토양에 적용된 안정화공법은 대조구에 비해 높은 수준의 안정화 효율성을 나타냈으며, 안정화 후 유효태 중금속함량의 경우 적용된 추출기법에 따라 많은 차이가 있는 것으로 평가되었다. 그렇지만, 토양의 안정화는 평가기법별로 농도의 차이는 있지만 식물 유효태를 감소시킬 수 있다는 결론을 얻었다. 농작물로의 전이량은 0.1 M HCl, 5 mM DTPA와 분획화 시험법이 높은 상관관계를 나타내었다. 하지만 토양의 특성이 고려되지 않고 단지 중금속의 농도만을 고려한 시험이었기에 향후 다양한 토양의 이화학적 인자값을 평가하여 심도 깊은 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
토양에 적용된 안정화공법은 대조구에 비해 높은 수준의 안정화 효율성을 나타냈으며, 안정화 후 유효태 중금속함량의 경우 적용된 추출기법에 따라 많은 차이가 있는 것으로 평가되었다. 그렇지만, 토양의 안정화는 평가기법별로 농도의 차이는 있지만 식물 유효태를 감소시킬 수 있다는 결론을 얻었다. 농작물로의 전이량은 0.1 M HCl, 5 mM DTPA와 분획화 시험법이 높은 상관관계를 나타내었다. 하지만 토양의 특성이 고려되지 않고 단지 중금속의 농도만을 고려한 시험이었기에 향후 다양한 토양의 이화학적 인자값을 평가하여 심도 깊은 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
Crop safety in heavy metal contaminated agricultural field has been a critical issue in Korea and various remediation methods are proposed for minimizing heavy metal transfer from soil to crops. The main objective of this research was to evaluate remediation efficiency of two chemical amendments, li...
Crop safety in heavy metal contaminated agricultural field has been a critical issue in Korea and various remediation methods are proposed for minimizing heavy metal transfer from soil to crops. The main objective of this research was to evaluate remediation efficiency of two chemical amendments, lime and steel slag, and to decide extractant for assessing bioavailability of heavy metals. In order to select optimum extractant for evaluating bioavailability of heavy metals, four different single extractants, HCl, DTPA, $CaCl_2$, $NH_4NO_3$, and sequential extraction method were examined. Both chemical amendments showed high immobilization effect for Cd (66%, $33.62mg\;kg^{-1}$) and Pb (74%, $27.65mg\;kg^{-1}$) in soil by HCl extractant. In terms of heavy metal concentration in rice grains, concentrations for Cd (77%, $0.023mg\;kg^{-1}$) and Pb (82%, $0.039mg\;kg^{-1}$) decreased, with addition of chemical amendments. HCl, DTPA, and sequential extractant showed the higher correlation between heavy metal concentration in soil and crops than others. These results indicated that they could be used for assessing bioavailability of heavy metals.
Crop safety in heavy metal contaminated agricultural field has been a critical issue in Korea and various remediation methods are proposed for minimizing heavy metal transfer from soil to crops. The main objective of this research was to evaluate remediation efficiency of two chemical amendments, lime and steel slag, and to decide extractant for assessing bioavailability of heavy metals. In order to select optimum extractant for evaluating bioavailability of heavy metals, four different single extractants, HCl, DTPA, $CaCl_2$, $NH_4NO_3$, and sequential extraction method were examined. Both chemical amendments showed high immobilization effect for Cd (66%, $33.62mg\;kg^{-1}$) and Pb (74%, $27.65mg\;kg^{-1}$) in soil by HCl extractant. In terms of heavy metal concentration in rice grains, concentrations for Cd (77%, $0.023mg\;kg^{-1}$) and Pb (82%, $0.039mg\;kg^{-1}$) decreased, with addition of chemical amendments. HCl, DTPA, and sequential extractant showed the higher correlation between heavy metal concentration in soil and crops than others. These results indicated that they could be used for assessing bioavailability of heavy metals.
