[논문]주요 황사발원지 토양의 지구화학적 특성 및 미량원소 존재형태 연구

이평구; 염승준; 안기오

doi:10.9719/eeg.2012.45.1.009

주요 황사발원지 토양의 지구화학적 특성 및 미량원소 존재형태 연구
Geochemical Characteristics and Trace Metal Speciation of Soils in Major Source Area of Asian Dust 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.45 no.1, 2012년, pp.9 - 21

이평구 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) , 염승준 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) , 안기오 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부)

초록
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본 논문에서는 황사 발원지 (타클라마칸, 알라샨, 오도스 사막 및 황토고원) 토양 시료의 지구화학적 특성을 규명하고, 이들이 지표환경과 인체에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 중국 건조지역에서 채취한 토양 시료 내 주원소 함량의 공간적 변화는 각 지역별로 크지 않았으며, 이는 각 지역 내 토양이 오랜 기간 동안 바람에 의해 균질하게 혼합된 것으로 해석된다. 한편 미량원소의 경우에는, 시료 채취 지점에 따라 미약한 함량의 차이를 나타낸다. 이들 중 Cr, Cu, As, Co, Ni, V, Y, Sc, Sn, Pb, Zn, Cd, Cs, Li, Th, U 등은 원소 간에 서로 양의 상관관계를 보이며, 이들의 특성은 황토고원과 다른 사막 (타클라마칸, 알라샨 및 오도스 사막) 토양에서 뚜렷하게 구분된다. 모든 사막 및 황토고원 토양의 Fe의 지구화학적 존재형태는 대부분 "잔류형 (85% 이상)"으로 나타났으나, Mn 및 Ca의 존재형태는 사막에 따라 존재형태의 차이가 현저하게 나타났다. Mn은 황토고원 토양에서는 "산화철망간광물 수반형 (55.4%)"이, 그리고 타클라마칸 사막에서는 "탄산염광물 수반형 (33.8%)"이 다른 사막 토양에 비해 2-5배 높게 나타났다. 또한 Ca의 경우에는 타클라마칸 및 알라샨 사막 토양에서 "탄산염광물 수반형"이 각각 75.9% 및 50.5%로 높게 나타났으나, 황토고원 (6.6%)과 오도스 사막 (2.1%)에서는 낮게 나타났다. 사막 및 황토고원 내 미량원소의 이동도를 기준으로 이들 미량원소를 5개의 그룹으로 분류하였으며, Cd, Pb 및 Cu의 이동도가 각각 87%, 33% 및 30% 이상으로 나타났다. 따라서 사막 및 황토고원 내 Cd, Pb 및 Cu는 지표수 등과 반응하였을 때 쉽게 용해되어 지표환경 및 인체 건강에 악영향을 줄 가능성이 있음을 지시하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we investigated the chemical characteristics of soils collected from the several deserts and loess in China known as the typical source areas of Asian dust (the Taklamakan desert, the Alashan desert, the Ordos desert and the Loess Plateau). Based on our analysis, we examined the possibility of adverse effects on environments and human health. In each desert and loess, major elemental compositions of soils did not show large variations, implying that the long-periodic mixing of soils in each area made their chemical compositions homogeneous. Minor elements of soils in each desert and loess showed more complicated patterns with strong correlations each other (e.g., Cr, Cu, As, Co, Ni, V, Y, Sc, Sn, Pb, Zn, Cd, Cs, Li, Th, U). These results thus enable us to discriminate the soil of the Loess Plateau from those of the other deserts in China. The results of sequential extraction experiments for soils showed that the chemical speciation of Fe was dominant in residual fraction (>85%) in all deserts and loess, but the fractions of Mn and Ca chemical speciations were very different in each area. In the case of Mn, the fraction of amorphous Fe-Mn hydroxides (55.4%) in the Central Loess Plateau and the carbonate fraction (33.8%) in Taklamakan desert were higher as much as 2 to 5 times than other deserts. The chemical speciations of Ca are dominant in carbonate fraction in Taklamakan (75.9%) and Alashan (50.5%) deserts, but carbonate fractions of Ca in the Loess Plateau and Ordos deserts were low (6.6% and 2.1%, respectively). According to the mobility of trace elements inferred from the results of sequential extraction procedure, we could classify them into five groups, and the mobility of Cd, Pb and Cu are more than 87%, 33% and 30%, respectively. Therefore, Cd, Pb and Cu in soils of deserts and loess could be easily dissolved when interacted with surface water. As such, they could give adverse effects on surficial environments and human health.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문은 황사의 주요 발원지인 중국의 대표적인 사막 (타클라마칸, 알라샨, 오도스 사막) 및 황토고원의 토양 시료를 대상으로, 지구화학적 특성 (총함량 및 지구화학적 존재형태)을 규명함으로써 국내에 도달하는 황사가 지표환경 및 인간에 미치는 유해성을 예측하고자 하였다.

