• 자원환경지질
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• 제36권4호
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• pp.285-293
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• 2003

본 연구에서는 덕음광산 광미를 대상으로 심도별로 비포화대에서 광미와 증류수(5:1)의 반응에 의한 반응수와 포화대에서 공극수를 추출하여 화학분석, 열역학적 모델링 그리고, 고상시료에 대한 광물학적 연구를 통해 pH 및 산화${\cdot}$환원 변화에 따른 원소들의 거동특성과 이에 영향을 주는 고상의 용해도 특성을 규명하고자 하였다. 반응수 및 공극수에 대한 심도별 화학분석을 실시한 결과, 비포화대에서는 황화광물의 산화작용으로 낮은 p(2.71~6.91)조건이 형성되어 $SO_4^{2-}$(561~1430mg/L)와 금속이온(Zn:0.12~158mg/L, Pb:0.06~0.83mg/L, CD:0.06~1.35mg/L)의용존이온 함량이 높았다. 그리고 열역학적 모델링과 XRD분석을 통해 자로사이트(jarosite, $KFe_3(SO_4)_2(OH)_6)$와 석고(gypsum, $CaSO_4{\cdot}2H_2O$)가 동정되었다. 포화대에서는 중성의 pH 값(7.25~8.10)으로 인해 비포화대에 비해 금속이온 함량이 줄어들었으나, 심도가 증가함에 따라 pe 값의 감소(7.40$leftrightarro}$3.40)로 산화-환원에 민감한 Fe와 Mn의 용존이온 함량이 다소 증가하였다. 열역학적 모델링과 XRD(X-ray diffraction)분석으로 정성된 능망간석(rhodochrosite, $MnCO_3$)의 존재는 Mn산화물의 환원작용을 지시해 준다. 산화-환원 변위에 비해 pH가 금속화합물의 이온화 작용에 더 많은 영향을 미치지만, 포화대에서는 pe 값의 감소로 Fe와 Mn의 용존 이온의 증가와 An 사이의 상관관계로 대변된다. 따라서, Fe와 Mn수산화물의 재용해로 인해 동시에 침전된 중금속의 기동에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.651-660
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• 2007

산성광산배수는 휴폐광산 광해의 주요한 문제로 널리 인식되어 왔으며 최근 황화광물을 많이 함유한 지역의 지반굴착 건설현장에서 산성배수의 발생과 이로 인한 환경오염과 구조물의 안정성 저해가 건설 분야의 현안문제로 대두되고 있다. 지구과학분야에서 간과하고 있는 건설현장에서 발생된 산성배수에 의한 피해 사례를 소개하고 향후 피해 저감대책기술 개발과정에서 지구과학분야 역할의 중요성을 피력하고자 한다. 우리나라에서 산성배수를 발생시킬 개연성이 높은 대표적인 암석은 옥천층군 변성퇴적암, 평안층군 함탄층, 중생대 화산암, 제3기 퇴적암 및 화산암이며 우리나라 표면적의 약 20%정도를 차지할 것으로 추정된다. 최근 건설현장에서는 산성배수에 대한 적절한 대책이 수립되지 않고 대규모 절토와 터널굴착이 빈번히 이루어지고 있으며 향후 산성배수에 의한 피해는 지속적으로 발생될 것으로 판단된다. 건설현장의 산성배수는 토양, 지표수와 지하수의 산성화 및 중금속 오염, 식생고사, 경관훼손, 사면안정성 저해, 구조물 부식, 콘크리트 및 아스콘 노후화 촉진 등이다. 암석의 산성배수 발생개연성평가는 static test와 kinetic test 방법이 있으며, 암석의 산성배수 발생능력과 중화능력을 측정하여 암석의 산성배수 발생개연성을 간접적으로 추정하는 acid base accounting test가 가장 널리 활용되고 있다. 산성배수에 대한 피해저감대책은 산성배수의 처리와 발생억제로 구분된다. 산성배수 처리방법은 중화제 투입 등의 적극적 처리와 자연적인 물리 화학 생물학적 과정을 이용한 소극적 처리로 구분된다. 산성배수의 발생억제는 산화제의 제거와 생성억제, 산화제와 황화광물의 접촉차단으로 구분된다.도시되며 지역에 따라 위도효과를 보인다. 황산염에 대한 황동위원소 대부분 화성기원을 보인다. 그러나 JR1 온천은 고염수에서 기원한 것으로 보이는 해양성기원을 보인다. 온천수의 $^3He/^4He$ 비와 $^4He/^{20}Ne$ 비는 $0.0143{\times}10^{-6}{\sim}0.407{\times}10^{-6}$ 범위와 $6.49{\sim}584{\times}10^{-6}$ 범위를 각각 보여주어 대기와 지각성분의 혼합선상에 도시된다. 이는 온천수내 헬륨가스의 대부분이 지각기원임을 의미한다. 죽림온천(JR1)의 경우 맨틀기원의 헬륨가스의 혼합율이 다른 온천에 비해 다소 높은 비율을 보여준다. 이들 동위원소비와 온천수의 pH와는 대체적으로 정의 상관관계가 확인되었다. 아울러 $^{40}Ar/^{36}Ar$비가 $292.3{\times}10^{-6}{\sim}304.1{\times}10^{-6}$ 범위로 대기기원임을 지시한다. Gram 양성, Gram 음성 균주는 Escherichia coli KCCM 11591를 제외하고는 0.8 - 0.95 cm로 항균력이 강했으며, Gram negitive의 Pseudomonas aeruginosa KCTC 1750 에서는 43% 발효주에는 0.95 cm, 45% 고은 발효주에는 0.95 cm의 항균성을 나타냈으며 관능평가에서도 가장 높게 났다. 관능평가에서는 45% 고온 발효주가 가장 높게 나타났으며, 항산화성 실험에 나타난 저온 45%의 갈색도의 측정과는 항산화성에서는 좀 다른 결과를 나타낸다. 그러나 항균성이 가장

