토양 속에 첨가된 납의 농도가 증가하면 애기장대 식물체 내에 축적된 납의 농도도 증가하였는데, 특히 오염물질 배출기준농도보다 50배 높은 납이 첨가된 토양에서 생장한 식물체내에 축적된 납 농도는 정상식물보다 약 2.6배 증가하였다. 이러한 결과는 토양 속에 오염된 납은 식물의 줄기나 일보다는 뿌리에 더 많이 축적되며, 줄기와 잎에 축적되는 납농도는 토양 속에 오염된 납 농도에 비례하여 증가하지 않으나 뿌리에서는 농도에 비례하여 매우 증가하였음을 나타내고 있다.
본 연구에서는 전기화학적 정화방법인 electrokinetic 정화기술을 이용하여 오염된 토양내에서 중금속을 제거하는 방안을 연구하였다. 이를 위하여 납을 혼합하여 오염시킨 점토시료에 대하여 정화가동시간, 공급전류, 오염농도를 다르게 하고 3가지의 향상기법을 적용시켜 정화실험을 실시하였다. 실험결과를 토대로 유입수 및 유출수의 PH, 오염토의 PH, 전기포텐셜, 유출수량, 전기 전도도 등 오염토의 물리화학적 성질변화를 구명하고 정화가동조건 및 향상기법적용에 따른 오염토내의 납 제거효과를 파악하였다. 본 연구를 통하여 electrokinetic 정화기술은 투수성이 낫은 점성토 토양내의 중금속을 제거하는데 매우 효과적인 것으로 판명되었다.
4종류의 서로 다른 납 처리시설 주변토양과 인위적으로 납을 오염시킨 토양에서 토양 내에 존재하는 주요 양이온과 토양 질량 대 EDTA 용액부피 비 및 납과 EDTA의 정량비(stoichiometric ratio)가 EDTA를 사용한 납 추출에 미치는 영향을 연구하였다. 납 오염토양으로부터의 납 추출은 EDTA용액 부피 대 토양 질량 비를 3$m\ell$/g까지 감소시켜도 영향을 받지 않았으며 단지 용액 내에 존재하는 EDTA의 몰수에 의존하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구결과에 의하면 각각의 토양에 대한 납 추출효과는 서로 다른 독립적인 경향을 보였으며 납 광산시설 주변토양을 제외하고는 다량의 EDTA가 유입되면 모든 납이 추출되었다. 이러한 결과는 Fe, Cu. Zn, Al과 같은 토양 내에 존재하는 주요 양이온이 EDTA 의 ligand site에 반응하기 위하여 Pb와 경쟁하기 때문인 것으로 추정되어진다. 납 추출을 위한 EDTA의 도입은 여러 음이온 용해도의 증가를 동반하여 토양내 금속의 용해도를 증가하는 결과를 나타내었으며 용해되어진 금속의 양은 유입된 EDTA 몰수에 최대 20배에 이루는 것으로 나타났다. 납오염된 토양에서의 EDTA를 이용한 납 추출은 토양내의 주요 양이온, 납의 종류(species)및 납의 결합 형태와 위치에 의하여 영향을 받는 것으로 나타났으며 이러한 영향이 복합적으로 작용할 때에는 EDTA의 납 추출효과가 현저히 감소하는 것으로 밝혀졌다.
