• 대한환경공학회지
• /
• 제35권12호
• /
• pp.897-905
• /
• 2013

본 연구에서는 불용성 토양 휴믹물질(HS)인 토양 휴민(Hu)을 대상으로 페난트린(PHE)과의 흡착상수($K_{OC}$, n)를 조사하였고, 각 휴민 분자의 물질특성과 흡착상수와의 상관관계를 조사하였다. 토양 휴민은 한라산 토양을 포함한 국내 5개 지역의 토양과 국제휴믹학회(IHSS) 표준토양 및 이탄토(Peat)에서 분리한 7종을 사용하였으며, 원소성분비 및 고체 $^{13}C$ NMR을 이용한 탄소형태별 분포(%) 등을 조사하였다. 토양 휴민은 알킬탄소를 주요 성분으로 하는 높은 지방족 탄소함량(57.1~72.3%)을 가진 분자구조 특성을 보였으며, 추출원별 알킬탄소의 함량($C_{Al-H,C}$, %)은 화강암 기원의 토양 Hu (26~42) > 화산재토양 기원의 HL Hu (23.9) > Peat Hu (14.0)의 순으로 나타났다. 토양 휴민의 물질특성과 PHE 흡착상수의 상관성 해석결과, 유기탄소 표준화분배계수($K_{OC}$, mL/g) 값은 알킬탄소 함량(%)과 높은 상관성($r^2$ = 0.77, p < 0.05)을 보인 반면, Freundlich plot을 통해 얻은 비선형 흡착상수(n)는 H,C-치환 방향족탄소 함량($C_{Ar-H,C}$, %)과 높은 상관성($r^2$ = (-)0.74, p < 0.05)을 보였다. $K_{OC}$ 값은 분자 극성도(PI, N+O)/C)와도 높은 상관성($r^2$ = (-)0.74, p < 0.1)을 보여, 분자극성도 값도 소수성유기물의 흡착능 예측에 유용한 물질특성 인자임을 확인하였다. 이상의 결과로 부터 토양휴민 분자 내 알킬탄소의 함량이 높거나, 분자극성도가 낮을수록 PHE의 흡착능이 증가하며, 방향족탄소 함량이 높을수록 흡착의 비선형성(nonlinear sorption)이 증가하는 경향이 있음을 알 수 있었으며, 이러한 토양 휴민의 PHE 흡착특성은 dual reactive mode 흡착모델에 적용하여 해석하였다.

• 환경생물
• /
• 제35권4호
• /
• pp.715-725
• /
• 2017

토양 유기탄소 축적량 변화와 작물의 생태계 탄소 수지를 파악하기 위하여 농업의 탄소 관리에 필요한 기초 자료 마련을 위하여 2014~2016년 (3년) 벼 재배기간 동안 토양의 유기탄소 축적량과 작물의 생태계 순 생산량을 측정하였다. 그 결과로 벼 재배지 토양 유기탄소 축적량은 NPK+볏짚퇴비 처리($3.88Mg\;C\;ha^{-1}$)에서 가장 많았고 NPK (화학비료) 처리보다 40.8%, NPK+헤어리베치 처리보다 17.0%의 축적 효과가 있었다. 그러나 NPK+볏짚퇴비 처리가 NPK+헤어리베치에 비해 토양 유기탄소 축적량이 높게 나타나 헤어리베치 시용에 비해 볏짚퇴비 시용이 농경지 내 탄소 축적량이 높은 것으로 나타났다. 벼 재배지 생태계 순 생산량은 NPK 처리($11.31Mg\;C\;ha^{-1}$)에 비해 NPK+헤어리베치 처리($14.01Mg\;C\;ha^{-1}$)에서 19.3%와 NPK+볏짚퇴비 처리($12.6Mg\;C\;ha^{-1}$)에서 10.2% 축적 효과가 있었다. 따라서 화학비료 단일 처리보다 화학비료를 절감하기 위한 유기물 처리가 토양유기탄소 축적 및 재배지의 작물 생태계 탄소 축적량을 증대시키는 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권2호
• /
• pp.21-29
• /
• 2008

