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문제 정의
- 따라서, 본 연구는 서울시민의 건강과 한강둔치 생태계에 영향을 미치는 둔치 토양에 대한 지속적인 모니터링 및 토양오염도(중금속)를 측정함으로써 서울시 보건환경 정책의 기초자료로 제공하는 것과 개정 전 토양 중금속 분석법과 개정 후 분석법에 대한 결과 비교에 목적이 있다.
- 본 연구는 서울 한강둔치 및 안양천 주변토양, 퇴적토의 중금속 함량을 조사한 결과로 다음과 같은 결론을 도출하였다.
제안 방법
- 각각의 지점에서 채취된 시료에 대하여 중금속(As, Cd, Cr6+, Cu, Pb) 농도를 분석하여 토양환경보전법 토양오염 우려기준(2지역)을 적용하여 각 지점에 대한 토양오염 실태를 파악하였다. 재조사 분석에 있어서 이전 조사(Lee et al.
- 5로 조정한 후, 디페닐카르바지드법을 사용하여 시료를 처리한다. 분석은 크롬표준용액 검량선 작성 후, UV-Spectrophotometer(Agilent 8453, USA)로 분석하였다(Ministry of Environment, 2009).
- 1 N HCl 50 mL을 주입하였다. 시료가 담겨있는 삼각플라스크는 교반기를 사용하여 1시간 동안 100 rpm 으로 교반시킨 후, Whatman No. 42 여과지로 여과하여 ICP-AES(Inductively Coupled Plasma, Leeman Labs, Inc., USA)로 분석하였다(Ministry of Environment, 1999).
- 여액 20 mL에 5% ascorbic acid(2 mL), 5% potassium iodide(2 mL), HCl(6 mL)을 첨가하여 전처리 과정을 거친후, 0.6% sodium borohydride를 시료와 같이 주입하여 ICP로 분석하였다(Ministry of Environment, 1999).
- 위의 조사는 서울한강 전체 지역이 아닌 국한된 지역 조사로써 그 한계가 있다고 판단되어 2006년도에 실시한 한강둔치 토양오염도 현황조사 수행지역을 제외한 강서, 안양, 난지, 망원 및 이촌지구와 더불어 2006년에 실시되었던 광나루와 잠원지구(강우 시 지속적인 범람이 발생되는 지역)의 범람 후 퇴적토를 재조사하여 비교·분석하였다.
- 토양오염 공정시험방법에 따라 토양시료를 채취하기 위해서 표층 약 5 cm를 걷어낸 후, 모종삽을 이용하여 zipper bag에 담아 보관하였다. 채취한 시료는 직사광선이 닿지 않고 바람이 잘 통하는 곳에서 2일 동안 풍건시킨 뒤, 0.
- 풍건 토양을 1g씩 취하여 100 mL의 beaker에 넣은 후, 왕수(HNO3 : HCl = 1 : 3)를 첨가하여 hot plate의 온도가 125 ℃가 되도록 한 후, cover glass를 씌워 가열하고 냉각 및 가열을 반복한 뒤 시료가 젤상태(dryness)로 변화하면 0.1 M HNO3 20 mL로 세척하여 Whatman No. 40여과지로 여과한 후 ICP-AES로 분석하였으며, 분석 시 As, Cu, Cd, 및 Pb의 standard metal solution은 1,000 mg/L의 stock solution을 희석하여 사용하였다(Ministry of Environment, 2009).
대상 데이터
- 시료는 2011년 3월부터 10월에 걸쳐 한강 둔치지역 중 마포구∼강서구를 대상으로 많은 시민이 모이는 위락시설 주변의 둔치 토양을 선정하여 5개 지역, 30개 지점에서 채취하였으며, 별도로 2006년에 실시되었던 광나루와 잠원지구의 범람 후 퇴적토를 각각 2곳에서 채취 후 재조사 하여 비교·분석하였다. 1개의 시료채취지점에 대해 한강변에 가까운 곳, 중간, 그리고 도로변 등 3곳으로 나누어 시료를 채취하였으며, 각 지점에서 3회에 걸쳐 시료를 채취하였다. 시료는 광나루와 잠원지구의 퇴적토 시료를 4개 포함하여 총 274개의 시료를 채취·분석하였다.
- 시료는 2011년 3월부터 10월에 걸쳐 한강 둔치지역 중 마포구∼강서구를 대상으로 많은 시민이 모이는 위락시설 주변의 둔치 토양을 선정하여 5개 지역, 30개 지점에서 채취하였으며, 별도로 2006년에 실시되었던 광나루와 잠원지구의 범람 후 퇴적토를 각각 2곳에서 채취 후 재조사 하여 비교·분석하였다.
