Economic and Environmental Geology (자원환경지질)

The Korean Society of Economic and Environmental Geology (대한자원환경지질학회)
권호 표지

Migration and Enrichment of Arsenic in Rock-Soil-Crop Plant System in Areas Covered with Black Shale and Slates of Okchon Zone

옥천대 흑색셰일 및 점판암 분포지역 암석-토양-농작물 시스템에서의 As및 관련 원소들의 분산과 이동

  • 이지민 (서울대학교 공과대학 지구환경시스템공학부) ;
  • 전효택 (서울대학교 공과대학 지구환경시스템공학부)
  • Published : 2003.08.01
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Abstract

The Dukpyung and the Chubu areas were selected to investigate the migration and enrichment of arsenic and other toxic elements in soils and crop plants in areas covered with black shales. Rock and soil samples digested in 4-acid solution (HCI+HNO$_3$+HF+HC1O$_4$) were analyzed fer arsenic and other heavy metals by ICP-AES and ICP-MS, and plant samples by INAA. Mean concentration of As in Okchon black shale is higher than those of both world average values of shale and black shale. Especially high concentration of 23.2 mg/kg As is found in black shale from the Dukpyung area. Mean concentration of As is highly elevated in agricultural soils from the Duk-pyung (28.2 mg/kg) and the Chubu areas (32.6 mg/kg). Arsenic is highly elevated in rice stalks and leaves from the Dukpyung (1.14 mg/kg) and the Chubu areas (1.35 mg/kg). The biological absorption coefficient (BAC) of As in plant species decreases in the order of rice leaves>com leaves>red pepper>soybean leaves=sesame leaves>corn stalks>corn grains.

옥천대의 흑색셰일 및 점판암이 존재하는 덕평-추부 지역의 암석-토양-작물계에서의 As의 부화정도, 분산양상, 환경지구화학적 관점에서 판단되는 잠재적 위해도의 평가를 위하여 암석, 토양 및 농작물시료를 채취하여 INAA, ICP-AES, ICP-MS를 이용하여 As을 포함한 잠재적 특성원소의 화학분석을 수행하였다. 암석분석의 결과 덕평 및 추부지역의 흑색셰일에서 As의 평균 함량은 각각 23 mg/kg, 57 mg/kg 로 전 세계 계일 및 흑색셰일의 평균값보다 부화된 값을 나타하였다. 이외에도 Ba, Cr, Mn, Mo, Ni, Se, U 및 V가 매우 부화된 양상을 보였다. 흑색셰일로부터 유래된 토양중의 As는 덕평지역의 밭토양은 28 mg/kg, 추부지역의 밭토양과 논토양은 33 mg/kg와 23 mg/kg로 농작물에 독성을 줄 수 있는 토양중의 잠재적 독성원소들의 최대 허용한계치(tolerable level) 보다도 부화된 값을 나타냈다. 토양시료들에 대한 As의 함량과 Mo, Se, U, Cu, Sb, Tl 간에는 비교적 좋은 양의 상관관계를 보였다 흑색 셰일 기반암 지역의 토양에서 재배된 농작물 시료에 대한 화학분석 결과, 벼의 줄기와 잎에 As의 축적이 매우 커서 덕평과 추부지역에서 각각 1.14 mg/kg와 1.35 mg/kg의 함량을 보인다. 토양내의 원소 함량과 작물 내로의 흡수정도인 생물학적 흡수계수(BAC, biological absorption coefficient)의 산출결과, As는 벼줄기와 잎>옥수수 잎>고추>콩잎=깻잎>옥수수 줄기>옥수수 열매의 순으로 감소하였으며, As가 열매와 같은 cereal products보다 잎과 식물에 토양으로부터 더 많은 양이 농축된다는 것을 추론학 수 있다.

Keywords

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