[논문]제주도 화산회토양에서 Ni, Cu 및 Zn의 자연함유량 특성

임한철; 문경환; 전승종; 장공만; 현해남

제주도 화산회토양에서 Ni, Cu 및 Zn의 자연함유량 특성
Characteristics of Natural Pedo-geochemical Background for Ni, Cu and Zn in Volcanic Soils of Jeju 원문보기

韓國土壤肥料學會誌 = Korean journal of soil science & fertilizer, v.41 no.3, 2008년, pp.199 - 205

임한철 (농촌진흥청 난지농업연구소) , 문경환 (농촌진흥청 난지농업연구소) , 전승종 (농촌진흥청 난지농업연구소) , 장공만 (제주대학교 생물자원산업학부) , 현해남 (제주대학교 생물자원산업학부)

초록
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본 연구는 제주지역 토양에서 Ni 함량이 높은 원인을 밝히고 인위적인 함량증가가 우려되는 Cu와 Zn의 함량 특성을 구명하기 위해 수행되었다. 토양시료는 Alfisols 4개통, Andisols 35개통, Endisols 9개통, Inceptisols 16개통, Ultisols 1개통에서 채취하였으며, 동일한 지점에서 모암(자갈) 시료를 채취하였다. 토양색별 Ni, Cu 및 Zn의 함량은 통계적인 유의성은 보이지 않았으나 Ni 평균함량은 $79.2mg\;kg^{-1}$으로 토양색으로 분류한 토양별 평균함량이 토양오염우려기준을 초과하였다. Cu 함량은 $40mg\;kg^{-1}$ 내외, Zn은 $108mg\;kg^{-1}$ 내외로 토양오염우려기준에 비해 낮았으며, 토양색간 함량 차이가 크지 않았다. 토양목별 Ni 함량은 Entisols에서 특이하게 높았으며, 그 외의 토양목에서는 비슷한 함량을 보였다. Cu와 Zn은 토양목과 무관하게 비슷한 경향을 나타내었다. Ni 함량이 많은 암석은 성산층, 신더어콘 및 침상장석 감람석현무암에서 높았으며, 장석현무암 및 조면질 안산암에서 낮았다. Ni은 경작지에 비해 비경작지 함량이 높았으나, Cu와 Zn 함량은 비경작지에 비해 경작지에서 높은 현상이 뚜렷하였다. Ni은 총 시료 중에서 표토/심토 비가 1보다 낮은 토양이 대부분이었으나 Cu와 Zn은 전함량의 표토/심토 비는 1보다 높은 토양이 많아 인위적인 요인에 의해 표토에 Cu가 집적되는 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to find out causes of high Ni content and characteristics of potential increase of Cu and Zn contents in the soils of Jeju area. Soil samples were collected from 4 series of Alfisols, 35 series of Andisols, 9 series of Entisols, 16 series of Inceptisols, and 1 series of Ultisols, respectively. Parent material (gravel) samples were also collected from the same sites where soil samples were taken. Both soil and parent material samples were analyzed for Ni, Cu, and Zn. The average Ni content of all the soil samples was $79.2mg\;kg^{-1}$, which was exceeded warning standard for Ni against the Soil Conservation Act in Korea, whereas that of Cu and Zn contents were lower than the warning standard for Cu and Zn. The difference of Ni, Cu and Zn content was not consistent depending upon soil color. Ni content in the soil samples from Entisols was particularly high, whereas that from the other soil orders was similar to each other. Cu and Zn contents in the soil samples were similar regardless of the difference in soil order. Ni content in Seongsan Formation(SSF), Cinder cone(C) and acicular Feldspar Olivine Basalt(FOB) was high, while that in Feldspar Basalt(FB) and Trachy Andesite lava(TA) was low. Ni content in the non-agricultural land was higher compared with that in the agricultural land, whereas Cu and Zn contents in the non-agricultural land were significantly lower than that of agricultural land. The topsoil/subsoil ratios for Ni content in most of the soil samples were less than 1, while that for total contents of Cu and Zn in many of the soil samples were larger than 1 indicating potential Cu and Zn accumulation in topsoil by artificial reasons.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 제주지역 토양에서 Ni 함량이 높은 원인이 인위적인 요인인지, 화산재의 특성인지, 모암에서 오는 것인지를 밝히고 동시에 인위적인 함량증가가 우려되는 Cu와 Zn의 함량 특성을 구명하기 위해 수행되었다.
본 연구는 제주지역 토양에서 N₁ 함량이 높은 원인을 밝히고 인위적인 함량증가가 우려되는 Cu와 Zn의 함량 특성을 구명하기 위해 수행되었다. 토양시료는 Alflsols 4개통, Andlsols 35개통, Endlsols 9개통, Inceptlsols 16개통, Ultisols 1개통에서 채취하였으며, 동일한 지점에서 모암(자갈) 시료를 채취하였다.

