화력발전 후 발생되는 석탄회의 발생량은 점차 증가하고 있으나, 석탄바닥재의 재활용에 대한 연구가 충분하지 않아 재활용이 잘 되지 않고 있는 실정이다. 본 연구는 석 탄바닥재와 모래의 혼합비율을 달리한 상토로 lysimeter를 제작한 후에 잔디를 재배하고 용탈실험을 수행해 석탄바닥재가 골프장 사질토양의 토양개량재로 적합한지 여부를 검정하기 위해 수행하였다. 석탄바닥재와 모래를 일정비율(석탄바닥재 0, 10, 20, 30, 50%)로 혼합하여 조성한 lysimeter에 일정량의 관수를 실시하고 용탈수를 채취한 결과 석탄바닥재 처리수준이 증가할수록 용탈수량은 유의성있게 감소해 석탄바닥재 처리가 모래토양의 보수력을 높이는데 효과가 있음을 알 수 있다. 그리고 시비 후 3일 간격으로 용탈수를 채취해 분석한 결과 석탄바닥재의 처리 수준이 증가할수록 용탈수의 pH는 증가하였으나, 관수량에 대한 용탈수량, $NO_3$-N, $NH_4$-N 및 K의 용탈량은 유의성 있게 감소하였다. 또한 용탈수의 EC는 석탄바닥재의 처리수준이 증가할수록 용탈초기부터 끝까지 지속적으로 유지되는 것으로 조사되었다. 이들 결과는 석탄바닥재가 사질토양의 보수 보비력 및 산성토양을 개량하는데 효과적임을 의미 한다. 그러나 석탄바닥재 pH가 9.03의 알칼리성이고, 처리수준이 증가할수록 투수성이 불량해지고 토양에서 $PO_4$-P의 흡착량이 증가하는 문제점도 조사되었다. 본 연구 결과 석탄바닥재를모래에 20% 이하의 적정 비율로 혼합하면 보수 보비력이 낮은 골프코스의 사질토양을 개량할 수 있는 토양개량재로 재활용이 가능할 것으로 판단된다.
석조문화재 주변의 환경적인 요인은 다양한 형태의 손상을 불러일으킨다. 본 연구에서는 여러 환경 요인 중에서 지면에 조성된 조립사질 토양이 석조문화재의 손상에 끼치는 영향을 불국사 다보탑을 중심으로 살펴보았다. 복잡한 구조를 지닌 불국사다보탑의 주변 지면에는 조립사질토양이 조성되어 있고, 주변은 회랑으로 둘러싸여 있다. 경주의 거센 바람과 수많은 관람객으로 인하여 지면의 토양이 부유되어 복잡한 석탑의 부재 사이에 침착되고 있다. 조립사질토양이 석탑의 손상에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 조립사질 토양과 석탑 주변에 떨어진 풍화편을 채취하여 X-선 회절분석, 편광현미경 및 전자현미경으로 광물조성과 조직을 관찰하였으며, IC와 ICP-AES를 이용하여 수용성 염성분을 분석하였다. 조립사질토양과 풍화편에서는 스멕타이트 뿐만 아니라, 일라이트, 카올리나이트가 검출되었는데, 이들은 수분과 접촉시 팽창을 하여 암석에 압력을 가중시킨다. 풍화편과 조립사질 토양에서는 또한 NaCl 염이 검출되었는데, 이 염은 점토광물에 나트륨이온을 제공하여서, 또는 상대습도 평형을 떨어뜨려서 점토광물의 팽창을 증진시킨다. 분석결과는 조립사질토양이 풍화된 석조문화재의 사이트환경으로는 적절치 못함을 보여준다.
