[논문]바이오매스 회분 혼합에 따른 토양 내 중금속 (Ni, Cr) 안정화

강구; 박성직; 홍성구

doi:10.5389/ksae.2016.58.3.039

바이오매스 회분 혼합에 따른 토양 내 중금속 (Ni, Cr) 안정화
Stabilization of Heavy Metal (Ni, Cr) in Soil Amended with Biomass Ash 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.58 no.3, 2016년, pp.39 - 46

강구 (Graduate School of Future Convergence Technology, Hankyong National University) , 박성직 (Department of Bioresources and Rural systems Engineering, Hankyong National University) , 홍성구 (Department of Bioresources and Rural systems Engineering, Hankyong National University)

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the potential use and the effectiveness of biomass ashes for the stabilization of heavy metals in soil through a series of experiments. The ashes used for the experiments were obtained from the gasification of biomass including miscanthus and woodchips. The amounts of nickel and chromium released from the soil and ash mixture were analyzed. Chemical analysis showed that the ash contained unburned carbon as well as silica and alkali metals. Miscanthus ashes have C (83.400 %) > Si (9.040 %) > K (3.180 %) > Ca (1.800 %), and woodchip ashes have C (93.800 %) > Ca (2.220 %) > Fe (1.370 %) > K (1.200 %). KSLT and TCLP test results implied that the heavy metal concentrations were below the environmental standards and would not impose the risks. The results also showed that Ni releases were more limited as more ashes were mixed with the soil due to the increases in exchangeable, carbonate, and oxide nikels. Both miscanthus and woodchip ahses were effective in stabilizing nickel and chromium through mixing with the soil. It could be seen that ashes produced from biomass gasification can be used to stabilize the heavy metals in soils.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구에서는 바이오매스 회분의 토양 내 중금속 (Ni, Cr)안정화 효율을 평가하기 위하여 초본류 바이오매스인 억새 (miscanthus)와 목질계 바이오매스인 침엽수 우드칩 (woodchip) 회분을 제조한 후 그 특성을 평가하였고, 농경지 토양과 바이오매스 회분을 혼합하여 토양 내 중금속 안정화 특성에 대하여 살펴보았다.

