수원지역에서 영농기간 중 강우의 화학적 특성을 알아보기 위하여 2005년 4월부터 10월까지 39점의 빗물을 채수하여 pH 및 화학적 성분조성을 조사하였다. 강우량을 고려한 가중평균(volume-weighted mean) 이온농도 변화와 알카리성 물질들에 의한 빗물의 산성도 중화를 평가한 결과는 다음과 같다. 시료분석의 신뢰성을 검토한 이온균형과 전기전도도 수지 평가에서는 각각 높은 상관을 나타내어 분석 이온들에 대한 신뢰가 인정되었다. 조사기간 동안 빗물의 pH 분포는 pH 4.5~5.6 범위가 많았으며, 월별로는 6월이 다른 조사기간에 비해 높았다. 강우량와 빗물의 EC 관계에서는 강우량이 증가한 5월 이후 낮은 EC값을 보이다가 강우량이 적었던 10월부터 다시 증가하는 경향을 보였다. 빗물의 조성에서 양이온 구성은 $Na^+$ > $NH^{4+}$, $Ca^{2+}$, $H^+$ > $K^+$ > $Mg^{2+}$의 순이었으며, $Na^+$, $NH_4{^+}$, $Ca^{2+}$ 및 $H^+$가 전체 양이온 함량의 93% 이상을 차지하였다. 음이온은 $SO{_4}^{2-}$ > $NO_3{^-}$ > $Cl^-$ 순으로 $SO{_4}^{2-}$ 및 $NO_3{^-}$가 약 86%를 차지하였다. 조사기간 중 강우 산성도 중화는 6월이 다른 기간에 비해 높았음을 보였다. 총 sulfate 함량 중 nss-$SO{_4}^{2-}$ 함량은 88%로 빗물중에 함유된 sulfate의 대부분이 인위적인 발생원에서 기인되었다.
Precipitation samples were collected at sixteen sites in Northeast Asia from June 1995 to February 1997, and were analysed for the anions $SO_4^{2-}$, $NO_3^-$and $Cl^-$ and for the cartons $Na^+, NH_4^+, K^+, Mg^{2+} and $Ca^{2+}$in addition to pH and conductivity measurements. The quality assurance of chemical composition data was checked by considering the ion balance evaluating by 1 h 1 value and the conductilfty balance. The sum of cation concentrations were slightty greater than the sum of anion concentraions. For the anions, $SO_4^{2-}$ clearly dominates in most of sampling states whereas $Cl^-$ is more abundant in coast and rural sites In. Tapan. For the cations. $Ca^{2+}$ and $NH_4^+$ are generally the more abundant tons except when sources of Na+ exist. The contribution rate of nss-$SO_4^2-and NO_3^-$ to acidity are about 70% and 10-30%. respectively. The neutralizing capacity by a major neutralizing cations such as $NH_4^+$ and nuts -$SO_4^2$. are above 98%(heavy polluted and urban sites in China), above 70%(urban sites in Japi,n and in Korea, coast sites In Chinas and above 60%(rural sites in Japan and in Korea), respectively.