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문제 정의
위에 거론한 추출방법은 선행연구자들이 조사한 국한된 지역의 토양을 이용하여 탐색한 결과로 특성이 상이한 토양에 적용할 경우 중금속의 유효태함량을 측정할 수 있는 대표적인 추출방법으로 사용하는데 문제가 있을 것으로 판단된다. 그러므로 본 연구에서는 중금속으로 오염된 농경지에 화학적 안정화제를 현장적용하였을 때 안정화제에 의한 중금속의 생물유효도 저감량을 다양한 추출방법으로 평가하여 복원사업 이후 사후관리나 효율성평가의 기초자료로 활용하고자 수행되었다.
제안 방법
38 g cm-1 기준으로 안정화제를 토양과 완전 혼합하였다. 농경지 내 중금속의 유효도 변화 평가를 위한 처리구는(1) 대조구 (무처리), (2) 식물정화, (3) 석회 처리, (4) 제강 슬래그 처리, (5) 석회 처리 및 식물정화, (6) 제강슬래그 처리 및 식물정화로 구성하여 모니터링 하였다.
농경지에 처리된 안정화제의 중금속 안정화 효율성 검증을 하여 토양 시료의 채취는 안정화제 처리 직후부터 90주 경과 후까지 주기적으로 (1, 2, 4, 8, 16, 32주 등) 실시하였다. 하지만 본 연구에서는 대상지에 농작물 (벼)이 재배되는 32주와 수확 후 (90주)로 구분하여 평가하였다.
쌀은 백미로 도정 후 세척하고 건조기를 이용하여 70℃로 건조, 분쇄한 시료를 질산 (HNO3)을 이용하여 분해한 것을 분석용으로 하였으며, 인증표준물질 (certified reference material, 108-01-002)을 동일한 전처리 후 분석하여 검토하였다 (RDA, 2000). 또한 토양시료의 가용성 중금속 함량은 토양환경보전법상의 토양오염공정시험방법 (ME, 2002)의 0.1 M HCl로 추출된 용액과 문헌조사를 통해 선정된 1 M NH4NO3, 5 mM DTPA와 0.01 M CaCl2로 추출된 용액을 유도결합플라즈마분광광도계 (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrophotometry, Thermo, iCAP 6000 series)를 이용하여 정량 분석하였다 (Table 1).
본 연구 대상지에서 모니터링 기간 동안 재배된 농작물은 벼로써 90주차 토양 시료 채취시기에 수확하여 가식부위를 백미상태로 중금속 함량을 분석하였다. 처리구 내에서 재배된 쌀의 중금속 함량은 Table 9와 같았다.
벼재배는 2011년 4월에 이앙하여 관행농법 (농약, 비료 살포)으로 180일 동안 재배하여 2011년 10월 수확하였다. 쌀은 백미로 도정 후 세척하고 건조기를 이용하여 70℃로 건조, 분쇄한 시료를 질산 (HNO3)을 이용하여 분해한 것을 분석용으로 하였으며, 인증표준물질 (certified reference material, 108-01-002)을 동일한 전처리 후 분석하여 검토하였다 (RDA, 2000). 또한 토양시료의 가용성 중금속 함량은 토양환경보전법상의 토양오염공정시험방법 (ME, 2002)의 0.
안정화제가 처리된 중금속 오염농경지는 과거 채광활동으로 발생한 광산 폐기물이 유입된 논토양에서 수행하였다. 연구장소는 경북 봉화군에 위치하고 있는 풍정광산의 영향을 받아, 채광활동 부산물에 의한 카드뮴 (Cd) 오염이 토양환경보전법의 오염 우려기준및 대책기준에 해당하는 곳이었다.
농작물 중 중금속의 농도는 분석에 사용한 시료량에 따른 상대적인 지표값이므로 농도를 시료량 (건물중)으로 나누어 질량으로 표기하였다. 질량으로 환산된 중금속의 농도는 토양 내 유효태 함량과 축적량을 이용하여 식 (1)에 의해 식물로 이동되는 무기원소의 상대적 흡수비인 생물전이계수 (BTF)를 구하였다 (Kang, 2007; Park et al., 2009).
하지만 본 연구에서는 대상지에 농작물 (벼)이 재배되는 32주와 수확 후 (90주)로 구분하여 평가하였다. 토양시료는 오거 (auger)를 이용하여 유기물층을 제거하고 10~30 cm 깊이의 토양을 시험구당 5점씩 채취하였으며, 토양을 혼합하여 풍건 후 2 mm 체거름하여 분석용으로 하였다 (ME, 2002, 2009; RDA, 2000). 벼재배는 2011년 4월에 이앙하여 관행농법 (농약, 비료 살포)으로 180일 동안 재배하여 2011년 10월 수확하였다.
