• 한국환경농학회지
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• 제16권4호
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• pp.399-403
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• 1997

벼 재배기간동안 1.0㏊의 논토양으로 유입되는 관개수의 총유량을 측정하고 관개수중 총부유물질의 함량을 토사의 함량으로 나타내었다. 본 조사기간동안 $4,250m^3$의 관개수중에 함유된 토사를 통한 영양물질과 중금속의 시기적 변화와 논토양으로 유입량은 다음과 같다. 총부유물질의 함량은 52.9${\sim}$125.6mg/L의 범위였으며 유기물 함량은 1.89${\sim}$2.33%의 범위로 관계시기별로 큰 차이를 나타내지 않았다.전질소 함량은 623.5${\sim}$1775.2mg/kg,질산태질소 10.2${\sim}$72.1mg/kg 그리고 암모니아태질소 22.9${\sim}$75.8mg/kg의 범위를 나타내었다.전인산의 함량은 186.7${\sim}$375.7mg/kg 그리고 가용인산은 12.4${\sim}$38.9mg/kg의 범위를 나타내었다. 치환성 양이온중 대표적인 칼슘의 함량은 435.3${\sim}$737.5mg/kg, 마그네슘 127.3${\sim}$204.2mg/kg,칼륨 105.6${\sim}$232.9mg/kg,나트륨 36.6${\sim}$94.9mg/kg의 범위를 나타내었으며,칼슘>마그네슘>칼륨>나트륨의 순이었다. 전중금속함량은 평균 Pb 13.4, Cd 0.6, Ni 8.2, Cu 12.1, Zn 29.8 그리고 Cr 19.7mg/kg 이었으며 Zn>Cr>Pb>Cr>Ni>Cd의 순으로 나타났다. 벼재배기간동안 $4,250m^3$의 관개수중에 함유된 토사의 양은 346.03kg이었으며 토사중에 함유되어 논토양으로 유입되는 유기물량은 7.11kg이었다. 각각의 영양물질 유입량은 전질소 0.50㎏, 질산태질소 0.01kg, 암모니아태질소 0.02kg, 전인산 0.08kg, 가용성인산 약 0.01kg이었다. 양이온의 유입량은 칼슘 0.21kg, 마그네슘 0.06kg, 칼륨 0.06kg, 나트륨 0.02kg이었으며 칼슘>마그네슘=칼륨>나트륨의 순서로 나타났다. 또한 토사를 통하여 논토양으로 유입되는 중금속의 부하량은 극히 작은 수준이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권5호
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• pp.323-332
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• 2003

전국적으로 산재해있는 2,000여 광산지역의 경우 중금속 오염의 정도와 범위를 고려할 때, 기존의 물리 화학적 복원기술의 적용만으로는 경제성과 실효성의 조화가 어렵다. 이에 기존의 토양 복원기술과 더불어 생물학적 복원기술로써 phytoremediation 기술의 개발이 요구된다. 본 연구는 경기도 광명시에 위치한 폐아연광산 인근 토양 및 식물체내의 중금속 함량과 토양내 Cd의 존재형태별 분포를 파악하여 인근 농경지로의 잠재적 오염원이 되는 부지를 선정하고, 오염 토양에 대한 phytoremediation 적용을 위한 기초 조사를 수행하였다. 17지점에서 채취한 논 밭 및 비경작지 토양의 0.1 N-HCl 추출 Cd 함량은 $0.2-42mg\;kg^{-1}$의 분포를 보였고, Cd 함량이 상대적으로 높은 비경작지 토양의 중금속 함량은 Zn $533-2320mg\;kg^{-1}$, Pb $560-3584mg\;kg^{-1}$, Cu $104-1277mg\;kg^{-1}$, Cd $11-42mg\;kg^{-1}$의 범위로 나타났다. pH를 1에서 3까지 조절하며 수행한 중금속 용출시험 결과 pH 변화에 따른 중금속 용출의 정도는 매우 컸다. 대부분의 토양은 유기물 및 질소함량이 극히 낮고, 평균 토성은 사양토로 전국적으로 분포하는 광산토양의 평균 이화학성 범위 내에 있어 Cd, Zn 및 Pb의 생물학적 복원부지로서의 적합성을 보였다. 본 연구에서 정화식물종으로 선별한 식물은 아연광산에 서식하는 대표적 초본류인 쑥이며, 체내 중금속 함량은 지상부 $43mg\;kg^{-1}$, 지하부 $52mg\;kg^{-1}$의 Cd 함량을 보였다. 채취한 식물체 주변 근권 토양 (rhizosphere soil)과 경계면 토양 (soil-root interface soil)은 각각 15.68, $14.09mg\;kg^{-1}$의 Cd 함량을 나타내었다. 토양에 대한 연쇄추출 결과 $H_2O$(water soluble), NaOH (organically bound), $KNO_3$ (exchangeable), EDTA (oxide/carbonate), $HNO_3$ (sulfide/residual)의 순으로 Cd 추출효율이 증가하였으며, 토양내 치환태 Cd는 평균 $2.4mg\;kg^{-1}$으로 나타났다. 중금속 오염부지에 대한 식물 식재시 퇴비의 투여량은 지하부 표면적 및 뿌리부피와 밀접한 상관관계를 나타내어 오염 토양내 식피조성시 식물체의 활착율을 증대 시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제22권4호
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• pp.667-682
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• 2014