최근 급속한 산업화가 진행되고 있는 중국의 편서풍 영향하에 위치한 우리나라의 경우에는 장거리 이동에 따른 강우의 산성도 변화 및 예상되는 피해에 대한 대책 마련을 위하여 강우의 화학성에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다. 본 연구는 경기도 수원지역 강우의 산성도 및 주요 이온조성을 평가하기 위하여 wet sampling 방식의 자동채취기를 사용하여 2006년 4월부터 12월까지의 빗물 42점을 채취하였다. 각 시료의 pH 및 주요 이온 성분에 대한 강우량 가중평균치의 월별 변화를 조사하였으며, pH 분포와EC의 계절적 특성을 평가하였다. 빗물 중 양이온과 음이온의 균형비(ion balance)와 전기전도도 균형비(electrical conductivity balance)가 1에 가까운 값을 보여 분석의 높은 신뢰성을 나타내었다. 조사기간 중 평균 pH값은 4.7을 보였다. 빗물의 EC는 조사기간 평균 $17.6{\mu}S\;cm^{-1}$을 나타냈으며, 월별로는7월에 $9.1{\mu}S\;cm^{-1}$로 조사기간 중 가장 낮은 값을 보였으며, 11월 이후에 급격히 높아져 EC의 계절적 특성을 보였다. 빗물의 조성에서 양이온 구성은 $Na^+>NH_4{^+}>Ca^{2+}>H^+>Mg^{2+}>K^+$의 순이었으며, $Na^+$ 와 NH_4{^+}$가 전체 양이온 함량의 65% 이상을 차지 하였다. 음이온은 $SO_4{^{2-}}>NO_3{^-}>Cl^-$ 순으로 $SO_4{^{2-}}$가 약 67%를 차지하였다. 조사기간 중 평균 sulfate 함량은 $119.0{\mu}eq\;L^{-1}$이었으며, 이중 비해염 sulfate(nss-$SO_4$) 함량은 평균 94%로 빗물 중에 함유된 sulfate의 대부분이 인위적인 발생원에서 기인되었다.
Bu, Jun-Oh;Song, Jung-Min;Park, Sook-Young;Kang, Hee-Ju;Kang, Chang-Hee
분석과학
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제33권1호
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pp.33-41
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2020
Wet precipitation samples were collected in Jeju City and Mt. Halla-1100 site (a site at an altitude of 1100 m on Mt. Halla) during 2011-2013, and their major ionic species were analyzed to examine the chemical composition and characteristics. A comparison of ion balance, electric conductivity, and acid fraction of precipitation revealed correlation coefficients in the range of r = 0.950~0.991, thereby implying the high quality of analytical data. Volume-weighted mean pH and electric conductivity corresponded to 4.86 and 25.5 µS/cm for Jeju City, and 4.98 and 15.1 µS/cm for Mt. Halla-1100 site, respectively. Ionic strengths of the wet precipitation in Jeju City and Mt. Halla-1100 site corresponded 0.3 ± 0.5 and 0.2 ± 0.2 mM, respectively, thereby indicating that more than 30 % of total precipitation was within a pure precipitation criteria. The precipitation with a pH range of 4.5 - 5.0 corresponded to 40.8 % in Jeju City, while the precipitation with a pH range of 5.0 - 5.5 corresponded to 56.9 % in Mt. Halla-1100 site, thereby indicating slightly more weak acidity than that in Jeju city. The volume-weighted mean concentration (µeq/L) of ionic species was in the order of Na+ > Cl- > nss-SO42- > NO3- > Mg2+ > NH4+ > H+ > nss-Ca2+ > PO43- > K+ > CH3COO- > HCOO- > NO2- > F- > HCO3- > CH3SO3- at Jeju City area, while it corresponded to Na+ > Cl- > nss-SO42- > NO3- > NH4+ > H+ > Mg2+ > nss-Ca2+ > PO43- > CH3COO- > K+ > HCOO- > NO2- > F- > HCO3- > CH3SO3- at Mt. Halla-1100 site. The compositions of sea salts (Na+, Cl-, Mg2+) and secondary pollutants (NH4+, nss-SO42-, NO3-) corresponded to 66.1 % and 21.8 %, respectively, in Jeju City and, 49.9 % and 31.5 %, respectively, in Mt. Halla-1100 site. The acidity contributions in Jeju City and Mt. Halla-1100 site by inorganic acids, i.e., sulfuric acid and nitric acid, corresponded to 93.9 % and 91.4 %, respectively, and the acidity contributions by organic acids corresponded to 6.1 % and 8.6 %, respectively. The neutralization factors in Jeju City and Mt. Halla1100 site by ammonia corresponded to 29.8 % and 30.1 %, respectively, whereas the neutralization factors by calcium carbonate corresponded to 20.5 % and 25.2 %, respectively. From the clustered back trajectory analysis, the concentrations of most ionic components were higher when the airflow pathways were moved from the continent to Jeju area.
