• 제목/요약/키워드: 토양호흡

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토양수분 차이가 대두 근류균의 질소고정에 미치는 영향 (Effect of Soil Moisture on Nitrogen Fixation Activity of Rhizobium in Soybean)

  • 김용철;최인수
    • 생명과학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.544-548
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    • 2002
  • 대두의 질소고정 근류균들 중 우리나라 토착균, USDA110, USDA122, RJl-29, R2l4 등으로 종자분의접종한 삼남콩을 폿트에 재배하여 개화기에 한발처리한 것과 관행으로 폿트에 재배한 것과의 근류균별 질소고정력 조사와 콩의 제요인에 미치는 근류균의 영향, 한발조건시 근류균 질소고정력과 협중과의 상관관계, 식물체 호흡량과 엽면적과의 상관관계 등을 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 관행재배에서는 근류균의 질소고정력이 R2l4와 토착균이 높게 나타났으나, 개화기에 한발처리를 한 구에서는 토착근류균 보다 R2l4와 Rll-29의 균들이 질소고정력을 높게 나타내었다. 토착근류균에 비하여 USDA122와 RJl-29의 근류균을 접종한 구가 한발조건에서 식물체 호흡량을 적게 유지하여 엽면적 및 협중의 상대지수를 높게 나타내었다. 한발조건에서 근류균 질소고정력과 협중 상대지수와의 상관관계는 r=0.85'로서 유의적인 정의 상관관계를 나타내었다. 한발조건에서 식물체 호흡량과 엽면적 상대지수와의 상관관계는 r=-0.89'로서 유의적인 부의 상관관계를 나타내었다.

유럽표준분석법에 의한 원예용 상토의 이화학성 및 안정성 평가 (Evaluation of physio-chemical properties and stability of some commercial horticultural substrates by the European Standard Methods)

  • 김혁수;김계훈
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.44-50
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    • 2010
  • 본 연구는 현재 유통 중에 있는 원예용 상토에 대해 이화학적 특성 및 안정도를 조사하여 상토이용의 최적화를 도모하기 위하여 수행하였다. 이를 위하여 12개 업체에서 생산하는 19 종류 원예용 상토를 수집하여 유럽표준분석법에 준해 상토의 이화학성을 분석하였다. 또한 이 결과를 이용하여 유럽에서 사용 중인 산소호흡률 측정방법에 따라 상토의 안정도를 평가하였다. 원예용 상토의 이화학성은 건물함량 39.33~69.00%, 수분함량 31.00~60.67%, 유기물함량 25.05~39.14%, 회분함량 60.86~74.95%, 실험실가밀도 227.38~391.20$g{\cdot}L^{-1}$ pH 4.75~6.10 EC 0.41~0.85 $dS{\cdot}m^{-1}$ T-N 0.19~1.29%, $P_2O_5$ 0.73~18.95 $mg{\cdot}L^{-1}$로 각각 조사되었다. 양이온 K, Mg, Ca, Na은 각각 49.72~306.74 $mg{\cdot}L^{-1}$, 9.97~91.17 $mg{\cdot}L^{-1}$, 6.90~283.32 $mg{\cdot}L^{-1}$, 80.68~295.83 $mg{\cdot}L^{-1}$의 범위를 나타내었다. 또한 가밀도 124.48~243.16 $kg{\cdot}m^{-3}$, 진밀도 2073.94~2249.99 $kg{\cdot}m^{-3}$, 총공극률 89.19~94.05%, 액상 57.14~78.35%, 기상 12.19~35.62%로 조사되었다. 원예용 상토의 산소호흡률은 2.03~5.63 mmol $O_2{\cdot}kg$ OM $hour^{-1}$로 선행연구를 통해 설정된 유기물질의 안정도 평가기준과 비교시 19점의 원예용 상토 중 17점의 상토에서 '매우 안정'의 단계로 조사되었으며, 나머지 2점의 상토에 대해서도 '안정' 단계로 평가되었다. 향후 상토의 산소호흡률을 이용한 안정도 평가를 통해 최적조건의 상토가 지속적으로 관리될 수 있을 것으로 판단된다.