• 한국응용곤충학회지
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• 제57권2호
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• pp.97-104
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• 2018

항암작용과 간 질환을 예방하는 약용곤충으로 널리 알려진 흰점박이꽃무지 유충은 2016년 12월 일반식품으로 등록되었으나 판매가가 높아 소비가 활발하게 이루어지지 않고 있어 생산 단가를 낮추는 기술이 요구되고 있는 실정이다. 흰점박이꽃무지의 생산 비용을 절감하고 생산성을 향상시키기 위해 농업부산물인 새송이버섯 수확 후 배지와 표고버섯 수확 후 배지를 유충의 먹이로 급이하여 생육특성과 미량성분, 중금속함량을 조사하였고 대조구로는 관행으로 사용되고 있는 참나무 발효톱밥을 급이하였다. 새송이버섯 수확 후 배지를 급이한 처리구가 유충사육기간이 16.2일로 가장 짧았고 유충 무게 증가율과 고치 무게는 각각 156.3%와 4.1 g이었다. 새송이버섯 수확 후 배지를 급이한 처리구에서 용화율은 100%였고 우화율은 93.9%로 가장 높았지만 통계적 유의차는 없었다. 또한 총질소함량도 10.28%로 가장 높았고 미량원소 중 철은 145.8 mg/kg으로 다른 먹이와 비교해 높은 결과를 보였다. 성충의 산란선호성은 먹이 간 통계적 유의차가 없었다. 본 연구의 결과를 종합하였을 때 기존에 사용하고 있는 참나무 발효톱밥 대신 새송이버섯 수확 후 배지를 먹이로 사용하면 흰점박이꽃무지 유충 100 kg 당 667,960원의 비용이 감소할 것으로 추정된다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.265-275
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• 2006

