[논문]토양 휴민(Humin)의 분자구조 특성과 Phenanthrene 흡착상수와의 상관관계에 대한 연구

이두희; 엄원숙; 신현상

doi:10.4491/ksee.2013.35.12.897

토양 휴민(Humin)의 분자구조 특성과 Phenanthrene 흡착상수와의 상관관계에 대한 연구
A Study on the Correlations between Molecular Structures of Soil Humins and Sorption Properties of Phenanthrene 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.35 no.12, 2013년, pp.897 - 905

이두희 (서울과학기술대학교 에너지환경대학원 에너지환경공학과) , 엄원숙 (서울과학기술대학교 환경공학과) , 신현상 (서울과학기술대학교 환경공학과)

초록
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본 연구에서는 불용성 토양 휴믹물질(HS)인 토양 휴민(Hu)을 대상으로 페난트린(PHE)과의 흡착상수($K_{OC}$, n)를 조사하였고, 각 휴민 분자의 물질특성과 흡착상수와의 상관관계를 조사하였다. 토양 휴민은 한라산 토양을 포함한 국내 5개 지역의 토양과 국제휴믹학회(IHSS) 표준토양 및 이탄토(Peat)에서 분리한 7종을 사용하였으며, 원소성분비 및 고체 $^{13}C$ NMR을 이용한 탄소형태별 분포(%) 등을 조사하였다. 토양 휴민은 알킬탄소를 주요 성분으로 하는 높은 지방족 탄소함량(57.1~72.3%)을 가진 분자구조 특성을 보였으며, 추출원별 알킬탄소의 함량($C_{Al-H,C}$, %)은 화강암 기원의 토양 Hu (26~42) > 화산재토양 기원의 HL Hu (23.9) > Peat Hu (14.0)의 순으로 나타났다. 토양 휴민의 물질특성과 PHE 흡착상수의 상관성 해석결과, 유기탄소 표준화분배계수($K_{OC}$, mL/g) 값은 알킬탄소 함량(%)과 높은 상관성($r^2$ = 0.77, p < 0.05)을 보인 반면, Freundlich plot을 통해 얻은 비선형 흡착상수(n)는 H,C-치환 방향족탄소 함량($C_{Ar-H,C}$, %)과 높은 상관성($r^2$ = (-)0.74, p < 0.05)을 보였다. $K_{OC}$ 값은 분자 극성도(PI, N+O)/C)와도 높은 상관성($r^2$ = (-)0.74, p < 0.1)을 보여, 분자극성도 값도 소수성유기물의 흡착능 예측에 유용한 물질특성 인자임을 확인하였다. 이상의 결과로 부터 토양휴민 분자 내 알킬탄소의 함량이 높거나, 분자극성도가 낮을수록 PHE의 흡착능이 증가하며, 방향족탄소 함량이 높을수록 흡착의 비선형성(nonlinear sorption)이 증가하는 경향이 있음을 알 수 있었으며, 이러한 토양 휴민의 PHE 흡착특성은 dual reactive mode 흡착모델에 적용하여 해석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, sorption coefficients (${\log}K_{OC}$, n) for the binding of phenanthrene (PHE) to soil humins, insoluble fraction of soil humc substances (HS), were determined and relationship between the sorption coefficients and structural characteristics of the soil humins were investigated. The soil humins used in the present study were isolated from 7 different soils including 5 domestic soils, an IHSS standard and a peat soil, and characterized by elemental analysis and CPMAS $^{13}C$ NMR method. $^{13}C$ NMR spectral features indicate that the soil humins are mainly made up of aliphatic carbons (57.1~72.3% in total carbon) with high alkyl-C moiety, and the alkyl-C contents ($C_{Al-H,C}$, %) was in order of granite soil Hu (26~42%) > volcanic ash soil, HL Hu (23.9%) > Peat Hu (14.0%). The results of correlation study show that a positive relationship ($r^2$ = 0.77, p < 0.05) between organic carbon normalized-sorption coefficients ($K_{OC}$, mL/g) and alkyl-C contents($C_{Al-H,C}$, %), while negative relationship ($r^2$ = (-)0.74, p < 0.05) between Freundlich sorption parameter (n) and H,C-substituted aromatic carbon contents ($C_{Ar-H,C}$, %). The magnitude of $K_{OC}$ values are also negatively well correlated with polarity index (e.g., PI, N + O)/C) ($r^2$ = (-)0.74, p < 0.1). These results suggest that the binding capacity (e.g., $K_{OC}$) for PHE is increased in soil humin molecules having high contents of alkyl-C or lower polarity, and nonlinear sorption for PHE increased as the H,C-substituted aromatic carbon contents ($C_{Ar-H,C}$, %) in the soil humins increased. The PHE sorption characteristics on soil humins are discussed based on the dual reactive mode of sorption model.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

