A Correlation between the Fractionation of Heavy Metals in the Paddy Soil of the Mangyeong River Basin and their Uptake by Rice Plants Grown on it

만경강 유역 논 토양 중 중금속 형태분류와 수도체의 흡수량과의 관계

In order to elucidate the relationship between the mobility of heavy metals in soil and their uptake by plants, the soil samples collected from the Mangyeong River area were analyzed for the contents and existing forms of the heavy metals and the correlation between the contents of heavy metals in the soil and those in various parts of rice plants therefrom. The soil samples were collectes from ten sites in the paddy fields in 1982 and 1990, respectively, and the analysis on heavy metals including Cd, Zn, Cu and Pb was performed. The results are as follows: Total contents of heavy metals in the samples of 1990 were higher than those of 1982. The extent of increase was that Cd, Zn, Cu and Pb were 3, 29, 59 and 8% in top soil and 8, 50, 91 and 8% in sub-soil, respectively. The order of increasing ratio was Cu > Zn > Pb > Cd and the variation of Cd content by sequentially different extraction was organically bound > dilute acid-extractable=Fe-Mn oxide bound > exchangeable > residual fractions and the content of Cd with organically bound was $46.62{\sim}48.08$ and $41.18{\sim}50.18%$ of total Cd in top and sub-soil, respectively. The ratios of immobile heavy metals, Cd, Pb, Cu and Zn, bound within an oxide or silicate matrix of Fe-Mn oxide in top-soil were 21.25, 35.98, 74.18 and 82.12%, respectively, and consequently their mobile ratios of exchangeable, dilute acid-extractable and organically bound were more than 17.88%. Those of mobile Cd, Pb, Cu and Zn were 78.25, 64.02, 25.82 and 17.88%, respectively. Except for Pb a correlation between the contents of Cd, Zn, and Cu of exchangeable and dilute acid-extractable in top-soil and those in leaf blade, stem and panicle axis was significant, but was not significant in sub-soil.

토양 중 중금속들의 이동성 및 식물흡수와의 관계를 알기 위하여 만경강 중류에서는 전주공단의 공단폐수 및 생활하수가 유입되는 전주천의 영향을 주로 받고 하류에서는 익산지역의 공단폐수 및 생활하수가 유입되고 있는 만경강유역을 중심으로 토양시료 채취년도 (1982년과 1990년) 별 및 표 ${\cdot}$ 심토별로 추출방법을 달리하여 토양 중 중금속 함량 및 존재 형태를 분류하고, 1990년도 토양 시료 중 중금속 함량과 1990년도에 채취한 수도체 중 부위별 중금속 함량과의 상관관계를 조사 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 각 중금속별 전 함량은 1990년 토양 중 함량이 1982년도 토양중 함량보다 표토에서 Cd가 3%, Zn 29%, Cu가 59%, Pb가 8% 증가하였고, 심토에서는 Cd가 8%, Zn 50% Cu가 91%, Pb가 8%로 증가하여 증가 비율이 Cu > Zn > Pb > Cd의 순서를 나타내었으며, Cd의 경우 연속 추출방식에 의한 화합물 형태는 유기물 결합형 > 묽은 산 추출형= Fe-Mn 산화물형 > 치환성 > 규산염결합형 순이었고 특히, 유기물 결합형태가 표토에서 $46.62{\sim}48.08%$ 심토에서 $41.18{\sim}50.18%$로 그 분포가 가장 많았다. 2. 산화물 및 규산염내에 결합되어 있어 비이동성인 중금속 비율은 표토에서 Cd가 21.25%, Pb가 35.98%, Cu가 74.18%, Zn이 82.12%였고, 치환성, 묽은산 추출형 및 유기적 결합형 등의 이동성은 17.88% 이상으로 Cd이 78.75%, Pb이 64.02%, Cu가 25.82%, Zn이 17.88%순으로 나타났다. 3. 표토 중에서 Pb를 제외하면 치환성, 묽은산 추출형태의 Cd, Zn, Cu등이 수도체의 엽신, 줄기, 화서축 중에 이들 농도를 높이는 상관성이 있었으나 심토 중 중금속 함량과 수도체 부위별 함량 간에는 모든 부위에서 유의적 상관성이 없었다.