제안 방법

토양 내 중금속 안정화 처리 실험은 대상 농경지 토양과 안정화제로 억새 회분 (Miscanthus ash)과 우드칩 회분 (Woodchip ash)을 혼합하고 숙성 과정을 통해 수행하였다. 농경지 토양 100 g에 대하여 질량 대비 0.1, 0.5, 1 %의 억새 회분과 우드칩 회분을 각각 첨가하였으며, 첨가 후에는 충분한 교반을 통해 균질한 상태가 될 수 있도록 하였다. 시료는 밀봉 후 대기온도에서 약 56일 동안 반응시켰으며, 반응 1, 2, 4, 8주 간격으로 시료를 채취하여 풍건 후 분석에 사용하였다.
바이오매스 회분 혼합에 따른 토양 내 Cr의 안정화 효율을 평가하기 위하여 토양의 0.1, 0.5, 1 %비율로 혼합한 후 존재형태 변화를 각 1, 2, 4, 8주별로 분석하여 Fig. 2에 제시하였다.
가. 바이오매스 회분 혼합에 따른 토양 내 Ni 존재형태 변화바이오매스 회분 혼합에 따른 토양 내 Ni의 안정화 효율을 평가하기 위하여 토양의 0.1, 0.5, 1 %비율로 혼합한 후 존재형태 변화를 각 1, 2, 4, 8주별로 분석하여 Fig. 1에 제시하였다.
제조된 바이오매스 회분 (억새, 우드칩)은 425 μm 크기 이하로 체가름 하여 실험에 사용하였다. 바이오매스 회분의 pH와 전기전도도는 증류수와 1:5 비율로 혼합한 후 pH/EC meter로 측정하였고, 회분의 화학적 특성을 파악하기 위하여 XRF (X-ray fluorescence spectroscopy S8 Tiger 4K, Bruker, Germany)분석을 실시하였다. 마지막으로 바이오매스 회분의 중금속 용출정도를 알아보기 위하여 국내 폐기물 용출시험법인 KSLT (Korea standard leaching test)와 미국 EPA용출시험법인 TCLP (toxicity characteristic leaching procedure, method 1311) 법을 적용하여 바이오매스 회분의 중금속 용출 정도를 평가하였다 (USEPA, 1999; Ministry of Environment, 2014).
바이오매스 회분의 제조를 위하여 고온전기로 (High temp electric furnace, IH H&C, UP-350, Korea)에 억새와 우드칩을 각각 1 kg씩 넣고 1000 °C에서 1 hr 동안 반응시켰다.
바이오매스 회분의 혼합에 따른 토양 내 중금속 (Ni, Cr)안정화 효율을 평가하기 위하여 초본류인 억새와 목질계인 침엽수 우드칩의 회분을 제조한 후 그 특성을 평가하였고, 농경지 토양과 바이오매스 회분을 혼합하여 토양 내 중금속 안정화 특성에 대해서 살펴보았다. 그 결과 바이오매스 회분의 화학적 특성은 Fe, Al, Si 등을 많이 함유하고 있어 중금속 흡착 및 고정화 효과를 가질 가능성이 크며, pH 측정 결과 알칼리성을 띄고 있어 중금속의 수산화물 (hydroxides) 침전을 도모해 중금속 안정화제로서의 활용 가능성을 보여주고 있는 것으로 판단할 수 있었다.
부산물인 바이오매스 회분의 중금속 용출정도를 평가하기위하여 국내 및 미국의 중금속 용출시험법인 KSLT와 TCLP분석을 수행하였고 그 결과를 Table 3에 나타내었다. KSLT 분석결과 억새 회분은 As, Cd의 용출이 없었고, Cu, Pb, Cr⁶⁺ 의 용출이 각 0.
5, 1 %의 억새 회분과 우드칩 회분을 각각 첨가하였으며, 첨가 후에는 충분한 교반을 통해 균질한 상태가 될 수 있도록 하였다. 시료는 밀봉 후 대기온도에서 약 56일 동안 반응시켰으며, 반응 1, 2, 4, 8주 간격으로 시료를 채취하여 풍건 후 분석에 사용하였다. 농경지 토양에 존재하는 Ni, Cr의 존재형태는 Tessier et al.
연속추출법은 총 5단계의 추출단계로 이온교환 형태 (exchangeable fraction), 탄산염 형태 (carbonate fraction), 철 망간 산화물 형태 (oxide fraction), 유기물 결합 형태 (organic fraction), 마지막으로 잔류물 형태 (residual fraction)로 구분된다 (Tessier et al, 1979). 추출 용액의 분석은 filter paper (NO.6, Whatman, USA)로 여과 후 ICP-OES (PerkinElmer, Optima 8300, USA)로 측정하였다.
토양 내 중금속 안정화 처리 실험은 대상 농경지 토양과 안정화제로 억새 회분 (Miscanthus ash)과 우드칩 회분 (Woodchip ash)을 혼합하고 숙성 과정을 통해 수행하였다. 농경지 토양 100 g에 대하여 질량 대비 0.
토양에 존재하는 Ni, Cr의 총량은 풍건시료 1 g에 HNO3 0.5 ml, HF 5 ml, HCl 2 ml를 넣고 140 °C에서 2시간 동안 분해 후 ICP-OES (PerkinElmer, Optima 8300, USA)로 측정하였다.
토양의 유기물 함량 (organic matter, OM)은 작열 손실량법으로 450 °C에서 2시간 가열 후 무게변화를 측정하였으며, 총질소 (total nitrogen, T-N)는 분해촉진제로 K2SO4와 CuSO4를 9:1 비율로 첨가하여 400 °C에서 4시간 가열분해 후 비색법으로 측정하였고, 총인 (total phosphorus, T-P)은 HClO4 분해법에 따라서 열분해 후 아스크로빈산 환원법으로 발색시킨 후 측정하였다.
토양함수비를 측정하기 위하여 105 °C 건조기에 24시간 건조 후 무게 변화를 측정하였다.