제안 방법

제주도 토양에 높은 함량으로 존재하는 Ni, Cu 및 Zn의 원인을 밝히기 위해 토양과 토양시료 채취지점에서 채취한 자갈중의 함량을 비교하였다(Fig. 5). Nie 토양과 자갈함량 사이에 정의 상관관계가 있었으나, Cu 와 Zne 상관성이 낮았다.
토양별 Ni, Cu 및 Zn 함량 차이가 많은 이유가 지질학적인 요인에서 기인하는 지를 확인하기 위해 토양을 채취한 지점에서 모암(자갈)을 채취하여 함량을 비교하였다. Ni 함량이 많은 암석은 성산층, 신더콘및 침상장석 감람석현무암로서 평균함량은 각각 141.
토지이용에 따른 Ni, Cu 및 Zn 함량 비교 토양의 Ni, Cu 및 Zn 함량 증가가 인위적 인 요인인지 자연적인 요인인지를 확인하기 위해 경작지와 비경작지 토양함량을 비교하였다. Fig.

대상 데이터

15 mm(100 mesh)로 체를 통과 시켜 분석용 시료로 사용하였다. 모암(자갈)은 막자사발을 이용하여 잘게 분쇄한 후 토양시료와 같은 방법으로 체를 통과시켜 분석용 시료로 사용하였다.
토양목별 토양 시료는 Alfisols 4개통, Andisols 35개통, Endisols 9 개통, Inceptisols 16개통, Ultisols 1개통에서 채취하였으며, 동일한 지점에서 모암(자갈) 시료도 채취하였다. 토색별로는 흑색 화산회토양 16개통, 농암갈색 화산회토양 10개통, 적황색 비화산회토양 26개통, 농암 갈색 산악지토양 6개통, 흑색신더콘 7개통을 채취하였고, 경작지 토양은 38개 지점(밭 29, 과수원 7, 논 2)였으며, 비경작지는 27개 지점(초지 16, 산림지 8, 기타(잡종지) 3개)에서 채취하였다.
1 및 Table 1과 같이 대표 토양 51개 토양통 65지점을 표토(0-20 cm)와 심토(20-40 cm)로 구분하여 채취하였다. 토양목별 토양 시료는 Alfisols 4개통, Andisols 35개통, Endisols 9 개통, Inceptisols 16개통, Ultisols 1개통에서 채취하였으며, 동일한 지점에서 모암(자갈) 시료도 채취하였다. 토색별로는 흑색 화산회토양 16개통, 농암갈색 화산회토양 10개통, 적황색 비화산회토양 26개통, 농암 갈색 산악지토양 6개통, 흑색신더콘 7개통을 채취하였고, 경작지 토양은 38개 지점(밭 29, 과수원 7, 논 2)였으며, 비경작지는 27개 지점(초지 16, 산림지 8, 기타(잡종지) 3개)에서 채취하였다.
토양시료는 2006년 8월부터 9월까지 제주도 전 지역을 대상으로 Fig. 1 및 Table 1과 같이 대표 토양 51개 토양통 65지점을 표토(0-20 cm)와 심토(20-40 cm)로 구분하여 채취하였다. 토양목별 토양 시료는 Alfisols 4개통, Andisols 35개통, Endisols 9 개통, Inceptisols 16개통, Ultisols 1개통에서 채취하였으며, 동일한 지점에서 모암(자갈) 시료도 채취하였다.
토양시료는 Alflsols 4개통, Andlsols 35개통, Endlsols 9개통, Inceptlsols 16개통, Ultisols 1개통에서 채취하였으며, 동일한 지점에서 모암(자갈) 시료를 채취하였다.

