초록 ▼

본 연구에서는 하향식 접근 연구를 수행 후, 기존의 상향식 접근 연구의 결과와 비교하여, 토양의 구성요소들의 상호작용에 의한 흡착 변화 원인과 메커니즘을 규명하였고, 액체-고체 계면에서 일어나는 결합 반응을 측정하여, 좀 더 실제 환경에서 일어나는 반응을 측정하였다. 또한 산화음이온의 토양 환경 내 거동에 대한 기작을 규명하여 보다 효율적인 토양관리 방안을 제시할 수 있는 기초적인 데이터들을 확보하였으며, 모델 토양을 사용하여, 생물유효도를 측정하고, 축적된 데이터를 바탕으로 생물유효도를 예측하는 모델을 제시할 예정이다. 이외에도

본 연구에서는 하향식 접근 연구를 수행 후, 기존의 상향식 접근 연구의 결과와 비교하여, 토양의 구성요소들의 상호작용에 의한 흡착 변화 원인과 메커니즘을 규명하였고, 액체-고체 계면에서 일어나는 결합 반응을 측정하여, 좀 더 실제 환경에서 일어나는 반응을 측정하였다. 또한 산화음이온의 토양 환경 내 거동에 대한 기작을 규명하여 보다 효율적인 토양관리 방안을 제시할 수 있는 기초적인 데이터들을 확보하였으며, 모델 토양을 사용하여, 생물유효도를 측정하고, 축적된 데이터를 바탕으로 생물유효도를 예측하는 모델을 제시할 예정이다. 이외에도 복잡하게 겹쳐져서 나타나는 신호에 대한 신호 처리 방법과 범밀도함수 이론을 이용한 이론적으로 계산하는 방법을 추가적으로 정립하여 연구를 수행하였다.
국내외 문헌조사 결과 본 연구의 주제인 ‘ATR-FTIR을 이용하여 산화음이온의 모델 토양(Model soil)에서 경쟁적 흡착 규명’과 유사하거나 비슷한 연구 결과는 조사되지 않았으며, 다만, 단일 토양 구성요소에 대한 단일/다중 원소의 결합이나 토양에 대한 단일/다중 원소의 결합에 대한 많은 연구결과를 확인할 수 있었다. 이를 통하여 본 연구의 독창성과 창의성을 확인 할 수 있었다. 본 연구는 크게 세가지 부분으로 나눠서 그 결과를 기술할 수 있는데, 첫 번째로 ATR-FTIR을 이용한 액체-고체 계면에서 결합구조를 실험적으로 분석하는 방법과 계산화학을 이용하여 이론적으로 결합구조를 예측하는 방법이 있고, 두 번째는 인산, 비산 그리고 셀렌산의 토양 구성요소와 모델 토양에 대한 흡착 연구, 그리고 마지막으로 환경 변화에 따른 생물유효도를 예측하는 모델을 제시하는 것으로 나눌 수 있다. 이는 대략적으로 시간의 순서에 따라 연구가 수행되었다. 1차년도에서는 문헌조사 및 분석방법 비교 분석과 범밀도 함수 이론을 적용한 이론적 계산, 그리고 ATR-FTIR을 이용한 액체-고체 계면에서 실시간 흡착 분석 기술 개발을 중점적으로 수행하였으며, 2차년도에서는 개별 토양 요소에 대한 단일 산화음이온의 흡착 연구, 개별 토양 요소에서 경쟁적 산화음이온이 도입되었을 경우의 다중 흡착 연구, 다중 토양 요소에서 단일 산화음이온의 흡착 연구 그리고 다중 토양 요소에서 다중 산화음이온의 흡착 연구를 ATR-FTIR 기법을 이용한 연구와 기존의 배치 실험을 이용하여 측정함으로서 흡착 기작에 대한 규명과 기본적인 흡착 상수에 대한 데이터를 구축하는 연구를 수행하였다. 3차년도에서는 환경변화가 모델 토양에서 산화음이온의 흡착에 미치는 영향과 식물이 배출하는 유기산과 산화음이온의 경쟁적 흡착 규명을 통한 생물유효도 예측 및 모델링을 중점적으로 수행하였다. 그 결과로 환경 변화에 따라 산화음이온의 결합 구조를 측정할 수 있게 되었고, 실험에서 얻어진 데이터를 바탕으로 생물유효도 모델링이 가능하게 되었다.
본 과제는 1차년도부터 3차년도까지 총 22개의 세부 목표에 대한 연구를 모두 성공적으로 수행 완료하였으며, 연구 수행 과정 도중에 추가적으로 7가지의 추가 목표를 설정하여 수행하였으며, 이를 통하여 국내에서 연구가 부족했던 in situ ATR-FTIR을 이용한 액체-고체 계면에서 결합 구조 연구 분야에서 최첨단 기술을 습득 및 개발하게 되었다. 또한 본 과제에서 수행된 여러 신호 정보가 겹쳐져서 나타나는 것을 수학적인 신호 처리 기법등을 통하여 분리 및 확인하는 방법을 정리함과 동시에 계산 화학을 이용하여 결합 구조를 해석하는 방법을 적용함으로서 토양 화학 뿐만 아니라 계면에서 일어나는 화학 반응이 중요시 되는 촉매화학 분야와 지질화학 분야 등에서도 널리 적용할 수 있는 기술을 습득하였다. 이러한 기술을 이용하여 토양이나 지질 환경 내에서 일어나는 화학 반응 기작을 좀 더 쉽게 이해하고 설명할 수 있는 연구 방법을 개발한 것에 중대한 기여를 할 수 있을 것으로 판단한다. 또한 3차년도 현재 수집된 논문은 총 168편으로 조사되었으며, 이들 연구를 데이터베이스화 하여 자료를 구축하였다.

(출처 : 연구결과 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 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 9