In this study, the relationship between metals (Cu, Cr, Cd, Zn. Pb, and Fe) 5 fractions and toxicity of soil samples from various contaminated sites in Korea were investigated. Metal toxicity of soils was tested using MetPLATE$^{TM}$ test kit, which is known as metal sensitive and organic insensitive. Significant amount of Fe was found in soils, and metal contents were in the order of Fe>Zn>Pb>Cu>Cr>Cd. Metal levels in organic fraction were rather high for all metals except Fe, and quite high percentages (35~79%) for residual fraction were observed for all metals. There were no significant relationships between the content of each metal fraction and toxicity which showed regression $R^2$in the range of 0.0003~0.414. However, correlation between toxicity and total metal contents showed regression coefficient $R^2$= 0.72. These results showed that the risk evaluation of metals in contaminated sites should be difficult to assess only by the contents of metal distribution because of the complexity of mixture of various metals.s.
구봉광산의 광미와 주변 밭과 논의 토양 및 하상퇴적물에서의 중금속과 시안의 분포 및 오염도에 대해 조사하였다. 광미 중의 As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn및 CN ̄의 평균농도는 각각 6.93$\times$$10^{3}$, 56.9, 209, 5.03, 3.25$\times$$10^{3}$, 1.89$\times$$10^{3}$, 21mg/kg이었고 Kloke가 제안한 허용기준치를 이용하여 계산한 오염지수는 42~95이었으며 pH는 약알칼리성이었다. 광산과 인접한 밭 토양 중의 중금속과 시안 함량은 논 토양보다 높았다. 하상퇴적물 중의 중금속과 시안 함량은 광미 중의 분석치정도로 많이 검출되었다.
The objective of this research was to characterize effects of Cu or Cd additions on chemistry of soil quality indices, such as pH, EC, cation distribution and buffering capacity. Metals were added at rates ranging from 0 to 400 mg $kg^{-1}$ of soil. Soil solution was sequentially extracted from saturated pastes using vacuum. Concentrations of Cu or Cd remaining in soil solutions were very low as compared to those added to the soils, warranting that most of the added metals were recovered as nonavailable fractions. Adsorption of the added metals released cations into soil solution causing increases of ionic strength of soil solution. At metal additions of $200{\sim}400\;mg\;kg^{-1}$, EC of soil solution increased to as much as $2{\sim}4\;m^{-1}$; salinity levels considered high enough to cause detrimental effects on plant production. More divalent cations than monovalent cations were exchanged by Cu or Cd adsorption. The nutrient buffering capacity of soils was decreased due to the metal adsorption and release of cations. pH of soil solution decreased linearly with increasing metal loading rates, with a decrement of up to 1.3 units at 400 mg Cu $kg^{-1}$ addition. Influences of Cu on each of these soil quality parameters were consistently greater than those of Cd. These effects were of a detrimental nature and large enough in most cases to significantly impact soil productivity. It is clear that new protocols are needed for evaluating potential effects of heavy metal loading of soils.
The distributions of Cd, Cu, and Zn concentration in soil treated with one (1988) or two (1988 and 1993) applications of sewage sludge at rates of 0, 25, 50, and $100Mg\;ha^{-1}$ (dry weight basis) were determined to assess the accumulation and mobility of the heavy metals. The heavy metals accumulated almost entirely in 0 to 15 cm soil depths. Small amounts of the metals moved out of the tillage zone (0-15 cm depth) into the subsoil, but even at the high rate of sewage sludge, little movement of heavy metals occurred below 100 cm depth. The water-extractable Cd, Cu, and Zn concentrations were very low regardless of the rate of sewage sludge application. Availability of metals as determined by DTPA extraction showed the percentage of DTPA-extractable/total concentration increased with sewage sludge application. In the 0-15 cm depth of sewage sludge treated soil, the percentage of DTPA-extractable/total concentration was higher than 46% for Cd, but the value was less than 27% and 17% for Cu and Zn, respectively. The Cd, Cu, and Zn added to this calcareous clay soil by sewage sludge application were not very mobile, and the amount of plant available form was very small.
The application of organic fertilizer could be accompanied by potential hazards to soil and humans due to trace metals. Livestock manure compost·liquefied fertilizer is a well-established approach for the stabilization of nutrients and the reduction of pathogens and odors in manures, which can be evaluated as compost·liquefied. In this study, the livestock manure compost·liquefied fertilizers produced at 333 liquid manure public resource centers and liquid fertilizer distribution centers were collected from May to December 2019. The nutrient content (nitrogen, phosphorus, and potassium), physicochemical properties, and heavy metal content were investigated. The livestock manure compost·liquefied fertilizer was measured using a mechanical maturity measurement device. The organic matter, arsenic, cadmium, mercury, lead, chromium, copper, nickel, zinc, E. coli (O157:H7), Salmonella, etc. of the livestock manure compost·liquefied fertilizers were analyzed. The average heavy metal content in the livestock manure compost·liquefied fertilizer was as follows: Cr 2.9 mg/kg (0.2~8.7 mg/kg), Cu 20.4 mg/kg (1.6~74.1 mg/kg), Ni 1.3 mg/kg (0.4~4.2 mg/kg), and Zn 79.8 mg/kg (3.0~340.7 mg/kg). Although large-scale organic fertilizer plants and resources recycling centers produce good organic (liquid) fertilizers with proper components, it is necessary to standardize livestock manure compost·liquefied fertilizer in order to facilitate efforts to turn livestock manure into useful resources.