미생물을 이용한 원석 또는 폐석으로부터 인류에 유용한 원소 및 중금속의 용출은 초기 연구단계에 있는 새로운 생물학적 기술 중의 하나이다. 본 연구의 목적은 갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Microcosm)을 이용하여 자철석으로부터 철의 용출 및 용출된 철의 생광화작용에 따른 2차 물질의 형성을 규명하고자 한다. 갯벌퇴적물에서 분리한 철 환원 박테리아(Microcosm)가 글루코스($10{\sim}20mM$)를 이용하여 성장하는 동안 자철석으로부터 철의 용출 및 2차 물질의 형성을 ICP, XRD, SEM-EDX 및 TEM을 이용하여 연구하였다. 미생물배지에 상업용 자철석(미생물배지 : 자철석 = 100 : 1)과 철환원 박테리아를 넣고 혐기성 및 호기성 조건하에서 철 용출 및 2차 물질의 형성실험을 실시한 결과, 철의 용출 실험동안 미생물배지의 Eh는 호기성 조건에서 +250 mV에서 -520 mV 까지 감소하고, pH 7.3에서 5.5까지 감소하였다. 혐기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 15일째 자철석으로부터 94 ppm의 Fe를 용출하였으며, 박테리아가 없는 혐기성 조건 하에서는 0.9 ppm의 Fe의 용출을 보여 주었다. 호기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 자철석으로부터 15일째 107 ppm의 Fe를 용출하였다. 배양을 시작한지 1개월이 지난 시점에서는 미생물배지에 용출되어 있는 Fe가 혐기성 조건에서는 57ppm의 Fe가, 호기성 조건하에서는 6.5 ppm의 Fe 각각 존재하였다. 박테리아가 배양되는 동안 용출된 철의 감소는 2차물질의 형성에 철이 소비된 것으로 사료되며, 호기성 조건하에서는 적갈색의 2차 물질 형성을 보여주었다. 미생물에 의한 자철석으로부터 철과 망간의 용출은 미생물의 활동에 따른 미생물배지의 열역학적인 조건(Eh/pH)의 변화 및 유기물의 산화에 따른 유기산의 형성에 기인한 것으로 사료된다. 미생물을 이용한 결정질의 자철석으로부터 철의 용출 및 비정질의 2차물질의 형성은 미생물의 퇴적물 내에서 철의 순환에 중요한 역할을 담당할 뿐만 아니라 미생물을 이용한 유용물질의 침출(Bioleaching) 및 생광화작용에 따른 광물의 합성 가능성을 시사한다.

• 자원환경지질
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• 제36권1호
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• pp.27-38
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• 2003

금은광산의 광미에는 유비철석이 포함되어 있으며 이의 산화로 주변 지구화학적 환경에서 비소오염 양상이 주로 나타나고 있다. 풍화된 광미의 경우 황화광물의 산화과정으로 철 수산화물 및 수산화황산염이 풍부하게 생성되고 여기에 비소가 결합되어 있을 것으로 예상된다. 이 연구에서는 국내 일부 금은광산 지역의 풍화된 광미를 대상으로 SEW/EDS 분석과 연속추출분석을 실시하여 고상 비소의 광물학적, 화학적 특성을 파악하였다. 또한 pH/Eh 환경변화에 따른 고상 비소의 안정도와 용출 가능성을 평가하였다. 광미시료들은 총 황 몰농도와 비소 및 중금속원소들의 함량을 비교해 볼 때 풍화로 인해 황화광물의 산화가 많이 진행된 것으로 나타났다. XRD 분석에서 덕음, 동일, 다덕 광산 광미에서 철수산화황산염 광물로서 자로사이트가 나타났으며 비소의 총함량이 가장 높게 나타난(4.36%) 다덕광산 광미에서 결정질 비소 함유상으로 스코로다이트가 확인되었다. 이외 SEM/EDS 분석을 통해 보이단타이트와 유사한 조성을 가지는 상자 일부 Pb-비산염 형태도 구분되었으며 상대적으로 광미의 풍화정도가 낮은 삼광 및 구봉 지역에서는 유비철석이 인지되기도 하지만 광미내 비소는 주로 철수산화물 및 수산화황산염에 결합된 것으로 나타났다. 화학적 형태 분석에서도 동일, 다덕, 명봉 광산 광미에서 철수산화물과 공침전된 형태가 72∼99%로 나타났으며 삼광 및 구봉에서는 황화물 형태가 58%, 철수산화물 결합형태가 40% 내외로 나타나 이를 뒷받침한다. 광미에 대한 비소 용출실험에서 덕음 광미가 가장 낮은 pH(2.7)를 의이며 직접적인 철수산화황산염의 용해반응으로 비소가 용출되며 삼광 및 구봉에서는 알칼리성 환경(8.1-8.5)에서 탈착반응으로 상대적으로 많은 양의 비소가 용출될 수 있음을 보여주었다. 또한 산성환경에서 용존 비소의 +3가 비율이 높게 차지하여 환경적 영향이 크게 나타날 수 있다. 이와 같은 풍화 광미에 대해 환경복구 기법의 적용으로 인한 pH/Eh 환경의 변화와 미생물의 작용이 비소를 함유하는 상의 안정도에 영향을 줄 수 있으며 비소의 용출 정도는 증가할 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권2호
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• pp.119-130
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• 2000

