• 한국토양비료학회지
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• 제37권2호
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• pp.66-73
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• 2004

강원도 고랭지 원예작물 재배지 일대에 성행하고 있는 화강암류의 풍화모재(석비레) 성토 밭토양은 일종의 인위토(Anthrosols)를 이루고 있고. 이들은 환경훼손과 토사 및 양분유출의 문제점을 안고 있다. 이들의 이화학을 조사한 결과, 고랭지 석비 성토 밭토양의 자갈함량은 평창지역이 평균 16.7%, 홍천지역이 25.3%로 조사되었다. 평창지역 석비레 성토지의 토양 경도는 0-10 cm 깊이에서 0.04-7.48 MPa이었고, 11-40 cm 깊이에서 0,10-8.89 MPa로 표토와 심토 모두 변이가 매우 심하게 나타났으며, 용적밀도는 0-10 cm 깊이에서 평균 $1.15g\;cm^{-3}$이었으며, 11-40 cm 깊이에서 $1.32g\;cm^{-3}$이었다. 그리고 양이온교환용량과 유기물 함량은 각각 $7.1cmol_c\;kg^{-1}$과 $12.4g\;kg^{-1}$으로 낮았고, 유효인산의 함량은 $526mg\;kg^{-1}$으로 다소 높게 나타났다. 홍천지역 석비레 성토지의 양이온치환용량은 $7.0cmol_c\;kg^{-1}$으로 낮았고, 유기물함량과 유효인산은 각각 $462mg\;kg^{-1}$과 $27.4g\;kg^{-1}$으로 적정 수준이었다. 강원도 고랭지의 석비례 성토지의 이화학성을 전국 밭토양의 평균치와 비교한 결과, 유기물, 교환성양이온과 점토의 함량이 낮은 것으로 나타났고, 교환성양이온은 차이가 없었으며, 유효인산의 함량이 높은 것으로 나타났다. 화강암 풍화모재 성토지는 양이온교환용량이 낮은 입자로 이루어져 있고, 점토의 함량이 낮아서 응집력과 양분을 보유할 수 있는 능력이 대단히 취약하기 때문에 토사와 양분유실을 일으키므로 토양관리와 수질에 대한 관리가 시급한 문제로 대두되고 있다. 모재성토지에 대한 화학적 물리적 평가가 정밀하게 이루어져서 모재 성토에 대한 대안을 마련하고, 토양의 유실과 양분의 손실을 저감시킬 수 있는 방법의 개발이 빠른 시일 내에 적용되어야 모재를 성토하여 영농활동을 하는 고랭지 밭에서 환경친화형 지속농업이 실현될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.346-358
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• 2023

기후변화가 심화됨에 따라 작물에 미치는 영향을 평가하고 개선 방안을 도출하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 고온, 고이산화탄소 조건에서 벼의 질소 흡수 반응 및 질소이용효율 등을 분석하여 기후변화에 따른 벼의 적응 대책을 검토하고자 수행하였다. 21C 후반 RCP8.5 시나리오에 근거하여 온도는 2001~2010년 대비 +4.7 ℃ 상승, CO₂는 800 ppm을 기후변화 조건으로 하였으며, 질소를 0, 9, 18 kg 10a^-1 수준으로 각각 시비하였다. 그리고 벼 낱알의 질소 흡수를 보기 위해 수비 시비시 안정동위원소¹⁵N-urea를 표층 시비하였다. 기후변화 조건에서는 현재 기후 대비 잎, 줄기의 바이오매스량은 증가하나 등숙률 감소로 정조중이 38 % 감소하여 수확지수도 47% 감소하였다. 기후변화로 인해 잎과 줄기에서 질소흡수량은 현재기후 대비 각각 87%, 139% 증가하였으며, 반대로 곡실의 질소함량은 31% 감소하는 경향을 보였다. 기후변화 조건에서 ANUE, NUEg는 표준시비 시 각각 76%, 54% 유의하게 감소하였으며, 수비 질소의 흡수량과 회수율(RE)도 이와 동일한 경향을 보였으며 질소시비를 증가하였을 경우에도 동일한 경향을 보였다. 임실 및 등숙률 저하로 sink/source 균형이 무너져 질소 화합물 및 광합성 산물의 이동이 저하되어 질소함량이 영양생장기관에 머물러있고 곡실로의 전류가 되지 않으므로 향후 이를 극복할 수 있는 고온 적응 품종 육성과 이앙시기 조절 등이 선행되어야 한다.