6% vs 19~28%)에 기인한 것으로 판단된다. 이러한 토양 Hu과 PHE의 흡착특성에 대한 보다 일반화된 결론을 도출하기 위해 본 연구에서는 기존 문헌자료를 포함하여 토양 Hu의 물질특성 자료와 PHE 흡착상수(K_OC, n등)와의 상관성 분석을 수행하였다.

제안 방법

13C NMR 스펙트럼은 0~210 ppm의 범위에서 얻었으며, 정량분석을 위한 탄소형태별 영역의 설정은 국제휴믹학회의 제안에 따라 δ 0~50 (aliphatic H- and C-substituted carbons, CAl-H,C), δ 50~110 (aliphatic O-substituted carbons, CAl-O), δ 110~145 (aromatic H- and C-substituted carbons, CAr-H,C), δ 145~165 (aromatic O-substituted carbons, CAr-O), δ 165~210(carbonyl carbons, CCO) 등 5개의 영역으로 나누어 실시하였다.
30) 반응 후, 각 시료는 원심분리를 통해 상등액과 침전물을 분리하였으며, 상등액으로부터 500 µL의 분석시료를 채취하여 잔류하는 PHE의 농도를 HPLC(영인과학, UV730D)을 사용하여 측정하였다.
)를 사용하여 수행하였다. C, H 및 N의 분석은 약 2 mg의 분말 시료를 주석(Sn) 캡슐에 담아 1,000℃로 가열함으로서 연소 시에 발생하는 CO₂, H₂O 및 N₂ 가스의 양을 IR (infrared)과 TCD (thermo conductivity detector) 검출기로 측정하였다. O의 분석은 휴민시료 10 g을 오븐에서 450℃로 4시간 동안 가열하여 얻은 유기물 함량(Loss of ignition, LOI)을 이용하여 산정하였다.
C, H 및 N의 분석은 약 2 mg의 분말 시료를 주석(Sn) 캡슐에 담아 1,000℃로 가열함으로서 연소 시에 발생하는 CO₂, H₂O 및 N₂ 가스의 양을 IR (infrared)과 TCD (thermo conductivity detector) 검출기로 측정하였다. O의 분석은 휴민시료 10 g을 오븐에서 450℃로 4시간 동안 가열하여 얻은 유기물 함량(Loss of ignition, LOI)을 이용하여 산정하였다.
본 연구에서는 주요 토양유기물(SOM) 성분인 토양 휴민(Hu)을 대상으로 다양한 추출원에 따른 토양 Hu 분자의 구조적 특성분석(원소분석 및 ¹³C NMR 스펙트럼)과 페난트린(PHE)과의 흡착상수(K_OC, n)를 조사하였고, 물질특성-흡착상수의 상관성 해석을 통해 PHE 흡착반응에 영향을 미치는 토양 Hu의 주요 물질특성 인자를 도출하였다.
분리 분석은 Water사의 Supelcosil LC-18DB 컬럼(C18 4.6 × 150 mm, 5 µm particle size)을 이용하였으며, 254 nm 파장에서 UV 검출기를 이용하여 분석하였다.
이에 본 연구에서는 국제휴믹학회(IHSS) 표준토양과 이탄토(peat)를 포함한 국내 5개 지역의 토양시료부터 분리 · 추출한 토양 Hu을 대상으로 물질특성을 규명하고, PAHs의 모델 화합물로서 페난트린(Phenanthrene, PHE)을 선정하여 흡착상수(즉, Freundlich 흡착상수, 유기탄소 표준화 분배계수(Koc))를 도출하였다. 얻어진 PHE에 대한 흡착상수는 각 토양 Hu에 대하여 얻은 물질특성 자료(원소성분비, ¹³C NMR)와의 상관관계를 해석함으로서, PAHs의 흡착에 기여하는 Hu의 주요 물질특성 인자를 규명하였다.
