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문제 정의
- 정도이다. 따라서 본 연구는 산퇴적물의 유입량이 상이한 4개 지역 산림토양을 대상으로 기존에 유입된 황산이온의 토양중 흡착량인 추출성 황산이온을 정량하고, 추가유입된 황산이온에 대한 토양 흡착능을 추정하므로써 산퇴적물에 대한 산림토양의 산성화 민감도를 평가할 수 있는 실험적 활용법를제시하고자 하였다.
제안 방법
- 할 수 있다. 따라서 유기물층을 포함한 토심 30cm 까지의 총 추출성 황산이온(수용성+불용성) 함량에 대한 불용성 함량의 비율인 황산이온의 특정흡착률 [Specific adsorption(%)=Insoluble sulfate/ Total extractable sulfate x 100] 을 산출하여 산 퇴적물에 대한 토양산성화 민감도를 지역별로 비교 평가하였다.
- H2O 침출액을 1 : 10(3g : 30mL)으로 혼합하여 수용성에서와 동일한 방법으로 추출 . 여과시킨 여액을 분석하였으며, 추출된 총 황산이온 함량에서 수용성 황산이온 함량을 감하여 불용성 황산이온 함량으로 간주하였다 (MacDonald and Hart, 1990).
- 이상의 황산이온 흡착등온식을 이용하여 대도시지역의 황산이온 유입농도(오종환 등, 1988; 9.72 mg I/')에 대한 지역별 황산이온 흡착량을 추정하였다. 1, 260mm 연평균 강수량과 1.
- 같다. 추출성 황산이온 함량과 황산이온흡착능 분석에는 각 임분당 3개 조사구에서 채취한 유기물층(L층과 F층)과 0-15cm와 15-30cm 토심의 생토(<4mm)를 이용하였다. 토양중 수용성 황산이온 함량은 50mL 원심분리관에 토양 5g(유기물층 2g)과 탈이온수 25mL(유기물층 30mL)를 담아 1시간 진탕시킨 후 10분간 원심분리(3, 000rpm) 시킨 상등액을 Whatman No.
- 추출성 황산이온 함량과 황산이온흡착능 분석에는 각 임분당 3개 조사구에서 채취한 유기물층(L층과 F층)과 0-15cm와 15-30cm 토심의 생토(<4mm)를 이용하였다. 토양중 수용성 황산이온 함량은 50mL 원심분리관에 토양 5g(유기물층 2g)과 탈이온수 25mL(유기물층 30mL)를 담아 1시간 진탕시킨 후 10분간 원심분리(3, 000rpm) 시킨 상등액을 Whatman No. 42로 여과시키는 전 과정을 5회 반복하여 IC(Sykam, dual suppression column)로 정량하였다. 불용성 황산이온의 분석에는 토양과 CalHzPQt) .
- 이는 최근의 황산화물 유입량보다 많았던 과거의 유입 수준에서도 흡착능이 가장 높았던 홍천에서 조차 황산이온 흡착은 거의 없으며, 나머지 지역에서는 오히려 황산이온 이탈(desorptin)이 발생할 것임을 의미한다. 한편 황산이온의 추가유입에 대한 토양의 영점흡착량(null-point adsorption)을 구하므로써 황산이온 흡착이 이루어질 수 있는 최소 황산이온 유입량을 추정하였다. 흡착등온식의 흡착량(RE)이 0이 되는 황산이온 유입량(Xi)은 남산, 강화, 울산 및 홍천에서 각각 3.
- 황산이온 흡착능 분석에는 토양과 황산이온 용제 (0.00 , 0.12 , 0.24 , 0.50, 1.00mmolc L'1 CaSO4) 를 1 : 5(유기물층 1 : 15)로 혼합한 후 추가된 황산이온 농도의 변화량으로 흡착등온선(initial mass adsorption isotherm)을 유도하였다. 이때 토양 단위 중량당 황산이온 유입량(X。과 흡착량(RE) 간의 관계식 인 흡착등온식을 식 1)과 같이 산출하였으며, 식 2)와 3)을 통하여 토양중 재활성 황산이온 함량(RSP)과 분배계수(Kd)를 구하고 흡착 등 온 식의 회귀계수(m)와 분배계수(Kd)를 황산이온 흡착능으로 보았다(Nodvin 등, 1986).
대상 데이터
- 연구 조사지는 대기오염도가 상이한 서울(남산), 울산(두왕), 강화(마니산) 및 홍천(계방산)의 소나무 임분을 대상으로 하였으며, 지역별 기초 토양이 화학성은 한국임학회지(이승우와 박관수, 2001) 에서와 같다. 추출성 황산이온 함량과 황산이온흡착능 분석에는 각 임분당 3개 조사구에서 채취한 유기물층(L층과 F층)과 0-15cm와 15-30cm 토심의 생토(<4mm)를 이용하였다.
성능/효과
- 또한 황산이온 유입량이 0 mmoL kgT일 때 토양 중 재활성 황산이온 함량(RSP)으로부터의 이탈량(desorption)을 의미하는 절편 (-b, mmole kg-1) 은 두 토심을 평균하여 울산(1.26)>남산(0.60)> 강화(。.53)>홍천(0.21) 순으로 높았다. 남산과 강화의 결과는 수용성 황산이온 함량(Figure 1) 의두 지역간 차이와 상반된 것으로써 이는 황산이온의 초기 이탈성이 남산에서 높은 데 기인한 것으로 판단된다.