제안 방법

X-선 회절 분석 기기는 PHILIPS X'PERT MPD Diffractometer (Cu Ka: 40 KV, 25 mA)를 이용하였고, Cu target을 사용하여 3°-45°까지 2°/1분의 속도와 0.01의 간격으로 하였다.
(1979)이 제시한 연속추출법을 이용하였다. 각 단계에서 회수된 광물찌꺼기는 다음 단계에서 분석하기에 앞서 증류수로 세척하여 각 연속추출단계에서의 오염을 최소화하였으며, 공시료 (blank samples)를 각 실험별로 분석하여 분석의 정확성을 검증하였다. 연속추출방법의 각 단계에서 분석된 각 원소의 함량이 신뢰도를 검토하기 위해, 연속추출의 fraction I에서 fraction V까지에서 검출된 원소의 함량을 합한 각 원소의 총 함량을 산분해로 분석한 각 원소의 함량과 비교하였으며, 분석방법은 다음과 같다.
45 µm 필터로 여과한 후 기기분석을 수행하였다. 모든 분석과정에서 사용한 불산 (HF), 과염소산 (HClO₄) 및 염산 (HCl)은 Merck사의 analytical grade를 사용하였다.
사막토양은 각각 1 g의 무게를 재어 화학분석을 수행하였다. 화학분석은 주원소 (major element)로 Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K 및 P 등 9개 원소, 미량원소 (trace element)로 Ba, Cr, Cu, As, Cd, Co, Ni, Rb, Pb, Zn, Ga, Li, S, Sr, V, Zr, Hf, Th, Y, Cs, Mo, Sb, Sc, Sn, U 등 26개 원소를 분석하였다.
각 단계에서 회수된 광물찌꺼기는 다음 단계에서 분석하기에 앞서 증류수로 세척하여 각 연속추출단계에서의 오염을 최소화하였으며, 공시료 (blank samples)를 각 실험별로 분석하여 분석의 정확성을 검증하였다. 연속추출방법의 각 단계에서 분석된 각 원소의 함량이 신뢰도를 검토하기 위해, 연속추출의 fraction I에서 fraction V까지에서 검출된 원소의 함량을 합한 각 원소의 총 함량을 산분해로 분석한 각 원소의 함량과 비교하였으며, 분석방법은 다음과 같다.
이러한 이유로 마지막 5단계인 “잔류형” (fraction FV)에서 용출되는 각 22개 미량원소의 함량비율을 기준으로 22개 미량원소를 5개 세부 그룹으로 구분하였다.
타클라마칸 사막, 황토고원, 알라샨 사막 및 오도스 사막 등은 다양한 암석으로 구성되어 있어, 각 사막의 토양시료의 주성분 원소 함량은 각 사막별 및 각 사막에서의 시료 채취 위치에 따라 크게 차이가 예상되며, 이러한 특성을 변동계수 (coefficient of variation: CV)를 이용하여 검토하였다 (Table 3). 오도스 사막에서 채취한 토양시료를 제외하면 일반적으로 변동계수 값이 모두 0.
타클라마칸 사막, 황토고원, 알라샨 사막 및 오도스 사막에서 채취한 토양시료의 주원소 (Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K 및 P 등 9개 원소)에 대한 상관관계를 분석하였다. 9개 주원소 중 뚜렷한 양의 상관관계를 보이는 원소는 Ti, Fe 및 Mn 등 3개 원소 이었다.
화학분석은 한국기초과학지원연구원에서 수행하였으며, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, P, Sr, S 및 Zn은 PerkinElmer 사의 ICP-AES (Model: OPTIMA 4300 DV)를 이용하여 분석하였으며, 분석조건은 다음과 같다: RF Frequency, 40.68 MHz; RF Power, 1300 W; Coolant gas flow, 18 L/min; Auxiliary gas flow, 0.5 L/min; Nebulizer gas flow, 0.6 L/min; Wavelenth (Ca, 317.933 nm; P, 213.617 nm; Fe, 238.204 nm; Zn, 206.200 nm). 한편 Ba, Cr, Cu, As, Cd, Co, Ni, Rb, Pb, Ga, Li, V, Zr, Hf, Th, Y, Cs, Mo, Sb, Sc, Sn, U 등은 ThemoElemental 사의 ICP-MS (Model: X-Series (X5))를 이용하였으며, 분석조건은 다음과 같다: RF Frequency, 27.
황사발원지 토양시료의 광물학적 특성을 규명하기 위해 황사발원지 사막 (타클라마칸 사막, 황토고원, 알라샨 사막 및 오도스 사막)의 토양 시료를 대상으로 하여 X-선 회절분석을 수행하고, 주요 구성광물의 정량적 구성비를 분석하였다. 황사 발원지 시료로써, 중국 타클라마칸 사막의 토양시료 11개, 황토고원 토양 시료 10개, 알라샨 사막의 토양시료 7개 및 오도스 사막 토양시료 16개를 확보하고 (Kwon et al., 2004a, 2004b, 2004c), 이에 대한 정량적 구성광물 비율을 X선 회절분석 기기를 이용하여 분석하였다. X-선 회절 분석 기기는 PHILIPS X'PERT MPD Diffractometer (Cu Ka: 40 KV, 25 mA)를 이용하였고, Cu target을 사용하여 3°-45°까지 2°/1분의 속도와 0.
황사발원지 토양시료의 광물학적 특성을 규명하기 위해 황사발원지 사막 (타클라마칸 사막, 황토고원, 알라샨 사막 및 오도스 사막)의 토양 시료를 대상으로 하여 X-선 회절분석을 수행하고, 주요 구성광물의 정량적 구성비를 분석하였다. 황사 발원지 시료로써, 중국 타클라마칸 사막의 토양시료 11개, 황토고원 토양 시료 10개, 알라샨 사막의 토양시료 7개 및 오도스 사막 토양시료 16개를 확보하고 (Kwon et al.
사막토양의 지구화학적 존재형태 연구결과, Fe의 경우 모두 “잔류형”이 85% 이상이었으나, Mn와 Ca의 존재형태는 사막의 유형에 따라 존재형태의 차이가 현저하였다. 황토고원 및 사막 토양 시료에 함유되어 있는 미량원소의 이동도를 기준으로 24개 미량원소를 5개 세부 그룹으로 구분하였다. 이동도가 10% 미만인 1 그룹에 속하는 원소는 Sb, Sn, Zr, Rb, Cs, Th, 이동도가 20% 미만인 2그룹에 속하는 원소는 Ba, Cr, Li, V, Sc, 이동도가 30% 미만에 이르는 3 그룹 원소는 As, Y, Ni, Co, Mo, U, Zn, Sr 등이었다.
흰 연기가 발생하지 않으면 12N 염산 (HCl) 5 ml를 넣어 잔류물을 용해시킨 후 탈이온수 (deionized water) 20 ml를 부어 총 25 ml가 되도록 희석하여 0.45 µm 필터로 여과한 후 기기분석을 수행하였다.

