This study was carried out to find out properties and total and phytoavailable contents of heavy metals (Cd, Pb, Cu, Zn) in 21 urban agricultural soils in Seoul. The investigated urban soils showed $pH_{(1:5)}$ 6.89, $EC_{(1:5)}$$0.14dS\;m^{-1}$, organic mater 2.22%...
This study was carried out to find out properties and total and phytoavailable contents of heavy metals (Cd, Pb, Cu, Zn) in 21 urban agricultural soils in Seoul. The investigated urban soils showed $pH_{(1:5)}$ 6.89, $EC_{(1:5)}$$0.14dS\;m^{-1}$, organic mater 2.22%, available $P_2O_5$$139mg\;kg^{-1}$, cation exchange capacity (CEC) $11.36cmol_c\;kg^{-1}$, total nitrogen 0.15% and exchangeable Ca, Mg, K and Na were 6.71, 1.44, 1.06 and $0.30cmol^+\;kg^{-1}$, respectively. Total heavy metal concentrations in urban agricultural soils were lower than those of the warning levels in the area 1 according to the Soil Environmental Conservation Act of Korea. Phytoavailable-Cu, -Pb, and -Zn concentrations of the samples showed 0.02-0.28, N.D-0.09, $0.01-0.43mg\;kg^{-1}$, respectively.
This study was carried out to find out properties and total and phytoavailable contents of heavy metals (Cd, Pb, Cu, Zn) in 21 urban agricultural soils in Seoul. The investigated urban soils showed $pH_{(1:5)}$ 6.89, $EC_{(1:5)}$$0.14dS\;m^{-1}$, organic mater 2.22%, available $P_2O_5$$139mg\;kg^{-1}$, cation exchange capacity (CEC) $11.36cmol_c\;kg^{-1}$, total nitrogen 0.15% and exchangeable Ca, Mg, K and Na were 6.71, 1.44, 1.06 and $0.30cmol^+\;kg^{-1}$, respectively. Total heavy metal concentrations in urban agricultural soils were lower than those of the warning levels in the area 1 according to the Soil Environmental Conservation Act of Korea. Phytoavailable-Cu, -Pb, and -Zn concentrations of the samples showed 0.02-0.28, N.D-0.09, $0.01-0.43mg\;kg^{-1}$, respectively.
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문제 정의
Table 2. Properties and total heavy metal contents of urban agricultural soils used in this study.
따라서 본 연구는 서울시 내에서 현재 운영 중인 21개 지역 도시농업 토양의 이화학적 특성 및 중금속 함량 (전함량, 식물유효태함량) 조사를 통하여 토양의 질과 오염 정도를 파악하기 위해 수행하였다.
제안 방법
토양 중 중금속 (Cd, Pb, Zn, Cu) 함량은 전함량과 식물 유효태함량으로 구분하여 측정하였다. 중금속 전함량은 토양오염공정시험법 (MOE, 2009), 중금속 식물유효태함량은 1 M NH4NO3 침출법 (DIN, 1995)에 따라 침출한 후 ICP-AES(Optima 3100-XL, Perkin-Elmer)를 이용하여 측정하였다.
대상 데이터
1. Phytoavailable (1 M NH4NO3 extractable) Cu and Zn contents in soils from 21 sites of urban agriculture (PA, phytoavailable; Error bar indicates standard deviation).
본 연구 대상지인 21개 도시농업 지역 평균 분양면적은 4276.45 m2였다. 각 지역에서는 이 면적을 평균 330개의 구좌로 나누어 개인 또는 단체에 분양하였으며 각 구좌당 평균 분양면적은 12.
연구를 위하여 서울에 위치한 21개 (도봉구 6개, 서초구 6개, 강동구 3개, 강서구 2개, 양천구, 종로구, 중랑구, 노원구 각각 1개)의 텃밭농원을 선정하고, 각 텃밭의 5-10개 지점에서 3반복으로 표토 (0-15 cm)를 채취하였다. 채취한 토양의 pH, EC는 토양과 증류수 비율을 1:5로 하여 측정하였고, 유기물 함량은 Walkley-Black법 (Nelson and Sommers, 1996), 유효인산은 Bray No.
