Contaminated Roadside Soils원문보기
본 연구는 가로변 토양의 타이어 마모입자(tire wear particles; TWPs)를 파악하고 상록성 지피초화류를 이용한 안정화 가능성과 효과를 확인하기 위해 수행되었다. 먼저 가로변 토양을 교통량, 이격거리로 구분하여 TWPs를 정성 및 정량 분석하였으며, 이를 토대로 TWPs의 농도를 설정하여 토양변화와 맥문동과 수호초의 생육 반응을 평가하였고, 유출수 내 검출된 TWPs의 질량을 비교하였다. 교통량과 도로로부터 이격거리에 따라 구분한 대상지의 모든 토양에서 TWPs의 특성을 가진 입자가 확인되었으며, FT-IR(Fourier transform infrared spectroscopy) 스펙트럼 비교를 통해 TWPs인 것으로 판별되었다. TWPs의 검출량은 교통량과 비례관계, 도로로부터 거리와 반비례 관계로 교통량이 많을수록 도로로부터 거리가 가까울수록 토양 내 TWPs가 많은 것으로 나타났다. 특히, 도로로부터 거리가 0.5∼1.0m의 거리의 경우 단위면적당 약 4만 9천 개의 TWPs가 검출되었다. TWPs의 농도를 대조구를 포함하여 5개(0, 0.25 0.5 0.74, 1 g·kg-1)로 구분하여 처리한 결과, 토양산도의 차이는 없었으나 전기전도도와 ...
본 연구는 가로변 토양의 타이어 마모입자(tire wear particles; TWPs)를 파악하고 상록성 지피초화류를 이용한 안정화 가능성과 효과를 확인하기 위해 수행되었다. 먼저 가로변 토양을 교통량, 이격거리로 구분하여 TWPs를 정성 및 정량 분석하였으며, 이를 토대로 TWPs의 농도를 설정하여 토양변화와 맥문동과 수호초의 생육 반응을 평가하였고, 유출수 내 검출된 TWPs의 질량을 비교하였다. 교통량과 도로로부터 이격거리에 따라 구분한 대상지의 모든 토양에서 TWPs의 특성을 가진 입자가 확인되었으며, FT-IR(Fourier transform infrared spectroscopy) 스펙트럼 비교를 통해 TWPs인 것으로 판별되었다. TWPs의 검출량은 교통량과 비례관계, 도로로부터 거리와 반비례 관계로 교통량이 많을수록 도로로부터 거리가 가까울수록 토양 내 TWPs가 많은 것으로 나타났다. 특히, 도로로부터 거리가 0.5∼1.0m의 거리의 경우 단위면적당 약 4만 9천 개의 TWPs가 검출되었다. TWPs의 농도를 대조구를 포함하여 5개(0, 0.25 0.5 0.74, 1 g·kg-1)로 구분하여 처리한 결과, 토양산도의 차이는 없었으나 전기전도도와 함수율에 있어 차이가 발생하였다. 이는 각 맥문동과 수호초의 생육에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 맥문동은 토양 내 0.5 g·kg-1, 수호초는 0.25 g·kg-1의 TWPs 처리 시 지상부와 지하부의 생육에 긍정적이었으며, 두 종 모두 TWPs에 대한 내성이 있는 것으로 평가되었다. 토양 대조구, 맥문동 식재포트, 수호초 식재포트에서 유출된 TWPs 입자수를 질량으로 환산하여 분석하였을 때, 식물을 식재한 경우 임의 처리한 TWPs의 약 7%가량 만이 검출된 데 반해 토양 대조구에서는 약 77%가량이 토양 외부로 유출된 것으로 나타났다. 두 종 중 맥문동 식재 시 TWPs 유출량이 적었으며 이는 맥문동의 뿌리 생육에 기인한 결과인 것으로 판단되었다. 가로변 토양은 TWPs로 오염되어 있으며 교통량이 많을수록 도로로부터 거리가 가까울수록 그 오염도가 높은 것으로 확인되었다. 또한 맥문동과 수호초 모두 TWPs에 대한 내성이 확인될 뿐만 아니라 TWPs 이동성 저하에 기여하는 것이 밝혀졌으나 맥문동이 고농도의 TWPs에서 생육이 양호하고 유출되는 TWPs의 양을 저감시켜 식물안정화에 더 적합한 식물로 판단되었다. 본 연구는 가로변 오염 토양 내 TWPs에 대한 정량화된 수치를 제시할 뿐만 아니라 식물체의 생육과 안정화 효율 간의 관계성을 확인했다는 점에서 의의를 가지나 식물종의 한계를 가진다. 따라서 다양한 식물종을 대상으로 한 적용 가능성 탐구 및 정화 효과 검증을 위한 향후 연구가 필요할 것이라 사료된다.