원소성분비에 대한 보다 정확한 정보를 얻기 위해 탄소원자에 대한 소수원자의 비(H/C), 탄소원자에 대한 산소원자의 비(O/C)를 조사하였다. 그 결과, 토양 Hu에서의 H/C와 O/C 값은 각각 1.
0001)을 보였다. 이러한 결과는 높은 지방족성의 탄소구조를 가지는 토양 Hu의 경우, C_Al-C,H 함량이 소수성유기오염물질과의 반응성 예측에 주요 인자로 활용될 수 있음을 제시하며, 다음과 같은 상관식을 도출하였다.
이에 본 연구에서는 국제휴믹학회(IHSS) 표준토양과 이탄토(peat)를 포함한 국내 5개 지역의 토양시료부터 분리 · 추출한 토양 Hu을 대상으로 물질특성을 규명하고, PAHs의 모델 화합물로서 페난트린(Phenanthrene, PHE)을 선정하여 흡착상수(즉, Freundlich 흡착상수, 유기탄소 표준화 분배계수(Koc))를 도출하였다.
이러한 정제과정은 3회 반복하였으며, 각 HF 처리과정에서 자석막대에 부착된 자성입자는 주기적으로 제거하였다. 정제과정을 거친 휴민시료는 증류수로 세척한 후 최종적으로 동결 건조하여 분말상태의 최종 시료(즉, De-ashed humin)를 확보하였다. 토양 Hu의 자세한 분리 및 정제과정은 앞서 발표한 문헌에 상세히 기록되어 있다.
Hu시료의 정제는 Lipid와 용존성 SOM 성분이 제거된 잔류 토양시료를 대상으로 Preston과 Newman²²⁾이 제시한 불산(2% HF) 정제방법을 적용하였다. 즉, 잔류 토양 시료는 증류수로 충분히 세척한 후(세척액의 pH 5~6), 2% HF용액과 고액비 1 : 10 (g/mL)의 조건에서 혼합하여 2 hr 동안 자석막대(magnetic bar)로 교반하면서 수행하였다. 이러한 정제과정은 3회 반복하였으며, 각 HF 처리과정에서 자석막대에 부착된 자성입자는 주기적으로 제거하였다.
토양 Hu 시료의 원소분석은 CHNS-932, VTF-900 (LECO Co.)를 사용하여 수행하였다. C, H 및 N의 분석은 약 2 mg의 분말 시료를 주석(Sn) 캡슐에 담아 1,000℃로 가열함으로서 연소 시에 발생하는 CO₂, H₂O 및 N₂ 가스의 양을 IR (infrared)과 TCD (thermo conductivity detector) 검출기로 측정하였다.
토양 Hu과 페난트린(C₁₄H₁₀, PHE)과의 흡착반응 실험은 20 mL 용량의 serum bottle을 사용하여 회분식(batch test)으로 수행하였다. PHE는 Aldrich 사(purity > 97%)에서 구입하여 별도의 정제과정 없이 사용하였으며, 모용액(1.
이는 불용성 HS인 토양 Hu 분자는 SOM의 전구체인 다양한 생체고분자 물질의 휴믹화(humification) 과정에서 잔류성이 높은 소수성의 지방족 탄소구조 단위(즉, microbial lipid, plant waxes 등)가 주요 구조단위로 포함되어 있음을 제시한다. 토양 Hu의 물질특성-흡착상수의 상관성 해석결과, 알킬탄소 함량(C_Al-H,C) 및 분자극성도(PI, (N + O)/C) 등이 흡착친화력(K_OC 값)의 예측에 활용될 수 있는 주요 물질 특성인자(즉, molecular descriptors)를 확인하였다. 즉, 토양 Hu 분자 내 알킬탄소함량(%)이 높을수록 그리고 분자극성도가 낮을수록 소수성유기물에 대한 흡착친화력(K_OC 값)이 증가하였다.