농경지에 처리된 안정화제의 중금속 안정화 효율성 검증을 하여 토양 시료의 채취는 안정화제 처리 직후부터 90주 경과 후까지 주기적으로 (1, 2, 4, 8, 16, 32주 등) 실시하였다. 하지만 본 연구에서는 대상지에 농작물 (벼)이 재배되는 32주와 수확 후 (90주)로 구분하여 평가하였다. 토양시료는 오거 (auger)를 이용하여 유기물층을 제거하고 10~30 cm 깊이의 토양을 시험구당 5점씩 채취하였으며, 토양을 혼합하여 풍건 후 2 mm 체거름하여 분석용으로 하였다 (ME, 2002, 2009; RDA, 2000).
현장에 구성된 모니터링 처리구에서 채취한 토양은 구성 직후와 32주 및 90주 경과한 후 3회에 걸쳐 모니터링을 실시하였다. 모니터링 방법은 위에서 거론한 다양한 추출법을 이용하였다.
대상 데이터
토양시료는 오거 (auger)를 이용하여 유기물층을 제거하고 10~30 cm 깊이의 토양을 시험구당 5점씩 채취하였으며, 토양을 혼합하여 풍건 후 2 mm 체거름하여 분석용으로 하였다 (ME, 2002, 2009; RDA, 2000). 벼재배는 2011년 4월에 이앙하여 관행농법 (농약, 비료 살포)으로 180일 동안 재배하여 2011년 10월 수확하였다. 쌀은 백미로 도정 후 세척하고 건조기를 이용하여 70℃로 건조, 분쇄한 시료를 질산 (HNO3)을 이용하여 분해한 것을 분석용으로 하였으며, 인증표준물질 (certified reference material, 108-01-002)을 동일한 전처리 후 분석하여 검토하였다 (RDA, 2000).
1 M HCl과 5 mM DTPA의 유효태 중금속함량의 추출량이 차이가 나타나는 것은 중금속의 중금속의 결합력으로 함량비를 결정하는 분획화 시험에서 사용되는 추출단계의 차이에서 나타나는 것으로 판단된다. 본 연구에서 사용한 DTPA의 경우 acid-soluble fraction(bound of carbonate)을 침출에 사용하는 추출액이며, HCl의 경우 유기물 결합태보다 강한 결합인 Fe, Mn과 Al 흡착 형태의 중금속을 침출할 때 사용되는 추출액이라고 보고하는 선행연구 결과에 상통하는 것으로 판단된다 (Gleyzes et al., 2002). 또한 0.
본 연구의 안정화공법 적용부지의 토양 특성분석 결과는 Table 2와 같다. 연구대상지의 토양 시료는 대상지역을 10지점으로 구획을 나누어 환경부 (2009) 및 농촌진흥청 (2002)에서 정하는 채취방법에 준하여 채취 분석에 사용하였다. 본 연구의 현장실증시험에 앞서 안정화공법의 적용부지 토양 특성분석 결과는 Table 2와 같았다.
안정화제가 처리된 중금속 오염농경지는 과거 채광활동으로 발생한 광산 폐기물이 유입된 논토양에서 수행하였다. 연구장소는 경북 봉화군에 위치하고 있는 풍정광산의 영향을 받아, 채광활동 부산물에 의한 카드뮴 (Cd) 오염이 토양환경보전법의 오염 우려기준및 대책기준에 해당하는 곳이었다. 선행연구에서 조사된 토양 특성은 사양토 (Sandy loam), pH 5.
본 연구의 현장실증시험에 앞서 안정화공법의 적용부지 토양 특성분석 결과는 Table 2와 같았다. 토성은 사질양토 (Sand 61.08%, Silt 28.52%, Clay 10.40%)로 조사되었다. pH는 6.
