• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제48권4호
• /
• pp.399-422
• /
• 2020

도시화 및 산업화로 인해 발생된 중금속으로 오염된 토양의 정화는 인간의 건강 뿐 아니라 지구생태계의 지속성을 위해 매우 중요하다. 중금속 오염 토양 정화 기술 중 식물상복원법은 타 방법에 비해 처리 단가가 저렴하고, 토양 비옥도 및 생물 다양성이 영향을 덜 받는 환경친화적인 방법이다. 이러한 식물상복원법에 식물생장촉진세균(plant growth promoting bacteria, PGPB)을 도입하여 중금속 독성 하에서 식물 생장을 촉진하고 중금속 정화 효율을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 주요 토양오염물인 중금속의 발생원, 미생물·식물·인간에 미치는 중금속 영향 및 PGPB의 식물생장촉진 기작을 정리하였다. 중금속 오염 토양 정화를 위하여 식물상복원에 PGPB의 활용에 관한 최근 10년 동안의 연구 동향을 분석하였다. 또한, PGPB의 실제 적용 시 중금속 제거 효율에 미치는 다양한 환경 인자와 PGPB의 접종 방법의 영향을 고찰하였다. PGPB 활용 식물상복원 기술의 혁신을 위해서는 실제 현장에서 PGPB의 거동과 식물-PGPB-자생미생물 사이의 상호작용에 대한 이해가 필요하다.

• 한국토양환경학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.55-63
• /
• 1998

본 연구에서는 광산 인근 토양에서 산성비를 비롯한 침출수에 의한 지하 환경 오염 메카니즘을 검토하고, 오염 방지 및 교정과 대안의 효과를 정량화 하기 위한 방안을 고찰하였다. 이를 위하여 중금속인 비소의 오염도가 높은 토양을 대상으로 인위적 산성용액에 의한 비소의 용출을 실험적으로 검토하였다. 한편, 산성 침출오염수에 의한 지하 환경의 오염을 방지하기 위하여 석회석을 활용한 토양의 안정화방법의 효과를 살펴 보았다. 오염된 시료토양에 포함된 비소는 pH 1이하의 강산성 용액일수록 격렬히 용출되었으며, pH 값이 낮아질 수록 최대 용출량은 증가되는 것으로 나타났다. 석회석에 의한 토양 안정화방안은 매우 효과적이었으며, 석회석에 의한 산성용액의 중화반응 특성식은 미반응 핵 모델중에서 화학반응이 속도지배인 특성식에 잘 부합되는 것으로 보여진다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제8권3호
• /
• pp.45-55
• /
• 2003

연구의 목적은 광산활동에 의해 발생된 폐재에 의해 오염된 토양에 포함된 중금속의 존재형태와 용출특성에 대하여 비교 분석하는데 있다. 실험에 이용된 중금속 존재형태 분류는 다섯가지로 adsorbed, carbonate, reducible, organic과 residual 형태로 나누었다. 토양내 유기물의 함량 정도는 상동광산에서 발생된 광미가 석탄폐재보다 낮은 것으로 나타났다. 오염된 토양의 중금속 용출 실험에 의하면 석탄폐석과 광미내의 카드뮴의 경우 낮은 용출량을 보였으며, 대부분이 reduciblel fraction에서 용출된 것으로 관찰되었다 상동광산에서 발생된 광미에 포함된 니켈은 혐기성 상황이 되면 총량의 약 46.4％가 용출될 것으로 사료되며, 구리의 경우 약 39.4%가 용출될 것으로 판단된다. pH 3.0과 pH 5.6의 용출조건하에서 석탄 폐석과 광미의 용출랑의 점진적인 증가는 30분안에 이루어졌으며, 광미의 경우 니켈은 pH 3.0과 pH 5.6에서 용출 3시간까지 계속 증가되는 상태를 보였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제14권1호
• /
• pp.36-43
• /
• 2009