• 한국환경농학회지
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• 제31권4호
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• pp.318-327
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• 2012

논은 지역이나 토양, 기후 특성, 오염원 종류, 관개 및 시비 등의 경작방법에 따라 배출 양상이 다양하다. 특히, 시비방법 개선, 효율적인 물관리 등 영농방법 개선을 통한 비점부하 저감이 중요하다. 본 연구에서는 담수논을 대상으로 물꼬높이, 시비량, 관개수 수질에 따른 배출부하량 저감효과를 평가하기 위해, 시험포장의 물수지 및 물질수지 분석자료를 이용하여 CREAMS-PADDY 모형을 보정과 검정을 하고, 영농관리 시나리오를 적용하여 그 결과를 평가하였다. 영농관리 시나리오는 선행연구를 조사하여 배출부하량 저감을 만족하는 동시에 벼의 수확량 저하를 초래하지 않도록 4개의 시나리오로 개발하였고, 대조군은 관행농업을 반영하여 구성하였다. CREAMS-PADDY 모형과 HOMWRS 모형을 연계하고, 과거 기상자료를 이용하여 1981~2010년 영농기의 배출부하량 모의가 가능하도록 모형을 구축하였다. 모형의 보정 및 검정을 위하여 서울대학교 이동저수지 관개논 시험포장에의 물수지 및 물질수지 분석 자료를 이용하였고, 보정 결과 논물 총질소 및 총인의 결정계수는 0.95, 0.84, 모형의 효율지수는 0.95, 0.73으로, 검정 결과 논물 총질소 및 총인의 결정계수는 0.97, 0.85, 모형의 효율지수는 0.91, 0.84로 비교적 높게 나타났다. 영농관리 시나리오 적용 결과 중간낙수 이후 물꼬를 50 mm 증가시켰을 때 배출부하량은 대조군 대비 T-N 1~34%, T-P 5~21% 저감되는 것으로 나타났고, 100 mm 증가시켰을 때 대조군 대비 T-N 5~62%, T-P 8~37% 저감되는 것으로 나타났다. 관행시비량에서 표준시비량으로 시비량을 삭감시 배출부하량은 대조군 대비 T-N 0~16%, T-P 0~9% 저감되는 것으로 나타났으며, 배출부하량 저감양상은 시비직후 강우의 발생유무에 따라 크게 달라지는 것으로 나타났다. 관개수 수질을 호소수 수질환경기준인 4등급을 초과하는 수준으로 관개하는 경우 배출부하량은 대조군 대비 T-N 9~65%, T-P는 9~47% 증가하는 것으로 나타났다. 영양물질의 농도가 높은 관개수가 유입될 경우 논은 수질을 정화하는 경향을 보였다. 시나리오를 종합하면 영농초기의 물꼬높이를 낮게 유지하고, 중간낙수 이후 물꼬를 높게 유지하며, 비료는 강우가 발생하지 않는 시기에 표준시비량으로 시비하고, 호소수 수질환경기준인 4등급을 만족하는 관개수를 이용하였을 경우 논에서의 비점오염 관리에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 하지만 고농도의 영양물질이 함유된 관개수를 농업용수로 이용할 경우 수계 전체의 배출부하량에 저감에 있어 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구는 현장 실험 이전의 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.667-673
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• 2011