본 연구는 돈분액비의 시용수준이 벼의 생육, 수량구성요소, 수량, 미질과 토양에 미치는 영향을 구명하기 위하여 실시하였다. 돈분액비의 시용수준은 벼의 추천 질소시용량인 9kg N/10a를 기준으로 하여 화학비료 질소 총량을 돈분액비로 대체하는 방법, 즉 100%, 130%, 160% 시용구를 두어 시용시험을 수행하였다. 결과를 요약하면 아래와 같다. 초장과 분얼수는 돈분액비 100, 130% 시용구에서 화학비료와 대등하였다. 돈분액비 160% 시용구는 화학비료 시용구 보다 분얼수가 많았고 초장이 큰 과번무 상태를 나타내었다. 백미수량은 돈분액비 100% 처리구에서 410 kg/10a으로 화학비료 처리구에 비해 3% 낮은 수준을 보였으나 돈분액비 130% 처리구는 화학비료처리구와 대등한 수량을 나타내었다. 그러나 돈분액비 160% 처리구에서 화학비료를 시용한 구에 비해 5%의 수량 감소가 있었는데 등숙율 및 천립중 저하가 수량감소의 원인이었다. 백미의 단백질 함량은 돈분액비 100% 시용구에서 6.8%로 화학비료 처리구의 6.9%와 유사하였다. 그러나 돈분액비 130, 160% 시용구에서 7.20~7.68%로 높은 수준이었다. 식미치는 돈분액비 100% 시용구가 73.7로 가장 좋았고 돈분액비 160% 처리구에서 66.9로 식미치가 낮았다. 완전미 비율이 가장 높은 처리구는 화학비료구로서 92.2%이었던 반면 돈분액비 100, 130% 처리구에서는 약간 감소하였다. 돈분액비 160% 처리구의 완전미 비율이 88.9%로 가장 낮았는데, 주원인은 활청미의 비율이 높았기 때문이었다. 현미의 무기성분 중 질소농도는 0.92~0.99% 범위이었는데 처리간 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 벼의 10a당 질소흡수량은 화학비료시용구에서 15.1 kg으로 돈분액비 100% 시용구의 12.5 kg보다 높은 흡수량을 나타냈다. 돈분액비 100%, 130% 시용구의 토양 중금속 함량은 화학비료 시용구와 차이를 나타내지 않았다. 그러나 돈분액비 160% 시용구 토양의 아연, 구리, 비소 함량은 화학비료 시용구 보다 높았다. 따라서 벼의 수량과 품질지수 측면에서는 돈분액비 130%가 유리하였다. 돈분액비 160% 시용구에서는 등숙률과 천립중이 낮아지므로 수량이 감소하였다. 따라서 돈분액비의 양분 이용률을 고려 할 때 130% 범위에서 시용량을 조절하는 것이 벼의 수확량과 품질 그리고 토양의 중금속함량 감소에 유리할 것으로 사료되었다. 그러나 돈분액비 160% 시용구 토양의 아연, 구리, 비소 함량은 화학비료 시용구보다 높았다. 따라서 벼의 수량과 품질지수 측면에서는 돈분액비 130%가 유리하였다. 돈분액비 160% 시용구에서는 등숙률과 천립중이 낮아지므로 수량이 감소하였다. 따라서 돈분액비의 양분 이용률을 고려 할 때 130% 범위에서 시용량을 조절하는 것이 벼의 수확량과 품질 증대, 그리고 토양의 중금속함량 감소에 유리할 것으로 사료되었다.