오염물질이 토양에 흡착 또는 탈착하는 성질은 지하계에서 오염물질의 이동과 거동에 큰영향을 미친다. 아트라진을 대상으로 광주지역 7가지 토양을 이용하여 흡착 및 탈착특성을 조사하였다. 토양의 유기탄소함량 (organic carbon content)은 $0.42{\sim}2.82%$의 범위였으며, 아트라진의 토양분배계수 ($K_d$)는 $0.48{\sim}3.26\;l/kg$의 범위였다. 경방 토양과 용동토양을 제외한 나머지 토양들은 유기탄소함량이 증가함에 따라 $K_d$ 값은 증가하였다. Three site desortpion model을 이용하여 평형 탈착분율, 비평형 탈착분율, 비탈착 분율 그리고 탈착속도계수를 구하였다. 실험한 모든 토양에서 아트라진의 비탈착 분율이 산출되었고, 다단탈착 실험에서도 탈착되지 않는 아트라진이 토양에 존재하였다. 다단 탈착 실험에서 흡착 등온선과 탈착 등온선이 일치하지 않는 이력현상이 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.91-95
• /
• 1998

본 연구의 목적은 산업활동에 많이 이용되고 환경학적으로 난분해성으로 알려졌으며, 특히 일반적인 미생물에 위한 생분해가 용이하지 않은 대표적인 방향족 화합물인 아조염료의 생분해능이 우수한 방선균을 토양에서 분리하여 그 분해특성을 연구하는데 있다. 본 연구실에서는 용인지역에서 무작위로 채취한 토양에서 방선균들을 분리하고, 이들중 아조계 화합물의 생분해능이 우수한 토양방선균 AD001을 대표적인 아조계화합물인 censored를 model compound로 이용하여 분리해 내었다. 방선균 AD001은 congored가 포함된 agar배지에서 censored를 아주 우수하게 decolorization 시킴이 관찰되었다. 이미 아조염료를 우수하게 분해한다고 알려져 있는 Streptomyces viridosporus T7A와 비교 실험을 수행한 결과, S. viridosporus는 cellulose를 탄소원으로 사용할 때 확실한 congored의 decolorization을 보인 반면 AD001의 경우 sucrose를 탄소원으로 사용할 때 더욱 뚜렷한 congored의 decolorization 현상이 관찰되었다. 또한 이런 분해특성의 특이성을 관찰하기 위해 구조적으고 상이한 new fuchsin으로 실험한 결과, 염료의 농도를 0.005% 주었을 때 S. viridosporus는 성장을 하지 못한 반면 AD001의 경우 배지에 포함된 new fuchsin을 확실하게 decolorization 시킴도 관찰할 수 있었다. 이러한 실험결과는 토양 방선균 AD001이 환경학적으로 아주 유용하게 이용될 수 있음을 제시하고 있다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제110권4호
• /
• pp.554-568
• /
• 2021