대상 데이터

PHE는 Aldrich 사(purity > 97%)에서 구입하여 별도의 정제과정 없이 사용하였으며, 모용액(1.0 mg/L, pH 6.0)은 과량을 녹여 포화용액을 만든 후, 0.45 µm 필터(MFS, JPO50)로 여과하여 조제하였다.
1BS102M)과 ACADIAN PEAT MOSS Ltd.에서 구입한 캐나다산 이탄토(Sphagnum peat moss)로부터 추출하여 사용하였다. 여기서, 한라산 지역의 화산재 토양(volcanic ash soil)은 강열감량법(LOI)으로 측정한 유기물 함량(OM)이 42.

이론/모형

^15,19) 알칼리 추출은 용존성 HS(휴믹산, 풀빅산 등)을 포함한 용존성 SOM을 제거하기 위한 과정으로서, 질소(N₂) 분위기 하에서 이루어졌으며, 알칼리 추출액이 색도를 띠지 않을 때까지 5회 이상 반복하였다. Hu시료의 정제는 Lipid와 용존성 SOM 성분이 제거된 잔류 토양시료를 대상으로 Preston과 Newman²²⁾이 제시한 불산(2% HF) 정제방법을 적용하였다. 즉, 잔류 토양 시료는 증류수로 충분히 세척한 후(세척액의 pH 5~6), 2% HF용액과 고액비 1 : 10 (g/mL)의 조건에서 혼합하여 2 hr 동안 자석막대(magnetic bar)로 교반하면서 수행하였다.
999로 높은 결정계수(r²)의 Freundlich plot을 얻었으며, 기울기와 절편 값으로부터 각각 등온 흡착 비선형상수(isotherm nonlinearity) n과 흡착 친화력상수(sorption affinity) K_f는 구하여 Table 3에 제시하였다. 또한, 토양 Hu과 PHE와의 흡착세기의 정확한 비교를 위하여 Freundlich 실험결과(초기 선형부분의 자료)를 식 (5)의 선형분배식에 대입하여 분배계수(K_d, mL/g)를 얻었고, 이로부터 유기탄소 표준화 분배계수(K_OC = K_d/f_OC)값을 도출하여 Table 3에 함께 제시하였다.
토양 Hu시료와 PHE의 흡착실험 결과는 다음의 선형 등온식(linear isotherm) 및 Freundlich 등온식에 적용하여 해석하였고, 흡착특성 인자(K_f, n, K_d, K_OC)를 도출하였다.^14,24) 식 (1)은 소수성오염물질의 토양흡착에 흔히 적용하는 Freundlich 등온식이며, 실험결과는 식 (2)의 log C_e(x-축)에 대한 log q_e(y-축)의 plot을 통하여 해석하였고, 기울기(slope)와 절편으로부터 각각 Freundlich 흡착상수 n과 K_f 값을 구하였다.
토양 Hu의 분리는 2 mm 체로 거른 토양시료를 대상으로 Soxhlet 추출(CHCl₃:MeOH (1:3, v/v))을 통하여 Lipid 성분을 제거한 후, 국제휴믹학회(IHSS)의 표준절차서에 따라 알칼리(0.1 M NaOH) 추출법을 사용하여 수행하였다.^15,19) 알칼리 추출은 용존성 HS(휴믹산, 풀빅산 등)을 포함한 용존성 SOM을 제거하기 위한 과정으로서, 질소(N₂) 분위기 하에서 이루어졌으며, 알칼리 추출액이 색도를 띠지 않을 때까지 5회 이상 반복하였다.

