자연사면 산사태는 주요 유발인자인 강우나 지진 이외에 토질특성, 지형 및 지질요소 등 다양한 인자의 영향으로 발생될 수 있다. 본 연구지역의 경우 파괴의 시점에 인공구조물이 시공되어 있어 이들과 사면붕괴와의 관련성을 밝히는 것은 매우 의미가 있다. 이를 위해 원지반의 물성을 추정하여 자연사면 자체의 붕괴에 대한 취약성을 파악하고 구조물에 의해 변화된 지반에 대한 불안정성을 비교하여 붕괴원인을 살펴보았다. 현장조사와 실내시험으로 원지반과 성토지반의 물성을 구하였고, 지구물리탐사를 통해 추정된 파괴면의 심도를 이용하여 지하수위 변화에 따른 2차원과 3차원 한계평형해석을 각각 수행하였다. 해석결과는 지반의 토질특성과 강도정수에 상관없이 비슷한 안전율을 보였고, 지하수위는 만수위시 불안정해지는 것으로 나타났다.
Soil Taxonomy 분류체계 변화에 대응하여 홍적대지에 분포하고 있으며, Alfisols로 분류되고 있는 청풍통을 재분류하고, 그 생성을 구명하기 위하여 청풍통 대표단면의 형태적 특성을 조사하고, Soil Taxonomy의 표준 분석방법인 Soil survey laboratory methods manual에 따라서 토양을 분석하여 Laboratory data sheets를 작성하였다. Ap층 (0~18 cm)은 적색 (2.5YR 4/6)의 미사질식양토이고, BAt층 (18~35 cm)은 적색 (2.5YR 4/8)의 식토, Bt1층 (35~65 cm)은 적색 (2.5YR 4/8)의 둥근 자갈이 있는 식토, Bt2층 (65+ cm)은 적색 (2.5YR 4/6)의 둥근 자갈이 있는 식토이다. 청풍통은 홍적층을 모재로 하는 토양으로 고지대의 홍적대지에 분포하며, 주로 밭작물 재배에 이용되고 있다. udic 토양수분상과 mesic 토양온도상을 보유하며, 배수 양호하다. 청풍통은 0~18 cm 깊이에서 ochric 감식표층을 보유하고, 18~65 cm 이상의 깊이에서 점토집적층인 argillic층을 보유하고 있다. 그러나 기준 깊이에서의 염기포화도 (양이온 합)가 5.3%로 35% 미만이므로 Alfisols이 아니라 Ultisols로 분류되어야 한다. 청풍통은 udic 토양수분상을 보유하고 있으므로 Udults로 분류할 수 있으며, Hapludults의 분류조건을 충족시키고 있다. 또한 Typic 아군의 분류조건을 충족시키므로 Typic Hapludults로 분류할 수 있다. 토성속 제어부위에서의 토성속이 식질이고, 토양온도상이 mesic 온도상이기 때문에 청풍통은 Fine, mesic family of Ultic Hapludalfs가 아니라 Fine, mesic family of Typic Hapludults로 분류되어야 한다. 청풍통은 안정한 지형인 홍적대지에 분포하고 있으므로 토양이 거의 침식되지 않고 충적물이 별로 퇴적되지 않기 때문에 오랫동안 토양수의 하향이동에 따른 점토 집적작용과 염기용탈작용을 받았다. 그 결과 점토집적층인 argillic층을 보유하는 토양으로 생성 발달되었다. 또한 Alfisols과 Ultisols을 구분하는 가장 기본적인 분류기준인 기준깊이에서의 염기포화도 (양이온 합)가 35% 미만으로서 Alfisols이 아니라 강산성 토양인 Ultisols로 발달하였다.