도시 숲 산불피해지의 시비에 따른 식재 수목의 생장 및 양분 동태 (Growth and Nutrient Dynamics of Planted Tree Species Following Fertilization in a Fire-Disturbed Urban Forest)

  • 김춘식;백경원
    • 한국산림과학회지
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    • 제113권2호
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    • pp.143-152
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    • 2024
  • 본 연구는 울산광역시에 위치한 봉대산 산불피해지의 식생복원을 위해 2009년에 조림된 4 수종(백합나무, 왕벚나무, 상수리나무, 곰솔)을 대상으로 시비처리 후 임목생장 및 토양특성 변화를 조사하였다. 조림 4년 후인 2013년 4월과 2014년 3월 복합비료(N6P4K1)를 시비하고 2016년 10월까지 매년 임목의 생장과 토양 및 잎의 양분 동태를 조사하였다. 조림목의 흉고직경 생장 증가에 대한 시비구와 대조구 사이의 회귀계수(slope)는 4 수종 모두 유의적인 차이가 있어 시비는 조림목의 흉고직경 생장에 효과가 있었으나, 수고 생장의 회귀계수는 곰솔을 제외하고 유의성이 없었다. 시비 처리에 따른 토양 호흡과 토양 EC 값은 대조구에 비해 유의적으로 높았으나 토양수분 함량, 토양 유기탄소 및 전질소 농도는 대조구에 비해 낮았다. 그러나 토양 유효 인, 교환성 칼슘과 마그네슘은 시비구가 대조구에 비해 높은 값을 보였다. 조림목의 잎 내 질소 및 인 농도는 시비구가 대조구에 비해 증가하였으나, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 농도는 시비의 영향이 뚜렷하지 않았다. 조사한 4 수종 중 왕벚나무와 백합나무는 잎 내 양분 농도가 상수리나무나 곰솔에 비해 높아 토양 양분요구량이 큰 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 따르면 도시 숲의 산불피해 복원지에 시비 처리는 조림된 수목의 생장과 토양 양분의 유효도 향상에 효과적이었다.

지속가능한 토양환경 관리를 위한 토양질 지표의 선정과 평가체계 (Framework on Soil Quality Indicator Selection and Assessment for the Sustainable Soil Management)

  • 옥용식;양재의;박용하;정영상;유경열;박철수
    • 환경정책연구
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    • 제4권1호
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    • pp.93-111
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    • 2005
  • 토양의 질(Soil Quality)에 대한 개념은 과거 식량생산을 위한 기반으로서의 토양에 대한 연구부터 1970년대 후반 Warkentin and fletcher(1977)에 의해 제안된 환경의 구성 요소로서의 토양에 대한 연구에 이르기까지 수많은 변화를 거쳐 왔다. 토양의 질에 대한 개념은 그 관점에 따라 다르지만 토양이 본래의 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 용량으로 요약할 수 있다. 국제경제협력개발기구(OECD)에서도 토양의 질을 농업환경의 주요지표로 설정하여 토양유실과 토양탄소를 토양질 평가의 세부지표로 제시하였으며, 각 국가별로 활발한 연구가 수행 중에 있다. 본 논문에서는 현재까지 제안된 토양질의 주요 개념을 살펴보고 국내외의 토양질 평가체계를 비교 분석하고자 하였다. 토양질의 평가 체계는 최소자료군(Minimum Data Set)을 이용한 토양질 지표의 선정, 선별된 지표의 표준점수화함수(Standard Scoring Function), 각 지표의 통합을 통한 토양질의 점수화의 세 단계로 구분하여 분석하였다. 토양의 질 지표는 물리 화학 생물학적 지표로 분류할 수 있으며, 이 중 토양침식, 전용적밀도, 토심, 입단안정화도, 토성, 수분보유력, 유효수분함량은 물리적 질 지표로 주로 사용된다. 화학적 질 지표로는 유기물, pH, 전기전도도, 질소 인산 가리, 중금속 등이 있고, 생물학적 지표로는 미생물탄소 질소, 무기화 가능한 질소, 토양호흡이 주로 사용된다. 또한, 토양질 지표의 직접적인 측정이 어려운 경우에는 토양특성 환산식(Pedotransfer Function)을 이용하여 각 지표의 값을 추정할 수 있다. 현재 선진국에서는 SINDY를 비롯한 다양한 프로그램을 구축하고 있으며, 국내에서도 국가적인 차원의 자료구축을 통해 선별된 최소자료군의 계량화모델을 확립하여 웹기반의 프로그램을 구축해야 할 것이다. 현재까지 토양질의 계량화에 대한 연구는 주로 작물의 수량을 중심으로 이루어졌지만 향후 지속가능한 토양환경의 관리를 위해서는 환경의 질과 인간의 건강을 종합적으로 고려한 토양의 질 지표 개발에 대한 연구가 필요할 것이다.