대상 데이터

실험에 사용한 초본류는 국내에 서식하는 참억새로 한경대학교 부속농장에서 직접 재배하였고, 목질계인 우드칩은 침엽수계열로 강원도 홍천에 소재한 신우임산(주)에서 구입 사용하였다. 바이오매스 회분의 제조를 위하여 고온전기로 (High temp electric furnace, IH H&C, UP-350, Korea)에 억새와 우드칩을 각각 1 kg씩 넣고 1000 °C에서 1 hr 동안 반응시켰다.
제조된 바이오매스 회분 (억새, 우드칩)은 425 μm 크기 이하로 체가름 하여 실험에 사용하였다.
토양 안정화를 위한 농경지 토양은 안성시 고삼면 쌍지리에 위치한 논 토양을 사용하였다. 본 농경지는 유기농 인증을 획득하여 유기농법 기준에 준하여 운영하고 있다.
본 농경지는 유기농 인증을 획득하여 유기농법 기준에 준하여 운영하고 있다. 토양시료는 휴경기간인 2015년 2월에 표층토양 (Depth: 0~15 cm)을 약 3 kg 채취 후 실험실에서 토양의 특성을 파악하였다. 토양의 입도분석은 표준체 4번부터 200번까지 체분석을 실시하였고, 200번 체를 통과한 시료는 비중계를 이용하여 분석하였다 (ASTM D422, 2005).

이론/모형

시료는 밀봉 후 대기온도에서 약 56일 동안 반응시켰으며, 반응 1, 2, 4, 8주 간격으로 시료를 채취하여 풍건 후 분석에 사용하였다. 농경지 토양에 존재하는 Ni, Cr의 존재형태는 Tessier et al. (1979)에 의해 제안된 연속추출법을 적용하였다. 연속추출법은 총 5단계의 추출단계로 이온교환 형태 (exchangeable fraction), 탄산염 형태 (carbonate fraction), 철 망간 산화물 형태 (oxide fraction), 유기물 결합 형태 (organic fraction), 마지막으로 잔류물 형태 (residual fraction)로 구분된다 (Tessier et al, 1979).
바이오매스 회분의 pH와 전기전도도는 증류수와 1:5 비율로 혼합한 후 pH/EC meter로 측정하였고, 회분의 화학적 특성을 파악하기 위하여 XRF (X-ray fluorescence spectroscopy S8 Tiger 4K, Bruker, Germany)분석을 실시하였다. 마지막으로 바이오매스 회분의 중금속 용출정도를 알아보기 위하여 국내 폐기물 용출시험법인 KSLT (Korea standard leaching test)와 미국 EPA용출시험법인 TCLP (toxicity characteristic leaching procedure, method 1311) 법을 적용하여 바이오매스 회분의 중금속 용출 정도를 평가하였다 (USEPA, 1999; Ministry of Environment, 2014).
토양시료는 휴경기간인 2015년 2월에 표층토양 (Depth: 0~15 cm)을 약 3 kg 채취 후 실험실에서 토양의 특성을 파악하였다. 토양의 입도분석은 표준체 4번부터 200번까지 체분석을 실시하였고, 200번 체를 통과한 시료는 비중계를 이용하여 분석하였다 (ASTM D422, 2005). 토양함수비를 측정하기 위하여 105 °C 건조기에 24시간 건조 후 무게 변화를 측정하였다.