• 농업생명과학연구
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• 제46권3호
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• pp.97-108
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• 2012

본 연구는 딸기 GAP 모델을 개발하기 위한 기초자료를 제공할 목적으로 서부경남에 소재한 딸기 농장 세 곳을 선정하여 딸기의 재배단계에서의 생물학적(위생지표세균, 병원성 미생물, 곰팡이), 화학적(중금속) 및 물리적(이물) 위해요소를 조사하였다. 먼저 작물, 재배환경, 개인위생을 대상으로 생물학적 위해요소를 분석한 결과, 위생지표세균인 일반세균과 대장균군의 경우 재배환경에서 최대 7.3 및 5.6 log CFU/g, 개인위생에서 6.3 및 5.4 log CFU/hand or $100cm^2$, 잎에서 5.3 및 4.7 log CFU/leaf으로 검출되었다. 병원성 미생물의 경우 Bacillus cereus가 토양에서 최대 6.1 log CFU/g, Staphylococuus aureus가 작업자 손에서 5.4 log CFU/hand로 검출되어 이들 병원균에 의한 식중독 발생 가능성 또한 있는 것으로 나타났으며, 공중낙하균의 경우는 안전한 수준으로 나타났다. 화학적 위해요소인 중금속(Cd, Pb, Cu, Cr, Zn, Ni, Hg 및 As)은 모두 국내 허용기준치 이하로 검출되었고, 물리적 위해요소는 유리조각, 캔 등의 일반쓰레기나 경작지 폐기물 등으로 확인되었다.

• 농업생명과학연구
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• 제46권4호
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• pp.141-153
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• 2012

본 연구에서는 안전한 토마토를 생산하기 위한 농산물우수관리제도(Good Agriculture Practices; GAP) 모델 확립의 기초 자료를 제공하고자 경남에 소재한 토마토 재배 농가 중 토경 재배 3 농가와 양액 재배 3 농가를 대상으로 수확단계에서의 생물학적(위생지표세균, 병원성 미생물, 곰팡이), 화학적(중금속, 농약) 및 물리적 위해요소를 조사하였다. 먼저 생물학적 위해요소 분석결과, 일반세균과 대장균군은 토경재배 농장의 토양에서 최대 7.5 및 5.0 log CFU/g으로 양액재배 농장의 양액보다 0.1~2.8 log CFU/g 높은 수준으로 검출되었다. 그 외 다른 시료에서의 일반세균 및 대장균군의 경우 토경재배 농장에서는 1.7~6.5 및 0.3~2.9 log CFU/g, leaf, mL, hand or $100cm^2$로 검출되었고 양액재배 농장에서는 각각 1.1~5.7 및 0.1~4.0 log CFU/g, leaf, mL, hand or $100cm^2$로 검출되었다. 대장균은 모든 시료에서 검출되지 않았으며, 곰팡이의 경우 전체적으로 0.2~5.0 log CFU/g, leaf, mL, hand or $100cm^2$ 수준으로 검출되었다. 병원성 미생물은 Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus만 양액을 제외한 대부분의 시료에서 검출되었으며, 공중낙하균은 토경재배 농장에서 0.4~1.6 log CFU/plate, 양액재배 농장에서 0.1~1.0 log CFU/plate 수준으로 검출되었다. 화학적 위해요소인 중금속(Cd, Pb, Cu, Cr, Hg, Zn, Ni 및 As)과 잔류농약은 모든 시료에서 국내 허용기준치 이하로 검출되었고, 물리적 위해요소는 다른 위해요소에 비해 발생가능성은 낮지만 유리조각, 캔 등으로 확인되었다.

• 농업생명과학연구
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• 제44권6호
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• pp.121-132
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• 2010