Zn, Ni 및 불소로 복합 오염된 토양의 정화를 위해서 동전기 정화(Electrokinetic remediation)기술을 적용하였다. 토양에서 탈착된 불소는 음이온 형태이고, Zn, Ni은 양이온으로 존재하기 때문에 간극수가 이동하는 전기삼투(electro-osmosis)와 이온이 이동하는 전기이동(electro-migration)의 두 가지 기작에 의해 제거되는 경향이 달랐다. 불소는 알칼리 조건에서 토양으로부터의 탈착이 증가하고, Zn과 Ni은 산성조건에서 탈착이 증가된다. 두 가지 탈착 특성이 다른 오염물질을 순차적 pH조절을 통해 효과적으로 제어할 수 있었다. 정전압 하에서의 영향을 평가하기 위하여 2V/cm를 적용하여으며, 2주간의 실험을 통해 Zn은 20.5%, Ni은 2.5%, 불소는 57.4% 제거되었다. Zn과 Ni의 제거율은 낮았으나 토양 ph조절을 통해 이동 가능함을 확인하였다. 토양 pH조절을 통하여 특성이 다른 복합오염물질을 동전기 정화 기술로 제거할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제8권1호
• /
• pp.57-67
• /
• 2003

지하수 의존도가 큰 농촌지역에서 주로 사용하는 천부지하수는 오염에 민감하므로, 인간활동에 의한 질산성 질소 오염이 생활용수 공급에 큰 문제가 되고 있다. 농경활동과 함께 다양한 규모의 축사가 운영되고 있는 경기도 일죽지역 천부지하수에 대한 질산염 연구결과, 인위적 오염물질 유입이 예상되는 지점이 77%, 먹는물 수질기준을 초과하는 지점이 32～42%로 나타났다. 질소동위원소 분석 결과, 인위적 오염물질 유입이 예상되는 지점은 모두 $\delta^{15}$N-$NO_3$가 5$\textperthousand$ 이상으로 나타났으며, 59%지점이 동물분뇨에서 유래된 질소의 영향을 강하게 받고 있는 것으로 나타났다. 연구지역 천부지하수의 질산성 질소 주 오염 원인은 밀집된 축사로 밝혀졌으며, 운영이 종료된 축사라도 오랫동안 지하수질에 영향을 미치는 것으로 보인다. 축종에 따라 오염원의 화학적 특성이 다른데, 지표수게는 그 영향이 나타나지만, 지하로 유입되는 동안 반응에 의하여 일부 용질이 제거되므로 지하수에서는 오염원 차이에 의한 영향이 나타나지 않았다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
• /
• pp.203-206
• /
• 2002

토양 오염의 주된 원인인 디젤은 휘발성과 용해도가 낮아 생물학적 처리법이 많이 이용된다. 생물학적 처리에서 Bioavailability 는 생분해의 속도에 영향을 미치며 유효성평가에 있어 중요하다. 디젤로 오염된 토양의 생분해 특성 및 Bioavailability를 평가하기 위하여 생분해 실험과 mass transfer 실험을 수행하였다. 생분해 속도와 mass transfer 속도의 비교를 통해 생분해 초기에는 mass transfer에 의해 그 속도가 부분적으로 제한을 받으나, 일정시간 후에는 mass transfer 속도에 의해 생분해 속도가 결정되어짐을 알 수 있었다. Multi -component 인 디젤 성분에서의 mass transfer 의 영향을 알기 위해 각 성분별에 따라 조사한 결과, linear H.C 성분과 고 휘발성 성분은 생분해 속도가 초기에는 mass transfer 에 의해 부분적으로 제한되고 후에 mass transfer 에 의해 결정되어지나, tracked H.C 성분과 저휘발성 성분은 전체적으로 mass transfer 에 의해 생분해 속도가 제한되고 있음을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
• /
• pp.362-365
• /
• 2002