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생물학적 복구법(Bioremediation)의 원리와 응용 (The Principle and Application of Bioremediation)

  • 정재춘;박창희;이성택
    • 한국토양환경학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.3-13
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    • 1996
  • 생물학적 복구법의 효율은 미생물 균수의 계수, 호흡율, 분해율 등으로 측정할 수 있으며 부작용 시험은 Daphnia,굴의 유충, 무지개 송어 를 사용하여 측정된다. On-Site처리에 있어서는 산소 전달이 문제가 되는데 이에는 과산화 수소가 사용될수 있으며(벤젠계통의 용매), 유류오염 방제시에는 친유화적 질소 및 인을 첨가할 수 있다. 접종균주는 혼합균주 또는 순수 균주가 사용되는데 후자에는 Pseudomonas와 Phaneochate 등이 있다. 때로는 효울을 높이기 위해 효소를 첨가 하거나 광분해법과 병용되기도 한다. 토양의 유류오염물질, 예컨대 폐윤활유, 기계유, 오일 슬러지들을 처리할때는 토양상부 15∼20cm를 갈고 유류오염물질을 5%의 농도로 주입한다. 이 때 적정 pH는 7∼8, 탄화수소 질소 = 100 : 1, 탄화수소 : 인 = 800 : 1이며 적절한 배수가 필요하다. 지하 유류오염물질의 처리에 있어서는 특히 다량의 산소가 필요하며 해양유류오염물질의 처리에 있어서는 친유화성 비료를 첨가하면 효과가 있다 생물학적 복구법에 의해 대기오염물질 특히, 악취 물질을 처리할 수 있는데 반응기로는 생물여과법과 생물세정기가 쓰인다.

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농약(農藥)의 토양미생물상(土壤微生物相)에 미치는 영향(影響)에 관(關)한 연구(硏究) II. 제초제(除草劑)가 토양중(土壤中)의 미생물(微生物)과 효소활성(酵素活性)에 미치는 영향(影響) (Effects of Pesticides on Soil Microflora II. Effects of Herbicides on Microflora and Enzyme Activity in Soil)

  • 김광식;김용웅;김지애;김현우
    • 한국토양비료학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.61-71
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    • 1988
  • 제초제(除草劑)가 밭토양(土壤) 및 고추연작지토양(連作地土壤)의 미생물상(微生物相)의 균수변화(菌數變化)와 효소활성(酵素活性)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하여 얻은 결과(結果)는 다음과 같다. 미생물(微生物)의 수(數)는 Pythium속균(屬菌)을 제외(除外)한 Actinomycetes, Bacteria, Fungi 및 Fusarium속균(屬菌)의 경우 약제처리(藥劑處理)에 의해 일반적(一般的)으로 감소(減少)하다가 30일(日)경부터는 대조구(對照區)와 비슷한 수준(水準)이었다. 특히 fungi는 2~10일(日)에 약 7배(倍)의 현저한 감소(減少)를 보였고 Actinomycetes는 Linuron처리시(處理時) 20일(日)에 대조구(對照區)보다 증가(增加)하였다. 한편 Pythium속균(屬菌)은 초기(初期)부터 균수(菌數)가 증가(增加)하는 경향(傾向)이었다. 효소활성(酵素活性)은 시일(時日)이 경과(經過)함에 따라 활성(活性)이 감소(減少)하는 경향(傾向)이었으나 Urease와 Phosphatase는 MO, Linuron 및 Simetryne 처리시(處理時) 6일(日) 및 10일(日)에 대조구(對照區)보다 높은 활성(活性)을 보이고 Protease는 Simetryne 처리구(處理區)에서 높은 활성(活性)을 보였으나 30일이후(日以後)에는 급격히 감소(減少)하였다. ${\beta}$-Glucosidase 및 Polygalacturonase활성(活性)은 제초제(除草劑)에 의해 별 영향(影響)이 없었고 Cellulase활성(活性)은 초기(初期)에는 저해(沮害)를 받다가 20일이후(日以後)에는 회복(回複)되어 대조구(對照區)보다 높은 활성(活性)을 보였다. Fungi를 제외(除外)한 미생물균수(微生物菌數)와 호흡량(呼吸量)과의 관계(關係)는 5% 수준(水準)에서 유의성(有意性)있는 상관(相關)을 나타냈으며, Linuron을 처리시(處理時) 전토양미생물(全土壤微生物) 균수(菌數)와 호흡량(呼吸量)과의 관계(關係)는 고도(高度)의 유의성(有意性)을 나타냈다. 전토양미생물(全土壤微生物) 균수(菌數)와 5종(種)의 효소활성(酵素活性)과의 관계(關係)는 일반적(一般的)으로 Protease활성(活性)과 가장 높은 상관(相關)을 나타냈으며, Polygalact uronase와 ${\beta}$-Glucosidase활성(活性)과는 유의성(有意性)이 없었다. 특(特)히 Dicamba와 Simetryne의 처리시(處理時) Protease와 Urease활성(活性)과의 관계(關係)에서 $5{\mu}g/g$농도(濃度)의 Simetryne과 Urease와의 관계(關係)를 제외(除外)하고 고도(高度)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되었다.

