오염된 토양을 복원하기 위해서는 주변 환경에 있어서 오염원의 분포 특성과 오염원에 의한 피해 정도를 조사하는 것이 필요하다. 본 조사는 폐금속 광산으로부터 발생된 중금속 오염 현황에 대한 정보를 얻기 위하여 광미와 농경지 토양의 물리화학적 특성을 조사하였으며 광미와 농경지 토양, 그리고 하천 침전물의 시안, 카드뮴, 구리 , 납, 아연, 비소, 크롬, 그리고 수은의 함량을 조사하였다. 농경지 토양과 광미의 pH는 각각 5.4, 8.4이었다. 광미중 시안, 납, 카드뮴, 그리고 비소의 함량은 99.98, 1,752.12, 31.88, 298.50 mg/kg이었다. 이들 중금속의 함량은 공장 산업지역의 대책 기준치보다 높은 함량이었으며 농경지 토양에서 시안과 중금속의 평균량은 광산 주변 비오염지역보다 높았다. 특히, 하천 주변 농경지 토양의 중금속 함량은 다른 주변 농경지보다 높게 나타났다. 광미장 하부 하천의 시안과 중금속의 함량은 광미장의 함량과 비슷하였으나 광미장으로부터 거리에 멀어짐에 따라 하천에 잔존하는 시안과 중금속의 함량은 감소하는 경향을 보였다.
작물 재배 방법이 토양의 미생물 군집 특성과 화학성에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해서 다섯 곳의 고추 관행 재배지와 다섯 곳의 유기농 재배지 토양을 채취한 후, 16S rRNA 유전자 기반의 파이로시퀀싱 기법으로 미생물 군집을 조사하였다. 분석 결과 총 22개의 세균 문으로 구성되었으며 Proteobacteria 문(33.0 ± 5.7%), Actinobacteria 문(19.9 ± 9.7%) 및 Firmicutes 문(13.6 ± 5.0%)이 우점하였고, 이들은 전체 상대풍부도의 66%를 차지하였다. 고추 관행 재배지와 유기농 재배지의 미생물 군집 분포를 비교했을 때 전반적으로 서로 다른 군집 특성을 나타내었다. 또한 관행 재배 토양에서는 Actinobacteria 문과 Chloroflexi 문이 상대적으로 풍부하였고, 유기 재배 토양에서는 Proteobacteria 문과 Firimicutes 문이 상대적으로 풍부하였다. 특히 Streptomyces 속과 Bacillus 속의 상대풍부도는 관행 재배 토양과 유기 재배 토양 간에 상당한 차이를 보였다. 또한 토양 화학 성에 의하여 세균 군집 변화가 관찰되었는데, Proteobacteria 문의 Rhizobiales 목과 Actinobacteria 문의 Streptomyces 속은 pH에 의해 세균 군집이 바뀌었고, Firimicutes 문의 Bacillus 속은 유기물 함량에 의해 군집 분포가 바뀌었다. 본 연구결과는 재배관리에 따른 토양의 물리-화학성의 변화가 미생물 군집 분포에 뚜렷하게 관련(p<0.05)되어 있다는 것을 보여주었다.
소형루프 전자탐사법은 기동성이 뛰어나고 편리한 물리탐사법의 하나로 지하 천부의 전기비저항 분포에 관한 정보획득에 매우 효과적이다. 또한 이 방법은 전기전도도가 너무 높아 전기비저항 탐사가 용이하지 않은 지역에서 전기비저항 탐사의 적극적 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 염분에 의해 심하게 오염된 간척지의 지반조사를 위하여 다중 주파수 소형루프 전자탐사를 적용하였다. 획득된 소형루프 전자탐사 자료에 대하여 측점별로 1차원 역산을 수행하고, 이들 자료를 병합하여 전기비저항의 3차원적 분포현황을 파악하였다. 전자탐사에서 얻어진 전기비저항 분포와 16개 시추공에서 얻어진 주상도 및 토양시료의 전기비저항 값을 비교 분석하여 매립토 두께, 염도분포 등 조사지역의 지반특성을 제공하였다.
황사가 토양환경에 미치는 영향을 평가하고 우리나라 풍적모재 토양의 기원을 해석하기 위하여 2002년부터 2004년 사이에 채취한 국내 황사를 중국 북부건조지대 및 황토지대 토양의 광물조성과 물리 화학적 특성을 비교하였다. 중국 북부 건조지대 및 황토지대 토양의 화학적 특성은 pH 8.3-9.0, 유기물 $11-23g\;kg^{-1}$, CEC $7.1-18.4cmol_c\;kg^{-1}$으로 채취지역별로 차이를 보였다. 토양의 광물조성은 석영과 장석류를 주광물로하고 석회석, 백운석, 점토광물을 소량으로 수반하고 있었다. 국내에 강하한 황사의 입자 크기는 $50{\mu}m$ 이하 이었으며, 황사의 주요한 점토광물은 illite로 우리나라 일반농경지 토양에 비하여 illite 함량이 많고 kaolin은 적었다. 황사의 염기포화도가 약 260%로 과포화를 보이는 것은 황사 중 탄산염광물의 영향으로 생각된다. 황사의 미세형태는 국내 밭토양 (본량사양토, 수원)에 비하여 원마도 및 분급도가 양호한 구형의 형태를 띠고 있었으며, 강하 황사 중의 광물조성과 성분함량은 채취시기 및 지역별로 큰 차이가 없었다. 우리나라 강하 황사의 입경분포, 치환성 양이온 등 이화학적 특성은 중국 북부 건조지대 토양과는 차이가 있었으나 광물조성과 화학적 조성은 중국 황토지대 토양과 유사한 경향을 보였다.