한반도 연안 조간대에서 광범위하게 서식하는 총알고둥(Littorina brevicula)의 패각 중 미량 금속의 지역적인 분포 특성과 주변 해수 및 육질부와의 연관성을 파악하기 위해 1997년 1월에 전국 연안 38개 정점을 대상으로 총알고둥 및 해수를 채취하여 Mn, Zn, Cd 및 Pb를 분석하였다. 패각 중 Mn 함량은 7.0 ${\mu}g$/g${\sim}$211 ${\mu}g$/g(평균 59 ${\mu}g$/g) 범위로써, 동해 북부에서 가장 낮고 남해 서부 및 서해역에서 높았다. 패각 중 Mn은 해수 중 총 Mn농도 및 육질부 중 Mn 함량과 밀접한 관련성을 갖고 있어 생물 활동에 의해 조절되며 주변 환경의 Mn 수준을 반영하는 것으로 나타났다. 패각 중 Zn 함량은 0.1 ${\mu}g$/g${\sim}$1.9${\mu}g$/g(평균 0.9 ${\mu}g$/g) 범위로써, 온산만 지역을 제외하고는 해수 및 육질부 중금속과 관련성이 적고 패각 중 Na함량과 역의 상관성을 보이므로 패각 중 Zn함량은 생물 활동이 아니라 주변 해수의 염분에 의해 조절되는 것으로 해석되었다. Cd 함량은 0.007${\mu}g$/g${\sim}$0.114 ${\mu}g$/g(평균 0.02${\mu}g$/g) 범위로써, 동해 남부 및 서해 연안에서 높고 동해 북부와 남해 연안에서 낮았다. 패각 중 Cd함량은 온산만 지역을 제외하고 해수 중 Cd농도 분포를 반영하지 않았으나, 육질부의 분포와 유사하여 생물 활동에 의해 조절되는 것으로 볼 수 있었다. Pb 함량은 0.1 ${\mu}g$/g${\sim}$17.5 ${\mu}g$/g(평균 1.01 ${\mu}g$/g) 범위로써 울산-온산 해역에서 특히 높은 함량을 보였다. 생체 내의 Pb 함량과는 관련성이 적었으나 해수 중 Pb 농도 분포를 반영하였다. 또한 Pb는 같은 지역에서 연령이 오래될 수록 함량이 감소하는 경향을 나타내므로 패각 중 Pb 함량은 패각의 성장률 변화 및 주변 해수의 Pb농도 수준에 의해 조절되는 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.483-489
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• 2006

희토류 화합물인 $La_{2}O_{3}$ 및 $CeO_{2}$ 시약과 이들을 함유하는 희토류 광석을 이용하여 제철 폐수 중의 불소 및 유해 중금속 제거에 대하여 연구하였다. 용액 중 불소에 대한 희토류 원소의 제거 반응기구는 $La^{3+}$ 및 $Ce^{4+}$ 등의 양이온이 불소 이온과 불용성 화합물을 형성하는 것으로 알려져 있다. 기존의 불소 제거에 사용되고 있는 소석회와 비교한 결과 $La_{2}O_{3}$ 및 $CeO_{2}$ 의 불소제거 효율이 높았다. HF 용액에서의 제거 효율은 $CeO_{2}$ 광석 < $CeO_{2}$ 시약 < $Ca(OH)_{2}$ < $La_{2}O_{3}$ 광석 < $La_{2}O_{3}$ 시약의 순서였고, 제철 폐수에서는 $Ca(OH)_{2}$ < $CeO_{2}$ 광석 < $CeO_{2}$ 시약 < $La_{2}O_{3}$ 광석 < $La_{2}O_{3}$ 시약의 순서였다(pH의 영향은 소석회인 경우 pH가 증가할수록 불소제거율이 감소하였다. 세륨화합물과 란탄화합물인 경우는 pH 증가에도 불구하고 불소제거 효율이 증가하는 경향을 보였으나 방류 시 수질조건과 불소제거율을 함께 고려할 때 용액의 적정 pH는 7이 적당하다고 판단된다). 망간제거의 경우, pH 7 이하에서는 소석회가 희토류 화합물보다 우수한 망간제거율을 보였고 pH 10에서는 모든 처리제에 대해서 거의 완벽한 제거특성을 보였다. 총크롬 제거의 경우는 산성 조건에서는 란탄화합물이 가장 높은 불소 제거율을 보였으며 pH 7이상에서는 모든 처리제가 좋은 효율을 보였다.

