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Atrazine의 토양 흡착 및 탈착에 미치는 접촉시간의 영향
Aging Effects on Sorption and Desorption of Atrazine in Soils 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.10 no.1, 2005년, pp.26 - 34  

박정훈 (전남대학교 환경공학과)

초록
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토양과 유기화합물의 접촉시간은 흡착과 탈착의 특성에 영향을 미치는 중요한 요소 중의 하나이다. 본 연구에서는 atrazine의 토양 흡착과 탈착에 미치는 접촉시간의 영향을 연구하였다. 등온 흡착실험을 수행하여 토양과 수용액 사이의 분배계수를 구하였고, 탈착에 대한 동력학 실험을 수행하고 three-site desorption모델을 이용, 회기분석 하여 탈착속도 계수들을 추산하였다. atrazine과 토양의 접촉시간은 2일에서부터 8개월까지 변화시켰다. 2일 흡착에 대한 atrazine의 흡착등온 곡선은 거의 선형이었고$(r^2>0.97)$, 흡착분배계수는 토양의 유기탄소 함량과 강한 양의 상관관계를 가졌으며 사용한 모든 토양에서 접촉시간이 길어질수록 증가하였다. 흡착곡선에서의 비선형성은 Houghton muck토양을 제외하고는 접촉시간에 따라 증가하지 않았다. 탈착실험 분석으로부터 접촉시간이 증가함에 따라 equilibrium site분율은 감소하고 non-desorbable site 분율은 증가함을 알 수 있었다. 사용한 모든 토양에서 토양유기탄소 함량으로 표준화한 경우 desorbable sites 에서의 atrazine농도는 접촉시간에 따라 비교적 일정한 것에 비해 non-desorbable site에서의 atrazine농도는 접촉시간이 증가함에 따라 증가하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The effects of soil-chemical contact time (aging) on sorption and desorption of atrazine were studied in soil slurries because aging is an important determinant affecting on the sorption and desorption characteristics of organic contaminants in the environment. Sorption isotherm and desorption kinet...

주제어

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제안 방법

  • Houghton muck는 atrazine의 흡착성이 높았고, 그외 토양은 상대적로 흡착성이 낮아 토양 대 용액의 비를 높여서 atrazine이 토양과 용액에 공평하게 분배하도록 하였다. 4.2 mL의 인산염 완충액과 흡착제를 포함하는 9개의 4.5 mL 유리 vial을 준비 하여 일정량의 deatrazine stock을 각 vial에 주입하여 정해진 초기농도 범위 (0-4.5 mg L)를 얻을 수 있도록 하였다. vial의 빈공간은 1 mL 미만이 되도록 하였다.
  • (mg kg-1)는 equilibrium, non-equilibrium, and non-desorption sites 에 각각 흡착되어있는 농도이다. KF와 ne 등온흡착실험으로 부터, fnd는 탈착 평형 곡선으로부터 구하였으며, feq, fneq와 a는 탈착 실험 결과의 비선형 회귀분석으로부터 구하였다(단, 세 분율 feq, fneq와 fnd합은 1이다).
  • atrazinee HPLC 에서 reverse-phase column과 UV detector (222 nm)을 사용하여 분석하였다. mobile phase 로 50% methanol과 50% water (v v-1)를 1.
  • 2에서 흡-탈착이 가역적이라고 가정을 하고 탈착량을 백분율로 나타내었다. three-site desorption model을 사용하여 데이터를 분석하고, 탈착속도 계수들을 계산하였다(Fig. 2 and Table 3). 겉보기 탈착 평형은 사용한 모든 토양에서 흡착접촉시간에 무관하게 하루 안에 이루어졌다(Fig.
  • 0 mL min-1로 흐름으로 유지시켰다. 방사능은 액체 섬광기로 측정하였다.
  • 이 탈착 현상을 수학적 공식화한 모델이 three-site desorption model이다. 본 연구에서는 atrazine(2-chloro-4-ethylamino-6-isopropyla- mino-l, 3, 5-triazine)의 흡착과 탈착 실험결과를 three- site desorption model을 이용 분석하여 접족시간의 영향을 관찰하였다. 흡착제로는 각각 다른 SOM함량을 가지는 4종의 토양을 선정하였으며, SOMe atrazine에 대해 효과적인 흡착제로 알려져 왔다(Laird et al.
  • 액상의 농도가 시간(1 to 24 hr)에 따라 증가 함으로써 Non-equilibrium sites에서의 탈착(fneq)을 나타내고있다. 사용한 모든 흡착제들에서 하루 동안의 탈착과 일주일 동안의 탈착 사이에 큰 차이가 없었으므로, 탈착시간을 3일로 하여 fnd값을 추산하였다 (Fig.2). Non-desorbable sites의 존재는 탈착량이 예상된 가역적 탈착량에 미치지 못함을 통해 파악 될 수 있었다 (Fig.
  • 정해진 접촉시간이 경과된 후에, 하루 동안 9 rpm으로 혼합한 후, 20분 동안 1200 g로 원심분리 후 상등액을 채취 하였다. 상등액의 방사능을 액체 섬광기 (LSC)로 측정하고 atrazine의 농도를 액상크로마토그래피 (HPLC)로 측정하였다. 모든 실험은 상온(24 ±1ºC)에서 수행하였다.
  • 정해진 흡착 기간 후에, 하루 동안 9 rpm으로 혼합한 후 1200 g로 원심분리 후에 상등액을 채취 하였다. 액상의 농도를 LSC로 측정하고, 초기농도와의 차이로 흡착된 atrazine의 농도를 계산 하였다. 채취한 상등액을 가능한 한 많이 제거하고, 잔여 액은 무게로 측정하였다.