Soil Taxonomy 분류체계 변화에 대응하여 구릉지에 널리 분포하는 토양으로 Inceptisols인 Typic Dystrudepts로 분류되고 있는 아산통을 재분류하고, 그 생성을 구명하기 위하여 아산통 대표단면의 형태적 특성을 조사하고, Soil Taxonomy의 표준 분석방법인 Soil survey laboratory methods manual에 따라서 토양을 분석하여 Laboratory data sheets를 작성하였다. A층 (0~18 cm)은 암황갈색 (10YR 4/4)의 자갈이 있는 양토이고, BA층 (18~30 cm)은 진갈색 (7.5YR 5/6)의 자갈이 있는 양토, Bt1층 (30~52 cm)은 적색 (2.5YR 4/6)의 자갈이 있는 식양토, Bt2층 (52~98 cm)은 적색 (2.5YR 4/8)의 자갈이 있는 식양토, C층 (98~160 cm)은 적색 (2.5YR 4/8)의 자갈이 있는 양토이다. 구릉지 잔적층을 모재로 하는 토양으로 주로 임지로 이용되고 있다. udic 토양수분상과 mesic 토양온도상을 보유하며, 배수 양호하다. 아산통은 0~18 cm 깊이에 ochric 감식표층을 보유하고, 30~98 cm 깊이에서 점토집적층인 argillic층을 보유하고 있다. 또한 argillic층 상부경계에서 125 cm 아래 깊이인 155 cm 깊이에서의 염기포화도 (양이온 합)가 7.8%로 35% 미만이다. 따라서 아산통은 Inceptisols이 아니라 Ultisols로 분류되어야 한다. 아산통은 udic 토양수분상을 보유하고 있으므로 Udults로 분류할 수 있으며, Hapludults의 분류기준을 충족시키고 있다. Typic Hapludults의 분류기준을 충족시키고 있으며, 토성속 제어부위에서의 토성속이 식양질이고, 토양온도상이 mesic 온도상이기 때문에 아산통은 Fine Loamy, mesic family of Typic Dystrudepts가 아니라 Fine loamy, mesic family of Typic Hapludults로 재분류되어야 한다. 아산통은 경사가 비교적 완만하여 지형이 안정되어 있는 구릉지에 분포하고 있으므로 침식이 일어나는 것에 비하여 토양수의 하향이동에 따른 점토집적작용과 염기용탈작용이 우선되고 있다. 그 결과 점토집적층인 argillic층을 보유하는 토양으로 생성 발달되었다. 또한 Alfisols과 Ultisols을 구분하는 가장 기본적인 분류기준인 기준깊이에서의 염기포화도 (양이온 합)가 35% 미만으로서 Alfisols이 아니라 강산성 토양인 Ultisols로 발달하였다.
Mollic Hapludalfs로 분류되고 있는 장호통을 재분류하기 위하여 장호통 대표단면의 형태적 특성을 조사하고, Soil Taxonomy의 표준 분석방법인 Soil Survey Laboratory Methods Manual에 따라서 토양을 분석하여 Laboratory data sheets를 작성하였다. BAt층에서 BCt층 (14~120+ cm)까지 점토집적층인 argillic층을 이루고 있다. 기준깊이인 argillic층 상부 경계 하부 125 cm 깊이, 즉 139 cm 깊이에서의 염기포화도 (양이온 합)가 20.7%로 낮으며, 기준깊이 뿐만 아니라 전 토층에서 염기포화도 (양이온 합)가 35% 미만으로 낮다. 따라서 장호통은 Alfisols이 아니라 Ultisols로 분류되어야 한다. Argillic층의 상부 15 cm 깊이에서 유기탄소 함량이 $12.8\;g\;kg^{-1}$으로 $9\;g\;kg^{-1}$ 이상이라는 조건을 충족시키고 있으며, 또는 $1m^2$ 면적의 깊이 100 cm까지 단위용적당 유기탄소 함량이 15.7 kg으로 12 kg 이상이라는 분류기준을 충족시키므로 아목은 Humults로 분류 된다. 우리나라에 분포하는 Ultisols은 모두 Udults로 분류되고 있는데, 장호통은 Humults 아목으로 분류될 수 있다. 기준깊이에서 fragipan, kandic층, sombric층, plinthite 등을 보유하지 않으며, Haplohumults의 분류 기준을 충족시키고 있다. 아군은 Typic 분류기준을 충족시키므로 Typic Haplohumults로 분류된다. 토성 속 제어부위에서의 점토함량이 35% 이상이고, mesic 토양온도상을 보유하고 있다. 따라서 장호통은 fine silty over clayey, mixed, mesic family of Mollic Hapludalfs가 아니라 fine, mixed, mesic family of Typic Haplohumults로 분류되어야 한다.