콩 GAP 모델 확립을 위해 경남 창녕에 소재한 콩 재배농가 3 곳을 선정하여 각 재배환경에 대한 물리적, 화학적(중금속) 및 생물학적(위생지표세균, 병원성 미생물) 위해요소를 분석하였다. 재배환경에 대한 물리적 위해요소로는 토양과 농업용수에 혼입될 수 있는 이물 등으로 확인되었고, 화학적 위해요소 중 토양과 농업용수에서의 중금속 (Cd:0.01~0.103, Cu:0.001~6.036, As:0.006~3.045, Hg:ND~0.041, Pb:0.003~3.952, $Cr^{+6}$:0.007~0.496, Zn:0.001~66.500, Ni:0.003~18.010)이 모두 허용기준치 이하로 검출되었다. 생물학적 위해요소의 경우, 위생지표세균은 토양에서 일반세균과 대장균군이 $6.0{\pm}0.3$ 및 $3.6{\pm}1.6$ log CFU/g, 농업용수는 $3.5{\pm}0.7$ 및 $1.9{\pm}0.7$ log CFU/mL 수준으로 각각 검출되었고, E. coli는 모든 시료에서 불검출 되었다. 그러나 농업용수에서 대장균군이 허용기준치를 초과하였고, E. coli O157도 토양 중에서 약 22%가 검출됨에 따라 분변오염 방지를 위한 적절한 방안이 필요할 것으로 판단된다. 결론적으로 재배환경 중 물리적 및 화학적 위해요소 (중금속)의 오염수준은 허용기준에 적합했지만, 생물학적 위해요소의 경우 농업용수에서 대장균군이 기준치를 초과함에 따라 최종산물로의 교차오염을 방지하기 위한 체계적인 관리방안이 모색되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.51-56
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• 2007

유기성폐기물을 농경지에 투여하기 위하여 작물에 미치는 영향, 토양에 축적되는 중금속 농도 분석이 이루어지고 있으나, 토양에 축적된 총 오염물질이 지렁이에게 얼마나 독성을 갖고 있는지가 구명되어 있지 못한 실정이다. 본 연구는 4종류 유기성 슬러지(생활하수슬러지, 공단하수슬러지, 피혁슬러지, 주정슬러지)와 돈분퇴비를 8년 동안 매년 ha당 12,5톤, 25.0톤, 50.0톤으로 처리한 토양에 대한 지렁이의 독성을 측정하였다. 공단하수슬러지를 처리한 토양를 돈분퇴비와 비교해 보면, 축적된 구리는 18.9~26.2배, 크롬은 7.7~34.7배, 니켈은 14.8~18.8배로 나타났고, 피혁슬러지의 크롬은 35.7~268.0배, 니켈은 14.8~18.8배가 축적되었다. 이렇게 오염된 토양에 지렁이를 8주와 16주 동안 각각 노출시켰다. 8주 노출에서 생활하수슬러지와 주정슬러지의 모든 처리토양과 피혁슬러지 25.0톤 처리 토양은 돈분퇴비와 비슷한 낮은 독성을 나타냈으나, 나머지 공단슬러지와 피혁슬러지의 지렁이 치사율은 26.7~96.7%으로 높게 나타났다. 16주 노출에서 주정슬러지 12.5톤, 25.0톤의 토양만 돈분처리 토양과 비슷한 낮은 지렁이 독성을 보였고, 나머지 처리토양들은 모든 53.3~100%의 지렁이 치사율를 나타냈다. 이러한 결과들은 주정슬러지 50.0톤 처리 토양을 제외한 다른 슬러지 처리 토양은 지렁이에게 독성을 가지는 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제28권5호
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• pp.492-506
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• 2019

공용화기사격장 내 중금속 오염물은 대부분 탄두원형으로 존재하거나 입자로 존재하는 금속조각편이며 이들 미세한 금속입자들은 오랜 기간 풍화되어 표면이 산화물 또는 탄산화물로 존재할 가능성이 매우 높다. 특히 사격장 토양에서 대표적 오염물질인 납은 연성이 높아 무르고 잘 늘어나므로 더 미세입자로 존재한다. 따라서 물리적 세척 실험으로 입도분석, 입경별 중금속농도, 금속물질 성분분석, 비중, 자력, 부상선별의 적용성 평가를 실시하였다. 금속파편의 경우 FESEM분석과 무게측정결과 납은 무른 특성에 따라 얇게 조각나고 편모양의 구조로 비슷한 면적의 구형 토양보다 무게가 더 적게 나가는 것을 확인하였으며 비중선별 적용성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 적용하여 하이드로사이클론을 이용한 정화효율평가 결과 1회 71%, 2회 80%, 3회 91%의 누적 정화효율을 보였다. 이에 비해 자력선별은 17%의 낮은 효율을 보였고 부상선별은 입경 0.5 mm 미만으로 선별한 대상토는(-35 mesh) 39%로 비교적 높은 효율을 보였으나 입경 2 mm 미만으로 선별한 대상토의(-10 mesh) 효율은 16%에 불과하였다. 토양세척의 대상 처리입경은 2 mm ~ 0.075 mm로 입도구분을 추가로 하여 실규모 장치에 적용하여야 하며 이는 설치비용과 공정이 추가로 구성됨에 따른 관리가 필요할 것으로 분석되었다. 결과적으로 공용화기사 격장 오염의 토양정화는 탄두 원형을 유지한 탄두는 5.56 mm 이상으로 자갈입경보다 크므로 고비중을 이용한 비중선별을 실시하고, 금속파편으로 존재하는 오염물질은 얇게 조각나고 편모양의 구조로 같은 입경의 토양보다 무게가 더 적음에 따라 토양세척의 하이드로사이클론을 이용하여 분리하여 처리할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.212-223
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• 2022