산림은 육상생태계에서 가장 큰 탄소흡수원으로 기후변화 대응에 있어 산림의 대기 중 이산화탄소 농도 저감 역할은 중요하다. 최근 '2050 탄소중립 계획'에 산림의 탄소흡수 기능의 강화가 기본 방향으로 제시되면서 정확한 산림의 탄소흡수량 산정이 강조되고 있다. 산림부문의 탄소흡수량은 Intergovernmental Panel on Climate Change 지침을 따라 산림 내 생물량, 고사목, 임상 유기물층, 토양층, 수확된 목재제품 등 여러 탄소 저장고 내 탄소축적 변화량으로부터 산정한다. 그러나 국내 산림의 경우 하층 식생을 제외한 주요 수종의 임목 재적 증가로부터 추정한 생물량 증가량만을 산림의 탄소흡수량으로 산정하고 있어 실제 산림의 탄소흡수량과 큰 차이가 발생할 수 있다. 이에 본 연구에서는 경기도 광주시 태화산에 위치한 57년생 잣나무 조림지에서 에디 공분산 시스템과 자동화 토양챔버 시스템을 이용한 탄소 플럭스 관측을 통해 산림의 탄소 교환량 및 순 탄소흡수량을 정량화하고, 이를 현재 산림의 탄소흡수량 산정 방법에 따라 법정림 임분수확표 내 연평균 생장량과 국가 고유계수를 이용하여 계산한 잣나무 조림지 임목의 생물량 증가량과 비교하였다. 또한 탄소 플럭스 관측기반의 순 탄소흡수량과 잣나무 조림지의 생물량 증가량 및 임상 유기물층의 탄소저장 변화량 등의 차이로부터 나머지 탄소 저장고에서 연간 탄소저장 변화량을 추정하였다. 그 결과 탄소 플럭스로부터 계산한 잣나무 조림지의 연간 순 탄소흡수량은 5.96 MgC ha^-1으로 생물량 증가로부터 계산한 임목의 연간 탄소흡수량 2.77 MgC ha^-1보다 약 2.2배 많았다. 연간 임상 유기물층의 탄소저장 변화량은 0.75 MgC ha^-1로 추정되어, 연간 하층 식생, 고사목, 토양층 등의 탄소 저장고로 유입되는 탄소의 양이 2.45 MgC ha^-1으로 추정되었다. 본 연구의 결과는 국내 산림이 현재 평가 수준보다 더 큰 탄소흡수원임을 보여주며, 탄소 플럭스 관측과 더불어 하층 식생, 고사목, 토양층 등의 탄소 저장고에서 탄소축적 변화량의 정량화를 통해 더욱 정확한 산림부문 탄소흡수량 산정이 필요함을 시사한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제10권3호
• /
• pp.46-51
• /
• 2005

본 연구에서는 토양에 유출된 염소계 휘발성 유기물질의 자연저감에 대한 흡착과 미생물분해의 영향을 알아보았다. 대표적인 염소계 휘발성 유기물질인 TCA (1,1,1-trichloroethane), TCE (trichloroethylene) 및 PCE (tetrachloro ethylene)의 자연저감율을 비교하기 위해 세가지 조건에서 바이얼 실험을 수행하였다; (1) 멸균, (2) 비멸균 그리고 (3) 비멸균/탄소원첨가. 또한 각각의 조건에서 수분함량에 의한 영향을 알아보기 위해 세 가지로 적용하였다; (1) wilting point (12%, w/w), (2) field capacity (29%, w/w), (3) saturation (48%, w/w). 100일 경과 후, TCA 및 TCE는 field capacity에서 미생물에 의한 자연저감이 상대적으로 활발히 일어났다. 비멸균/탄소원 첨가 토양은 멸균한 토양에 비해 유기물질의 제거율에서 현격한 차이를 나타내었다. PCE는 미생물 및 탄소원 첨가에 의한 영향을 보이지 않았다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권5호
• /
• pp.74-80
• /
• 2008

중금속 오염 토양(Cd, Pb)에 대한 음이온성 계면활성제, AOS(alpha olefin sulfonate), SDS(sodium dodecyl sulfate) 및 LAS(linear alkyl benzene sulfonic acid)의 중금속 추출능력을 평가하였다. 계면활성제의 pH와 탄소성분 개수가 중금속 추출율에 지대한 영향을 미치는 것으로 나타났다. LAS는 산성 pH에 의한 중금속 추출효과가 높게 나타났다. SDS는 탄소개수가 AOS에 비해 적지만 중금속 추출율이 보다 높게 나타난 것은 AOS에 비하여 SDS가 작은 크기 마이셀을 형성하기에 토양과의 접촉이 보다 원활하게 일어난 것으로 판단된다. 계면활성제에 음이온성 리간드(ligand) NaI을 첨가한 결과 중금속 추출율이 Cd의 경우 1.2-2.7배 증가하였다. 반면 Pb의 경우는 0.56-1.76배로 오히려 감소하였다. 이는 $I^-$ 이온과 Pb 사이에서 형성된 비수용성 화합물이 토양에 그대로 침전되기 때문이었다. 연속식 토양칼럼실험에서도 적은 탄소개수 및 마이셀의 크기를 가지는 SDS가 토양과의 접촉 및 용탈에 보다 효율적인 것으로 나타났다.