Kim, Min-Kyeong;Hong, Seong-Chang;Lee, Jong-Sik;Jung, Goo-Buk;Kwon, Soon-Ik;Chae, Mi-Jin;Yun, Sun-Gang;So, Kyu-Ho
한국토양비료학회지
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제46권5호
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pp.386-390
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2013
Recently, special attention has been given to acid rain and its problem to environment such as acid precipitation and air pollution in East Asia. In the present study, rainwater samples were collected from Apr to Nov in 2012. The samples were chemically characterized for the assessment of emission sources. Suwon and Yeoju regions, typical agricultural areas in South Korea, were chosen for study sites. Ion composition and cation-affected neutralization were determined to evaluate the contribution of cations to the acidity of rainwater. Ion and electrical conductivity between the measured and the estimated showed high correlation. The cations observed in Suwon and Yeoju were $Na^+$ > $NH_4{^+}$ > $K^+$ > $Ca^{2+}$ > $Mg^{2+}$ > $H^+$ and $Na^+$ > $K^+$ > $NH_4{^+}$ > $Ca^{2+}$ > $Mg^{2+}=H^+$, respectively. The anions of all sites were $SO{_4}^{2-}$ > $NO_3{^-}$ > $Cl^-$. While the amounts of sulfate, one of the major dissolved components of rainwater, were 77.6 and 75.6 ueq $L^{-1}$ in Suwon and Yeoju, the ones of NSS-$SO{_4}^{2-}$ (Non-Sea Salt sulfate) were 83 and 82% in Suwon and Yeoju, respectively. The comparison of observed pH values ($pH_{obs}$) with the theoretical pH values ($pH_{the}$) showed that the neutralization of rain water considerably went along during the study periods. The highest amounts of rainfall throughout the year in Suwon and Yeoju were 572.3 and 484.6 mm in July, and its corresponding nitrogen loadings in Suwon and Yeoju were 5.28 and 3.50 kg $ha^{-1}$, respectively. The major ion contents for crop growth with $SO{_4}^{2-}$, $Ca^{2+}$, $K^+$ and $Mg^{2+}$ were 51.7, 5.2, 11.8 and 1.8 kg $ha^{-1}$ in Suwon and 34.2, 4.0, 4.2 and 1.1 kg $ha^{-1}$ in Yeoju.
Total 438 precipitation samples were collected in Jeju City between 1997 and 2005, and their major ionic components were analyzed. The comparison tests using ion balance, electric conductivity and acid fraction were performed. It was found their correlation coefficients were in the range of 0.977$\sim$0.994, indicating the good quality of collected dam. The volume-weighted mean pH and electric conductivity were 4.8 and 23.0 $\mu$S/cm, respectively. with the ionic strength of 0.23$\pm$0.20 mM. The marine ($Na^+$, $Mg^{2+}$, and $CI^-$), anthropogenic (nss$SO_4{2-}$, $NO_3^-$, and $NH_4^+$) and soil (nss-$Ca^{2+}$) species have contributed to the ionic components of precipitation samples with 43$\sim$74%, 16$\sim$37% and $\sim$5%, respectively. The seasonal variations of $NO_3^-$ and nss-$SO_4^{2-}$ showed a distinct seasonality with higher concentrations in winter than summer, indicating an increase of fossil fuel consumption and a possibility of long-range transport of those pollutants from continental area along the dominant winter westerly. The levels of nss-$Ca^{2+}$ also were appeared the highest in winter and increased comparatively in spring season. possibly due to the soil influences including the Asian Dust. The acidification contribution of nss-$SO_4^{2-}$ and $NO_3^-$ showed 88$\sim$96%, and the free acidity was in the range of 6.0$\sim$40.1%. Interestingly, the backward trajectories for the case of upper 10% nss-$SO_4^{2-}$ and $NO_3^-$ levels have passed through the China continent before their arrival to Jeju. The precipitation of pH below 4.5 has been occurred frequently when the trajectory's path lied over the China continents. On the other hand, the air masses from the North Pacific area were characterized by lower 10% of nss-$SO_4^{2-}$- and $NO_3^-$ concentration, which demonstrated that air mass from the North Pacific was the cleanest among air masses moved to Jeju.