본 연구는 가로변 토양의 타이어 마모입자(tire wear particles; TWPs)를 파악하고 상록성 지피초화류를 이용한 안정화 가능성과 효과를 확인하기 위해 수행되었다. 먼저 가로변 토양을 교통량, 이격거리로 구분하여 TWPs를 정성 및 정량 분석하였으며, 이를 토대로 TWPs의 농도를 설정하여 토양변화와 맥문동과 수호초의 생육 반응을 평가하였고, 유출수 내 검출된 TWPs의 질량을 비교하였다. 교통량과 도로로부터 이격거리에 따라 구분한 대상지의 모든 토양에서 TWPs의 특성을 가진 입자가 확인되었으며, FT-IR(Fourier transform infrared spectroscopy) 스펙트럼 비교를 통해 TWPs인 것으로 판별되었다. TWPs의 검출량은 교통량과 비례관계, 도로로부터 거리와 반비례 관계로 교통량이 많을수록 도로로부터 거리가 가까울수록 토양 내 TWPs가 많은 것으로 나타났다. 특히, 도로로부터 거리가 0.5∼1.0m의 거리의 경우 단위면적당 약 4만 9천 개의 TWPs가 검출되었다. TWPs의 농도를 대조구를 포함하여 5개(0, 0.25 0.5 0.74, 1 g·kg-1)로 구분하여 처리한 결과, 토양산도의 차이는 없었으나 전기전도도와 함수율에 있어 차이가 발생하였다. 이는 각 맥문동과 수호초의 생육에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 맥문동은 토양 내 0.5 g·kg-1, 수호초는 0.25 g·kg-1의 TWPs 처리 시 지상부와 지하부의 생육에 긍정적이었으며, 두 종 모두 TWPs에 대한 내성이 있는 것으로 평가되었다. 토양 대조구, 맥문동 식재포트, 수호초 식재포트에서 유출된 TWPs 입자수를 질량으로 환산하여 분석하였을 때, 식물을 식재한 경우 임의 처리한 TWPs의 약 7%가량 만이 검출된 데 반해 토양 대조구에서는 약 77%가량이 토양 외부로 유출된 것으로 나타났다. 두 종 중 맥문동 식재 시 TWPs 유출량이 적었으며 이는 맥문동의 뿌리 생육에 기인한 결과인 것으로 판단되었다. 가로변 토양은 TWPs로 오염되어 있으며 교통량이 많을수록 도로로부터 거리가 가까울수록 그 오염도가 높은 것으로 확인되었다. 또한 맥문동과 수호초 모두 TWPs에 대한 내성이 확인될 뿐만 아니라 TWPs 이동성 저하에 기여하는 것이 밝혀졌으나 맥문동이 고농도의 TWPs에서 생육이 양호하고 유출되는 TWPs의 양을 저감시켜 식물안정화에 더 적합한 식물로 판단되었다. 본 연구는 가로변 오염 토양 내 TWPs에 대한 정량화된 수치를 제시할 뿐만 아니라 식물체의 생육과 안정화 효율 간의 관계성을 확인했다는 점에서 의의를 가지나 식물종의 한계를 가진다. 따라서 다양한 식물종을 대상으로 한 적용 가능성 탐구 및 정화 효과 검증을 위한 향후 연구가 필요할 것이라 사료된다.
This study was conducted to assess the degree of tire wear particles(TWPs) contamination in roadside soils and investigate the possibility and effectiveness of using evergreen ground-cover plants. Qualitative and quantitative levels of TWPs in roadside soils was investigated, depending on traffic vo...