41 mg kg-1으로 우려기준을 초과하는 것으로 나타나 재배되는 농작물의 안전성을 위협할 수 있는 수준인 것으로 조사되었다. 현장적용을 위한 안정화제의 선정은 농경지에 실제 적용 가능한 물질인 석회와 제강 슬래그를 선정하여 수행하였으며, 선정된 석회와 제강슬래그의 화학적 특성은 다음과 같다 (Table 4). 농경지에 처리된 석회와 제강슬래그의 pH (1:5)는 11 이상의 강알칼리 물질로 나타나는데 이는 칼슘 및 마그네슘 등 다량의 치환성양이온의 영향으로 판단된다.
데이터처리
안정화제 처리에 의한 중금속 생물유효도 통계분석은 SAS 프로그램을 (ver. 9.1)을 이용하여 ANOVA 검정을 실시하였으며, P-value < 0.05 수준에서 최소유의차검정으로 각 처리 간의 통계적 유의성을 평가하였다.
이론/모형
, 2009). 농경지 내 중금속의 안정화는 원위치 안정화공법 (in-situ stabilization method)으로 화학적 안정화제를 혼합하는 방법을 이용하였으며, 처리된 안정화제는 선행연구 자료를 참고하여 효율성이 검증된 농용석회와 제강슬래그를 사용하였다(Brookins, 1988; Dermatas and Meng, 2003; US EPA, 2007). 안정화제의 처리량은 완충곡선법 (RDA, 2000)을 이용하여 농경지에 적정한 산도를 목표치로 설정하였으며, 토양과 혼합 비율을 농용석회 1% (14.
현장에 구성된 모니터링 처리구에서 채취한 토양은 구성 직후와 32주 및 90주 경과한 후 3회에 걸쳐 모니터링을 실시하였다. 모니터링 방법은 위에서 거론한 다양한 추출법을 이용하였다. Table 5, 6, 7, 8은 본 연구에 사용한 토양 시료의 분석결과를 보여준다.
농경지 내 중금속의 안정화는 원위치 안정화공법 (in-situ stabilization method)으로 화학적 안정화제를 혼합하는 방법을 이용하였으며, 처리된 안정화제는 선행연구 자료를 참고하여 효율성이 검증된 농용석회와 제강슬래그를 사용하였다(Brookins, 1988; Dermatas and Meng, 2003; US EPA, 2007). 안정화제의 처리량은 완충곡선법 (RDA, 2000)을 이용하여 농경지에 적정한 산도를 목표치로 설정하였으며, 토양과 혼합 비율을 농용석회 1% (14.6 kg), 제강슬래그 3% (43.8 kg)가 적정량으로 산정하였다. 안정화제가 처리되는 시험구 (plot) 의 무게는 가로 1.
성능/효과
토양 중 유효태 중금속의 함량은 안정화 기법의 적용에 따라 순차적으로 감소하는 경향을 나타내었고 이에 따라 작물 내 중금속 함량도 감소하였지만, 추출방법간 전이계수는 모두 상이한 것으로 나타났다. Fig. 1의 상관관계에서 토양 내 중금속의 유효태함량 추출방법으로 0.1 M HCl, 5 mM DTPA와 분획화 시험 이용할 경우 토양과 농작물 간의 상관성은 유의한 상관성을 갖는 것으로 나타났다. 상관관계를 살펴보면 카드뮴의 경우 0.
pH는 6.64 ±0.03이었고, 유기물 함량은 10.6±1.22 g kg-1, 양이온치환 용량은 7.33±0.17 cmolc kg-1이었으며 전반적으로 적정한 양분함량 범위를 나타내는 것으로 평가되었다.
(2009, 2010a)의 연구결과와 동일한 것으로 토양 내 처리된 안정화제가 pH를 상승시키며, pH 변화에 민감한 금속이온 (카드뮴, 납, 아연 등)이 흡착교질 및 친화력이 감소하고 토양 내 유효태 중금속함량이 감소한 것으로 보고하였고, 본 연구의 결과도 유사한 기작에 의한 것으로 판단된다. 각 시기별로 채취된 토양의 중금속 총함량 및 유효태함량은 일정하지 않았고, 유의성 있는 증가와 감소의 경향을 나타내었는데 이는 장기모니터링 과정에서 자연적인 기후 (강우, 온도 등)에 기인한 것으로 판단된다. 추출방법별 중금속 안정화 효율성을 살펴보면 다음과 같았다.