The aerosol concentrations of ionic components were measured on a daily basis from a coastal monitoring site located at Kosan, Cheju Island from 26 September to 5 October 1997 as a field-intensive for a LRTAP project The chemical species we investigated include most of important inorganic species (i.e., Cl-, NO3-, F-, SO42-, Na+, NH4+, and K+) and some organic species (i.e. formats, acetate, and methanesulfonate (MSA) ions). The concentration data of those important inorganic and organic species obtained during this study were evaluated to properly address their chemical and physical characteristics. Most of major inorganic components including sulfate, sodium, chloride, and potassium ions exhibited very conservative relationships with each other such that the concentration ratios of any pair are quite analogous to that of seawater ratio. Since the oceans serve as the major sources of ionic constituents, their concentration changes appear to be senstively reflected by the factors affecting air-sea processes such as an increase in wind speed or changes in wind direction. A comparative analysis of sulfur-containing species such as seasalt (SS) and nonseasalt (NSS) sulfate and MSA were also made to assess the factors influencing the S cycling. An evaluation of NSS/SS ratios suggests that most of sulfate be associated with NSS fraction rather than 55 one. The finding of lower MSA/NSS-SO42- ratio along with a line of physical evidence such as intrusion of anthropogenically affected air mass suggests that the oxidation of S species have been promoted under the conditions encountered during the study period. Finally, the concentration data of carboxylic species (such as formats and acetate ions) were also analyzed. Although the existence of temporal trends were difficult to assess, these data indicate that their contribution to the precipitation acidity may not be significant enough.
동결건조 커피의 순차용매 분획물별 항산화력과 이화학적 성질을 대비하여 그 유효 분획물의 항산화특성을 고찰하였다. 동결건조 커피를 극성도의 크기에 따라 9가지 용매로 추출하여 얻은 각 분획물을 식용유지에 첨가하여 Rancimat과 oven test로 항산화 효과를 시험하였다. 용매별 추출 수율은 분획물의 극성도가 높아질수록 증가하는 경향을 보였다. 분획물의 항산화력은 acetone>ethanol>ethyl acetate>methanol>50% methanol>water 분획물의 순이였으며, 대두유보다 돈지에서 더욱 효과적이었다. 각 분획물의 항산화력은 갈색도와 환원력의 강도 및 유기산 함량과는 관련이 없었으나 총phenol, 산도 및 caffeine을 포함한 총질소함량과 깊은 관련이 있었다. 또한, 각 분획물의 UV-visible spectra는 $200{\sim}220\;nm$, $260{\sim}280\;nm$ 및 $320{\sim}340\;nm$ 범위의 봉우리로 구분되었으며, 이중 $320{\sim}340\;nm$ 부근이 각 분획물의 항산화력의 크기와 일치하였다.