야외에서 관찰되는 화강암 기원의 사질 토양시료들에 대한 광물학적 관찰과 입도 분석이 실시되었으며 변수두법에 의해 그들 토양시료들의 투수계수를 측정하였다. 측정된 수리 전도도 값과 토양시료들이 가지는 입도분포 특성과의 관계에 대한 상호 연관성을 정의하였다. 화강암으로부터 풍화된 토양의 입도분포에 의하면 토양은 sand와 loamy sand에 해당되며 변수두 실내 투수시험에 의해 측정된 투수계수는 $1.15X10^{-5}\sim7.31X10^{-4}cm/sec$의 범위로 이는 sand와 silt의 영역에 해당된다. 시험에 사용된 사질토양의 투수계수는 토양의 평균입도 보다는 입도분산과 더 강한 상관관계를 가지고 있음이 뚜렷하게 관찰되며 입도분산도가 증가할수록 투수계수가 감소하는 경향이 뚜렷하다. 연구결과 평균입도가 $0.38\sim1.97mm$인 화강암 기원의 사질토양은 투수계수와 입도분산의 상호관계에 있어서 $y=6.0E-5x^{-1.4}$의 추세선과 잘 일치하고 있음이 밝혀졌다. 이는 실제로 야외에서 관찰되는 토양시료의 입도분산에 대한고려 없이 평균입도만을 이용한 투수계수 예측은 큰 오류를 범 할 수 있음을 지시해 주는 것이다.
산지의 인위적인 교란은 양토 비율이 적은 심토를 지표에 노출시켜 침식의 민감도를 증가시킨다. 본 연구는 강우유입 면상흐름에 의해 발생하는 세류간 침식에 있어서 사질토(sand)와 양질사토(loamy sand)의 침식성(erodibility)을 평가하고자 강우모의 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 사질토와 양질사토의 평균입경은 각각 0.936 mm와 0.611 mm이고, 유기물함량은 각각 2.0%와 4.2%이었다. 실험 플롯에서 지표흐름의 유출계수는 양질사토가 사질토보다 1.16 배 증가하였다. 면상침식에 의한 양질사토와 사질토의 평균 토사유출량은 각각 3.71kg/m2/hr와 1.13kg/m2/hr 이었다. 강우침식능인자에 대한 토사유출량의 비인 침식성은 양질사토가 사질토보다 평균 3.65 배 컸다. 급경사면의 경사도가 24°에서 28°로 증가함에 따라 두 토양에 대한 유사농도와 침식성은 약 20%정도 증가하였다. 소규모 플롯에 대한 사질토양의 침식성인자 K 는 실측 침식성에 비해 과대 산정되었다. 이 결과는 RUSLE가 사질토양에서 면상침식에 의해 발생하는 토사유출량을 과대평가할 수 있음을 의미한다.
사질 토양에서의 유기물 함량이 벤젠의 흡착과 생분해에 미치는 영향을 분석하기 위하여 다양한 분말 활성탄(PAC)함량 조건에서 비평형 배치 실험을 실시하였다. 비평형 배치실험에서 벤젠의 흡착과 생분해를 비교하기 위하여 BTEX 화합물에 대한 분해능이 우수한 Pseudomonas aeruginosam의 유무에 따른 두 가지의 실험 조건을 설정하였다. 실험 결과 반응 시간 1일까지 빠른 흡착양상을 보였으며, 2일부터 20일 까지는 매우 느린 흡착 양상을 보였다. 활성탄의 함량이 증가할수록 벤젠의 흡착은 증가하는 것으로 나타났으며, Pseudomonas aeruginosa가 첨가된 실험에서는 PAC 함량이 증가할수록 흡착은 증가하였으 나 bioavailability factor (B$_{f}$ ) 값이 감소하였다. 이는 bioavailability가 흡착에 의해 제한됨을 지시한다.