우리나라 밭은 대부분 산지를 개간하여 조성한 경사 밭으로 작물이 재배되는 여름철 집중강우에 의해 많은 양의 토양이 유실된다. 특히 경사 밭 전면경운에 의한 토양 교란은 무의 발아, 생육초기 단계로 쏟아지는 강우에 표토가 직접 노출되어 토양유실 위험이 가중되고 있다. 본 연구에서는 고랭지 무 재배의 경우 토양피복방법 개선에 의한 토양유실 저감기술을 개발하고자 수행하였다. 토양피복 방법으로 호밀 예취피복, 호밀 초생피복, 흑색비닐멀칭 등 8 처리를 두었으며, 경사 17%내외 무저라이시메타에서 유거수 및 토양유출 특성과 무 생육특성을 평가하였다. 시험결과 호밀예취피복을 포함한 토양피복처리는 유거수 유출량에 있어 ha당 관행 $2,994m^3$인 반면, $773{\sim}2,325m^3$이 유거되어 관행보다 26~78% 수준으로 유거수 량이 감소하였다. 이와 같은 결과는 토양유실량에도 영향을 미쳐 관행 처리구가 ha당 68.2톤인 반면, 호밀예취피복을 포함한 피복처리구는 0.3~16.1톤으로 관행 대비 76~99%에 해당하는 토양유실 경감 효과가 있는 것으로 평가되었다. 무 수확기 수량 구성요소인 근중은 관행의 경우 ha당 92.5톤 수준을 보였는데, 호밀 초생피복은 40.1톤, 벌개미취 초생피복은 46.1톤, 곰취 초생피복은 78.5톤 수준으로 낮은 경향을 보였다. 반면, 호밀 예취피복은 92.9톤, 들묵새 초생피복은 102.6톤, 흑색비닐멀칭은 109.8톤으로 관행과 비슷하거나 오히려 증수되는 결과를 보였다. 본 연구 결과 호밀 예취피복 및 들묵새 초생피복은 무 수량에 는 영향을 미치지 않으면서 토양유실 경감효과가 매우 높아 경사 밭 토양보전기술로 유용하게 적용 되리라 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제19권2호
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• pp.157-165
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• 1986

전보(前報)에 이어 우리나라 전국(全國) 60개(個) 밭 토양(土壤)에서 분리(分離)한 토착근류균(土着根瘤菌)을 대두작부형별(大豆作付型別)로 구분(區分)하여 질소고정력(窒素固定力) 및 몇가지 생리적(生理的) 특성(特性)을 비교(比較) 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 토착근류균(土着根瘤菌)을 대두재배지(大豆栽培地)로 부터 133개균주(個菌株), 무재배지(無栽培地)에서 125개균주(個菌株)를 분리(分離)하여 free-living 상태(狀態)에서 아세칠렌 환원력(還元力)을 측정(測定)한 결과(結果), 전자(前者)에서 12.8%, 후자(後者)에서는 6.4%로 평균(平均) 9.7%가 4n mole $C_2H_4$/tube/hr 이상(以上)의 아세칠렌 환원력(還元力)을 보였다. 2. 토착근류균(土着根瘤菌)의 분리(分離) 326개(個) 균주(菌株)를 litmus milk 검정(檢定)으로 산(酸) 및 알카리 생성반응(生成反應)을 조사(調査)한 결과(結果), 산(酸) 생성균(生成菌)은 대두재배지(大豆栽培地)에서 분리(分離)한 균(菌)은 34%, 무재배지(無栽培地)의 분리균(分離菌)은 20%였으나, 알카리 생성균(生成菌)이 산(酸) 생성균(生成菌) 보다 두 토양(土壤) 모두 많았다. 또한 토착근류균(土着根瘤菌)중 serum zone 양성균주(陽性菌株)는 대두무재배지(大豆無栽培地)의 분리균(分離菌)에서 68%, 대두재배지(大豆栽培地)의 분리균(分離菌)이 47%로서 대두무재배지(大豆無栽培地)의 분리균(分離菌)에서 많은 serum zone 양성반응(陽性反應)을 보였다. 3. 토양심층별(土壤深層別) 토착근류균수(土着根瘤菌數)는 하층토 보다 표토층에서 현저(顯著)히 많았으나, 작부형간(作付型間)에는 큰 차이(差異)가 없었다. 그러나 이들 균수(菌數)중 대두(大豆)에 감염(感染)할 수 있는 토착대두근류균(土着大豆根瘤菌)은 대두재배지(大豆栽培地)에서 2.3~23.0 cells/g soil, 대두무재배지(大豆無栽培地)에서 0.9~9.2 cells/g soil로서 표토층에서 하층토로 갈수록 현저(顯著)히 감소(減小)하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.725-732
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• 2012