이론/모형
1법 (Kuo, 1996)에 따라 분석하였다. 전질소 함량은 Kjeldahl 분해장치를 이용한 분석법(Bremner, 1996)에 준하여 측정하였으며, 양이온교환용량 및 치환성 양이온은 1 M CH3COONH4 (pH 7.0)를 이용한 분석법 (Sumner와 Miller, 1996)에 따랐다. 토성은 마이크로피펫법 (Miller and Miller, 1987)으로 분석하였다.
토양 중 중금속 (Cd, Pb, Zn, Cu) 함량은 전함량과 식물 유효태함량으로 구분하여 측정하였다. 중금속 전함량은 토양오염공정시험법 (MOE, 2009), 중금속 식물유효태함량은 1 M NH4NO3 침출법 (DIN, 1995)에 따라 침출한 후 ICP-AES(Optima 3100-XL, Perkin-Elmer)를 이용하여 측정하였다.
연구를 위하여 서울에 위치한 21개 (도봉구 6개, 서초구 6개, 강동구 3개, 강서구 2개, 양천구, 종로구, 중랑구, 노원구 각각 1개)의 텃밭농원을 선정하고, 각 텃밭의 5-10개 지점에서 3반복으로 표토 (0-15 cm)를 채취하였다. 채취한 토양의 pH, EC는 토양과 증류수 비율을 1:5로 하여 측정하였고, 유기물 함량은 Walkley-Black법 (Nelson and Sommers, 1996), 유효인산은 Bray No. 1법 (Kuo, 1996)에 따라 분석하였다. 전질소 함량은 Kjeldahl 분해장치를 이용한 분석법(Bremner, 1996)에 준하여 측정하였으며, 양이온교환용량 및 치환성 양이온은 1 M CH3COONH4 (pH 7.
0)를 이용한 분석법 (Sumner와 Miller, 1996)에 따랐다. 토성은 마이크로피펫법 (Miller and Miller, 1987)으로 분석하였다.
성능/효과
도시농업지역 토양의 중금속 (Cd, Pb, Cu, Zn) 전함량을 분석한 결과 Cd 0.97-3.17, Pb 8.10-46.27, Cu 8.97-133.40, Zn 38.97-180.06 mg kg-1로 조사되었으며, 우리나라 토양환경보전법에 제시된 제 1지역 토양오염 우려기준은 모두 초과하지 않았다 (Table 2). 하지만 식물유효태 중금속 분석 결과 Site 3의 식물유효태 Zn 함량 (0.
이는 비교적 최근에 외부에서 유입된 불안정한 상태의 물질 중 1 M NH4NO3 추출성 Zn 함량에 의한 영향으로 판단된다. 또한 이 지역은 전체 도시농업 토양의 식물유효태 Pb 함량 범위 N.D-0.09 mg kg-1 중 가장 높은 값으로 측정되었다. 도시농업지역 토양의 식물유효태 Cd은 전 지점에서 측정되지 않았지만, 식물유효태 Cu 평균 함량은 0.
최근 유기농업에 대한 관심이 증가하면서, 다양한 종류의 유기질 비료를 도시농업에 사용하게 되고, 적정시비량 이상의 비료를 사용하게 됨에 따라 향후 환경오염 및 작물 독성현상을 일으킬 수 있다. 본 연구 대상 도시농업지역 전체 토양의 중금속 함량은 제 1지역 대한 토양오염우려기준 이하였으나, 몇몇 도시농업지역의 토양에서는 식물체로 전이될 수 있는 Cu의 함량이 선행연구를 통해 보고된 광산 인근 중금속으로 오염된 밭토양의 식물유효태 Cu 함량과 비슷한 수준으로 조사되었다. 이러한 결과는 유기질 비료의 과다사용으로 유발되었을 가능성이 있으므로, 지속적인 연구와 지도를 통해 도시농업 지역의 토양관리 및 시비처방기준에 대한 대책이 필요할 것으로 판단된다.