대상 데이터

타클라마칸 사막, 황토고원, 알라샨 사막 및 오도스 사막에서 채취한 토양시료의 주원소 (Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K 및 P 등 9개 원소)에 대한 상관관계를 분석하였다. 9개 주원소 중 뚜렷한 양의 상관관계를 보이는 원소는 Ti, Fe 및 Mn 등 3개 원소 이었다. 또한 이들 원소는 타클라마칸 사막, 알라샨 사막 및 오도스 사막에서 채취한 토양과는 달리 황토고원에서 채취한 토양의 Ti, Fe 및 Mn 함량이 뚜렷하게 높은 특징을 보이고 있다.
9 L/min; Sample Cone, Ni; Skimmer Cone, Ni). 사용된 시약은 analytical grade(Merck)였고, ICP 분석시 사용된 표준 용액은 1,000 ppm stock solution (Merck)을 희석하여 사용하였다. 전 분석과정에 이용된 탈이온수를 얻기 위해 Milli-Q Millipore system을 사용하였다.
연구에서 사용한 중국 건조지역의 토양 시료는 Kwon et al. (2004a, 2004b, 2004c)에 의해 사용된 시료로서, 2002년도에 황사의 주요 발생지인 중국 내몽골 자치주의 2개 사막(알라샨 및 오도스 사막) 및 황토고원, 그리고 2003년도에 서부 중국의 타클라마칸 사막 중부 및 동부지역에서 시료를 채취하였다. 오도스 및 알라샨 사막의 토양 시료의 채취 위치 및 경위도는 Kwon et al.
사막토양은 각각 1 g의 무게를 재어 화학분석을 수행하였다. 화학분석은 주원소 (major element)로 Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K 및 P 등 9개 원소, 미량원소 (trace element)로 Ba, Cr, Cu, As, Cd, Co, Ni, Rb, Pb, Zn, Ga, Li, S, Sr, V, Zr, Hf, Th, Y, Cs, Mo, Sb, Sc, Sn, U 등 26개 원소를 분석하였다.
1)에 기재되어있다. 황토고원에서 채취한 시료의 채취 위치는 Xian 북부 지역에서부터 황토고원 중앙에 걸쳐 분포한다.