본 연구는 원자력 시설 해체 시 발생되는 저준위 및 극저준위 폐토양, 점토와 산업부산물인 고로슬래그를 이용하여 방사성 폐기물을 안전하게 담지할 수 있는 비소성 시멘트의 제조 가능성을 평가하고 광물·형태학적 분석을 통하여 생성된 반응 물질에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 (1) 폐토양, 점토 및 고로슬래그의 특성 분석, (2) 폐토양, 점토 및 고로슬래그를 고화재 및 성분조정제로 이용한 원전 해체 폐기물 담지를 위한 비소성 시멘트 제조 및 최적의 배합 비율 도출, (3) 제조된 비소성 시멘트 고화체의 수화반응 생성물질에 대하여 광물·형태학적 분석 등을 수행하였다. 비소성 시멘트 고화체의 광물·형태학적 분석 결과, 폐토양과 점토는 수화반응 생성물이 관측되지 않았으며, 고로슬래그의 경우 고화체의 강도를 발현시킬 수 있는 수화반응생성물질인 calcium silicate hydrate (CSH), 에트링가이트(ettringite)가 생성되는 것을 확인하였다. 폐토양, 점토를 고화재로 이용한 비소성 시멘트의 재령 28일 후 고화체는 최적의 배합 비율에서 약 3 MPa의 강도를 나타내 처분장 인수기준 압축강도인 3.44 MPa를 만족하지 못하는 것을 확인하였다. 그러나, 고로슬래그를 고화재로 이용한 비소성 시멘트는 모든 실험 조건에서 처분장 인수기준 압축강도를 만족하며, 최적의 배합 비율에서는 약 27 MPa로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 비소성 시멘트 고화재로 고로슬래그, 방사성 핵종에 대한 흡착제 역할로 폐토양 및 점토를 이용한다면 방사성 폐기물 처분을 위한 최적의 비소성 시멘트를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.
벼 재배시 농가에서 화학비료 사용량을 절감하기 위해 토양검정에 의한 양분관리 방법을 수립하고자 하였다. 그 결과 처리간에 수확기 토양의 EC, 유효규산, 치환성 Ca은 감소하였고, pH, 유기물함량, 치환성 K와 Mg은 변화가 없었다. 수확기 토양미생물은 시비전에 비해 호기성균, Bacilus sp. 사상균은 증가하였고, 퇴비 50%를 사용한 처리에서 호기성세균이 다량분포하고 있었다. 표준시비구와 퇴비를 50% 사용하였을 경우에는 잎의 N, P, K 함량은 비슷하였다. 벼 생육상황과 엽록소함량은 무비구를 제외한 모든 처리구에서 비슷한 수준을 보였다. 수량은 검정시비량 50%+퇴비 50% 처리구가 가장 많았고, 무비구에서 가장 적었으며, 처리별로 비교해보면 검정시비량 50%+퇴비 50%구> 표준시비구>검정시비량70%+퇴비 30%구>검정시비구>무비구 순이었다. 쌀의 아밀로오스 함량은 17.2~17.8%로서 비슷하였고, 단백질 함량은 5.9%~6.8%로 화학비료 사용량이 적을수록 낮았고, 기계적인 식 미치는 높게 나타났다. 따라서 친환경 쌀 생산을 위하여 화학비료 표준시비량을 검정시비량 50%에 퇴비 50%를 사용하는 것이 기준수확량을 유지함과 동시에 식미 향상효과가 있어 축분퇴비의 시비기술 측면에서 개선 또는 재검토 되어야 한다.