성능/효과

124 mg/L로 억새 및 우드칩 회분 모두 KSLT 기준치 이하로 나타났다. TCLP 분석결과 억새 회분은 As (0.059 mg/L), Cd (0.001 mg/L), Cu (0.016 mg/L), Pb (0.017 mg/L) 모두 용출이 발생되었지만 기준치 이하이며, 우드칩 회분의 경우도 Cd (0.010 mg/L), Cu (0.020 mg/L), Pb (0.007 mg/L)에서 용출이 발생되었지만 모두 기준치 이하로 나타났다. 반면 Cr의 항목은 분석되지 못하였으나, 독성이 매우 높은 Cr⁶⁺ 의 값은 Cr 기준치보다 낮아 안정한 것으로 판단된다.
5 %이며, Soil texture는 Sandy loam의 특성을 나타내었다. pH는 4.75, 전기전도도는 68.60 mS/cm, 유기물 함량은 4.30 %로 나타났고, 총질소는 1,153 mg/kg, 총인은 1,143 mg/kg으로 파악되었다. 토양 내 니켈함량은 2.
바이오매스 회분의 혼합에 따른 토양 내 중금속 (Ni, Cr)안정화 효율을 평가하기 위하여 초본류인 억새와 목질계인 침엽수 우드칩의 회분을 제조한 후 그 특성을 평가하였고, 농경지 토양과 바이오매스 회분을 혼합하여 토양 내 중금속 안정화 특성에 대해서 살펴보았다. 그 결과 바이오매스 회분의 화학적 특성은 Fe, Al, Si 등을 많이 함유하고 있어 중금속 흡착 및 고정화 효과를 가질 가능성이 크며, pH 측정 결과 알칼리성을 띄고 있어 중금속의 수산화물 (hydroxides) 침전을 도모해 중금속 안정화제로서의 활용 가능성을 보여주고 있는 것으로 판단할 수 있었다. 부산물인 바이오매스 회분의 위해성을 평가하기 위하여 KSLT와 TCLP 분석을 수행한 결과 억새 및 우드칩 회분 모두 중금속 용출량이 기준치 이하로 나타나 중금속 용출에 따른 위해성은 매우 낮을 것으로 판단된다.
부산물인 바이오매스 회분의 위해성을 평가하기 위하여 KSLT와 TCLP 분석을 수행한 결과 억새 및 우드칩 회분 모두 중금속 용출량이 기준치 이하로 나타나 중금속 용출에 따른 위해성은 매우 낮을 것으로 판단된다. 바이오매스 회분 혼합에 따른 토양 내 Ni, Cr 존재형태의 변화를 분석한 결과 쉽게 이온화가 가능하여 이동성이 높은 형태인 이온교환, 탄산염, 산화물 형태의 비율은 감소하였고 안정적인 형태의 유기물 및 잔류물 형태의 비율은 증가하였다. 이에 따라 억새 및 우드칩 회분은 토양 내 중금속 존재형태를 용해도나 독성이 낮은 형태로 변화시켜 잠재적 위해성을 감소시킬 수 있어 중금속으로 오염된 토양의 안정화 개량제로 적용 가능한 부산자원으로 판단되지만, 본 연구에서는 중금속 농도가 높지 않은 농경지를 대상으로 실험을 실시한 한계를 보이고 있다.
바이오매스 회분를 혼합하지 않은 0주차 때의 Cr 존재비율은 각각 이온교환 형태 (exchangeable) 0.16 %, 탄산염 (carbonate) 형태 0.59 %, 산화물 (oxide) 형태 9.13 %, 유기물 (organic) 형태 3.84 %, 잔류물 (residual) 형태 86.28 %로 나타났다. 억새를 0.
바이오매스 회분을 혼합하지 않은 0주차 때의 Ni 존재비율은 각각 이온교환 형태 (exchangeable) 1.47 %, 탄산염 (carbonate) 형태 1.01 %, 산화물 (oxide) 형태 21.22 %, 유기물 (organic) 형태 3.97 %, 잔류물 (residual) 형태 72.33 %로 나타났다. 일반적으로 이온교환 형태, 탄산염 형태, 산화물 형태는 약 산성용액으로 용출이 가능한 형태이지만 유기물 형태와 잔류물 형태는 약산성 용액으로는 용출이 어려운 존재형태로 알려져 있다 (Bacon and Davidson, 2008).
78 %로 감소하였다. 반면 비교적 안정적인 존재형태인 유기물 형태와 잔류물 형태는 1주차 각 8.15 %와 62.62 %에서 8주차 2.95 %와 83.67 %로 감소 및 증가하는 경향을 나타내었다 (Fig. 1d). 우드칩 회분을 0.