• 농업과학연구
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• 제7권1호
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• pp.52-58
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• 1980

농작물(農作物) 및 농경지(農耕地) 토양중(土壤中)의 유해중금속원소(有害重金屬元素)의 축적(蓄積)과 그 대책구명(對策究明)의 관(關)한 일환(一環)으로, 과수목(果樹木)(사과, 배, 감귤) 토양중(土壤中)에 축적(蓄積)된 동함량(銅含量)을 공해관계(公害關係) 공정분석법(公定分析法)으로 통용(通用)되는 원자흡광법(原字吸光法)에 의하여 주요산지별(主要産地別)(사과밭 : 대구(大邱), 예산((禮山), 충주(忠州) ; 배 밭 : 성환(成歡), 부천(富川), 양주(楊州) ; 감귤밭 : 서귀포(西歸浦)), 토심별(土深別)(0~10cm, 10~20cm 및 20~30cm), 및 수령(樹令)(경작년수(耕作年數)) 별(別)로 조사(調査)한 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 사과밭토양(土壤)의 경우(境遇), 수령(樹令)이 5년(年) 미만(未滿)인 때 동(銅)의 축적(蓄積)은 없었으나 10년(年) 이상(以上)부터는 오염(汚染)되기 시작(始作)하여 30년(年) 정도(程度)이면 100ppm 수준(水準)에 이르고, 50~60년(年) 정도(程度)의 토양(土壤)에서는 130~170ppm이 축적(蓄積)되었으며, 대부분(大部分) 표토(表土)(0~10cm)에 함유(含有)되고 그 오염도(汚染度)가 심(甚)하면 표토(表土)(10~20cm)까지 전이오염(轉移汚染)되나 그 정도(程度)는 매우 낮았다. 2. 배밭토양(土壤)에 있어서도 수령(樹令)이 많을수록 동(銅)의 축적량(蓄積量)은 증가(增加)되는 경향(傾向)이었고, 30년(年) 이상(以上)이면 20~30ppm 수준(水準)이었다. 지역별(地域別)로는 최고(最高) 36.8ppm으로 양주군(楊洲君)에 이어 성환(成歡), 부천(富川)의 순(順)으로 낮았고, 토심별(土深別) 수직분포(垂直分布)로는 역시(亦是) 표토(表土)에 대부분(大部分)이 집적(集積)되어 있었다. 3. 감귤밭에 있어서도 수령(樹令)에 따른 경향(傾向)은 전술(前述)한 바와 같았고, 35년(年)된 수원(樹園)의 표토(表土)에서 57ppm이 검출(檢出)되었으나, 15년(年) 미만(未滿)인 경우(境遇)에는 적용(適用)한 분석법(分析法)의 검출한계농도(檢出限界濃度)에 불과(不過)한 흔적(痕迹)만을 보였으며, 20년(年) 및 30년(年)인때 표토(表土)에 각각(各各) 23ppm 및 38ppm이 축적(蓄積)되었고, 심토(深土)에의 수직전이(垂直轉移)는 다른 과원토양(果園土壤)에 비(比)하여 적은 경향(傾向)을 나타냈다. 4. 조사지역(調査地域) 전반(全般)을 통(通)하여 살펴볼 때, 농작물(農作物)의 생육장해(生育障害)와 감수(減收)를 감안하여 외국(外國)에서 규제(規制)하고 있는 농경지(農耕地) 토양중(土壤中)의 동함량(銅含量) 허용기준농도(許容基準濃度) 125ppm(N/10-HCl 침출(浸出))에 비(比)하면 현격(懸隔)하게 미량(微量)이어서 농경상(農耕上)의 문제점(問題點)은 전혀 없다고 사료(思料)된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-7
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• 2001