고랭지의 밭은 대부분 산지를 개간하여 조성한 경사 밭으로 작물이 재배되는 여름철 집중강우에 의해 많은 양의 토양이 유실된다. 특히 이 지역의 콩 재배에서는 경사 밭 전면경운에 의한 토양 교란과 생육초기 노출된 표토 때문에 토양유실 위험이 가중되고 있다. 본 연구는 고랭지의 콩 재배에서 토양유실 경감을 위한 피복방법을 개발하기 위해 수행하였다. 토양피복 방법으로 호밀 예취피복, 호밀 초생피복, 흑색비닐멀칭 등 8처리를 두었으며, 경사 17%내외 무저라이시메타에서 유거수 및 토양유출 특성과 콩 생육특성을 평가하였다. 시험결과 호밀예취피복을 포함한 토양피복처리는 유거수 유출량이 ha당 $177{\sim}2,375m^3$로 관행 $5,274m^3$의 3.4~45% 수준으로 감소하였다. 토양유실량 또한 관행 처리구가 ha당 40.72톤인 반면, 호밀예취피복을 포함한 피복처리구는 0.02~1.94톤으로 관행 대비 95%이상의 경감 효과가 있었다. 콩 수확기 수량 구성요소인 종실중은 관행의 경우 ha당 2.0톤 수준을 보였는데, 호밀 초생피복은 0.3톤, 곰취 초생 피복 1.3톤, 고사리 초생피복 1.4톤, 벌개미취 초생피복은 0.7톤, 레드클로버 초생피복은 0.2톤 수준으로 낮은 경향을 보였다. 반면, 호밀 예취피복은 3.8톤, 흑색비닐멀칭은 3.1톤으로 관행보다 증수되었다. 결과적으로 호밀 예취피복은 콩 수량에는 영향을 미치지 않으면서 토양유실 경감효과가 매우 높아 콩재배 경사밭 토양보전기술로 유용하게 적용 되리라 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권3호
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• pp.216-224
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• 1998

윤작이 참깨의 생육과 토양의 이화학성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 1995년부터 3년간 옥수수, 콩, 보리, 호밀등을 도입하여 참깨 연 윤작 시험을 실시 하였다. 연 윤작에 따른 토양의 이화학성 변화를 보면 토양내 유기물 함량과 치환성 양이온 함량은 참깨 연작구에 비하여 윤작구에서 높았다. 토양내 유효인산 함량은 호밀 보리+참깨 윤작구에서 높았으며, pH는 처리간에 유의성 있는 차이를 볼 수 없었다. 토양 가밀도는 참깨 연작구에서 가장 높고, 호밀 보리+참깨 윤작구에서 가장 낮게 나타났으며, 옥수수-참깨와 콩-참깨 윤작구에서는 중간 정도였다. 토양의 공극률은 가밀도와는 반대의 경향을 나타내었다. 토양내 Biomass-C, N 함량은 맥류+참깨 윤작구에서 그 양이 가장 많았으며, 옥수수-참깨와 콩-참깨 윤작구에서도 그 양이 참깨 연작구보다 많았다. 참깨 병해발생은 연작장해의 가장 큰 요인이나 본 시험에서는 윤작에 의해 병발생이 감소하지는 않았다. 참깨 생육은 옥수수-참깨와 콩-참깨 윤작구에서 가장 높고, 호밀 보리+참깨 윤작구가 그 다음 이었으며 참깨 연작구의 생육이 가장 낮았다. 참깨 종실수량은 윤작구에서 월등히 많아 참깨 연작구에 비하면 '96년도에는 각각 옥수수-참깨 윤작구는 68%, 호밀+참깨 윤작구는 63%, 콩-참깨 윤작구는 57%, 보리+참깨 윤작구는 55% 증수되었고, '97년도에는 증수율이 '96년에 비해서는 감소했지만 그래도 각각 24, 28, 20, 19% 증수한 결과를 나타내었다. 2년간의 성적을 평균해 보면 이들 윤작구의 수량은 41, 41, 34, 33% 정도 참깨 연작구에 비해서 증가하여 윤작에 의한 증수효과가 인정되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제22권3호
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• pp.173-179
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• 1989