3가지 농도의 납을 첨가한 토양에서 생장한 애기장대(Arabidopsis thaliana)에서 식물체에 축적된 납의 농도를 조사하였다. 환경부 고시 오염물질 배출기준 농도(1 mg/l)와 10배 높은 농도(10 mg/l) 및 50배 높은 농도(50 mg/l)의 납이 첨가된 토양에서 생장한 식물의 줄기에 축적된 납의 농도는 3가지 농도에서 증가율이 유사하게 나타났으며, 정상식물 줄기에 비하여 평균 약 24% 증가하였다. 3가지 농도의 납이 첨가된 토양에서 생장한 식물의 잎에 축적된 납의 농도는 정상식물 잎에 비하여 평균 약 57% 증가하였으며, 줄기와 마찬가지로 토양에 첨가된 납의 농도 증가에 따라 잎에 축적된 납의 농도는 유의한 차이는 나타나지 않았으며 증가율도 유사하였다. 반면 오염물질 배출기준 농도와 10배 높은 농도의 납이 첨가된 토양에서 생장한 식물의 뿌리에 축적된 납의 농도는 정상식물 뿌리에 비하여 평균 약 114% 증가하였으나, 50배 높은 농도에서는 약 861% 증가하여 줄기나 잎과는 대조적인 결과를 나타내었다. 토양 속에 첨가된 납의 농도가 증가하면 애기장대 식물체 내에 축적된 납의 농도도 증가하였는데, 특히 오염물질 배출기준농도보다 50배 높은 납이 첨가된 토양에서 생장한 식물체내에 축적된 납 농도는 정상식물보다 약 2.6배 증가하였다. 이러한 결과는 토양 속에 오염된 납은 식물의 줄기나 잎보다는 뿌리에 더 많이 축적되며, 줄기와 잎에 축적되는 납 농도는 토양 속에 오염된 납 농도에 비례하여 증가하지 않으나 뿌리에서는 농도에 비례하여 매우 증가하였음을 나타내고 있다.
본 연구에서는 인산염을 이용여 납으로 오염된 Clay 사격장과 인위적으로 오염시킨 자연토양의 중금속의 고정화 실험을 수행하였다. 인산염 고정화제로는 DAP (diammonium phosphate)를 사용하였다. DAP를 투입한 중금속 오염토양을 고정화 실험과 TCLP로 용출 하였을 때, 99% 정도 고정화되었다. 인산염 투여양이 증가할수록 고정화 효율은 증가하는 것으로 나타났으며, 최적 인투입량은 128 mmol as P/kg인 것으로 나타났다. DAP 투입양이 증가할수록 토양의 pH는 증가하는 것으로 나타났으며, 토양의 초기 pH 변화에 따라 고정화 효율은 크게 변하지 않은 것으로 나타났으나, pH가 높을수록 고정화 효율은 작은폭으로 증가하는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 고농도의 중금속 (납, 구리)으로 오염된 세 가지의 토양을 대상으로 sequential extraction 방법을 사용하여 토양과 중금속의 차이에 따른 결합 특성을 밝혀내고자 하였다. 고농도의 납과 구리로 오염된 토양을 형태별로 추출하였을 때 토양의 특성과 중금속의 종류에 따라 다른 결과를 보였다. 납은 문화동 토양에서는 Carbonate 형태가 37.7%로 가장 높았고 농토는 Amorphous Fe oxide 형태가 23.9%, 공단 토양에서는 Exchangeable 형태가 22.9%로 나타났다. 이에 비하여 구리는 세 가지 토양에서 공통적으로 Organically bound 형태가 농토에서 26.1%, 문화동 토양은 20.4%. 공단 토양에서는 24.1%로 높게 나타났고 Carbonate 형태와 Amorphous Fe oxide형태의 비율도 높게 나타났다. 또한 Crystallized Fe oxide 형태와 Residuals 형태도 납보다 높은 비율을 나타냄으로서 구리가 납보다는 토양과 강한 결합을 형성하는 것으로 생각된다. 이러한 토양과 중금속의 결합 특성은 오염 토양의 복원시 유용한 자료가 될 수 있다.