도시농업 토양의 이화학적 특성 및 중금속 전함량 분석 결과는 Table 1, 2와 같다. 본 연구에서 조사한 도시농업 토양의 평균 pH (6.89)와 치환성 Ca 함량 (6.71 cmolc kg-1) 은 농촌진흥청 농업과학기술원 (NIAST, 2006)에서 조사한 2000년대 밭토양의 pH (5.9)와 치환성 Ca (5.7 cmolc kg-1)보다 상대적으로 높게 조사되었다. 이는 토양에 석회를 지속적으로 시용한 결과로 판단된다.
(1998)도 퇴비의 종류 및 사용량에 따라 토양 내 Cu, Zn 함량이 많은 영향을 받는 것으로 보고하였다. 이들의 연구결과와 본 연구결과를 비교할 때 도시농업에는 일반농업에 비해 상대적으로 많은 양의 퇴비를 사용할 가능성이 있으므로 도시농업 토양 내 Cu, Zn함량이 증가할 가능성이 있는 것으로 판단된다.
06 mg kg-1로 조사되었으며, 우리나라 토양환경보전법에 제시된 제 1지역 토양오염 우려기준은 모두 초과하지 않았다 (Table 2). 하지만 식물유효태 중금속 분석 결과 Site 3의 식물유효태 Zn 함량 (0.43 mg kg-1)은 중금속 전함량이 전체 평균 함량에 비해 상대적으로 낮았음에도 불구하고 가장 높게 측정되었다 (Fig. 1). 이는 비교적 최근에 외부에서 유입된 불안정한 상태의 물질 중 1 M NH4NO3 추출성 Zn 함량에 의한 영향으로 판단된다.
후속연구
본 연구 대상 도시농업지역 전체 토양의 중금속 함량은 제 1지역 대한 토양오염우려기준 이하였으나, 몇몇 도시농업지역의 토양에서는 식물체로 전이될 수 있는 Cu의 함량이 선행연구를 통해 보고된 광산 인근 중금속으로 오염된 밭토양의 식물유효태 Cu 함량과 비슷한 수준으로 조사되었다. 이러한 결과는 유기질 비료의 과다사용으로 유발되었을 가능성이 있으므로, 지속적인 연구와 지도를 통해 도시농업 지역의 토양관리 및 시비처방기준에 대한 대책이 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
도시농업이란 무엇인가?
도시농업은 도시민이 도시 또는 도시 인근에서 생업 이외의 목적으로 농작물을 기르는 행위로 정의될 수 있다 (Hwang et al., 2010).
도시농업의 유기질 비료의 과다사용은 어떤 문제를 발생시키는가?
이러한 이유로 도시농업에 사용되는 토양과 비료관리 체계는 일반적인 농경지 토양 및 비료 관리 체계보다 더욱 복잡한 형태를 나타낼 수 있으며, 이에 대한 적절한 운영 및 관리가 필요하다. 최근 유기농업에 대한 관심이 증가하면서, 다양한 종류의 유기질 비료를 도시농업에 사용하게 되고, 적정시비량 이상의 비료를 사용하게 됨에 따라 향후 환경오염 및 작물 독성현상을 일으킬 수 있다. 본 연구 대상 도시농업지역 전체 토양의 중금속 함량은 제 1지역 대한 토양오염우려기준 이하였으나, 몇몇 도시농업지역의 토양에서는 식물체로 전이될 수 있는 Cu의 함량이 선행연구를 통해 보고된 광산 인근 중금속으로 오염된 밭토양의 식물유효태 Cu 함량과 비슷한 수준으로 조사되었다.
도시농업의 재배적 특징은 무엇인가?
도시농업에 사용되는 토양은 오랜 경작활동의 결과로 조성된 농경지 토양이 아닌 외부에서 유입된 다양한 물질로 조성된 토양일 가능성이 높다. 일반적으로 도시농업은 작은면적의 토지에서 많은 시민이 다양한 형태로 작물을 재배하는 특징을 지니고 있다. 이러한 이유로 도시농업에 사용되는 토양과 비료관리 체계는 일반적인 농경지 토양 및 비료 관리 체계보다 더욱 복잡한 형태를 나타낼 수 있으며, 이에 대한 적절한 운영 및 관리가 필요하다.
참고문헌 (17)
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