26 %로 감소하였다. 반면 비교적 안정적인 존재형태인 유기물 형태와 잔류물 형태는 1주차 각 8.40 %와 73.84 %에서 8주차 1.93 %와 91.67 %로 감소 및 증가하는 경향을 나타내었다 (Fig. 2d). 우드칩 회분을 0.
본 연구의 사례지역에서는 토양 내 Ni의 안정화를 위해서 우드칩 회분 1 % 적용시 이온교환, 탄산염, 산화물 형태의 비율 합계는 8.01 %로 억새회분 0.1 % (17.04 %), 억새회분 0.5 % (16.04 %), 억새회분 1 % (13.25 %), 우드칩 회분 0.1 % (13.38 %), 우드칩 회분 0.5 % (13.96 %)에 비해 안정화되는 비율이 높았고, Cr은 억새 회분 0.5 % (3.14 %) < 억새 회분 1 % (3.84 %) = 우드칩 회분 0.5 % (3.84 %) < 억새 회분 0.1 % (4.97 %) < 우드칩 회분 1 % (5.35 %) < 우드칩 회분 0.1 % (6.4 %)의 순으로 이온교환, 탄산염, 산화물 형태의 비율이 낮게 나타났다.
그 결과 바이오매스 회분의 화학적 특성은 Fe, Al, Si 등을 많이 함유하고 있어 중금속 흡착 및 고정화 효과를 가질 가능성이 크며, pH 측정 결과 알칼리성을 띄고 있어 중금속의 수산화물 (hydroxides) 침전을 도모해 중금속 안정화제로서의 활용 가능성을 보여주고 있는 것으로 판단할 수 있었다. 부산물인 바이오매스 회분의 위해성을 평가하기 위하여 KSLT와 TCLP 분석을 수행한 결과 억새 및 우드칩 회분 모두 중금속 용출량이 기준치 이하로 나타나 중금속 용출에 따른 위해성은 매우 낮을 것으로 판단된다. 바이오매스 회분 혼합에 따른 토양 내 Ni, Cr 존재형태의 변화를 분석한 결과 쉽게 이온화가 가능하여 이동성이 높은 형태인 이온교환, 탄산염, 산화물 형태의 비율은 감소하였고 안정적인 형태의 유기물 및 잔류물 형태의 비율은 증가하였다.
1a). 억새 회분을 0.5 % 혼합한 경우 1주차 Ni의 이온교환 형태, 탄산염 형태, 산화물 형태, 유기물 형태, 잔류물 형태는 각 5.03 %, 1.99 %, 20.21 %, 10.47 %, 62.29 %에서 8주차 1.66 %, 1.10 %, 13.28 %, 2.56 %, 81.38 %로 잔류물 형태의 비율이 매우 높아진 것으로 나타났다 (Fig. 1b). 억새 회분을 1 % 혼합하였을 때 1주차 각각 3.
2a). 억새 회분을 0.5 % 혼합한 경우 1주차 이온교환 형태, 탄산염 형태, 산화물 형태, 유기물 형태, 잔류물 형태는 각 4.96 %, 1.04 %, 8.55 %, 9.95 %, 75.48 %에서 8주차 0.69 %, 0.69 %, 1.76 %, 2.21 %, 94.64 %로 잔류물 형태의 비율이 매우 높아진 것으로 나타났다 (Fig. 2b). 억새 회분을 1 % 혼합하였을 때 1주차 각각 3.
2b). 억새 회분을 1 % 혼합하였을 때 1주차 각각 3.30 % (이온교환 형태), 1.11 % (탄산염 형태), 10.93 % (산화물 형태), 8.80 % (유기물 형태), 75.85 % (잔류물 형태)에서 8주차 0.73 % (이온교환 형태), 0.63 % (탄산염 형태), 2.48 % (산화물 형태), 2.30% (유기물 형태), 93.86 % (잔류물 형태)로 비교적 안정적인 형태의 비율이 높아졌다 (Fig. 2c).
1b). 억새 회분을 1 % 혼합하였을 때 1주차 각각 3.87 % (이온교환 형태), 1.40 % (탄산염 형태), 17.50 % (산화물 형태), 7.85 % (유기물 형태), 69.37 % (잔류물 형태)의 Ni 존재형태에서 8주차 1.48 % (이온교환 형태), 1.19 % (탄산염 형태), 10.58 % (산화물 형태), 2.19 % (유기물 형태), 83.83 % (잔류물 형태)로 비교적 안정적인 형태의 비율이 높아졌다 (Fig. 1c).