본 연구는 우리나라 침엽수림 면적의 약 1/3을 차지하는 리기다소나무와 낙엽송 인공림을 대상으로 지역 및 임령에 따른 토양의 물리 화학적 특성을 파악하여, 이들 인공림의 벌채 후 진행되는 조림 사업에 필요한 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 두 인공림에 대한 토양 특성은 기존 보고된 문헌자료와 2년(2010, 2011년) 동안 전국 국유림 내에서 조사 분석한 토양 특성 결과를 바탕으로 지역 및 임령별로 나누어 분석하였다. 리기다소나무 인공림 내 전라남도 지역과 낙엽송 인공림 내 경상북도 지역의 토양 특성이 동일 수종의 임분 내 다른 지역보다 양호하였다. 두 인공림의 토성은 대부분 양토 혹은 사질양토였고, 토양 pH 값은 리기다소나무와 낙엽송 인공림에서 각각 4.86, 4.87로 나타났으며, 토양 pH는 임령 증가에 따라 일정한 경향을 보이지 않았다. 리기다소나무와 낙엽송 인공림의 전질소 농도(%)는 각각 0.21, 0.28이었고, 유효인산 농도($mg{\cdot}kg^{-1}$)는 각각 11.00, 13.32로 나타났다. 낙엽송 인공림 내 전질소, 유효인산, 유기물 농도 및 양이온치환용량은 리기다소나무 인공림보다 높고, 은, 임령이 증가함에 따라 농도가 증가하는 경향을 보였으며, 치환성양이온($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$)은 토양 pH와 정의 상관관계를 나타냈다. 두 인공림에 대한 토양 특성 분석 결과는 리기다소나무 벌채와 낙엽송 주벌 실시 후 요구되는 조림지 관리에 적용할 수 있으며, 토양 양분 특성 등을 고려한 맞춤형 조림 수종 선정과 조림지 관리에 활용하여 지속적인 산지 자원화에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 자체 개발한 물리적기반의 격자다층 분포형 홍수유출모형을 이용하여 남강댐유역을 대상으로 유출해석을 하고, 최적 매개변수 산정을 위하여 각 매개변수별 민감도 분석을 실시하였다. 그 중 유출량에 가장 큰 영향을 끼치는 유역의 초기 토양함수 상태 및 포화 투수계수를 중심으로 유출량에 미치는 영향의 정도를 파악하고자 하였다. 강우유출해석의 결과로부터 모형의 적합성을 평가하기 위하여 체적오차의 백분율(VER)과 첨두유량 오차의 백분율(QER)을 이용하여 모형을 평가하였으며, VER과 QER이 각각 16.7%, 6.7%로 나타나 매개변수 보정 전에 비해 약 6% 향상된 결과를 보였다. 매개변수 민감도 분석 결과, 개발된 분포형 모형에서 유출에 가장 큰 영향을 미치는 부분이 토양 조건 중에서 투수계수와 층 분할 비율이라는 것을 알 수 있었고, 분포형모형의 특성상 매개변수의 초기보정 없이도 유량의 크기와 첨두시간 모두 관측값과 비교적 잘 맞는 것을 확인할 수 있었다.
무토양재배에서 작물의 생산성 향상을 위하여 최적의 수분관리가 중요하기 때문에, 배지의 종류에 따른 수분 이동을 포함한 배지의 물리적 특성의 분석이 필요하다. 본 연구의 목적은 현재 상업적으로 많이 이용되고 있는 대표적인 배지를 대상으로 물리적 특성을 분석하고 수분의 이동 형태 및 함수율과 FDR 센서 측정값과의 관계를 파악하는 것이다. 로드셀을 이용하여 배지의 중량을 측정하고, 이 데이터를 바탕으로 배지의 기본적인 물리적 특성을 파악하고자 하였다. 중량에 따른 실제 함수율과 FDR 센서값의 비교를 통해 배지 종류에 따른 FDR의 정확성을 비교하였다. 암면에 비하여 코이어 배지는 입자가 크고 거친 특성 때문에 전체적으로 보수력이 낮았다. 중량 기준의 동일 함수율 조건에서 FDR센서 측정값은 코이어에서 큰 오차를 보였으므로 FDR센서 사용전 보정이 필요하다. 그리고 코이어의 낮은 보수력과 재수화력 때문에 관수제어에 적합한 함수율 범위도 암면에 비하여 좁았다. 무토양재배에서 최적 관수제어를 위한 관수전략 수립에 실험을 통한 위와 같은 데이터가 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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