This study was conducted to assess the degree of tire wear particles(TWPs) contamination in roadside soils and investigate the possibility and effectiveness of using evergreen ground-cover plants. Qualitative and quantitative levels of TWPs in roadside soils was investigated, depending on traffic volume and distance from the road. The changes in soil properties, as well as the growth responses of Liriope platyphylla and Pachysandra terminalis was evaluated, in relation to different TWPs concentration treatments. Also, the mass of TWPs detected in the runoff water was compared to validate the effectiveness and potential of phytostabilization. Particles with characteristics of TWPs were identified in the soils of all experimental sites. Through the comparison of FT-IR spectra, it was determined that these particles were indeed TWPs. The detected amount of TWPs showed a relationship with traffic volume and distance from the road, indicating that higher traffic volume and closer to the road were associated with higher levels of TWPs contamination in roadside soil. When comparing the concentrations of TWPs across five treatments (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1 g·kg-1), no significant differences were observed in soil acidity but electrical conductivity and soil water content, which also affected the growth of plants. Liriope platyphylla exhibited positive growth responses to the treatment with 0.5 g·kg-1, while Pachysandra terminalis with 0.25 g·kg-1 of TWPs. In the treatment groups where Liriope platyphylla and Pachysandra terminalis were planted, a small amount of TWPs in the runoff water was detected compared with soil control. Liriope platyphylla planted pots showed lower TWPs leaching compared to Pachysandra terminalis planted pots, which was attributed to the root growth of Liriope platyphylla. Based on these results, it can be inferred that roadside soils are contaminated with TWPs, and the contamination level is expected to be higher with increased traffic volume and closer proximity to the road. Furthermore, both Liriope platyphylla and Pachysandra terminalis exhibited resistance to TWPs and attributed to immobilization of TWPs within soil. This suggests the potential of phytostabilization in TWPs contaminated soils. In particular, Liriope platyphylla not only exhibited well growth response but also reduced the mobility of TWPs within roadside soil. Therefore, it is considered a relatively suitable plant for stabilizing TWPs contaminated soils. Further research is needed to explore the application potential of various plant species and investigate other remediation mechanisms using plants.
This study was conducted to assess the degree of tire wear particles(TWPs) contamination in roadside soils and investigate the possibility and effectiveness of using evergreen ground-cover plants. Qualitative and quantitative levels of TWPs in roadside soils was investigated, depending on traffic volume and distance from the road. The changes in soil properties, as well as the growth responses of Liriope platyphylla and Pachysandra terminalis was evaluated, in relation to different TWPs concentration treatments. Also, the mass of TWPs detected in the runoff water was compared to validate the effectiveness and potential of phytostabilization. Particles with characteristics of TWPs were identified in the soils of all experimental sites. Through the comparison of FT-IR spectra, it was determined that these particles were indeed TWPs. The detected amount of TWPs showed a relationship with traffic volume and distance from the road, indicating that higher traffic volume and closer to the road were associated with higher levels of TWPs contamination in roadside soil. When comparing the concentrations of TWPs across five treatments (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1 g·kg-1), no significant differences were observed in soil acidity but electrical conductivity and soil water content, which also affected the growth of plants. Liriope platyphylla exhibited positive growth responses to the treatment with 0.5 g·kg-1, while Pachysandra terminalis with 0.25 g·kg-1 of TWPs. In the treatment groups where Liriope platyphylla and Pachysandra terminalis were planted, a small amount of TWPs in the runoff water was detected compared with soil control. Liriope platyphylla planted pots showed lower TWPs leaching compared to Pachysandra terminalis planted pots, which was attributed to the root growth of Liriope platyphylla. Based on these results, it can be inferred that roadside soils are contaminated with TWPs, and the contamination level is expected to be higher with increased traffic volume and closer proximity to the road. Furthermore, both Liriope platyphylla and Pachysandra terminalis exhibited resistance to TWPs and attributed to immobilization of TWPs within soil. This suggests the potential of phytostabilization in TWPs contaminated soils. In particular, Liriope platyphylla not only exhibited well growth response but also reduced the mobility of TWPs within roadside soil. Therefore, it is considered a relatively suitable plant for stabilizing TWPs contaminated soils. Further research is needed to explore the application potential of various plant species and investigate other remediation mechanisms using plants.
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