Leaching of Soil Cations by Simulated Acid Rains of Different Compositions

구성성분이 다른 인공산성비에 의한 토양의 양이온 용탈에 관한 연구

The influence of the anion composition of simulated acid rain on cation leaching of two soils with different surface charge properties was examined. Four mixtures of mole ratio of $SO_4:NO_3$(1:0, 2:1, 1:1, 0:1) with pH 2.0 simulated acid rain were applied to an Inceptisols(Gyuam series) and Andisols(Pyeongdae series). The Andisols had higher $SO_4{^{2-}}$ adsorption capacity than the Inceptisols because of its higher point of zero charge(PZC, pH 6.5) than Inceptisols(PZC pH 3.1). Cation leaching in Andisols varied directly with the $NO_3$ content of the leaching input due to higher mobility of $NO_3$ compared with $SO_4$ that was absorbed. The pH of the Andisols was higher with the addition of $Na_2SO_4$ than the addition of $NaNO_3$ indicating that this soil behaves as a base and has a high $SO_4$ adsorption capacity. The relative $NO_3{^-}/SO_4{^{2-}}$ content input had no effect on cation leaching of the Inceptisols. Amounts of leaching on the Andisols by simulated acid rain were higher than Inceptisols. This experiment explained that anion composition of acid rain plays a significant role in the cation leaching of soils which are able to adsorb $SO_4$.

토양의 구성광물이 전혀 다른 광질토양인 규암(Eutrochrepts)과 화산회 토양인 평대(Melanudands)토양을 $2^{{\prime}{\prime}}{\times}30cm$ column에 각각 충진 후 구성성분($SO_4:NO_3$의 비율)이 다른 pH 2.0의 인공산성비(1, 2, 5 pore volume)를 토양에 처리한 결과, 산성비 구성성분에 있는 음 이온의 토양흡착은 평대(화산회)토양에서 규암(광질)토양보다 아주 많았으며, 평대토양에서 $SO_4$와 $NO_3$ 흡착이 커서 염기의 용탈이 적었으며 $SO_4$의 흡착이 $NO_3$의 흡착보다 많아 산성비의 구성 성분중 $SO_4$가 적고 $NO_3$의 양이 많은 강우에서 염기의 용탈이 많았다. 한편 규암토양은 $NaNO_3$와 $Na_2SO_4$ pH의 차이가 거의 없기 때문에 $NO_3$와 $SO_4$의 흡착이 적어 상대적으로 대응 음이온이 많아 염기의 용탈이 많았고 토양이 산성화되었으며, 토양염기의 용탈양율은 규암토양에서 컸다. 평대 토양에서는 산성비 구성 성분간의 차이로 염기의 용탈양 차이가 컸고 산성비의 구성 성분중 $NO_3$가 $SO_4$ 보다 많은 산성비 처리에서 Ca, Mg을 더 용탈시켰다. 산성비에 의한 토양염기의 용탈은 Ca>Mg>K의 순으로 많았고, 평대토양은 주로 표토, 규암토양은 전 토층을 통하여 비교적 고르게 일어났다.