성능/효과

이는 용존성 HS(즉, HA)가 리그닌(lignin) 등에서 유래하는 페놀계의 방향족 탄소구조 성분(즉, C_Ar-O)을 높게 포함하는 것과는 달리, 토양 Hu에서는 보다 소수성을 띠는 방향족 탄소 형태(즉, C_Ar-H,C)가 더 높게 존재함을 의미한다.¹⁷⁾ 이상의 결과로부터 토양 Hu 분자는 기존의 용존성 HA에 비교해 높은 지방족성(aliphatic-rich)의 분자구조 특성을 가짐을 알 수 있으며, 이는 앞서 원소성분비 분석결과에서의 H/C 비교 결과와도 일치한다. 이러한 추출원별 토양 Hu의 분자구조 특이성에 대한 분석결과는 기존에 연구가 부족했던 불용성 SOM 성분의 물질특성에 대한 기초자료 확보 및 소수성유기오염물질의 토양 흡착을 해석하는 데 유용한 자료가 된다.
1%로 일반 화강암 토양(2~9%)에 비교해 높은 특성을 가진다.¹⁹⁾ IHSS 토양 시료는 국제 표준시료로서 널리 사용되며,²⁰⁾ 이탄토의 경우 유기물 함량(OM)이 약 95% 이상(w/w)으로 생성기원이 일반토양과는 다른 특이성을 가진다.²¹⁾
24) 토양 Hu 분자 내 알킬탄소(CAl-H,C)의 함량은 화강암 기원의 토양 Hu (26~42%) > 화산재토양 기원의 HL Hu (23.9%) > Peat Hu (14.0%)의 순으로 나타났다.
Hu 시료의 탄소구조 분석을 위한 13C NMR 스펙트럼은 CP/MAS (Cross polarization-magic angle spining)법을 이용한 고체 NMR (Brucker Advance II, 500 MHz)를 이용하여 측정하였다, 분석조건은 90° 펄스(4.5 µs), 1.5 ms의 접촉시간, 5 s의 수집시간(acquisition time), 12 kHz의 로터 회전속도이었으며, 정성적으로 양호한 신호 대 잡음비(S/N)를 가진 스펙트럼을 얻기 위해 1.5 × 104번의 주사신호(FIDs)와 100 Hz의 선폭 증가함수(line broadening function)가 곱하여졌다.
원소성분비에 대한 보다 정확한 정보를 얻기 위해 탄소원자에 대한 소수원자의 비(H/C), 탄소원자에 대한 산소원자의 비(O/C)를 조사하였다. 그 결과, 토양 Hu에서의 H/C와 O/C 값은 각각 1.3~3.2와 0.5~1.5의 범위로서, 문헌에 보고된 용존성 토양 HS(HA, FA)의 원소성분비 분포(H/C = 0.5~1.6, O/C = 0.3~0.9) 보다 높게 나타났다(Table 1). 일반적으로 H/C 값이 높을수록 유기물질의 지방족성(aliphaticity)이 높음을 고려할 때,¹⁵⁾ 이러한 결과는 토양 Hu이 용존성 HS 성분에 비하여 상대적으로 -CH₂, -CH₃ 등의 지방족성 탄화수소 성분을 높게 포함하고 있음을 제시한다.
그림에서 볼 수 있듯이 IHSS HA가 지방족 탄소(δ 0~110)에 비교해 방향족 탄소영역(δ 110~165)에서 상대적으로 높은 분포함량(37.1% vs 46.1%)을 보인 반면, 토양 Hu은 전체적으로 알킬탄소(CAl-H,C, δ 0~50)와 탄수화물 탄소(CAl-O, δ50~110)를 포함한 높은 지방족 탄소함량(57.1~72.3%)을 가진 분자구조 특성을 보였다.
즉, 토양 Hu 분자 내 알킬탄소함량(%)이 높을수록 그리고 분자극성도가 낮을수록 소수성유기물에 대한 흡착친화력(K_OC 값)이 증가하였다. 반면, 토양 Hu의 방향족탄소는 흡착친화력과는 상관성이 낮은 반면, 소수성유기물의 비선형 흡착(non-linear sorption)에 관여하는 주요 물질특성인자로 작용함을 확인하였다. 이러한 토양 Hu 분자에서의 방향족탄소와 지방족 탄소에서의 흡착특성의 차이는 기존에 SOM과 소수성 유기물의 흡착해석에 널리 적용된 dual reactive mode 흡착 모델의 해석과도 일치하였다.