이론/모형

구성광물의 정량 분석을 위해서는 리트벨트 이론 및 방법에 근거하여 만들어진 광물 정량 분석용 소프트웨어 SIROQUANTTM을 사용하였다 (Sietronics, 1996). X-선회절도를 스텝-스켄(step-scan) 방식으로 얻은 피크와 똑같은 피크를 결정학적인 방법에 의하여 수차례 반복 계산하여 전체적으로 완전히 일치시켜 정량치를 얻었다 (Taylor, 1991).
01의 간격으로 하였다. 구성광물의 정량 분석을 위해서는 리트벨트 이론 및 방법에 근거하여 만들어진 광물 정량 분석용 소프트웨어 SIROQUANTTM을 사용하였다 (Sietronics, 1996). X-선회절도를 스텝-스켄(step-scan) 방식으로 얻은 피크와 똑같은 피크를 결정학적인 방법에 의하여 수차례 반복 계산하여 전체적으로 완전히 일치시켜 정량치를 얻었다 (Taylor, 1991).
이번 사막토양에 함유된 원소들의 지구화학적 존재 형태 연구를 위해서는 Tessier et al. (1979)이 제시한 연속추출법을 이용하였다. 각 단계에서 회수된 광물찌꺼기는 다음 단계에서 분석하기에 앞서 증류수로 세척하여 각 연속추출단계에서의 오염을 최소화하였으며, 공시료 (blank samples)를 각 실험별로 분석하여 분석의 정확성을 검증하였다.
화학분석 방법은 각 시료의 총 농도를 분석하기 위해 완전분해 방법을 수행하였다 (Tessier et al., 1979). 분석하고자 하는 시료의 무게를 정확하게 측정하여 테플론 비커에 넣고 불산 (HF) 10 ml와 과염소산 (HClO₄) 2 ml를 부은 후 110℃로 가열하여 완전하게 증발시킨다.