서해병 폐기물 배출해역 오염심화구역의 퇴적물 정화·복원을 위해 2013, 2014, 2016, 2017년에 준설토를 피복하였다. 피복 효과 평가를 위해 배출해역 내 피복구역(5개 정점)과 자연회복구역(2개 정점)을 설정하고 2014년부터 2020년까지 연 1회 구역별 표층 퇴적물을 채취하여 퇴적물 물리·화학적 특성 및 저서동물상을 분석하였다. 퇴적물 평균 입도(Mz)는 자연회복구역에서 5.91~7.64 Φ로 세립질이었고 피복구역에서는 준설토의 영향으로 1.47~3.01 Φ의 조립질 퇴적물로 구성되어 있었다. 유기물 및 중금속 함량은 피복구역에서 자연회복구역 대비 약 50 % 낮아(p<0.05) 준설토 피복 효과가 있는 것으로 판단되었다. 대형저서동물 분석 결과에서는 피복구역의 출현종수, 생태지수가 자연회복구역보다 낮게 나타났다(p<0.05). 피복구역의 출현종수 및 생태지수의 시계열 분석 결과에서는 2013, 2014년 피복 이후 초기 4년간 증가하다가 이후 감소하는 경향을 보였다. 이는 피복으로 인해 빠른 성장과 짧은 수명의 특징을 보이는 기회종 생물들이 피복 초기에 우세하다가 2016, 2017년에 추가로 피복이 진행됨에 따라 서식환경이 다시 교란되어 나타난 현상으로 추정된다. AMBI는 자연회복구역 및 피복구역에서 모두 2등급(Good), BPI는 1~2등급 수준을 유지하고 있어 건강한 저서상태로 평가되었다. 따라서 폐기물 배출해역의 오염퇴적물 정화 및 저서생태계 복원을 위한 준설토 피복은 오염도 저감효과는 나타나지만 저서생태계의 측면에서는 장기적인 모니터링을 통해 회복추이를 관찰해야 할 것으로 판단된다. 또한 향후 배출해역의 오염심화구역 정화 복원 사업 확대 시 적응적 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제42권1호
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• pp.35-43
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• 2023

본 연구는 저비용 고효율 중금속 흡착제를 개발하기 위해 바이오매스 전소발전소에서 배출된 바이오차를 이용하여 바이오차 비드를 다양한 혼합조건으로 제조하고, 등온흡착과 동적흡착 모델을 활용하여 Pb 처리 효율을 조사하였다. 바이오차 비드의 Pb 흡착 효과를 확인하기 위해 다양한 조건에서 흡착실험을 수행하였다. Freundlich 등온흡착 모델로 흡착특성을 분석해 본 결과 Pb에 대한 바이오차 비드의 흡착패턴은 L형이었다. Langmuir 등온흡착 모델을 통한 바이오차 비드의 최대 흡착량(a)은 2.5% 바이오차 비드(2.5-BB) 처리구에서 28.736 mg/g로 가장 많았다. Pb에 대한 바이오차 비드의 동적흡착 특성을 조사한 결과 반응 8시간에 포화에 도달하였고, 화학적 흡착이 우세하였다. Pb 흡착량은 Pb 용액의 pH가 3일 때 가장 낮았으며, pH 4-5.5에서는 유사한 Pb 흡착량을 보였다. 2.5% 바이오차 비드(2.5-BB) 처리구의 투입량이 26.6 g/L일 때 Pb 제거 효율이 97.9%로 가장 높았다. 이상의 결과를 미루어 볼때, 바이오차 비드는 바이오차의 장점을 살린 저비용 고효율 흡착제로서 활용이 가능할 것으로 판단된다.