토양의 물리/화학적 특성에 따른 토양의 유기오염물 흡착능 변화를 규명하기 위하여, 토양 내 clay 함량 및 유기물 함량변화, 수용액 내 TCE 농도변화에 따른 TCE 의 토양내 흡착량 변화를 측정하였다. 수용액의 pH와 실내온도는 일정하게 유지시켰으며 clay는 표면적이 다른 Ca-montmorillonite, Na-montmorillonite, kaolin을 이용하였고, 유기물질로는 활성탄을 사용하였다. 일정한 토양성분과 실제토양에 대해 수용액 내 TCE의 농도를 변화시켜 농도변화에 따른 흡착량 변화를 측정하였다. 실험결과 유기물과 점토함량의 증가에 따라 흡착량은 모두 증가하였으나 활성탄에 의한 TCE 흡착량이 점토에 비해 매우 높았으므로 유기물에 의한 TCE 흡착영향이 점토에 의한 흡착 영향보다 큰 것으로 나타났다. TCE 농도변화에 따른 흡착결과는 실제토양과 모사토양에서 모두 농도가 증가함에 따라 흡착 증가율이 증가하다가 감소하는 Langmuir isotherm 형태를 보여 주었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
• /
• pp.336-339
• /
• 2005

포천지역의 포천천과 그 주변의 8개 소유역을 대상으로 2003년 8월부터 2004년 8월까지 하천 8개 지점과 기존 지하수 관정 66개소를 선정하여 수리지구화학 및 환경동위원소 연구를 실시하였다. 복합적인 토지이용과 관련하여 연구지역 수계에서는 오염물질 유입이 광역적으로 인지되었으며, 일부 지역에서는 지하수계로의 오염물질 유입이 강하게 나타나 인근 하천까지 영향을 줌이 확인되었다. 오염기원으로 해석되는 대표적인 무기이온종인 $NO_3,\;Cl,\;SO_4$의 존재비를 이용하여 연구 지역의 지표수와 충적 지하수를 크게 3개 수질 그룹으로 분류하였다. 이들 그룹들은 각각 특징적인 충진 특성과 용존 이온의 분포/거동 양상을 나타내는 것으로 해석된다. 본 논문에서는 세 유형의 지표수/충적 지하수 외에 암반 지하수를 포함하여 연구지역 자연수의 수리지구화학 진화 경로와 오염물질의 유입 및 거동 양상에 대하여 토의한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.89-96
• /
• 2007

농업 비점오염원으로부터의 수질 보전이나 수자원 관리는 유역단위로 하는 것이 세계적 추세이며, 지형이 복잡한 우리나라에서는 더욱 효율적일 수 있다. 유역은 물이나 기타 물질들이 모여 강이나 더 큰 수계로 흘러드는 지표수의 범위라 표현할 수 있으며 그 범위를 정함에 따라 매우 중요한 의미를 지니게 된다. 특히, 강우에 따른 수자원의 유입과 유출이 토양을 통해 발생함에도 불구하고 기존의 유역단위 구분이 토양의 특성을 전혀 반영하지 못하고 있는 우리의 현실은 효율적 관리를 위한 유역단위 구분의 큰 단점으로 작용해왔다. 따라서, 농업적 관리뿐만 아니라 수질관리 및 수자원 관리를 위해서도 유역단위 특히, 소유역을 토양특성이 포괄하는 체계적 단위로 분류할 필요성이 있다. 토양학에서는 동일한 모재에서 유래된 일련의 토양이 미세지형에 따라 연속적으로 분포된 것을 Soil Catena(토양연접군)라고 한다. 이 토양연접군을 위주로 토양을 분류하게 되면 수문이나 기상현상 등의 주요 매질인 토양을 그룹화할 수 있는 가능성을 얻게 되고 이런 그룹화는 유역을 수계 위주의 유역군이 아닌 동일특성이나 유사특성을 나타낼 수 있는 유역군으로 분류가 가능하도록 유도할 것이므로, 이런 분류는 토양을 포함하는 다양한 수문모형의 적용성을 확대해 합리적 수자원 관리에 도움이 될 것이며 수자원 환경에 영향을 미치는 오염물질 관리에 대한 유역단위 보편성을 확보하고 농업에서의 최적관리를 가능하게 할 것이다. 우리나라 유역 세분화는 토양조사가 되어 있는 지역에만 한정해 분류에 이용했다. 대유역은 15개로 구분하였으며(그림 1), 중유역은 117개 소유역은 1,108개를 분석에 사용했다. 유역의 만곡도(하천의 실제길이 하천의 직선장) 산림의 비율(표준유역내 임지토양의 면적 / 소유역의 면적), 평탄지의 비율(표준유역내 평탄지의 비율 / 소유역의 면적), 다른 소유역으로부터의 유입이 있는지의 여부 등을 기본자료로 하였다. 이렇게 구분된 소유역은 유형적으로 보면 유사한 지형 및 토양특성에 따라 그룹화하였다. 유역내 평탄지가 유역면적의 25% 이상을 차지하는 지역을 평야지로 구분하며, 유역내 평탄지가 25% 미만이고 경사지가 45% 이상인 중간지, 유역내 평탄지가 25% 미만이고, 경사지가 45% 미만인 곳을 산간지로 구분하였다. 경사지는 산악지와 구릉지를 제외하여 모든 소유역을 모암 유래토양특성에 따라 16유형, 농업지대에 따라 3개의 유형으로 나눌 수 있으며 총 개의 유형으로 분류하였다. 이런 분류의 토대위에 향후 필요분야마다 구분이 가능한 기후특성을 포함시킨다면 최종적으로는 모든 것이 해설될 수 있는 유역군으로 만들 수 있을 것이다. 즉, 토양특징, 농업특징, 기후특징에 비점오염가능성 등 토지이용상 문제점등을 포괄한다면 다양한 자연현상을 기술할 수 있는 효과적인 유역군이 될 것이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 1996년도 경북지부 결성 및 추계학술발표회 논문집
• /
• pp.140-143
• /
• 1996