860 mg/L로 나타났다. 우드칩 회분은 As, Cd의 용출이 없었으며, Cu, Pb, Cr⁶⁺가 0.007, 0.003, 0.124 mg/L로 억새 및 우드칩 회분 모두 KSLT 기준치 이하로 나타났다. TCLP 분석결과 억새 회분은 As (0.
2d). 우드칩 회분을 0.5 % 혼합한 경우 1주차 이온교환 형태, 탄산염 형태, 산화물 형태, 유기물 형태, 잔류물 형태는 각 4.08 %, 0.88 %, 6.80 %, 9.40 %, 78.84 %에서 8주차 0.59 %, 0.70 %, 2.55 %, 3.52 %, 92.63 %로 잔류물 형태의 비율이 매우 높아진 것으로 나타났다 (Fig. 2e). 우드칩 회분을 1 % 혼합하였을 때 1주차 각각1.
1d). 우드칩 회분을 0.5% 혼합한 경우 1주차 Ni의 이온교환 형태, 탄산염 형태, 산화물 형태, 유기물 형태, 잔류물 형태는 각 3.22 %, 1.69 %, 14.89 %, 8.70 %, 71.50 %에서 8주차 1.03 %, 1.70 %, 11.23 %, 3.09 %, 82.95 %로 잔류물 형태의 비율이 매우 높아진 것으로 나타났다 (Fig. 1e). 우드칩 회분을 1 % 혼합하였을 때 1주차 각각 1.
1e). 우드칩 회분을 1 % 혼합하였을 때 1주차 각각 1.02% (이온교환 형태), 0.92 % (탄산염 형태), 9.40 % (산화물 형태), 4.30 % (유기물 형태), 84.34 % (잔류물 형태)의 Ni 존재형태에서 8주차 0.60% (이온교환 형태), 0.85 % (탄산염 형태), 6.56 % (산화물 형태), 1.68 % (유기물 형태), 90.30 % (잔류물 형태)로 비교적 안정적인 형태의 비율이 높아졌다 (Fig. 1f). 이는 바이오매스 회분에 일부 포함되어 있는 칼슘 (Ca)에 의해 토양 pH가 상승하면서 증대된 토양 표면의 음전하 부위로의 양이온성 중금속의 흡착 증가와 중금속 수산화물로의 침전으로 중금속의 용해도가 낮아져 용해성과 식물가용성 (phytoavailable) 형태의 중금속 농도가 감소되는 것으로 판단된다 (Brallier et al.
2e). 우드칩 회분을 1 % 혼합하였을 때 1주차 각각1.66% (이온교환 형태), 0.99 % (탄산염 형태), 6.71 % (산화물 형태), 5.58 % (유기물 형태), 85.06 % (잔류물 형태)의 Cr 존재형태에서 8주차 0.64 % (이온교환 형태), 1.08 % (탄산염 형태), 3.63 % (산화물 형태), 3.44 % (유기물 형태), 91.20 %(잔류물 형태)로 비교적 안정적인 형태의 비율이 높아졌다 (Fig. 2f). 바이오매스 회분 혼합에 따른 토양 내 크롬의 안정화 효율은 2가지 작용에 따른 결과로 판단할 수 있는데, 억새와 우드칩 회분의 pH는 각 12.
알칼리물질은 중금속 안정화를 위하여 토양 개량제로 사용되는 대표적인 물질로 토양에 처리되어 pH를 상승시키며, 이때 토양의 음전하가 증대되어 양이온성 중금속의 토양 흡착이 증가한다 (Zhao and Masaihiko, 2007). 이에 따라 본 연구에서 제조한 바이오매스 회분은 토양 내 중금속 안정화에 효과적일 것으로 예측된다.
4 %)의 순으로 이온교환, 탄산염, 산화물 형태의 비율이 낮게 나타났다. 이에 토양 내 Ni 안정화에는 우드칩 회분 1 %, Cr 안정화에는 억새 회분 0.5 % 적용하였을 때 효과적일 것으로 판단되며, 억새 및 우드칩 회분은 중금속으로 오염된 토양의 안정화 개량제로 적용 가능한 유용한 부산자원으로 사료된다.
본 연구에서 사용된 토양의 특성분석 결과를 Table 1에 나타내었다. 토양의 Sand/Silt/Clay 비율은 각 69.3 %, 12.2 %, 18.5 %이며, Soil texture는 Sandy loam의 특성을 나타내었다. pH는 4.