영남일대(嶺南一帶)에서 조사(調査)한 "잠존특이산성토(潛存特異酸性土)"의 특성(特性)과 분포(分布) 및 분류(分類)에 대한 연구결과(硏究結果)는 다음과 같다. 1. 하해혼성잠재특이산성토(河海混成潛在特異酸性土)는 범람원(氾濫原)(Flood plains)이나 강하류부(江下流部)에 퇴적(堆積)된 충적토로써 기층(基層) 2~4 m에 해당(該當)하는 배수불량(排水不良)한 환원상태(還元狀態)의 물리적미열성토층(物理的未熱成土層)(Physically unripened layer)이거나 그 직상층(直上層)으로서 유기물함량(有機物含量)이 상대적(相對的)으로 약간 높은 암색(暗色)의 세립질토층(細粒質土層)이었다. 2. 총유황함량(總硫黃含量)은 토층별(土層別) 0.45~0.90%이었으나 0.15%정도(程度)이드라도 석회함동(石灰含童)이 낮으면 $H_2O_2$ 산화후(酸化後)에는 강산성토층(强酸性土層)이 되었고 대부분(大部分)의 토층(土層)에서 $CaCO_3$ 환산량(換算量)이 총유황(總硫黃)보다 3배이하(倍以下)로써 잠재특이성토층(潛在特異性土層)(Potential acid sulfate layer)이었으나 남해안(南海岸)에 분포(分布)된 일부패각함유토층(一部貝殼含有土層)에서는 3배이상(倍以上)인 것도 있으며 이들은 $H_2O_2$ 산화(酸化) pH도 높았다. 3. 총유황함량(總硫黃含量)은 $H_2O_2$ 산화(酸化) pH와 유의(有意)한 부상관(負相關)이 있었고 또 유황함량(硫黃含量)이 많을수록 $H_2O_2$를 가(加)한 후(後) 격열(激烈)한 반응(反應)이 일어나는 시간(時間)도 짧았다. 4. 두께 20cm 이상의 함황토층(含黃土層)이 단면(斷面)4m이내(以內)에 출현(出現)되고 $CaCO_3$ 환산량(換算量)이 총유황(總硫黃)보다 3배이하(倍以下)이면서 총유황함량(總硫黃含量) 0.15~0.50 %인 때를 "약(弱)한 잠재특이산성토양(潛在特異酸性土壤)(토층(土層))", 0.50~0.75 %인 때를 "중간정도(中間程度)(중도(中度))잠재특이산성토양(潛在特異酸性土壤)(층(層))" 및 0.75 %이상(以上)인 것을 "강(强)한 잠재특이산성토양(潛在特異酸性土壤)(층(層))"이라 분류(分類)하는 실용적(實用的) 분류법(分類法)을 제안(提案)하였으며 경지정리(耕地整理) 등(等)의 토목공사실시지역(土木工事實施地域)은 사업(事業) 후(後) 문제점발생(問題點發生)을 예방(豫防)하고 토양관리(土壤管理)에 도움을 주고자 고정도(高精度) 정밀토괴조사(精密土壞調査)를 사업전(事業前)에 실시(實施)할 것을 제안(提案)하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제30권4호
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• pp.361-369
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• 1997