본 연구를 통해 토양 Hu 분자는 기존의 용존성 HS(휴믹산, 풀빅산)과는 달리 파라핀계열의 알킬탄소(C_Al-H,C)를 포함하는 높은 지방족성(aliphaticity)의 분자구조 특성을 가짐을 확인하였다. 이는 불용성 HS인 토양 Hu 분자는 SOM의 전구체인 다양한 생체고분자 물질의 휴믹화(humification) 과정에서 잔류성이 높은 소수성의 지방족 탄소구조 단위(즉, microbial lipid, plant waxes 등)가 주요 구조단위로 포함되어 있음을 제시한다.
Table 1은 토양 Hu에 대한 원소분석 결과를 나타낸 것이다. 소수성유기물의 토양흡착에 주요 역할을 담당하는 토양 Hu의 유기탄소(OC, %) 함량은 3.5~37.3%의 범위에서 추출원에 따라 큰 차이를 보였다. 화산재 토양인 HL Hu에서는 37.
원소성분비(H/C, O/C 및 (N + O)/C)와 흡착상수와의 상관성 해석 결과, H/C와는 유의미한 상관성을 보이지 않았으나, 분자극성도(PI)와는 상관계수(r2)가 -0.74 (p < 0.1)로서 토양 Hu의 분자극성도가 증가할수록 log KOC 값이 감소하는 경향성을 나타냈다(Fig. 3).
25로 지역에 따른 큰 차이를 보였다. 이러한 결과는 기존의 용존성 HS(즉, HA)가 높은 방향족 탄소구조 특성을 가지는 것과는 달리, 토양 Hu 분자는 ~30 ppm 피크를 중심으로 한 파라핀 계열의 poly-methylene (-CHn-) 알킬탄소(C_Al-H,C)와 ~78 ppm의 피크를 중심으로 한 cellulose와 hemicellulose 구조단위로 구성된 탄수화물 탄소(C_Al-O)가 주요한 탄소골격을 이루고 있음을 알 수 있다.^15,22)
토양 Hu의 물질특성-흡착상수의 상관성 해석결과, 알킬탄소 함량(C_Al-H,C) 및 분자극성도(PI, (N + O)/C) 등이 흡착친화력(K_OC 값)의 예측에 활용될 수 있는 주요 물질 특성인자(즉, molecular descriptors)를 확인하였다. 즉, 토양 Hu 분자 내 알킬탄소함량(%)이 높을수록 그리고 분자극성도가 낮을수록 소수성유기물에 대한 흡착친화력(K_OC 값)이 증가하였다. 반면, 토양 Hu의 방향족탄소는 흡착친화력과는 상관성이 낮은 반면, 소수성유기물의 비선형 흡착(non-linear sorption)에 관여하는 주요 물질특성인자로 작용함을 확인하였다.
추출원별 Hu 시료의 방향족 탄소에 대한 지방족 탄소함량 비(즉, ΣCAlip/ΣCAr)를 비교했을 때, IHSS Hu이 1.96으로 동일기원인 IHSS HA (0.81)에 비교해 약 2.5배 높았으며, Peat Hu을 포함한 국내 토양 Hu에서도 ΣCAlip/ΣCAr비는 3.0~5.3으로 높은 지방족성 탄소구조를 가지고 있었다.
토양 Hu의 방향족 탄소영역(δ110~165)에서는 H,C-치환 방향족 탄소(CAr-H,C) 함량이 13.2~29.7%, O-치환 방향족 탄소(CAr-O) 함량이 3.7~8.7%로서 HA에 비교해 전체 방향족 탄소 중 O-치환 방향족 탄소함량이 차지하는 비율이 상대적으로 낮은 특징을 보였다.
한편, PHE에 대한 Freundlich 흡착 비선형상수 n과 탄소 형태별 분포함량(%)과의 상관관계를 해석한 결과, Fig. 6에서 볼 수 있듯이 H,C-치환 방향족 탄소(CAr-C,H) 함량과 양호한 음(-)의 상관성을 보였다(r2 = -0.74, p < 0.1).
3%의 범위에서 추출원에 따라 큰 차이를 보였다. 화산재 토양인 HL Hu에서는 37.3%의 높은 유기탄소 함량을 보였으며, 화강암 기원의 토양에서는 KS Hu이 11.9%이었으며, 타 지역 Hu의 경우 3.5~7.4%의 유기탄소함량을 나타냈다. 특히, 비교물질로 사용한 Peat Hu에서는 48%의 높은 유기탄소 함량을 나타냈다.