후속연구

이에 따라 억새 및 우드칩 회분은 토양 내 중금속 존재형태를 용해도나 독성이 낮은 형태로 변화시켜 잠재적 위해성을 감소시킬 수 있어 중금속으로 오염된 토양의 안정화 개량제로 적용 가능한 부산자원으로 판단되지만, 본 연구에서는 중금속 농도가 높지 않은 농경지를 대상으로 실험을 실시한 한계를 보이고 있다. 따라서 실제 적용을 위해서는 토양 내 중금속 함량 및 특성에 대한 조사가 뒷받침된 후 지역에 맞는 회분의 종류 및 투입량이 결정되어야 할 것이다.
바이오매스 회분 혼합에 따른 토양 내 Ni, Cr 존재형태의 변화를 분석한 결과 쉽게 이온화가 가능하여 이동성이 높은 형태인 이온교환, 탄산염, 산화물 형태의 비율은 감소하였고 안정적인 형태의 유기물 및 잔류물 형태의 비율은 증가하였다. 이에 따라 억새 및 우드칩 회분은 토양 내 중금속 존재형태를 용해도나 독성이 낮은 형태로 변화시켜 잠재적 위해성을 감소시킬 수 있어 중금속으로 오염된 토양의 안정화 개량제로 적용 가능한 부산자원으로 판단되지만, 본 연구에서는 중금속 농도가 높지 않은 농경지를 대상으로 실험을 실시한 한계를 보이고 있다. 따라서 실제 적용을 위해서는 토양 내 중금속 함량 및 특성에 대한 조사가 뒷받침된 후 지역에 맞는 회분의 종류 및 투입량이 결정되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	중금속 중 유해금속은 무엇인가?	중금속은 인체에 매우 유독한 물질로 극히 미량일지라도 인체의 기능을 저해할 수 있는 유해금속 (Cd, As, Hg, Pb, Cr, Ni)과 발암성·돌연변이 등 유전자에 영향을 미치는 유전독성 금속 (Cd, Co, Cr, Mn, Ni)으로 분류할 수 있다 (WHO, 1992; WHO, 1995; Go et al., 2012).
	안정화 공법의 장점은?	최근 중금속 오염 농경지의 복원으로 안정화 (stabilization) 공법이 매우 유용한 공법으로 인식되고 있다. 안정화 공법은 오염물질이 토양으로부터 직접적으로 제거되지는 않지만, 원위치 (in situ)에서 적용이 가능하며, 오염토양에 중금속 안정화 물질을 적용시켜 토양 내에 존재하는 중금속을 흡착 (adsorption), 침전 (precipitation) 등을 통해 용해도 (solubility)나 독성이 낮은 형태로 변화시켜 생물유효도 (bioavailability) 및 추출도 (extractablity)를 낮춰 잠재적 위해성을 감소시키는 방법으로 광범위하게 분포된 저농도의 중금속 오염토양을 처리하는데 기술적 및 비용적인 장점을 가지고 있다 (Basta and McGowen, 2004).
	퇴비 활용에 의하여 농경지 토양의 경우 크롬의 오염정도가 산림에 비하여 얼마나 높은가?	, 2012). 특히 농경지 토양의 경우 유 무기 비료의 사용 및 집적에 기인하여 가용성 크롬의 오염정도가 산림토양 (0.09 mg/kg)의 약 4배를 초과하는 0.39 mg/kg으로 조사되었고, 니켈의 경우도 비소, 납, 아연 등과 같은 중금속과는 달리 지속적인 돈분액비의 사용에 의해 집적되어 매년 농도가 증가되는 결과를 나타내어 꾸준한 관리와 주위가 필요하다 (Kim et al., 2010; Go et al.

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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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