성능/효과

1 mg kg1으로 토양오염기준의 4 배 이상이었으며, 다른 색의 토양에 비해 높은 편이었다. Cu 및 Zn 함량은 각각 40 mg kg-1 내외, 108 mg kg-1 내외로 토양오염우려기준에 비해 낮았으며, 토양색 간 함량 차이는 크지 않았다. Ni 함량은 세계 평균함량인 22 mg kg1에 비해 4배 이상 높은 것이었으며, Cu와 Zn 함량은 세계 평균함량과 비슷한 수준이었다(Kabata-Pen dias and Pendias, 2001).
Cu와 Zne 토양 목과 무관하게 비슷한 경향을 나타내었다. Nl 함량이 많은 암석은 성산층, 신더어콘 및 침상장석 감람석 현무암에서 높았으며, 장석현무암 및 조면질 안산암에서 낮았다. Nle 경작지에 비해 비경작지 함량이 높았으나, Cu와 Zn 함량은 비경작지에 비해 경작지에서 높은 현상이 뚜렷하였다.
Nl 함량이 많은 암석은 성산층, 신더어콘 및 침상장석 감람석 현무암에서 높았으며, 장석현무암 및 조면질 안산암에서 낮았다. Nle 경작지에 비해 비경작지 함량이 높았으나, Cu와 Zn 함량은 비경작지에 비해 경작지에서 높은 현상이 뚜렷하였다. Nle 총 시료 중에서 표토/ 심토 비가 1보다 낮은 토양이 대부분이었으나 Cu와 Zne 전함량의 표토/심토 비는 1보다 높은 토양이 많아 인위적인 요인에 의해 표토에 Cu가 집적되는 것으로 보인다.
Nle 경작지에 비해 비경작지 함량이 높았으나, Cu와 Zn 함량은 비경작지에 비해 경작지에서 높은 현상이 뚜렷하였다. Nle 총 시료 중에서 표토/ 심토 비가 1보다 낮은 토양이 대부분이었으나 Cu와 Zne 전함량의 표토/심토 비는 1보다 높은 토양이 많아 인위적인 요인에 의해 표토에 Cu가 집적되는 것으로 보인다.
01이었다. 따라서 Zne Ni에 비해서 표토에 집적되는 경향이 뚜렷하였으며, Cu에 비해서 표토/심토 비가 1 이상인 토양은 많으나 표토에 집적된 양은 Cu에 비해 낮은 것으로 보인다.
특이하게 Ni 함량이 낮은 장석 현무암 및 조면 안산암에서 Zn 함량이 높은 편이었다. 전체적으로 암석의 Zn 함량이 Cu에 비해 약 3배 정도 높았다. 화산회토양에서는 화산회의 모재와 토양 중금속 함량은 밀접한 관계가 있어 높게 나타난다 하였는데, 본 연구에서도 제주 토양에서 Ni 함량이 높은 이유가 지질학적 인 특성에서 기 인하는 것으로 생각된다.

후속연구

(2006)이 제주도 토양에 대해 조사한 것과 비슷한 것이었다. Ni 함량이 특이하게 Entisols에서 높은 이유에 대해서는 향후 더 연구되어야 할 것으로 생각된다.
의한 것으로 보인다. 따라서 향후 토양의 N₁, Cu 및 Zn의 식물 흡수여부와 침출액별 침출특성 등을 조사하여 친환경농산물 기준인 토양오염기준이 제주지역 적합여부를 제안하는 것이 좋을 것으로 생각된다.

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동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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