제주도 남부 해안지대의 용암류대지에 Andisols로 분류되는 토양들과 인접하여 주로 분포하며, Alfisols로 분류되고 있는 용흥통을 재분류하고, 그 생성에 대하여 고찰하고자 용흥통 대표단면의 형태적 특성을 조사하고, Soil Taxonomy의 표준 분석방법인 Soil Survey Laboratory Methods Manual에 따라서 토양을 분석하여 Laboratory data sheets를 작성하였다. oxalate 침출성 (Al + 1/2 Fe) 함량은 3.2$\sim$3.4%로 andic 토양 특성의 분류기준을 충족시키고 있으나, 인산보유능이 72.7$\sim$84.5%로 85% 미만이며, 용적밀도가 $1.21{\sim}1.42Mg\;m^{-3}$으로 $0.90Mg\;m^{-3}$ 이상이다. 따라서 용흥통은 Andic 토양 특성을 보유하고 있지 않으므로 Andisols로 분류할 수 없다. 반면에 BAt층에서 Bt4층 (15~150 cm)까지 점토집적층인 argillic층을 보유하고 있으며, 기준깊이에서의 염기포화도 (양이온합)가 35% 미만이므로 Andisols, 또는 Alfisols이 아니라 Ultisols로 분류되어야 한다. Argillic 층위의 상부 15 cm 깊이에서 유기탄소 함량이 $9g\;kg^{-1}$ 이상이므로 아목은 Humults로 분류된다. 무기질 토양표면에서 150 cm 이내 깊이에 암석질이나 준암석질 접촉면 등이 없으며, 무기질 토양표면에서 150 cm까지 깊이의 argillic 층위에서 점토함량이 최대치와 비교하여 20% 이상 감소되는 층위가 없으므로 대군은 Palehumults로 분류된다. Andisols로 분류되는 토양들과 인접하여 분포하나 Ap층의 용적밀도가 $1.21Mg\;m^{-3}$으로 andic 아군의 분류조건을 충족시키지 못하므로 아군은 Typic Palehumults로 분류된다. 토성속 제어부위에서의 점토 함량이 35% 이상이고, thermic 토양온도상을 보유하므로 용흥통은 fine, mixed, themic family of Typic Hapludalfs가 아니라 fine, mixed, thermic family of Typic Palehumults로 분류되어야 한다. 비교적 건조한 제주도 서부 및 북부 해안지방에는 층형 규산염 점토광물을 주광물로 하고 있는 non-Andisols 토양이 주로 생성 발달되고, 보다 습윤한 그 외의 지역에서는 알로판 또는 Al-유기복합체가 주가 되는 Andisols 토양이 주로 생성 발달하고 있다. 그러나 용흥통의 경우 강우량이 1,800 mm 내외로 비교적 많은 제주도 남부 해안지역에 분포하고 있으면서도 조면암, 조면암질 안산암 및 이들 암석에서 유래된 화산회를 모재로 하고 있기 때문에 non-Andisols 토양으로 생성 발달한 것이라고 생각된다. Andisols로 생성 발달되지 않은 용흥통은 안정한 지형인 용암류 대지에 분포하고 있으므로 토양이 거의 침식되지 않고 충적물이 별로 퇴적되지 않기 때문에 오랫동안 토양수의 하향이동에 따른 점토 집적작용과 염기 용탈작용을 받게 된다. 그 결과 점토집적층인 argillic층이 생성되고, 기준 깊이에서의 염기포화도 (양이온 합)가 35% 미만으로 강산성 토양인 Ultisols로 생성발달한 것이다. 그러나 Andisols로 분류되는 토양들과 인접하여 분포하고 있어서 Andisols 특성을 상당 부분 보유하고 있기 때문에 Ultisols 중에서도 Humults로 생성발달한 것으로 생각된다.