지난 2, 30년 동안에 진행되고 있는 한국인의 식생활변화와 함께 채소 작물에 대한 수요가 급격히 증가하면서 강원도 고랭지 토양이 여름 채소 재배지로 각광을 받게 되었고 그 재배 면적이 매년 확대 일로에 있다. 이 토양의 비옥도를 유지 내지는 향상시키고 적절한 관리를 기하기 위해 광범위하고 집중적인 조사와 검정을 실시하여 얻은 결과의 일부를 다음과 같이 정리할 수 있었다. 조사된 토양은 일반적으로 양토 내지는 사양토로써 배수가 양호하였으며 대부분 경사지에 놓여 있기 때문에 심할 경우 침식의 위험에 노출되게 되어 경작충이 매우 얕았으며, 이 중 30% 또는 그 이상의 경사도를 가진 토양 11%는 곧 다시 조림해야 할 정도로 농경지로써는 부적절하였다. 이미 받은 침식으로 인해 자갈 함량이 높았으며 토양의 경도 역시 식물의 뿌리 신장과 농기구 사용에 지장을 줄 정도였다. 토양의 pH는 산성화 쪽으로 진행되었고, 유기물 함량, 치환성 염기인 Ca, Mg, 그리고 K의 함량은 경작 연수가 증가함에 따라 감소하였는데 유효 인산 ($P_2O_5$)만은 농가의 퇴구비 과다 사용 결과로 인해 크게 증가하는 경향을 보였다. 양이온 치환용량(CEC)과 전기 전도도(EC)는 토양과 토양 사이에 별 차이가 없었다. 이 지역의 고랭지 토양은 아직 Cd, Cu, Pb, Zn 그리고 Ni등의 중금속 원소에 의한 토양 오염의 영향을 받지 않은 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1306-1313
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• 2011

비멀칭 노지 밭토양 조건에서 총각무와 옥수수 재배시 퇴비단여과액비 (SCB) 시용 후 표토 (0-15 cm) 화학성의 경시적 변화와 작물생산성을 평가하였다. 밑거름으로 SCB액비의 처리수준은 총각무 재배시 질소시비량 $6kg\;10a^{-1}$, 옥수수 재배시 질소시비량 $10kg\;10a^{-1}$을 기준으로 무비구 (NF), 1배구 (SCB-1), 2배구 (SCB-2), 3배구 (SCB-3), SCB-1+NK 처리구의 5수준으로 하여 3반복 난괴법으로 배치하였다. SCB액비의 양분함량에 따라 토양 중 크게 증가한 항목은 전기전도도, 질산태질소와 치환성칼륨과 나트륨 함량이었다. 토양 유기물함량, 유효인산, 치환성칼슘과 마그네슘의 변화는 나타나지 않았다. 전기전도도와 질산태질소, 치환성나트륨 함량은 강우량과 비례하여 감소하였으며 2008년 옥수수 재배시 장마기를 지나면서 시험 전 수준으로 낮아졌다. 치환성 칼륨 함량은 장마기에 다소 낮아졌으나 시험 후인 8월에도 처리수준별로 높은 상태로 유지되어 토양 중 상당량 집적되는 것으로 나타났다. 총각무의 경우에는 SCB액비 처리량에 따라 생체중과 질소흡수량이 높았으나 옥수수 재배시에는 처리량에 따라 수량과 건물중이 증가하는 경향을 나타내지 않았다. SCB액비를 밑거름으로 적정량 사용하고 웃거름 시비방법을 개선하므로써 생산성을 높이고 환경부하도 줄일 수 있는 방법과 SCB액비를 장기간 연속하여 사용시 유기물함량 변화나 중금속 또는 미량원소 축적문제에 대해서 추가검토가 필요할 것으로 생각된다.