성능/효과

‘‘산화철망간광물 수반형’’으로 존재하는 미량원소들의 함량은 전체 함량의 평균 3.7-12.7%, ‘‘유기물 및 황화광물 수반형’’은 전체 함량의 평균 2.1-4.9%, ‘‘양이온교환형’’은 전체 함량의 평균 0.2-9.5%, ‘‘탄산염광물 수반형’’은 전체 함량의 평균 0.3-4.6%이었다 (Table 5).
1 그룹에 속하는 Sb, Sn, Zr, Rb, Th, Cs 중에서 Sb와 Sn은 황사물질의 유형에 상관없이 모두 “잔류형”이 전체 함량비율의 100%를 차지하므로, 황사물질에 함유된 미량원소 중에서 가장 용출이 안 되는 원소인 것으로 예측되었다.
2배 높다. Ba와 Sr은 오도스 사막, Rb와 Sb는 알라샨 사막, Mo은 타클라마칸 사막 시료에서 함량이 가장 높았다 (Table 4).
한편, 이번 연구에서 황사시료를 채취한 한국지질자원연구원 주변 배경토양에서 산출되는 광물은 석영, 장 석류, 백운모, 녹니석, 카올리나이트 등이 산출되었다 (Table 2). 관측지점 주변 배경토양의 광물 구성 비율의 특징은 탄산염광물이 산출되지 않았고 석영의 구성 비율은 평균 44.2% (19.6-64.8%)로 알라샨 사막과 오도스 사막의 석영비율보다 낮았으나 타클라마칸 사막과 황토고원의 석영 비율과 유사한 구성 비율을 보였다. 또한 카올리나이트 구성 비율은 평균 5.
이외에도 4그룹 (Cu, Pb)은 약 30%, 3그룹 (As, Y, Ni, Co, Mo, U, Zn, Sr)과 2그룹 (Ba, Cr, Li, V, Sc)에 속하는 미량원소들은 각각 20-30% 및 10-20% 범위가 용해될 것으로 예측되는 원소들이다 (Table 5). 그러나 1그룹 (Sb, Sn, Zr, Rb, Cs, Th)에 속하는 미량원소들은 산성용액과 반응할 지라도 전체 함량의 약 10% 미만만이 용해될 것으로 판단되며, 따라서 황사물질이 토양 및 수계 환경에 퇴적된다 할지라도 이러한 원소들이 주변 환경 및 생태계에 미치는 영향은 미약할 것으로 예측된다.
, 2011). 그러나 타클라마칸 사막과 황토고원에 비교해서 알라샨 사막과 오도스 사막에서 채취한 토양시료의 주원소 함량의 변동계수 값이 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 이는 알라샨 사막과 오도스 사막의 토양시료의 균질도가 낮은 것으로 평가된다 (Table 3).
다음으로 우세한 존재형태는 ‘‘산화철망간광물 수반형’’으로 전체 함량의 평균 3.7-18.1% 이고, ‘‘유기물 및 황화광물 수반형’’은 전체 함량의 평균 1.6-13.4%, ‘‘탄산염광물 수반형’’은 전체 함량의 평균 0.0-12.0%, ‘‘양이온교환형’’은 전체 함량의 평균 0.0-12.6%이었다 (Table 5).
8%)로 알라샨 사막과 오도스 사막의 석영비율보다 낮았으나 타클라마칸 사막과 황토고원의 석영 비율과 유사한 구성 비율을 보였다. 또한 카올리나이트 구성 비율은 평균 5.8% (0.0-14.9%)로 알라샨 사막, 오도스 사막 및 타클라마칸 사막 및 황토고원에서의 구성 비율보다 크게 높은 것으로 나타났다.
미량원소 함량에 대한 변동계수 값은 주원소에 비교하여 상대적으로 큰 것으로 나타났으며, 미량원소에 대한 변동계수 값이 가장 큰 원소는 S이다 (Table 4). 연구대상 사막에서 채취한 토양시료의 미량원소 중 Ba, Rb, Pb, Ga, Li, Sr, Y, Cd, Cs, Sn, U 등의 원소들은 변동계수 값이 0.
이동도가 10% 미만인 1 그룹에 속하는 원소는 Sb, Sn, Zr, Rb, Cs, Th, 이동도가 20% 미만인 2그룹에 속하는 원소는 Ba, Cr, Li, V, Sc, 이동도가 30% 미만에 이르는 3 그룹 원소는 As, Y, Ni, Co, Mo, U, Zn, Sr 등이었다. 사막 토양에 함유되어 있는 Cu와 Pb의 이동도는 최대 30% 이상일 것으로 예측되며, Cd의 이동도는 평균 약 87%에 이른다. 그러므로 황사로 유입되는 사막 및 황토고원 토양에 함유된 Cd, Cu 및 Pb는 전체 함량의 상당부분이 지표수 등 수용액에 쉽게 용해되어 지표환경에 직접 영향을 미칠 수 있으며, 호흡을 통해 인간의 건강에도 악영향을 줄 수 있음을 지시한다.
알라샨 사막 토양에도 ‘‘탄산염광물 수반형’’으로 존재하는 Ca 함량 비율이 전체 함량의 50.5%로 가장 높았으며, 이외 “잔류형” 36.7%, ‘‘산화철망간광물 수반형’’ 4.7%, ‘‘양이온교환형’’ 6.5%, ‘‘유기물 및 황화광물 수반형’’ 1.6%이었다.
알라샨 사막, 오도스 사막 및 타클라마칸 사막의 석영 비율은 각각 평균 59.8%, 50.0% 및 48.2%로, 황토고원의 평균 38.9% 보다 훨씬 높은 비율을 나타내고 있다. 한편 방해석과 백운석의 경우에는 황토고원과 타클라마칸 사막에서 각각 평균 합계 16.
미량원소 함량에 대한 변동계수 값은 주원소에 비교하여 상대적으로 큰 것으로 나타났으며, 미량원소에 대한 변동계수 값이 가장 큰 원소는 S이다 (Table 4). 연구대상 사막에서 채취한 토양시료의 미량원소 중 Ba, Rb, Pb, Ga, Li, Sr, Y, Cd, Cs, Sn, U 등의 원소들은 변동계수 값이 0.5 이하로 시료채취 위치에 따른 함량의 변화가 가장 적은 원소들인 것으로 밝혀졌다. 또한 변동계수 값이 0.
이러한 결과를 보면, 사막토양이 황사로 장거리를 이동하여 국내에 유입되어 토양 및 수계환경에서 산성용액과 반응할 경우, 이동도가 가장 높은 원소는 Cd이며 전체 함량의 87%가 용해될 가능성이 있는 것으로 예측된다. 이는 Cd이 탄산염광물과 산화철망간광물로 존재하거나 수반되는 것에 기인한다.