벼에 대한 규산질비료의 시용수준별 수량으로 본 비효반응, 적정시용량, 그리고 수량 및 토양 유효규산 함량에 의한 시용주기를 구명하기 위하여 2002 2005년에 추청벼를 재배하여 배수 약간 불량한 지산통인 보통답과 석천통인 사질답 토양에서 포장시험을 수행하였다. 규산질비료의 시용량이 증가함에 따라 벼 수량은 증가하여 토양 유효규산 130, 200 및 $270mg\;kg^{-1}$ 조절량 시용시 무시용구보다 벼 증수율은, 보통답 6, 9 및 12%, 사질답 10, 17 및 25%이였다. 벼 수확 후 토양 유효규산 함량과 벼 수량과의 관계를 2차 회귀관계식으로 분석한 결과 토양의 유효규산 함량이 보통답 $154mg\;kg^{-1}$, 사질답 $160mg\;kg^{-1}$, 평균 $157mg\;kg^{-1}$일 때 최고수량을 얻을 수 있었다. 규산질 비료를 토양의 유효규산 함량의 현행기준인 $130mg\;kg^{-1}$으로 조절 시용할 때 수량으로 본 규산질비료의 잔효는 보통답 및 사질답 모두 3년 정도이었다. 규산질비료를 유효규산 함량 $130mg\;kg^{-1}$으로 조절시용시 토양의 유효규산 함량은 연도가 경과함에 따라 일정하게 감소하여 규산질비료시용 3년 이후에는 무처리 수준에 도달하였다. 따라서 현행 규산질비료의 공급주기는 현행 4년 1주기에서 3년 1주기로의 조정이 가능하였지만, 수량반응과 토양유효규산 함량으로 볼 때 유효규산 $200{\sim}270mg\;kg^{-1}$으로 조절시용시의 공급주기는 3~5년이었다. 그러나 보통답은 물론 특히 사질답의 경우 토양검정에 의하여 매년 적절한 양을 시용하는 것이 더 바람직한 것으로 밝혀졌다. 벼 수확기 규산흡수량을 보면 규산질비료 무시용구 (보통답 $559kg\;ha^{-1}$, 사질답 $622kg\;ha^{-1}$)에 비하여 토양의 유효규산 130, 200 및 $270mg\;kg^{-1}$ 조절량의 규산질비료 시용구는 각각 보통답 643, 731 및 $794kg\;ha^{-1}$, 사질답 706, 834 및 $853kg\;ha^{-1}$으로서 현저히 증가 하였다. 토양 유효규산 130, 200 및 $270mg\;kg^{-1}$ 조절량의 규산질비료 시용당년의 규산 흡수이용률은 각각 보통답 4.3, 3.7 및 3.2%, 사질답 8.0, 6.3 및 5.7%로 보통답에 비하여 사질답에서 매우 높았으며 4년 동안의 규산의 흡수이용률도 두 토양 모두 시용당년과 유사한 경향을 보였다.
인공산성우(人工酸性雨)가 토양(土壤)의 주요(主要) 화학적(化學的) 성질(性質)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하기 위하여, 천연강우(天然降雨)를 차단(遮斷)하고 묘포토양(苗圃土壤), 혼합토양(混合土壤) 및 사질토양(砂質土壤)에 각각 분식(盆植)된 은행(銀杏)나무 유묘(幼苗)(1-0, half-sib)에 인공산성우(人工酸性雨)(황산(黃酸)과 질산(窒酸)을 3: 1, v/v로 혼합(混合)하여 수도물로 희석한 pH 2.0, 3.0, 4.0 및 5.0) 와 수돗물 (pH 6.4)을 생육기간중(生育期間中)(1985년(年) 4월(月) 28일(日)~10월(月) 19일(日))에 주(週) 3회(回), 매회(每回) 5mm씩 처리(處理)하여 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 토양(土壤)의 치환성(置換性) Ca 및 Mg 함량(含量)과 염기포화도(鹽基飽和度)는 pH 값이 낮을수록 감소(減少)하였고, 감소율(減少率)은 사질토양(砂質土壤), 혼합토양(混合土壤) 및 묘포토양(苗圃土壤)의 순(順)으로 크게 나타났으며, 치환성(置換性) K와 Na 함량(含量)은 산성우처리(酸性雨處理)에 의해 크게 영향받지 않았다. 치환성(置換性) Al 함량(含量)은 처리산성우(處理酸性雨)의 pH 값이 낮을수록 현저히 증가(增加)하였다. 2. 토양(土壤)의 유효인산함량(有效燐酸含量)은 처리산성우(處理酸性雨)의 pH 값이 낮을수록 감소(減少)했으며, 처리전(處理前)에 비하여 묘포토양(苗圃土壤)에서는 증가(增加)한 반면 혼합토양(混合土壤)과 사질토양(砂質土壤)은 감소(減少)하였다. 3. 토양(土壤) sulfate 및 nitrate 함량(含量)은 pH 값이 낮을수록 높아졌으며, sulfate 함량(含量)만이 pH 간에 유의성(有意性)이 인정(認定)되었으며, 그 함량(含量)은 묘포토양(苗圃土壤), 혼합토양(混合土壤) 및 사질토양(砂質土壤)의 순(順)으로 증가(增加)하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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