초록 ▼

국내 대표 농작물을 이용하여 방사능핵종의 주요 물질인 우라늄(uranium)에 의해 오염된 토양과 지하수를 효과적으로 정화할 수 있는 식물정화법(phytoremediation)의 정화효율을 입증하기 위하여 작물재배 실험을 수행하였다. 우라늄으로 오염된 토양을 대상으로 국내 대표 재배작물(상추, 배추, 고구마, 무)의 우라늄 제거효율 규명을 위하여 식생법(phytoextraction)의 실내 배치실험과 현장실증시험을 실시하였다. 실내 배치실험 결과, 식물체에서 우라늄은 대부분이 뿌리에 흡착되었고, 네 종류 식물 중 상추와 배추 뿌리의

국내 대표 농작물을 이용하여 방사능핵종의 주요 물질인 우라늄(uranium)에 의해 오염된 토양과 지하수를 효과적으로 정화할 수 있는 식물정화법(phytoremediation)의 정화효율을 입증하기 위하여 작물재배 실험을 수행하였다. 우라늄으로 오염된 토양을 대상으로 국내 대표 재배작물(상추, 배추, 고구마, 무)의 우라늄 제거효율 규명을 위하여 식생법(phytoextraction)의 실내 배치실험과 현장실증시험을 실시하였다. 실내 배치실험 결과, 식물체에서 우라늄은 대부분이 뿌리에 흡착되었고, 네 종류 식물 중 상추와 배추 뿌리의 우라늄 농도가 높게 나타났다. 우라늄 농도가 낮은 추부지역 토양보다 농도가 높은 덕평지역 토양에서 재배한 네 종류 식물의 우라늄 농도와 제거량이 모두 높게 나타나, 식물체에 흡수된 우라늄 양은 토양의 우라늄 농도(특히 교환성/탄산염형태로 존재하는 우라늄 농도)와 비례하는 것으로 나타났다. 식물의 우라늄 흡수율을 높이기 위해 25 mM과 50 mM의 구연산 용액을 주입하여 식물재배 실험을 한 결과, 50mM의 구연산 용액을 사용하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 선행 배치실험 결과 우라늄 농도가 가장 높았던 덕평지역의 산사면 토양을 대상으로 파일럿 규모의 현장 식물재배 시험구(1 m × 1 m × 0.5 m)를 설치하여 작물재배 현장실증시험을 수행하였다. 시험 결과, 배추는 우라늄 함량이 산사면 토양에 대하여 50 mM 구연산 용액을 첨가하여 재배한 경우, 토양 내 교환성이온/탄산염결합 형태로 존재하는 우라늄을 효과적으로 제거할 수 있었다. 구연산 용액을 첨가하는 경우 배추는 식물 전이능이 크게 증가하여, 환경변화가 다양한 오염 현장의 실제 식물재배 환경에서도 우라늄을 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 확인되었다.
우라늄 농도가 높은 지하수를 대상으로 국내 대표 재배작물(상추, 배추, 무순, 미나리)의 우라늄 제거효율 규명을 위한 수생법(rhizofiltration) 실내 배치 실험과 연속반응조 실험을 실시하였다. 식물정화법 관련 기존의 연구에서는 수행하지 않았던 식물체에 축적된 우라늄량을 직접 측정하여, 이로부터 계산된 식물체의 우라늄 제거능에 근거하여 식물정화법의 우라늄 정화 효율을 입증하였다. 인공오염수의 우라늄 농도 변화(18 μg/L, 31 μg/L, 84 μg/L, 116 μg/L, 179 μg/L, 263 μg/L)에 따른 식물별 수경법 실험과, 실제 우라늄 오염지하수인 외삼동 지하수(초기농도: 86 μg/L; pH 6.65)와 부곡동 지하수(초기농도: 173 μg/L; pH6.86)를 대상으로 한 수경법 배치실험을 실시하였다. 실험 결과, 네 종류 식물 중 무순의 우라늄 제거효율과 제거능이 82.8%와 289.7 μg/g로 가장 높았으며, 무순을 이용한 72시간 수경법에 의해 국내 오염지하수의 우라늄 농도를 수질허용기준치(30μg/L) 이하로 낮출 수 있음을 확인하였다. 배치실험 결과에서 우라늄 농도가 높았던 부곡동 실제 우라늄 오염지하수를 대상으로 무순을 이용한 연속반응조 실험 결과, 48시간 동안 연속반응조를 통과한 오염지하수 14.4 L에 대하여, 1,200 g (wet weight)의 무순에 의한 우라늄 제거효율은 77.2%이었고, 평균 제거능은 210.8 μg/g (dry weight)이었다. 주입한 오염지하수 14.4 L에 용존상태로 존재하는 총 우라늄량(1,584 μg)에 대하여, 반응 후 오염지하수 내 잔류하는 우라늄량과 무순에 축적된 우랴늄량의 합이 1,472.2 μg으로 나타나, 본 반응실험의 우라늄 회수율은 92.9% 이었다. 무순은 지금까지 수계 내 우라늄 제거 연구에는 거의 사용하지 않았던 식물종이지만, 실험 결과 과축적종과 고생체량종의 특성(초기 성장속도가 빠르고 우라늄 흡착능이 높음)을 모두 갖추고 있어서, 짧은 시간에 오염지하수로부터 다량의 우라늄을 제거 할 수 있는 것으로 나타났다.
(출처:요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 7