토양에 적용된 안정화공법은 대조구에 비해 높은 수준의 안정화 효율성을 나타냈으며, 안정화 후 유효태 중금속함량의 경우 적용된 추출기법에 따라 많은 차이가 있는 것으로 평가되었다. 그렇지만, 토양의 안정화는 평가기법별로 농도의 차이는 있지만 식물 유효태를 감소시킬 수 있다는 결론을 얻었다. 농작물로의 전이량은 0.
그렇지만, 토양의 안정화는 평가기법별로 농도의 차이는 있지만 식물 유효태를 감소시킬 수 있다는 결론을 얻었다. 농작물로의 전이량은 0.1 M HCl, 5 mM DTPA와 분획화 시험법이 높은 상관관계를 나타내었다. 하지만 토양의 특성이 고려되지 않고 단지 중금속의 농도만을 고려한 시험이었기에 향후 다양한 토양의 이화학적 인자값을 평가하여 심도 깊은 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
처리구 내에서 재배된 쌀의 중금속 함량은 Table 9와 같았다. 대조구에서 재배된 쌀 중 카드뮴과 납 함량은 0.098, 0.222 mg kg-1이 검출되었으며, 안정화 기법이 적용된 처리구에서는 가식부위의 중금속함량이 감소하는 것으로 나타났다. 카드뮴의 경우 식물정화+제강슬래그 ≈ 식물정화 > 제강슬래그 > 석회≈ 식물정화+석회의 순으로 납의 경우 식물정화 > 제강슬래그 ≈ 석회 ≈ 식물정화+석회 ≈ 식물정화+제강슬래그의 순으로 감소하였다.
본 연구에 사용된 시료의 유효태함량 측정법 중 상기 두가지 추출법은 비슷한 수준이 검출되었다. 대조구에서 카드뮴의 경우 CaCl2 침출의 경우 0.084, NH4NO3 0.103 mg kg-1, 납의 경우 CaCl20.360, NH4NO3 0.122 mg kg-1으로 총함량 대비 1~2% 수준의 함량으로 평가되었다. 이러한 결과는 HCl과 DTPA를 이용한 추출법에 비해 카드뮴 5~10배, 납의 경우 최소 700배정도 낮은 수준의 함량이 검출되어 본 연구에 사용된 토양의 유효태 함량 평가에는 적합하지 않은 방법으로 판단된다.
대조구의 카드뮴과 납의 총함량 중 0.1M HCl 추출에 의한 유효태 함량은 각 31%, 28%로 나타났고, 안정화공법이 적용된 처리구에서는 적용기법에 따라 카드뮴의 경우 대조구 ≈ 식물정화 >제강슬래그 ≈ 식물정화+제강슬래그 > 석회 ≈ 식물정화+석회의 순이었고 납의 경우 대조구 ≈ 제강슬래그 ≈ 식물 정화+제강슬래그 > 식물정화 > 식물정화+석회 ≈ 석회의 순으로 유효태함량이 감소하는 결과를 나타냈다 (Lee et al., 1981).
, 2005ab). 또한 안정화 기법의 도입은 중금속 오염 농경지의 실질적인 복원방법으로 적합하며, 생산되는 농산물의 안전성을 확보할 수 있다고 사료된다.
총함량의 경우도대조구에 비해 감소하였는데, 이는 농경지에 처리된 안정화제 양만큼 희석효과에 의해 감소한 것으로 판단된다. 또한, 유효태 중금속함량의 경우 안정화공법 종류에 따라 대조구보다 감소하는 것으로 나타났다. 이는 Kim et al.
(2007) 등이 사용한 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서 5 mM DTPA로 추출한 유효태함량의 경우 대조구에서 카드뮴과 납이 총함량 대비 14%, 18% 수준으로 0.1 M HCl 추출액보다 적은 수준으로 검출되었고, 카드뮴에 비해 납의 침출량이 높은 것으로 나타났다 (Jung et al., 2005). 이러한 결과는 Jung et al.