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토양(土壤)중 제초제(除草劑) alachlor 분해(分解)에 미치는 토양(土壤) 오염(汚染) 물질(物質)과 비료(肥料) 성분(成分)의 영향(影響) (Influence of Soil Pollutants and Fertilizers on Degradation Rate of Herbicide Alachlor in Soil)

  • 김영석;김용휘;문영희
    • 한국잡초학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.214-219
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    • 1997
  • 토양중에 있어서 제초제(除草劑) alachlor 분해(分解)에 미치는 퇴비(堆肥), 화학(化學) 비료(肥料), 중금속(重金屬), 합성(合成) 세제(洗劑)의 영향(影響)에 대하여 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. 토양(土壤)중 alachlor는 1차 반응식(反應式)에 따라 분해(分解)되었으며 반감기(半減期)는 6.4일이었다. 퇴비(堆肥) 첨가(添加)는 alachlor의 분해(分解)를 촉진(促進)시켰다. 화학(化學) 비료(肥料)중 질소와 칼리 특히 질소 첨가에 의하여 alachlor의 분해(分解)가 촉진(促進)되었다. 토양중 alachlor의 분해(分解)는 중금속(重金屬)에 의하여 억제(抑制)되었으며 Cd, Cr, Ni, Zn, Cu 첨가(添加) 토양(土壤)중 반감기(半減期)는 각각 11.0, 8.3, 7.9, 7.2, 6.7일이었다. 합성(合成) 세제(洗劑) 첨가(添加) 또한 alachlor의 분해(分解)를 억제(抑制)시켰으며 반감기는 7.5일이었다. 각종(各種) 물질(物質)을 첨가(添加)한 토양(土壤)중에서 alachlor의 분해율(分解率)은 토양(土壤)의 microbial biomass나 호흡율(呼吸率)과 높은 정(正)의 상관(相關) 관계(關係)를 보여 각종(各種) 첨가(添加) 물질(物質)이 alachlor의 분해(分解)를 촉진(促進)혹은 억제(抑制)하는 것은 이들 첨가(添加) 물질(物質)이 분해(分解) 미생물(微生物)의 생육(生育)을 촉진(促進)또는 억제(抑制)하였기 때문으로 판단되었다.

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생태계와 대기 간의 가스 교환 메카니즘 규명을 위한 안정동위원소의 응용 (Application of Stable Isotopes in Studies of Gas Exchange Processes Between Biosphere and the Atmosphere)

  • 한광현;정덕영
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.242-251
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    • 2010
  • 이 논문은 장기간에 걸쳐 논 생태계에서 측정된 이산화탄소와 메탄의 순교환량 과 이와 동시에 모니터링된 다양한 환경요소들과의 상관관계들을 살펴보고, 이들 플럭스와 환경 요소 및 생태계 요소들이 어떻게 교환된 이산화탄소와 메탄의 동위원소비에 영향을 미치는 지를 파악하고자 하였다. 생육기간 동안 관측된 이산화탄소 및 메탄의 순교환량은 는 담수기에는 각각 일사량과 토양온도의 변화에 따라 경시적인 변화를 보였으나, 낙수기를 전후해서는 토양에 저장되어 있던 가스들이 낙수 후 확산장벽이 사라짐으로 인해 급격히 대기 중으로 대량 방출되는 경향을 보였다. 이러한 플럭스의 변화는 토양 중에 저장되어 있는 이산화탄소와 메탄의 저장량 감소와 직접적으로 연결되었고, 이에 상응하는 순교환량 중 토양의 기여분 증가와 대기 중 이산화탄소 및 메탄의 농도 증가 및 동위원소비 변화가 관찰되었다. 이러한 변화는 환원상태에서 진행되는 메탄생성의 결과로, 기질인 이산화탄소는 상대적으로 무거운 $^{13}C$ 동위원소가 축적되는 반면, 생성물인 메탄은 가벼운 $^{12}C$ 동위원소가 축적되기 때문으로 판단된다. 따라서, 토양 유래 이산화탄소는 식물체 호흡 유래 이산화탄소와 구분되는 동위원소 특성을 지내게 된다. Keeling plot 혼합 모델로 추정된 이산화탄소와 메탄의 가스교환 동위원소 지문은 담수기와 낙수기에 걸쳐 매우 뚜렷한 변화를 보였으며, 그 변화 정도는 토양 중 가스 저장량, 교환된 플럭스의 크기 및 방향, 이동 경로, 부분적인 방출 이산화탄소의 재흡수도, 메탄의 산화정도 등에 의해 크게 달랐다. 본 연구의 결과들은 자연상태에서 관측된 플럭스와 결합된동위원소 기술이 생태계 내 다양한 가스 교환 메커니즘을 이해하는데 매우 유용한 도구가 될 수 있음을 보여주였다.