후속연구

27)로서 유의미한 상관성을 보이지 않았다. 따라서 PHE의 비선형 흡착에 대한 Hu의 지방족 탄소구조의 역할에 대하여는 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
블랙카본은 소수성 오염물질과 높은 친화력을 가지며 비가역 흡착 반응을 유발하는 주요 물질로 알려져 있어 토양 Hu 성분에 대한 보다 깊은 연구가 요구된다. 또한, 토양 Hu은 생성 환경에 따라 혼합유기물 성분의 응결(aggregation) 및 구조적 형태(conformation)가 다를수 있기 때문에 다양한 생성 기원의 휴민을 대상으로 한 체계화된 연구가 필요하다.
본 연구에서 제시한 추출원에 따른 토양 Hu의 13C NMR 분석 자료는 추출 · 분리 등의 어려움으로 기존 연구에서 부족했던 불용성 SOM의 물질특성에 대한 비교자료로 활용가능하며, 페난트린 흡착상수(KOC, n)와 물질특성과의 상관성 해석결과는 기존 문헌에서 발표된 흡착상수 자료와 함께 DB화함으로서 소수성유기 오염물질의 토양흡착과 분포에 SOM이 미치는 영향과 거동 특성 평가에 유용한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
8)로서 약 2~3배 낮게 나타냈다. 이상의 원소성분비 분석결과는 토양 Hu과 PHE과의 반응성 해석에 유용한 지표 인자로 활용될 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	휴믹물질이란 무엇인가?	휴믹물질(humic substances, HS)은 토양 및 지하수 중에서 가장 흔히 발견되는 대표적인 SOM이다. HS의 함량은 일반적으로 전체 SOM의 50~80%를 차지하는 것으로 알려진다.
	휴믹물질은 어떻게 분류되는가?	HS의 함량은 일반적으로 전체 SOM의 50~80%를 차지하는 것으로 알려진다.15) HS은 다양한 기원의 유기화합물이 휴믹화(“humification”)라 불리는 생물적 · 무생물적 과정을 통하여 생성되는 불균질 유기물 복합체로서, pH에 따른 용해도에 따라 휴믹산(humic acid)과 풀빅산(fulvic acid) 및 휴민(humin, Hu) 등으로 분류된다. 특히, 토양 휴민(Hu)은 산과 알칼리의 모든 pH 조건에서 불용성을 띠는 HS 성분으로서 분자량이 크고 안정화된 물질이어서 토양에 유입된 소수성유기오염물질의 흡착과 고정화 반응에 주요 역할을 한다.
	PAHs란 무엇인가?	토양 및 지하수내에 존재하는 소수성(hydrophobic) 유기오염물질은 낮은 용해도로 인해 토양 입자에 흡착되거나 비수용성으로 잔류하면서 오랜 기간을 통해 주변 지하수를 오염시키는 오염원으로 작용한다.1) PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons)는 대부분이 강한 독성과 잔류성을 지닌 대표적인 소수성유기오염물질로서2,3) 토양에 노출된 PAHs의 분포와 거동은 토양 입자와의 흡·탈착과정에 크게 영향을 받는다. 특히, 토양유기물(soil organic mater, SOM)과의 상호작용을 통한 흡착(sorption)과 분배는 PAHs와 같은 소수성 유기오염물질의 토양 내 분포와 거동 특성에 영향을 미치는 주요 요인으로 알려진다.

참고문헌 (30)

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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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