• The Korean Journal of Ecology
• /
• 제28권5호
• /
• pp.265-270
• /
• 2005

삼림생태계의 유기탄소 분포를 파악하기 위하여, 공주지역 상수리나무림에서 연순생산량, 연간 낙엽생산량, 임상 낙엽층의 유기탄소량, 토양의 유기탄소량, 연간 토양호흡량을 조사하였다. 조사기간 중 상수리나무림의 순일차생산량은 15.84 ton $C{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$으로 추정되었으며, 잎과 생식기관, 가지, 줄기, 뿌리에 각각 1.71, 4.03, 7.34, 2.76 ton $C{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$이 배분되었다. 연간 낙엽생산량은 5.21 $ton{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$이었으며, 생산된 낙엽을 통해 연간 임상으로 이입되는 유기탄소량은 2.35 ton $C{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$이었다. 상수리나무 임상 낙엽층의 평균 유기탄소량은 6.06 ton C/ha로 조사되었으며, L층의 유기탄소량은 동절기에서 하절기로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 토양층별 유기탄소 함량은 표층에서 하층으로 갈수록 낮아졌으며, 본 상수리나무림 토양의 단위면적당 유기탄소량은 165.19 ton C/ha로 조사되었다. 상수리나무림은 토양호흡을 통해 연간 11.24 ton $C{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$를 대기 중으로 방출하였다. 조사지 상수리나무림은 대기 중으로부터 연간 4.60 ton $C{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$을 순흡수 하였다.

• 환경생물
• /
• 제26권3호
• /
• pp.170-176
• /
• 2008

월악산 용하계곡에 발달되어 있는 굴참나무림에서 2005년부터 2006년까지 지상부와 지하부 생물량, 낙엽층 그리고 토양의 유기탄소의 분포를 조사하였으며, 탄소수지를 파악하기 위해 토양 호흡량을 측정하였다. 지상부와 지하부 생물량에 분포된 탄소량은 각각 56.22, 13.90 ton C ha$^{-1}$이 었으며, 낙엽층과 토양의 유기탄소량은 각각 4.7 ton C ha$^{-1}$, 119.14 ton C ha$^{-1}$ 50 cm-depth$^{-1}$로, 조사지 굴참나무림의 전체 유기탄소량은 193.96 ton C ha$^{-1}$이었으며, 이중 61.43%의 유기탄소가 토양에 분포하는 것으로 조사되었다. 본 굴참나무림에서 연간 지상부와 지하부 생물량에 의한 유기탄소의 순 증가량은 7.68 ton C ha$^{-1}$ yr$^{-1}$이었으며, 토양호흡을 통해 6.21 ton C ha$^{-1}$ yr$^{-1}$의 유기탄소가 방출되어 본 굴참나무림에서는 연간 대기로부터 1.47 ton C ha$^{-1}$ yr$^{-1}$가 순흡수되는 것으로 조사되었다.

• 미생물학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.65-71
• /
• 1999

BIOLOG GN microplate를 이용하여 6종의 식생 토양에 따른 토양미생물 군집의 유일탄소원 이용능을 비교 분석하였다. 전체적으로 축합물, 아미노산, 카르복실산 화합물을 잘 이용하였으나, amide의 경우 낮은 이용능을 보였다. 대응분석을 통해 6종류의 식생 토양에 따른 토양미생물 군집은 크게 삼림토양, 초지-경작지토양, 비식생 토양의 3가지 그룹의 대사적 다양성의 차이를 보이는 집단으로 분류되었다. 다차원 척도법 분석을 통해 신갈나무 삼림토양의 미생물 군집은 소나무와 떡갈나무 삼림토양의 미생물 군집과는 또 다른 그룹으로 분리되었다. 이러한 식생토양형에 다른 미생물 군집의 대사 다양성의 차이로 볼 때, 식생의천이에 따라 식생에 영향을 받는 미생물 군집의 대사 다양성 또한 식생의 천이에 대응하여 변화하고 있음을 확인하였다.