4%를 차지하였다. 이러한 사막 토양에 존재하는 Cd의 존재형태 특성은 사막토양이 황사물질로 국내에 유입되어 토양 및 수계환경에 퇴적될 경우 Cd의 이동도가 다른 미량원소에 비교하여 매우 높을 것으로 예측되는 결과이며, 만일 황사물질 중 Cd 함량이 높을 경우 황사 기원의 유형에 상관없이 많은 양의 Cd이 황사로부터 용해되어 인간의 건강뿐 만아니라 토양과 수계환경에 매우 해로운 영향을 미칠 것으로 예측된다 (Table 5).
1%로, 황토고원과 타클라마칸 사막 토양이 약 4-8배 높은 함량을 보이고 있다 (Table 1). 점토광물+탄산염광물의 함량은 평균적으로 황토고원 21.8%, 타클라마칸 사막 15.4%, 오도스 사막 7.2%, 알라샨 사막 6.5%로, 황토 고원과 타클라마칸 사막 토양이 현저하게 높았고 석영, 장석 및 점토광물+탄산염광물의 삼각 다이아그램을 이용하여 도시한 결과, 점토광물+탄산염광물의 양으로 각 사막의 유형을 구분할 수 있었다 (Fig. 1).
주원소와 유사하게 일반적으로 황토고원의 토양시료가 다른 사막들의 토양시료보다 미량원소 함량이 높은 것으로 나타났다. 황토고원 토양시료에서 검출된 Cr, Cu, As, Co, Ni, Pb, Zn, Ga, Li, V, Th, Y, Cd, Cs, Sc, Sn, Ta 및 U 함량이 타클라마칸 사막, 알라샨 사막 및 오도스 사막 토양시료에서의 함량보다 각각 1.
타클라마칸 사막 토양에 존재하는 Ca는 ‘‘탄산염광물 수반형’’으로 존재하는 비율이 전체 함량의 75.9%로 가장 높았으며, 이외 “잔류형” 11.9%, ‘‘산화철망간광물 수반형’’ 9.4%, ‘‘양이온교환형’’ 1.7%, ‘‘유기물 및 황화광물 수반형’’ 1.1%이었다.
타클라마칸 사막, 알라샨 사막, 오도스 사막 등의 토양에 존재하는 Mn은 “잔류형”으로 존재하는 것이 전체함량의 54.2-74.9%으로 가장 높은 것으로 나타났으나, 황토고원 토양의 경우에는 35.0%만이 “잔류형”으로 존재하고, 함량이 가장 높은 형태는 ‘‘산화철망간광물 수반형’’으로 전체 함량의 55.4%이었다.
타클라마칸 사막, 황토고원, 알라샨 사막 및 오도스 사막 토양시료의 주원소 함량은 시료 채취 위치에 따른 함량변화가 크지 않았으나, 미량원소의 함량은 다소 차이가 있었다. 이는 바람에 의해 이동된 모래가 오랜 세월을 통하여 혼합됨으로써 토양시료의 채취 위치에 따른 화학특성의 변화가 없이 균질한 것으로 해석된다.
타클라마칸 사막, 황토고원, 알라샨 사막 및 오도스 사막에서 산출되는 광물은 석영, 장석류, 탄산염광물, 백운모, 녹니석, 각섬석, 적철석 등이나, 오도스 사막에서 채취한 토양시료에서는 이러한 광물이외에 견운모, 흑운모, 카올리나이트 및 몬모릴로나이트 등이 산출되었다 (Table 1).
타클라마칸 사막, 황토고원, 알라샨 사막 및 오도스 사막에서 채취한 토양시료의 미량원소에 대한 상관관계를 분석한 결과, Cr, Cu, As, Co, Ni, V, Y, Sc, Sn, Zn, Li, Th, U 등은 원소간에 서로 양의 상관관계를 보이고 있다 (Fig. 3). 이러한 결과는 이들 미량 원소들이 타클라마칸 사막, 황토고원, 알라샨 사막 및 오도스 사막에서 채취한 토양시료의 일차광물과 수반된 것임을 지시한다.
또한 이들 원소는 타클라마칸 사막, 알라샨 사막 및 오도스 사막에서 채취한 토양과는 달리 황토고원에서 채취한 토양의 Ti, Fe 및 Mn 함량이 뚜렷하게 높은 특징을 보이고 있다. 타클라마칸 사막과 알라샨 사막에서 채취한 토양의 Ti, Fe 및 Mn 함량은 좁은 범위 내에 집중적으로 분포하고 있으나, 오도스 사막에서 채취한 토양의 Ti, Fe 및 Mn 함량은 타클라마칸 사막과 알라샨 사막의 Ti, Fe 및 Mn 함량의 범위를 포함하면서 넓게 분포하고 있는 특징이 관찰되었다 (Fig. 2).
Na와 K의 평균 함량은 각각 오도스 사막 및 알라샨 사막 시료에서 가장 높았다. 한편 알라샨 사막과 오도스 사막 시료의 Ti, Al, Fe, Mn, Ca, K 및 P 함량은 유사한 것으로 밝혀졌으며, 이러한 결과는 알라샨 사막과 오도스 사막의 토양시료는 주원소 함량에 대해 지구화학적으로 유사한 특성을 갖는 것임을 지시한다 (Table 3).
1배) 등이었으나, Rb, Ga 및 Th 등은 낮은 함량을 보였다. 한편, Ba, Cu, Co, Pb, Zb, Li, S, Sr, Zr, Y, Cd, Sn 및 U 등의 원소들은 사막토양에서의 평균 함량과 관측지점 주변 토양에서의 함량이 거의 유사한 함량을 보였다 (Table 4).
한편, 사막토양의 미량원소 함량은 Fe의 함량과 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히, Pb, Zn, As, Cd, Cu, Ni, Cr, Co 등은 Fe와 상관도가 매우 높은 것으로 나타났다. 이러한 것은 사막토양에서 미량원소의 함량은 Fe 함량과 밀접하게 거동한다는 것을 지시하며, 특정한 지질학적 작용 (즉 풍화작용, 퇴적작용 등)에 의해 Fe 함량이 부화되면 Pb, Zn, As, Cd, Cu, Ni, Cr, Co 등의 함량도 동일한 비율로 부화됨을 의미한다.
황토고원 토양에서는 ‘‘산화철망간광물 수반형’’이 전체 Ca 함량의 39.3%로 가장 높은 함량 비율을 보이고 있으며, “잔류형”이 25.4%, ‘‘양이온교환형’’ 16.1%, ‘‘유기물 및 황화광물 수반형’’ 12.6%, ‘‘탄산염광물 수반형’’ 6.6%이었다.