대한민국은 도시화 과정과 인접 국가에서부터 대기를 통한 유입 등으로 납과 같은 중금속의 토양 오염 문제가 관심을 받고 있다. 이에 가로수 수종으로 많이 쓰이고 있는 자생종 4종을 대상으로 토양 내 납 오염에 대한 엽록소 함량, 항산화 효소, 광합성량, 생물량과 같은 생리-생태적인 반응과 흡수능력을 연구하여 납 오염에 대응하는 가로수로 적합한 수종을 제시하고자 하였다. 연구 대상종인 은행나무, 왕벚나무, 느티나무, 이팝나무는 200 mg Pb/kg 이상의 처리구에서 엽록소 함량, 항산화 효소에서 납 독성에 대한 반응을 보였다. 반면에 생물량이나 광합성량의 경우 고농도 (5,000 mg/kg)를 제외하고는 큰 차이를 나타내지 않았다. 특히 은행나무는 항산화 효소, 광합성 및 생물량에서 고농도에서도 납의 부정적인 영향이 나타내지 않았다. 실제 환경에서 나타날 수 있는 저농도 처리구에서 은행나무와 벚나무의 경우 연구 대상종 중 높은 납 흡수율을 보였다. 이처럼 은행나무와 같이 납에 대한 저항력과 흡수능력을 가진 수종을 선발하여 가로수로 식재하여 도로 주변 납 오염에 대응하는 방안이 필요할 것이다.
본 연구는 중금속 오염지반의 정화를 목적으로, Electrokinetic(EK) 기법을 적용 할 때 지반 내에서 pH와 오염물 분포특성을 알아보았다. 시료 내에서의 EK 처리로 인한 납 제거 효과를 살펴본 결과 1V/cm의 전압경사 하에서 납은 음극으로 이동하여, 전극 간 시료의 80%정도 영역에서 제거율은 대략 75% 정도에 이르렀다. 그러나 이동된 납은 대부분이 음극영역에 침전되어 궁극적으로 음극수로 배출되어 제거되는 납의 양은 미미하였다. 이때, EK 정화처리는 시료의 대부분인 80% 정도에서 토양환경보전법 상의 규준치를 만족할 수 있으나, 음극쪽 20%지역은 별도의 향상기법을 적용하여 처리하는 기법이 필요하다.
납으로 오염된 실제 토양을 처리하기 위해 토양세척기술의 적용성을 평가하였다. 세척제로는 염산을 사용하였으며, 0.2 M 염산을 사용하여 고액비 1:3으로 하여 10분간 접촉하여 2회 세척하여준 결과 96%의 제거율을 보였다. 세척액과 토양의 접촉시간을 5분에서 120분까지 증가하였을 때, 제거효율은 69.3%에서 81.9%로 증가하였다. 입경별 토양세척 효율은 온도와 교반시간에 영향을 받았으며, 20분 이상 교반하여 준다면, 0.075 mm 이하, 0.075 mm-2.0 mm, 2.0-4.0 mm 의 입경별 토양에서는 모두 99%의 제거효율을 보였다. 이상의 결과는 본 연구에 사용된 납 오염 토양은 토양세척기술을 적용하여 효과적으로 처리할 수 있는 것을 의미한다.
본 연구에서는 휴대용 X-선 형광 분석기(X-Ray Fluorescence, XRF)와 지리정보시스템(Geographic Information Systems, GIS)을 이용하여 부산 폐광산 지역의 구리와 납에 관한 토양오염지도를 작성하였다. 연구지역의 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM)을 이용한 수문 분석을 통해 오염원으로부터 오염 물질이 확산될 수 있는 빗물의 흐름방향을 분석하였으며, 이를 고려하여 토양오염도 측정 지점을 24곳 선정하였다. 휴대용 X-선 형광 분석기를 이용하여 24곳 토양에서 구리와 납의 농도를 측정한 결과, 구리는 최대 8,255ppm, 납은 최대 2,146ppm가 검출되었다. 휴대용 X-선 형광 분석기로 측정한 구리와 납의 농도 자료를 ArcGIS 소프트웨어에 입력하였으며, 정규크리깅(ordinary kriging) 기법을 이용하여 공간보간(spatial interpolation)을 수행한 후 구리와 납에 관한 5m 해상도의 토양오염지도를 작성하였다. 그 결과 부산 폐광산 지역에서는 갱구들 주변에 적치되어 있는 폐석 및 광미를 중심으로 고농도의 구리와 납이 토양 내에 존재하는 것을 작성된 토양오염지도로부터 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 휴대용 X-선 형광 분석기와 GIS를 이용한 구리와 납의 토양오염지도 작성방법이 현장에서 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.