수원과 태안에 위치한 농업지역에서 영농기간 중 강우의 화학적 특성을 알아보기 위하여 2009년 4월부터 11월까지 강우 53점을 채수하여 강우 중의 이온조성, 산성도 및 강우량을 고려한 가중평균 이온농도 변화를 평가하였다. 강우의 조성에서 양이온 구성은 $Na^+>{NH_4}^+>Ca^{2+}>H^+>Mg^{2+}>K^+$의 순이었으며, $Na^+$와 ${NH_4}^+$ 성분이 전체 양이온 조성의 65% 이상을 차지하였다. 음이온은 ${SO_4}^{2-}>{NO_3}^->Cl^-$ 순으로 ${SO_4}^{2-}$가 약 61%를 차지하였다. 조사 기간 중 평균 sulfate 함량은 수원 130.2 ${\mu}eq\;L^{-1}$ 태안121.3 ${\mu}eq\;L^{-1}$이었으며, 이중 비해염 sulfate (NSS-${SO_4}^{2-}$)함량이 92%를 차지하여 강우 중에 함유된 sulfate의 대부분이 인위적인 발생원에 기인된 것을 알 수 있었다. 강우량을 고려한 월별 질소 부하량은 약 1~2 kg $ha^{-1}$정도로 토양에 공급되는 것을 볼 수 있었다. 특히, 수원지역의 7월 강우사상별 강우량은 7.3 mm 이상으로 총질소는 6 kg $ha^{-1}$로 가장 많이 부하되는 것으로 나타났다. 주요 영농기인 4~10월 동안 ${SO_4}^{2-}$, $Ca^{2+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$의 부하량은 수원에서 각각 56.0, 7.4, 5.7, 1.4 kg $ha^{-1}$ 이었고, 태안에서 각각 42.8, 4.7, 2.6, 1.4 kg $ha^{-1}$ 이었다.
강설과 강우에서의 이온성분 차이와 강설이 겨울철 강수의 화학적 특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 전북 익산지역에서 1995년부터 2000년까지 강우와 강설의 포집이 가능한 매 $11\sim12$월과 $1\sim2$월 동안에 자동강수채취장치를 사용하여 강수를 포집한 후 pH와 전기전도도 그리고 수용성 이온성분의 농도를 측정하였다. 겨울철 강수의 평균 pH는 4.72이었으며, 강수의 침적형태에 따라서는 강설(5.05)보다 강우(4.67)에서 높은 산성도를 나타내었다. pH 5.0 이하의 저 pH 발생빈도는 강우의 경우 약 73%이었으며, 강설은 30%이었다. 이온성분의 경우 강설은 강우에 비해 해염에서 기원하고 있는 이온성분들의 농도가 높게 나타났는데, 특히 $Cl^-$, $Na^+$, $Mg^{2+}$ 의 경우 3배 이상의 농도 차이를 나타내었다. 해염기원 성분을 제외할 경우 강우와 강설 모두 음이온에서는 $nss-SO_4^{2-}$와 $NO_3^-$가 그리고 양이온에서는 $NH_4^+$와 $nss-Ca^{2+}$가 주성분인 것으로 나타났다. 이중 $nss-SO_4^{2-}$는 강우에서 1.3배 높은 농도를 나타낸 반면, $nss-Ca^{2+}$와 $NO_3^-$의 경우 강설에서 각각 1.5배와 1.3배 높은 농도를 나타내었다. 겨울철 강수 중 $nSS-SO_4^{2-}/NO_3^-$의 당량농도비는 2.4이었는데 이것은 강수의 산성도에 대한 $H_2SO_4$의 기여율이 71%이고 그 나머지가 $HNO_3$에 의한 것임을 의미한다. 강우와 강설에서는 각각 2.7과 1.5를 나타내었는데 이것은 입자상의 $SO_4^{2-}$나 $NO_3^-$보다 가스상의 $HNO_3$가 강설에서 효율적으로 제거되기 때문으로 국외의 다른 실측 연구결과와도 일치하고 있으며, 대기에어로졸의 세정이론과도 잘 부합되는 것으로 나타났다. 익산지역의 겨울철 강우와 강설 모두 $nss-SO_4^{2-}$와 $NO_3^-$가 국내 외 비오염지역에 비해 고농도로 검출되었지만, 이에 대응하는 알칼리성의 $NH_4^+$, $nss-Ca^{2+}$, $nss-K^+$ 등이 존재함으로써 중화작용이 이 지역 강수의 중요한 특징으로 나타났다. 그러나 강우와 강설에서의 이온성분의 차이 그리고 산성원인물질에 대한 이들 알칼리성 물질의 중화능 차이에 의해 강우에 비해 강설의 산성도가 낮은 것으로 나타났으며, 결과적으로 강설은 겨울철 강수의 산성도를 완화시키는 역할을 하는 것으로 파악되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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