- 산퇴적물의 영향이 없었던 대조지역 홍천을 제외한 남산, 강화, 울산의 황산이온 특정흡착률은 각각 16.6%, 56.8% 및 37.4%로써 전체 지역에서 대체로 낮았으며, 특히 남산에서 특정홉착률이 현저히 낮아 산퇴적물로 인한 토양산성화의 상대적 민감도가 가장 높았다.
- 16) 순이었으며, 분배계수(Ka) 역시 같은 지역적 경향을 보였다(Table 1). 이러한 황산이온 홉 착 능에 근거한 토양산성화 민감도는 남산>강화=울산> 홍천 순으로 높았으며, 남산의 경우 대조지역인 홍천에 비해 황산이온 용탈로 인한 토양산성화 민감도가 2배 정도 높을 것으로 추정되었다.
- 68mmolc kg-'가 된다. 이를 두 토심을 평균한 흡착등온식에 대입하면 남산, 강화, 울산 및 홍천의 황산이온 흡착량은 각각 -0.50, -0.36, -1.08 및 O.Olmmolc kge이었다. 이는 최근의 황산화물 유입량보다 많았던 과거의 유입 수준에서도 흡착능이 가장 높았던 홍천에서 조차 황산이온 흡착은 거의 없으며, 나머지 지역에서는 오히려 황산이온 이탈(desorptin)이 발생할 것임을 의미한다.
- 9) 순으로 높았다(Figure 1). 이상의 결과는 자료가 없는 강화를 제외하고 남산(76.8kg ha'1),울산(78.2kg ha-1) 및 훙천과 인접한 평창(21.0kg ha*)에서의 지역별 황산화물 유입량(김태옥 등, 1994)에 기인한 것으로 판단된다.
- 토심간 비교에서는 홍천지역을 제외한 나머지 지역에서 0-15cm에 비해 15-30cm에서 유의적으로 (X0.05) 높았다. 이는 Fe와 A1 산화물류가 많고 유기물이 적은 심토층에서 추출성 황산이온 함량이 높았다는 Vance와 David(1992)의 연구결과와 같은 경향이었으나, 국내 산림토양에서의 황산이온 흡착에 작용하는 이들 토양인자의 영향은 향후 연구를 통해 면밀히 검토되어야 할 것으로 사료된다.
- 흡착등온식의 회귀계수(m)로 기술된 황산이온흡착능(m mole kgT)은 두 토심을 평균하여 홍천 (0.32), 울산(0.25), 강화(0.24) 및 남산(0.16) 순이었으며, 분배계수(Ka) 역시 같은 지역적 경향을 보였다(Table 1). 이러한 황산이온 홉 착 능에 근거한 토양산성화 민감도는 남산>강화=울산> 홍천 순으로 높았으며, 남산의 경우 대조지역인 홍천에 비해 황산이온 용탈로 인한 토양산성화 민감도가 2배 정도 높을 것으로 추정되었다.
- 한편 황산이온의 추가유입에 대한 토양의 영점흡착량(null-point adsorption)을 구하므로써 황산이온 흡착이 이루어질 수 있는 최소 황산이온 유입량을 추정하였다. 흡착등온식의 흡착량(RE)이 0이 되는 황산이온 유입량(Xi)은 남산, 강화, 울산 및 홍천에서 각각 3.81, 2.17, 4.96 및 0.65mmolc kg1 으로써 홍천을 제외한 나머지 지역에서 전술한 과거의 황산이온 유입량 0.68mmolc kg-'보다도 현저히 높아 이들 지역에서 현실적 인 황산이온 흡착은 없을 것으로 추정되었다. 물론 토양내 황산이온의 동태에는 여러 토양 및 생물학적 인자가 복합적으로 작용할 것이지만 토양산성화의 주된 원인 물질인 황산이온의 동태와 향후 토양반응을 예측할 수 있는 추출성 황산이온과 황산이온 흡착능에 대한 정량적 평가는 산퇴적물에 대한 산림토양의 산성화 민감도를 평가하는데 주요하게 활용될 것으로 사료된다.
후속연구
- 68mmolc kg-'보다도 현저히 높아 이들 지역에서 현실적 인 황산이온 흡착은 없을 것으로 추정되었다. 물론 토양내 황산이온의 동태에는 여러 토양 및 생물학적 인자가 복합적으로 작용할 것이지만 토양산성화의 주된 원인 물질인 황산이온의 동태와 향후 토양반응을 예측할 수 있는 추출성 황산이온과 황산이온 흡착능에 대한 정량적 평가는 산퇴적물에 대한 산림토양의 산성화 민감도를 평가하는데 주요하게 활용될 것으로 사료된다.
- 05) 높았다. 이는 Fe와 A1 산화물류가 많고 유기물이 적은 심토층에서 추출성 황산이온 함량이 높았다는 Vance와 David(1992)의 연구결과와 같은 경향이었으나, 국내 산림토양에서의 황산이온 흡착에 작용하는 이들 토양인자의 영향은 향후 연구를 통해 면밀히 검토되어야 할 것으로 사료된다.
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