대상 데이터

  • Table 1은 사용된 4종 토양들의 특성을 나타낸다. 건조한 후, 비벼 부수고, 2-mm 체를 통과한 토양을 실험에 이용하였다.
  • 본 연구에서는 atrazine(2-chloro-4-ethylamino-6-isopropyla- mino-l, 3, 5-triazine)의 흡착과 탈착 실험결과를 three- site desorption model을 이용 분석하여 접족시간의 영향을 관찰하였다. 흡착제로는 각각 다른 SOM함량을 가지는 4종의 토양을 선정하였으며, SOMe atrazine에 대해 효과적인 흡착제로 알려져 왔다(Laird et al., 1994; Sheng et al., 2001).

이론/모형

  • 탈착 데이터를 분석하기위해 최근에 개발된 three-site desorption model을 이용하였다. 이 모델 이용 시 다음과 같은 가정을 하였다.
  • 모든 실험은 상온(24 ±1ºC)에서 수행하였다. 흡착등온 데이터는 선형흡착 모델(S = KdCe)과 Fre- undlich 모델(S = KF#)을 사용하여 분석하였다. 여기서 S 는 흡착상의 농도(µg L-1)이고, Ce는 흡착평형에서의 액 상농도(µg L-1), Kd는 선형 흡착 계수, kF (mg kg-1mg L-1)#)는 Freundlich 흡착계수, ne Freundlich 흡착등온 곡선정도를 묘사하는 계수이다.
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참고문헌 (37)

  1. Carroll, K.M., Harkness, M.R., Bracco, A.A., and Balcarcel, R.R., 1994, Application of a penneant/polymer diffusional model to the desorption of polychlorinated biphenyls from Hudson river sediments, Environ. Sci. Technol., 28, 253-258 

  2. Chen, W, Kan, A.T., Newell, C.J., Moore, E., and Tomson, M.B., 2002, More realistic soil cleanup standards with dualequilibrium desorption, Ground Water, 40, 153-164 

  3. Chiou, C.T., Porter, P.E., and Schmedding, D.W, 1983, Partition Equilibria of Nonionic Organic Compounds between Soil Organic Matter and Water, Environ. Sci. Technol., 227-231 

  4. Clay, S.A., Allmaras, R.R, Koskinen, W.C., and Wyse, D.L., 1988, Desorption of Atrazine and Cyanazine from Soil, J. Environ. Qual., 17, 719-723 

  5. Clay, S.A. and Koskinen, W.C., 1990, Characterization of alachlor and atrazine desorption from soils, Weed Sci., 38, 74-80 

  6. Connaughton, D.F., Stedinger, J.R., Lion, L.W, and Shuler, M.L., 1993, Description of time-varying desorption kinetics: Release of naphthalene from contaminated soils, Environ. Sci. Technol., 27, 2397-2403 

  7. Cornelissen, G., Van Noort, P.C.M., and Govers, H.A.J., 1998, Mechanism of slow desorption of organic compounds from sediments: A study using model sorbents, Environ. Sci. Technol., 32, 3124-3131 

  8. Garcia-Valcarcel, A.I., Matienzo, T., Sanchez-Brunete, C., and Tadeo, J.L., 1998, Adsorption of triazines in soils with low organic matter content, Fresenius Environ. Bull., 7, 649-656 

  9. Gschwend, P.M. and Wu, S.C., 1985, On the constancy of sediment-water partition coefficients of hydrophobic organic pollutants, Environ. Toxicol. Chem., 19, 90-96 

  10. Hance, R.J., 1967, A relationship between partition data and the adsorption of some herbicides by soils, Nature, 214, 630-631 

  11. Heyse, E.C., Mika, D.J., de Venoge, T.P., Coulliette, D.L., and McGowin, A., 1999, General radial diffusion model for heterogeneous sorbents, Environ. Toxicol. Chem., 18, 1694-1700 

  12. Jenks, B.M., Roeth, F.W., Martin, A.R., and McCallister, D.L., 1998, Influence of surface and subsurface soil properties on atrazine sorption and degradation, Weed Sci., 46, 132-138 

  13. Johnson, M.D., Keinath, T.M., and Weber, W.J., 2001, A distributed reactivity model for sorption by soils and sediments. 14. Characterization and modeling of phenanthrene desorption rates, Environ. Sci. Technol., 35, 1688-1695 