1 M HCl, 5 mM DTPA와 분획화 시험 이용할 경우 토양과 농작물 간의 상관성은 유의한 상관성을 갖는 것으로 나타났다. 상관관계를 살펴보면 카드뮴의 경우 0.1 M HCl, 5 mM DTPA와 분획화 시험에서 농도와 농작물 내 함량 사이에 각각 R2= 0.5658, R2= 0.5828과 R2= 0.6873의 정의 상관성을 보였으며, 납의 경우 R2= 0.5789, R2= 0.5783과 R2=0.6344 값을 보였다. 하지만, 0.
Table 5, 6, 7, 8은 본 연구에 사용한 토양 시료의 분석결과를 보여준다. 위의 결과에서 보여지듯 안정화제가 처리된 농경지 토양 내 중금속 함량은 감소하는 것으로 나타났다. 총함량의 경우도대조구에 비해 감소하였는데, 이는 농경지에 처리된 안정화제 양만큼 희석효과에 의해 감소한 것으로 판단된다.
122 mg kg-1으로 총함량 대비 1~2% 수준의 함량으로 평가되었다. 이러한 결과는 HCl과 DTPA를 이용한 추출법에 비해 카드뮴 5~10배, 납의 경우 최소 700배정도 낮은 수준의 함량이 검출되어 본 연구에 사용된 토양의 유효태 함량 평가에는 적합하지 않은 방법으로 판단된다. 이러한 결과는 Feng et al.
치환성 칼슘 분석결과 석회는 348.88±8.14 cmolc kg-1, 제강슬래그는 56.28±4.82 cmolc kg-1으로 나타나며 치환성 마그네슘도 다량 존재하는 것으로 조사되었다.
1에 나타내었다. 토양 중 유효태 중금속의 함량은 안정화 기법의 적용에 따라 순차적으로 감소하는 경향을 나타내었고 이에 따라 작물 내 중금속 함량도 감소하였지만, 추출방법간 전이계수는 모두 상이한 것으로 나타났다. Fig.
토양 중 중금속함량은 Cd이 0.88±0.51 mg kg-1으로 개정이전 토양오염공정기준의 우려기준 정도의 수준으로 나타나고, Pb은 117.60±63.41 mg kg-1으로 우려기준을 초과하는 것으로 나타나 재배되는 농작물의 안전성을 위협할 수 있는 수준인 것으로 조사되었다.
토양에 적용된 안정화공법은 대조구에 비해 높은 수준의 안정화 효율성을 나타냈으며, 안정화 후 유효태 중금속함량의 경우 적용된 추출기법에 따라 많은 차이가 있는 것으로 평가되었다. 그렇지만, 토양의 안정화는 평가기법별로 농도의 차이는 있지만 식물 유효태를 감소시킬 수 있다는 결론을 얻었다.
6344 값을 보였다. 하지만, 0.01 M CaCl2와 1 M NH4NO3추출법을 이용할 경우 상관성이 없는 것으로 평가되어 본 연구에 사용한 토양의 유효태 추출법으로는 적합하지 않은 것으로 판단된다. 본 연구의 결과에서 나타나듯 다양한 추출법이 토양 내 중금속의 식물이용 가능한 함량 평가방법으로 사용되고 있지만, 명확한 작물흡수량을 산정하는데는 문제점이 있는 것으로 나타났다.
후속연구
01 M CaCl2와 1 M NH4NO3추출법을 이용할 경우 상관성이 없는 것으로 평가되어 본 연구에 사용한 토양의 유효태 추출법으로는 적합하지 않은 것으로 판단된다. 본 연구의 결과에서 나타나듯 다양한 추출법이 토양 내 중금속의 식물이용 가능한 함량 평가방법으로 사용되고 있지만, 명확한 작물흡수량을 산정하는데는 문제점이 있는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 특성이 상이한 토양을 단지 중금속의 농도에만 의존하여 흡수량을 평가 하는 방법의 문제점으로 판단된다.
이러한 결과의 명확한 해답을 얻기 위해서는 토양의 이화학적 특성분석 결과 및 심도있는 연구가 뒷받침되어야 할 것으로 판단된다. 안정화제의 토양과 반응시간에 따른 안정화 효율성은 모니터링 기간 (초기, 32주, 90주) 동안 큰 차이를 나타내지 않았는데, 이는 토양 내에서 안정화되는 과정에서 용출되는 Ca, Mg 등이 중금속의 흡착을 억제하며 효율성이 발현되지 않았던 것으로 판단되며 추후 주기적인 모니터링을 통하여 검증해야 할 것으로 사료된다 (Paik et al., 1997). Tessier et al.