하성평탄지에 분포하는 토양으로 Inceptisols인 Fluvaqentic Epiaquepts로 분류되고 있는 청원통을 재분류하고, 그 생성을 구명하기 위하여 청원통 대표단면의 형태적 특성을 조사하고, Soil Taxonomy의 표준 분석방법인 Soil survey laboratory methods manual에 따라서 토양을 분석하여 Laboratory data sheets를 작성하였다. Ap층 (0~18 cm)은 암회갈색 (2.5Y 4/2)의 미사질양토이고, BA층 (18~30 cm)은 암회갈색 (2.5Y 4/2)의 미사질양토, Bt1층 (30~60 cm)은 암황갈색 (10YR 4/6)의 미사질양토, Bt2층 (60-91 cm)은 진갈색 (7.5YR 4/6)의 미사질식양토, BC층 (91~104 cm)은 갈색 (10YR 4/4)의 미사질양토, C층 (104~160 cm)은 잡색 (7.5YR 4/6, 7.5YR 5/2)의 미사질양토이다. 하성평탄지 충적층을 모재로 하는 토양으로 주로 논으로 이용되고 있다. udic 토양수분상과 mesic 토양온도상을 보유하며, 배수 약간양호하다. 청원통은 0~18 cm 깊이에서 ochric 감식표층을 보유하고, 30~91 cm 깊이에서 점토집적층인 argillic층을 보유하고 있다. 또한 argillic층의 상부경계에서 125 cm 아래 깊이인 155 cm 깊이에서의 염기포화도 (양이온 합)가 63.9%로 35% 이상이다. 따라서 청원통은 Inceptisols이 아니라 Alfisols로 분류되어야 한다. 청원통은 토양표면에서 50 cm 이내 깊이의 1개 이상의 층위에서 aquic 조건을 보유하고, 25~40 cm 깊이의 모든 층위에서 산화환원성인을 보유하고 있으나, argillic층의 상부 12.5 cm 깊이에서는 이러한 조건을 충족시키지 못하고 있으므로 Aqualfs가 아니라 Udalfs 아목으로 분류할 수 있다. natric층, glossic층, fragipan 등을 보유하지 않으며 Hapludalfs의 분류기준을 충족시키고 있다. 논토양으로 토양 표면에서 30 cm 깊이까지만 회색화 되어 있는 anthraquic 조건을 보유하고 있으므로 아군은 Anthraquic Hapludalfs의 분류할 수 있다. 토성속 제어부위에서의 토성속이 미사식양질이고, 토양온도상이 mesic 온도상이기 때문에 청원통은 Fine silty, mixed, nonacid, mesic family of Fluvaquentic Epiaquepts가 아니라 Fine silty, mixed, mesic family of Aeric Epiaqualfs로 분류되어야 한다. 청원통이 제4기 신층인 충적세 (Holocene)의 퇴적물에 의하여 형성된 하성충적층을 모재로 하고 있으면서도 점토집적층인 argillic층을 보유하는 토양으로 생성 발달한 것은 과거 어느 시기에 충적이 일어난 후 비교적 오랫동안 새로운 충적물이 별로 퇴적되지 않은 비교적 안정한 지형에 분포하고 있기 때문이라고 생각된다. 특히 벼 재배기간 동안 담수되어 있기 때문에 점토의 이동과 집적이 빠른 속도로 일어나 토양 발달이 빠른 속도로 진행되었을 뿐만 아니라 Ca, Mg, K, Na 등의 염기의 하향 이동도 계속적으로 일어나 argillic층 상부경계에서 125 cm 아래 깊이까지도 이들 염기성분이 집적되고 있을 것이다. 따라서 청원통이 Inceptisols이 아니라 Alfisols로 생성 발달한 것이라고 생각된다.
토양으로부터 세포외로 $\beta$-galactosidase를 분비 생산하는 방선균 YB-10이 분리되었으며, 분리균의 배양ㆍ형태ㆍ생리적 특성을 조사한 결과 Streptomyces속 균주로 확인되었다. 분리균의 배양상등액을 30%~70% ammonium sulfate로 처리하고 투석하여 얻은 $\beta$-galactosidase를 조효소액으로 사용하였을 때 para-nitrophenyl-$\beta$-D-galactopyranoside (pUP$\beta$Gal)는 pH 6.0과 6$0^{\circ}C$의 반응조건에서 가장 잘 분해되었으며, lactose는 galactose와 glucose로 가수분해되는 것으로 확인되었다. 분리균이 생산하는 $\beta$-galactosidase는 galactose에 의해 lactose와 pNP-$\beta$Gal의 가수분해 활성이 모두 저해되었으나, glucose에 의해서는 lactos의 가수분해 활성만 저해되었다. 특히 pUP-$\beta$Gal의 가수분해 활성은 glucose에 의해 약 1.8배 증진되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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