Isolation and Characterization of Humic Acids Present in the Soils at the Vicinity of Domestic Atomic Power Plants(NPPs)

Humic acids present in the soils at the vicinity of domestic atomic power plants(NPPs), located in Yeongkwang(YK), Uljin(UJ), Kori(KR), Koseong(KS), Wolseong(WS) area were isolated, and characterized using elemental analysis and UV/Vis, IR, CPMAS $^{13}C$ NMR spectroscopic methods. The characteristics were compared with one another and with commercial humic acid (Aldrich Co.). Molecular size distributions of the humic acids were determined using a stirred cell ultrafiltration technique. The results of elemental analysis showed that soil humic acid from UJ contains higher oxygen content than humic acids from KR and KS (O/C ratios: 0.51 (UJHA) us. 0.45(KRHA), 0.43(KSHA)). The molecular size distribution revealed that the soil humic acids of UJ and YK contained a higher percentage of larger molecules of > 30,000 daltons, compared to those of KR and KS. The spectral features obtained from UV/vis., IR and CPMAS $^{13}C$ NMR showed that the aromatic character and oxygen containing functional groups in the humic acids from UJ and YK were relatively higher than those of KR and KS. These results indicate that the soil humic acids from UJ and YK were in a higher degree of humification, which may suggest higher affinity of the humic acids with radionuclides released in the soil environments.

국내 원자력 발전소 주변 토양 휴믹산의 추출 및 특성 규명

본 연구에서는 국내 원자력발전소가 위치한 지역의 토양(영광, 울진, 고리, 고성, 월성)에 존재하는 휴믹산(HA)을 추출하여 각 시료의 원소성분 및 분광학적 방법(UV/Vis, IR, CPMAS $^{13}C$ NMR)을 이용한 물질 특성을 조사하였고, Aldrich HA과 함께 비교 분석하였다. 분자량 크기 분포의 차이는 한외여과법을 이용하여 조사하였다. 원소분석 결과, 울진 지역의 HA에서 가장 높은 산소 함량비를 보였으며, 고리와 고성지역의 HA에서 상대적으로 낮은 산소 함량비를 보였다(O/C: 0.51(UJHA) vs. 0.43(KRHA), 0.46(KSHA)). 분자량 크기 분포는 울진과 영광 지역의 HA가 고리와 고성 지역의 HA에 비하여 30,000 daltons이상의 고분자가 더 높게 존재함을 알 수 있었다. CPMAS $^{13}C$ NMR, UV/Vis., IR 등의 분광학적 특성분석 결과, 울진과 영광 지역의 HA가 고리, 고성 및 월성 지역의 HA에 비하여 상대적으로 높은 방향족성(aromaticity)과 산소 포함 작용기의 함량이 높은 특성을 보였다. 이상의 결과로 볼 때, 울진과 영광지역의 HA가 상대적으로 더 높은 휴믹화(humification) 단계의 물질 특성을 가짐을 알 수 있었으며, 금속이온과의 반응성이 더 높을 것으로 예측된다.