, 2010c). 위에 거론한 추출방법은 선행연구자들이 조사한 국한된 지역의 토양을 이용하여 탐색한 결과로 특성이 상이한 토양에 적용할 경우 중금속의 유효태함량을 측정할 수 있는 대표적인 추출방법으로 사용하는데 문제가 있을 것으로 판단된다. 그러므로 본 연구에서는 중금속으로 오염된 농경지에 화학적 안정화제를 현장적용하였을 때 안정화제에 의한 중금속의 생물유효도 저감량을 다양한 추출방법으로 평가하여 복원사업 이후 사후관리나 효율성평가의 기초자료로 활용하고자 수행되었다.
(1979)가 제안하고 많은 연구자들이 사용하는 중금속의 분획화 추출방법을 이용한 결과 작물이 이용 가능한 유효태함량 (F1: exchangeable step, F2: carbonate step)이 카드뮴의 경우 5 mM DTPA 추출량과 비슷한 결과를 나타냈다. 이러한 결과는 Gleyzes et al. (2002)의 선행연구 결과와 매우 흡사한 것으로 보이며 추후 다른 특성을 갖는 토양과 비교해 보아야 할 것으로 사료된다. 하지만 납의 경우 단일 추출법으로 사용된 4가지 방법의 결과와 일치하는 것이 없는 것으로 나타났다.
(2005ab)의 선행연구 결과에서 토양 내 유효태 중금속함량과 작물 내 중금속함량이 상관성을 나타내지 않는다는 결과와 동일한 것으로 나타났다. 이러한 결과의 명확한 해답을 얻기 위해서는 토양의 이화학적 특성분석 결과 및 심도있는 연구가 뒷받침되어야 할 것으로 판단된다. 안정화제의 토양과 반응시간에 따른 안정화 효율성은 모니터링 기간 (초기, 32주, 90주) 동안 큰 차이를 나타내지 않았는데, 이는 토양 내에서 안정화되는 과정에서 용출되는 Ca, Mg 등이 중금속의 흡착을 억제하며 효율성이 발현되지 않았던 것으로 판단되며 추후 주기적인 모니터링을 통하여 검증해야 할 것으로 사료된다 (Paik et al.
1 M HCl, 5 mM DTPA와 분획화 시험법이 높은 상관관계를 나타내었다. 하지만 토양의 특성이 고려되지 않고 단지 중금속의 농도만을 고려한 시험이었기에 향후 다양한 토양의 이화학적 인자값을 평가하여 심도 깊은 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
이러한 이유는 특성이 상이한 토양을 단지 중금속의 농도에만 의존하여 흡수량을 평가 하는 방법의 문제점으로 판단된다. 향후 안전한 농산물의 생산을 위한 작물의 중금속 전이량 평가를 위해서는 각 토양의 이화학적특성 (토성, pH, 유기물함량, 양이온교환용량 등)을 고려한 다각도의 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.
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질문
논문에서 추출한 답변
토양의 중금속 오염은 어떠한 문제를 야기하는가?
토양의 중금속 오염은 모암으로부터 자연적 (natural abundance)으로 발생하거나, 광산·제련소·금속공업 등의 산업활동에 의한 것으로 토양 및 수계를 오염시킬 수 있는 잠재성을 지니고 있다 (Kim et al., 2010a; Yang et al.
토양의 중금속 오염으로 인한 오염물질의 환경유입은 동물과 인간에게 어떠한 영향을 끼치는가?
, 1995). 이러한 오염물질의 환경유입은 먹이사슬을 통해 동·식물은 물론 인간의 건강을 위협을 받고 있다 (Jung et al., 2006; Kim et al.
토양의 중금속 오염의 원인은?
토양의 중금속 오염은 모암으로부터 자연적 (natural abundance)으로 발생하거나, 광산·제련소·금속공업 등의 산업활동에 의한 것으로 토양 및 수계를 오염시킬 수 있는 잠재성을 지니고 있다 (Kim et al., 2010a; Yang et al.
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