후속연구

, 2004a, 2004b; Jeong, 2008; Jeong and Lee, 2010). 따라서 중국 공업지대에서 유래한 중금속 등 오염물질 외에도 발원지의 지질에 따른 자연적인 오염물질에 의한 영향도 고려해야 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	황사 발원지로는 어디가 있는가?	본 논문에서는 황사 발원지 (타클라마칸, 알라샨, 오도스 사막 및 황토고원) 토양 시료의 지구화학적 특성을 규명하고, 이들이 지표환경과 인체에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 중국 건조지역에서 채취한 토양 시료 내 주원소 함량의 공간적 변화는 각 지역별로 크지 않았으며, 이는 각 지역 내 토양이 오랜 기간 동안 바람에 의해 균질하게 혼합된 것으로 해석된다.
	중국 건조지역에서 채취한 토양 시료 내 주원소 함량의 공간적 변화가 지역별로 크지 않은 이유는 무엇으로 해석되는가?	본 논문에서는 황사 발원지 (타클라마칸, 알라샨, 오도스 사막 및 황토고원) 토양 시료의 지구화학적 특성을 규명하고, 이들이 지표환경과 인체에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 중국 건조지역에서 채취한 토양 시료 내 주원소 함량의 공간적 변화는 각 지역별로 크지 않았으며, 이는 각 지역 내 토양이 오랜 기간 동안 바람에 의해 균질하게 혼합된 것으로 해석된다. 한편 미량원소의 경우에는, 시료 채취 지점에 따라 미약한 함량의 차이를 나타낸다.
	황토고원 토양에서 다른 사막 토양에 비해 2~5배 높게 나타난 Mn의 존재형태는 무엇인가?	모든 사막 및 황토고원 토양의 Fe의 지구화학적 존재형태는 대부분 "잔류형 (85% 이상)"으로 나타났으나, Mn 및 Ca의 존재형태는 사막에 따라 존재형태의 차이가 현저하게 나타났다. Mn은 황토고원 토양에서는 "산화철망간광물 수반형 (55.4%)"이, 그리고 타클라마칸 사막에서는 "탄산염광물 수반형 (33.

참고문헌 (25)

Chun, Y.S., Cho, K.S., Kim, Y.H. and Lee, J.K. (2003) The Features of Asian Dust Events Originated in Keoeolchin Sandy Land. Journal of the Korean meteorological society, v.39, p.251-263.
Banerjee, A.D.K. (2003) Heavy metal levels and solid phase speciation in street dusts of Delhi, India. Environ. Pollut., v.123, p.95-105.

상세보기
Do, J.Y., Kim, K.W., Kim, Y.J. and Ryu, J.Y. (2009) Evaluation of deposited particulate on stone monuments in the national park area of Gyeongju, Korea. Journal of the Korean Physical Society, v.54, p.2055-2059.

상세보기
Hickey, M.G. and Kittrick, J.A. (1984) Chemical partitioning of cadmium, copper, nickel and zinc in soils and sediments containing high levels of heavy metals. J. Environ. Qual., v.13, p.372-376.

상세보기
Jeong, G.Y. (2008) Bulk and single-particle mineralogy of Asian dust and a comparison with its source soils. J. Geophys. Res., v.113, D02208, doi:10.1029/2007JD008606.

상세보기
Jeong, G.Y. and Lee, K.S. (2010) A mineral tracer toward high-resolution dust provenance on the Chinese Loess Plateau: SEM, TEM, and sulfur isotopes of sulfate inclusions in biotite. American Mineralogist, v.95, p.64-72.