- 시료는 광나루와 잠원지구의 퇴적토 시료를 4개 포함하여 총 274개의 시료를 채취·분석하였다.
- 토양오염 공정시험방법에 따라 토양시료를 채취하기 위해서 표층 약 5 cm를 걷어낸 후, 모종삽을 이용하여 zipper bag에 담아 보관하였다. 채취한 시료는 직사광선이 닿지 않고 바람이 잘 통하는 곳에서 2일 동안 풍건시킨 뒤, 0.15 mm의 표준체(100 mesh)로 여과하였다(Ministry of Environment, 2009).
이론/모형
- 분해 후 방냉하여 Whatman No. 40 여과지로 여과한 후, HNO3(5 M)으로 여액을 pH 7.5 ± 0.5로 조정한 후, 디페닐카르바지드법을 사용하여 시료를 처리한다.
성능/효과
- 2) Cd의 경우 그 농도가 5월에서 8월로 갈수록 증가하다가 다시 10월로 갈수록 감소하는 경향을 보임을 알 수 있다. 이는 Cu가 토양 내에서 Zn 및 Cd의 흡착을 저해하며 Cu와 Zn은 Cd의 흡착을 저해한다는 Kuo and Baker(1980) 등의 토양 중금속 흡착실험 결과와 유사하였다(Kim et al.
- 3) 범람 후 퇴적토 분석 결과 잠원 지역의 경우 개정전 분석방법결과 2006년에서 2011년으로 갈수록 중금속 농도가 증가한 것을 알 수 있었다. 이는 토양오염우려기준(나지역)의 25% 미만으로 2010년에 발표한 2005~2009년의 전국 평균 토양오염도(중금속) 공원 및 체육용지 부문 결과와 상이한 것을 알 수 있었고(Ministry of Environment, 2010), 광나루 지역의 경우 개정 전 분석방법으로 분석한 결과 2006년보다 2011년 채취시료의 중금속 농도가 감소한 것을 알 수 있었다.
- 4) 1~3차 시료채취·분석 결과에서 2차 시료분석 전·후로 하여 토양 내 중금속농도의 확연한 변화가 생긴 원인으로는 주변의 고가도로변 등 비점오염원으로부터 유입 되는 비점오염물질(중금속)이 토양 내에 흡착되어 있다가 여름철 집중호우 때 강수에 의한 토양 내 중금속 이온이용탈되어 중금속 함량이 확연히 저감되는 것으로 판단된다.
- 또한, 같은 시료를 개정 후의 분석방법인 왕수(HNO3 : HCl = 1 :3)를 이용한 추출방법을 이용하여 분석을 실시하였는데, 이는 자연환경에서 유해 중금속이 무기 형태로 존재하는 경우를 포함한 전함량 분석방법으로써 오염확산의 정도 예측이 가능한 방법으로 알려져 있다(Jeon, 2013). 그 결과 개정 전 방법의 농도보다 증가된 수치를 보임을 알 수 있었다. 이는 앞서 언급한 중금속이 토양 내에 무기형태로 존재하는 경우를 포함한 전함량 분석방법이기 때문으로 판단된다.
- 다른 중금속 이온들의 경우, 계절 및 시간이 지날수록 토양 내 농도가 지속적으로 감소함을 볼 수 있었지만, Cd의 경우 그 농도가 5월에서 8월로 갈수록 증가하다가 다시 10월로 갈수록 감소하는 경향을 보임을 알 수 있었다. 이는 Cu가 토양 내에서 Zn 및 Cd의 흡착을 저해하며 Cu와 Zn 은 Cd의 흡착을 저해한다는 Kuo and Baker(1980) 등의 토양 중금속 흡착실험 결과와 유사하였다(Kim et al.
- 따라서, 한강둔치의 토양중금속 농도가 한강수계로부터큰 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.
- , 1994). 이러한 기존의 연구들을 고려해 볼 때, Cd이 토양내 중금속의 흡착선호도와 경쟁관계에서 최하위 성분인 것과 어느 정도 관계가 있을 것으로 판단되며, 집중호우가 지난 후인 8월 이후에는 다른 중금속 이온들과 마찬가지로 강우에 의한 확산으로 인한 농도 감소로 판단된다.
후속연구
- 따라서, 향후 강우 시 비점오염원에 의한 한강수계 및 토양오염과의 상관관계에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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