본 연구는 질산태 질소 정량을 위한 기존의 E. coli 효소법을 개량하여 한국과학기술연구원(KIST) 생명공학연구소 유전자은행의 KCTC 1116 야생종 대장균(K12 wildtype)을 사용하는 E. coli 세포법으로 개량하였는바, (1) formate적정농도는 0.1mol/l formate를 넣은 0.4ml 보관모액조건에서 도달하였으며, (2) 질산환원에 소요되는 항온배양시간은 보관모액의 주입량에 따라 좌우되었고 (3) 20분 항온배양시간조건하에서 최고 $25{\mu}g$의 $NO_3{^-}-N$을 정량적으로 환원시키는데 충분하였다. (4) 항온배양용액내 NR활성도는 $N_2$가스 공급 및 얼음 냉수 조건하에서 저하정도가 120분간까지 거의 저하되지 않았고 (5) 보관모액은 $N_2$가스로 포화된 무산소조건의 냉장상태($+4^{\circ}C$)에서 최대 6개월까지 NR활성도의 저하가 없어 안정적 보관이 가능하였다. (6) 주입된 질산염은 본 분석조건에서 E. coli에 의해 99%가 아질산으로 환원되었고, 이후 아질산은 60분간의 배양조건하에서도 암모니아로 전혀 전환되지 않아 안정적이었다는 점 등을 토대로 본 $NO_3{^-}$ 분석방법을 확립하였다. 새로이 개발된 본 미생물적 질산태질소 분석방법의 장단점 몇가지를 적시하면, (1) 식물체, 토양, 수질시료를 동시에 그리고 동일한 분석방법으로 정확도 높게 분석할 수 있고, (2) Cd환원법, Salicylate법, Rhenium법 등의 타 분석방법 결과와 높은 상관관계가 있으며, (3) Cd환원법에 비해 질산환원이 더욱 효과적이고 완전하며, 실험과정이 분석종사자에게 전혀 유해하지 않고, 중금속 또는 유기화합물에 의한 실험폐수 분리수거가 필요 없으며, (4) 자동분석에서 뿐만아니라 수동분석에서도 활용될 수 있고, 분석과정이 간단하므로 일시에 다량의 시료분석이 가능하다는 등의 장점이 있으나 (5) 다만 년 1~2회의 세포배양에 장시간이 요구된다는 단점이 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1071-1079
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• 2011

본 연구는 다량의 중금속을 함유하는 폐석탄 광산에 적치된 폐석으로부터 발생하는 침출수의 안정화를 위해 석탄회를 안정화제로서의 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 석탄폐석에 석탄회를 적용하여 컬럼시험을 수행한 결과는 다음과 같다. 1) 석탄회의 pH는 비산재와 바닥재가 각각 11.1, 9.7의 강알칼리성을 갖는 것으로 나타나 강산성 조건의 폐석 (pH 3.5)를 교정하였으며 유기물을 비롯하여 식물 생장에 필요한 영양소인 인산, 칼슘 등을 함유하는 것으로 나타나 폐석과 혼합할 경우 비옥도가 개선될 수 있을 것으로 판단된다. 2) 폐석만을 충진한 컬럼에서 발생하는 침출수의 pH는 3.5~4.0의 수준을 시험기간 동안 지속적으로 유지하는 것으로 나타나지만, 석탄회의 처리량에 따라 40% (pH 5.0~6.0) > 20% (pH 4.5)로 나타나고, 동일 처리량 (40%)의 처리방법에 따른 효율성은 완전혼합 (pH 5.0~6.0) 방법이 층위처리 (pH 4.0~4.5)에 비해 pH 상승효과가 높은 것으로 조사되었다. 3) 침출수의 Ca과 Mg의 함량은 4 pore volume까지 빠르게 용탈되다 그 이후부터 안정화 되었으며 석탄회에서 용탈된 Ca과 Mg의 영향으로 폐석에 함유되었던 Cu, Pb, As, 및 Al 등이 탄산이온 ($CO_3^{2-}$) 또는 수산화이온 ($OH^-$)과 불용성 화합물을 형성하여 안정화 되는 것으로 사료된다. 4) 철의 용존함유량에 대한 분석결과 석탄회 처리구의 용존량이 석탄회를 40% 층위처리한 처리구를 제외하고 대조구에 비해 약 8-74% 정도 감소하는 것으로 조사되었다. 5) 석탄회를 이용한 폐석의 중화 및 철의 용존량 감소 효율성을 평가한 결과 폐석의 중화 효율성은 석탄회를 40% 완전혼합한 경우 가장 높았으며 철의 용존량 감소 효율성은 석탄회를 20% 완전혼합한 경우가 가장 좋은 것으로 조사되었다. 따라서 석탄회를 이용하여 현장에서 폐석을 처리할 경우 약 20-40%의 석탄회를 처리해야 높은 효율성을 얻을 수 있을것으로 사료된다.