상세보기
Jeong, G.Y., Hillier, S. and Kemp, R.A. (2011) Changes in mineralogy of loess-paleosol sections across the Chinese Loess Plateau. Quaternary Research, v.75, p.245-255.

상세보기
Kim, K-H., Kang, C-H., Ma, C-J., Lee, J-H., Choi, K-C. and Youn, Y-H. (2008a) Airborne cadmium in spring season between Asian dust and non-Asian dust periods in Korea. Atmospheric Environment, v.42, p.623-631.

상세보기
Kim, K.W., Do, J.Y., Kim, Y.J., Youn, M.Y. and Ryu, J.Y. (2008b) Measurement of Submicron Aerosols in the Urban Area of Seoul and in the National Park Area of Gyeongju Using PIXE Analysis. Journal of the Korean Physical Society, v.52, p.896-903.

상세보기
Kwon, Y.I., Lee, S.G., Yu, K.M., Shin, J.B. and Kim, K.H. (2004a) Geochemical characteristics of the surface sediments of Ordos and Alashan deserts, China: eolian sediment provenance and fingerprint. Journal of the Geological Society of Korea, v.40, p.119-132.
Kwon, Y.I., Lee, S.G., Kim, K.H., Shin, J.B. and Yu, K.M. (2004b) Geochemical characteristics of the surface sediments from the middle-to eastern Taklimakan desert, China. Journal of the Geological Society of Korea, v.40, p.383-393.
Kwon, Y.I., Shin, J.B. and Yu, K.M. (2004c) Scanning cathodoluminescence characteristics of the surface quartz grains of Ordos and Alashan deserts, China: eolian quartz provenance and fingerprint. Journal of the Geological Society of Korea, v.39, p.423-230.
KMA homepage (http://www.kma.go.kr), Korea Meteorological Administration.
Lee, J-T., Son, J-Y. and Cho, Y-S. (2007) A comparison of mortality related to urban air particles between periods with Asian dust days and without Asian dust days in Seoul, Korea, 2000-2004. Environmental Research, v.105, p.409-413.

상세보기
Lee, P.K., Yu, Y., Yun, S. and Mayer, B. (2005) Metal contamination and solid phase partitioning of metals in urban roadside sediments. Chemosphere, v.60, p.672-689.

상세보기
Lee, S.Y., Choi, H.K., Lee, K.J., Jung, J.Y., Hur, G.Y., Jung, K.H., Kim, J.H., Shin, C., Shim, J.J., In, K.H., Kang, K.H. and Yoo, S.H. (2009) The immune tolerance of cancer is mediated by IDO that is inhibited by COX-2 inhibitors through regulatory T cells. J. Immunother, v.32, p.22-28.

상세보기
Masatoshi Honda and Hiroshi Shimizu. (1998) Geochemical, mineralogical and sedimentological studies on the Taklimakan desert sands. Sedimentology, v.45, p.1125-1143.

상세보기
Oh, H.K., Lee, J.J., Lee, J.Y. and Park, J.H. (2007) Development of a Cultivation Method for Detecting Antibiotic Resistant Microorganisms from Various Water Samples. Journal of Korean Society of Civil Engineers, v.27, p.711-717.
Ro, C-U., Oh, K-Y., Kim, H-K., Chun, Y-S., Osan, J., de Hoog, J. and Grieken, R.V. (2001) Chemical speciation of individual atmospheric particles using low-Z electron probe X-ray microanalysis: characterizing "Asian Dust" deposited with rain water in Seoul, Korea. Atmospheric Environment, v.35, p.4995-5005.

상세보기
Shin, S.A., Han, J.S., Hong, Y.D., Ahn, J.Y., Moon, K.J., Lee, S.J. and Kim, S.D. (2005) Chemical Composition and Features of Asian Dust Observed in Korea (2000-2002). Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, v.21, p.119-129.
Sietronics (1996) SIROQUANT: A quantitative XRD software. Sietronics Pty Limited, Belconnen ACT, Australia.
Taylor, J.C. (1991) Computer programs for standardless quantitative analysis of minerals using the full powder diffraction profile. Powder Diffraction, v.6, p.2-9.

상세보기
Tessier, A., Campell, P.G.C. and Bisson, M. (1979) Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Anal.Chem., v.51, p.844-851.

상세보기
Wilkening, K.E., Barrie, L.A. and Engle, M.A. (2000) Trans-Pacific air pollution. Science, v.290, p.65-67.

상세보기
Youm, S.J. and Lee, P.K. (2008) Source Identification for Asian Dust Deposited on Domestic Area Using Sr-Nd Isotope Ratios in Spring, 2007. Econ. Environ. Geol., v.41, p.315-326.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

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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