산성강하물이 산림토양에 미치는 영향을 조사하기 위하여 오염이 우려되는 공단지역(울산, 여천)과 대도시지역(서울, 부산), 그리고 비오염지역인 대조지역(평창, 삼천포)을 대상으로 이들 지역의 산림토양의 특성을 조사하였다. 또한, 이들지역 각각을 대표할 수 있는 산림토양에 인공산성비를 유출시켜 토양의 화학적 성질의 변화를 조사한 결과는 다음과 같다. - 조사지역별 토성분포는 일정한 경향을 보이지 않았으며, 전체 조사지역 토성은 양토(29.0%), 식양토(22.9%), 사양토(18.3%) 3종류가 분포율이 높았고, 이들이 전체의 70.2%를 차지하였다. - 조사지역 전체 산림토양 표토의 pH($H_2O$)는 4.41~5.14 범위로 평균 4.49이고, 심토의 pH($H_2O$)는 4.54 ~ 5.22 범위로 평균 4.69이었다. 지역별로 보면 공단지역(4.44) < 대도시지역(4.57) < 대조지역(5.08) 순서로 토양 pH가 낮은 경향을 나타냈다. - 염기포화도는 3.07 ~ 21.83% 범위이고, 평균값은 7.71%이었다. 지역별 비교에서는 대조지역(19.14%) > 공단지역(6.54%) > 대도시지역(5.60%) 순서로 높은 경향을 보였다. - 치환성 Al 함량은 2.13 ~ 5.59cmol(+)/kg 범위이고 평균 4.62cmol(+)/kg이었다. 지역별 비교에서는 대조지역(2.34) < 대도시지역(3.23) < 공단지역(5.20) 순서로 낮은 경향을 나타냈다. - 4종의 인공산성우(pH 2.0, 3.0, 4.0 및 5.6)를 산림토양에 유출시킨 결과 인공산성우의 유출량이 증가함에 따라 토양유출액의 pH 감소, 토양염기의 유실이 지속적으로 나타났고, AL과 Mn의 용탈량이 증가하는 경향을 나타내었는데, 이러한 현상은 pH 3.0 인공산성우 유출시에 시작되어 pH 2.0에서 뚜렸하였다. - 인공산성우 토양유출 실험결과 울산, 남산 및 평창토양은 H 부하량의 증가에 따른 치환성염기 및 Al과 Mn의 용탈양상은 Sigmoid curve인 y = a/{1+exp(-c+bx)} 모델식에 따랐다.