다중분광광학센서를 활용한 농업가뭄의 토양수분-식생-이산화탄소 플럭스 관계 분석 (Assessment of soil moisture-vegetation-carbon flux relationship for agricultural drought using optical multispectral sensor)

  • 서찬양;남원호
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권11호
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    • pp.721-728
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    • 2023
  • 농업적 가뭄이 발생하면 토양의 수분이 감소하여 식생의 광합성 및 성장을 저해한다. 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소가 흡수되며 산소 생산량이 증가하는데, 이러한 광합성에 부정적인 영향이 생긴다면 대기 중의 이산화탄소 농도가 증가한다. 본 연구에서는 다중분광광학센서인 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 산출물을 이용하여 토양수분, 식생 활력 및 대기 중의 이산화탄소 농도 간의 관계를 분석하였다. 토양수분의 경우, 기존의 마이크로웨이브 센서는 낮은 공간 해상도로 제공되는 특징으로 인해 소규모 연구 지역 분석에 한계가 있어서 상대적으로 고해상도인 광학센서를 이용한 토양수분 산정 방법을 적용하였다. 또한, MODIS 총일차생산량(Gross Primary Productivity, GPP) 산출물을 이용하여 식생의 호흡과의 관계식을 이용하여 이산화탄소 플럭스를 계산하였다. 원격탐사 기반의 토양수분, 식생지수와 이산화탄소 플럭스를 국내의 극한 가뭄 발생시기인 2014년과 2015년도에 대하여 지점 관측 자료인 플럭스타워 값과 비교 분석하였다. 분석한 결과 토양수분과 식생지수 사이에는 한 달의 지체시간, 식생지수와 이산화탄소 플럭스 사이에는 2주 지체시간이 발생했을 때, 상관성이 높게 나타났다.

국내 주요 철강산업지역으로부터 거리에 따른 주거지역의 호흡성 분진(PM10)과 유해 무기물질의 노출 및 오염원 기여도 평가

  • 김모근;조완근
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2005년도 추계 학술발표회 발표논문집
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    • pp.29-32
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    • 2005
  • 주거지역 A와 주거지역 B의 PM10 평균농도 비교에서 산업지역과 인접한 주거지역 A에서 계절에 관계없이 26-32% 높은 농도를 나타내어 산업지역에 인접한 주거지역 A가 먼 주거지역 B 보다 PM10의 영향에 더 크게 노출된 것을 확인 할 수 있었다. PM10에 포함된 Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn 등의 무기성분은 대부분 인위적인 발생원과 관련성이 있는 대기 오염물질로, 인위적인 배출원의 영향정도를 파악하기 위하여 풍성계수 분석결과 높은 풍성계수를 나타내어 인위적인 오염원임을 확인 할 수 있었고, 그 평균농도는 주거지역 A가 주거지역 B 보다 높게 나타나 주거지역 A가 주거지역 B 보다 산업 오염원의 노출에 더 많은 영향을 받는 다는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 이들 무기화합물질의 상관성 분석결과 높은 상관성과 통계적인 유의성 (p<0.01)이 있었으며, 공통의 오염원을 추정 할 수 있었다. PM10의 가능한 오염원 기여도 평가에 있어서, 주거지역 A에서는 제철관련 오염원과 토양오염원의 공통 오염원 기여도가 33.4%로 나타나 산업관련 오염원의 기여도를 뚜렷하게 분리하여 평가하기는 곤란하였으나, 주거지역 B에서 토양관련 오염원의 독립적인 농도 기여도가 54%로 높게 나타났기 때문에, 상대적으로 산업지역과 인접한 주거지역 A에서 산업관련 오염원 기여도가 높은 것을 알 수 있었다.

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