  14. Karickhoff, S.W., 1980, Sorption kinetics of hydrophobic pollutants in natural sediments, In: R.A. Baker (ed.), Contaminants and Sediments: Analysis, Chemistry, and Biology, Ann Arbor Press: Ann Arbor, MI. p. 193-205 

  15. Khan, S.U., 1991, Bound (nonextractable) pesticide degradation products in soils, Am. Chem. Soc. Symp. Ser. 459. Am. Chem. Soc.. Washington, DC 

  16. Kulikova, N.A. and Perminova, I.V., 2002, Binding of atrazine to humic substances from soil, peat, and coal related to their structure, Environ. Sci. Tech., 36, 3720-3724 

  17. Laird, D.A., Yen, P.Y., Koskinen, W.C., Steinheimer, T.R., and Dowdy, R.H., 1994, Sorption of Atrazine on Soil Clay Components, Environ. Sci. Tech., 28, 1054-1061 

  18. Lambert, S.M., Porter, P.E., and Schieferstein, H., 1965, Movement and sorption of chemicals applied to the soil, Weeds, 13, 185-190 

  19. Lambert, S.M., 1967, Functional relationship between sorption in soil and chemical structure, J. Agr. Food Chem., 15, 572-576 

  20. Leboeuf, E.J. and Weber, W.J., 2000, Macromolecular characteristics of natural organic matter. 2. Sorption and desorption behavior, Environ. Sci. Techol., 34, 3632-3640 

  21. Lesan, H.M. and Bhandari, A., 2003, Atrazine sorption on surface soils: time-dependent phase distribution and apparent desorption hysteresis, Water Res., 37, 644-1654 

  22. Loehr, R.C. and Webster, M.T., 1996, Behavior of fresh vs aged chemicals in soil, J. Soil Contam., 5, 361-383 

  23. Lyman, W.J., Reehl, W.F., and Rosenblatt, D.H., 1990, American Chemical Society, Washington, DC 

  24. Ma, L., Southwick, L.M., Willis, G.H., and Selim, H.M., 1993, Hysteretic Characteristics of Atrazine Adsorption-Desorption by a Sharkey Soil, Weed Sci., 41, 627-633 

  25. McCall, P.J. and Agin, G.L., 1985, Desorption kinetics of picloram as affected by residence time in the soil, Environ. Toxicol. Chem., 4, 37-44 

  26. Miller, C.T. and Pedit, J.A., 1992, Use of a Reactive Surface-Diffusion Model to Describe Apparent Sorption Desorption Hysteresis and Abiotic Degradation of Lindane in a Subsurface Material, Environ. Sci. Technol., 26, 1417-1427 

  27. Park, J.-H., Zhao, X., and Voice, T.C., 2001, Biodegradation of Non-desorbable Naphthalene in Soils, Environ. Sci. Technol., 35, 2734-2740 

  28. Park, J.-H., Zhao, X., and Voice, T.C., 2002, Development of a kinetic basis for bioavailability of naphthalene in soil slurries, Water Res., 36, 1620-1628 

  29. Park, J.-H., Feng, Y., Ji, P., Voice, T.C., and Boyd, S.A., 2003, Bioavailability Assessment of Soil-Sorbed Atrazine, Appl. Environ. Microbiol., 69, 3288-3298 

  30. Pignatello, J.J., 1990, Slowly reversible sorpiton of aliphatic halocarbons in soils. 1. formation of residual fractions, Environ. Toxicol. Chem., 9, 1107-1115 

  31. Radosevich, M., Traina, S.J., and Tuovinen, O.H., 1997, Atrazine mineralization in laboratory-aged soil microcosms inoculated with s-triazine-degrading bacteria, J. Environ. Qual., 26, 206-214 

  32. Sharer, M., Park, J.-H., Voice, T.C.., and Boyd, S.A., 2003, Aging effects on the sorption/desorption characteristics of anthropogenic organic compounds in soil, J. Environ. Qual., 32, 1385-1392 

  33. Sheng, G.Y., Johnston, C.T., Teppen, B.J., and Boyd, S.A., 2001, Potential contributions of smectite clays and organic matter to pesticide retention in soils, J. Agric. Food Chem., 49, 2899-2907 

  34. Weber, W.J. and Huang, W.L., 1996, A distributed reactivity model for sorption by soils and sediments .4. Intraparticle heterogeneity and phase- distribution relationships under nonequilibrium conditions, Environ. Sci. Technol., 30, 881-888 

  35. Xie, H., Guetzloff, T.F., and Rice, J.A., 1997, Fractionation of pesticide residues bound to humin, Soil Sci., 162, 421-429 

  36. Xing, B. and Pignatello, J.J., 1996, Time-dependent isotherm shape of organic compounds in soil organic matter: implications for sorption mechanism, Environ. Toxicol. Chem., 15, 1282-1288 

  37. Young, T.M. and Weber, W.J., 1995, A distributed reactivity model for sorption by soils and sediments. 3. Effect of diagenetic processes on sorption energetics. Environ. Sci. Technol, 29, 92-97 

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