우리나라 중부지역에서 1998년 $3{\sim}5$월에 과수원 토양 164지점(경기 48, 강원 36, 충북 36, 충남 44지점)을 대상으로 표토($0{\sim}20\;cm$)와 심토($20{\sim}40\;cm$)로 나누어 채취하여 토양내 중금속함량과 분포특성, 총함량에 대한 침출액별 가용성 함량비율 및 토양 이화학성과의 관계를 비교 검토한 결과는 다음과 같다. 과수원 토양중 0.1N-HCl 침출성 평균함량은 Cd 0.080, Cu 4.23, Fb 3.42 mg/ks 1N-HCl 침출성 As 평균함량은 0.44 mg/kg, 중금속 총함량은 Zn 78.9, Ni 16.09 및 Hg 0.052 mg/kg 이었다. 과수원 토양내 중금속 평균함량은 우리나라 토양환경보전법의 토양오염 우려기준(Cd 1.5, Cu 50, Pb 100, Zn 300, Ni 40, Hg 4 mg/kg)과 비교하여 $1/2.5{\sim}1/76.9$ 수준으로 안전하였다. 토양의 중금속 총함량에 대한 침출액별 가용성 함량비율은 Cd $5.4{\sim}9.2$, Cu $27.9{\sim}47.8$, Pb $12.6{\sim}21.8$, Zn $15.8{\sim}20.3$, Ni $5.3{\sim}6.3$, Cr $0.7{\sim}3.6%$ 이었고, 특히 0.05 M-EDTA 침출성 Cu 및 Pb의 침출비율이 상대적으로 높게 나타났다. 토양내 Cd, Pb 및 Ni의 총함량은 모래함량과 부의상관, 미사와 점토함량과는 정의 상관을 보였다. 토양의 중금속 총함량에 대한 침출액별 가용성 함량비율은 점토함량과는 부의 상관을 보였으며, Zn과 Ni의 함량비율은 토양 pH값, 유기물 및 유효인산 함량과 정의 상관을 보였다. 이상의 결과에서 볼 때 과수원 토양의 중금속 함량은 토양환경보전법의 토양오염기준보다 매우 낮아 안전하였으나 영농활동에 의한 영향으로 볼 수 있는 농도수준이 검출된 일부 토양에서 조사되었다. 따라서 최근의 친환경농업 측면으로 볼 때 영농형태별 중금속의 분포 및 농업자재에 의한 농경지내 중금속 부하량에 근거하여 중금속 오염유무를 평가할 수 있는 판단기준에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.
연간 100억톤 이상 사용되는 선박의 밸러스트수를 통하여 병원균이나 외래해양생물종이 전 세계적으로 이동함에 따라 해양생태계 의 교란 파괴가 심각한 문제의 하나로 대두되었다. 이에 선박 밸러스트수에 포함되어 다른 생태계로 전파되는 외래 생물종 및 병원균에 의한 해양환경 및 생태계 보호를 위하여 IMO 에서는 2004년 2월 "선박의 밸러스트수와 침전물의 통제 및 관리를 위한 국제협약"을 완성, 채택하였다. 하지만, 선박이 이동하여 밸러스트수를 배출하게 되면 외래생물종이 옮겨질 뿐만 아니라 각종 오염물질도 함께 배출되어 방류해역을 오염 시킬 수 있다. 그러나 이 협약은 오염물질의 이동이나 그로 인한 피해를 최소화하기 위한 규제를 전혀 언급하지 않고, 오직 수중생물이나 병원균과 같은 외래생물종의 이동을 최소화하는 데에만 초점을 맞추고 있다. 따라서 본 연구에서는 근거리 항해로 완전한 밸러스트수 교환이 어려우며 항만공사 및 해양자원 개발이 활발히 이루어지고 있는 동북아시아 주요항구로부터 출항하여 우리나라 항내에서 밸러스트수를 배출하는 선박의 밸러스트수 샘플을 채취하여 밸러스트수의 체계적인 관리에 필요한 기초자료로써 주요항에 출입하는 선박의 밸러스트수 오염도를 확인하였다.
경기만에 인공호수로 만들어져 많은 환경 변화를 겪고 있는 시화호에서 중금속 분포 특성과 오염을 파악하기 위하여 2004년에 해수, 퇴적물, 입자성 침강물질을 채취하였다. 반월 및 시화 공단과 주변 도시들에 의한 인위적인 유입에 의하여 호수의 내측에 위치한 정점들에서 높은 중금속 농도를 보였다. 퇴적물 증의 Cu, Zn과 Hg은 정점 2-4, 그리고 정점 9에서 높았으며, 입자성 침강물질 중의 Cr, Co, Ni, Cu, Zn과 Pb은 정점 5에서 높았고, 방조제에 가까운 정점에서 낮았다. 중금속의 공간 분포는 산업 폐수 및 도시 하수의 유입 뿐 아니라 생지화학적 요인과 물리적 혼합의 영향이 작용하였다. 외해수의 유입으로 중금속 환경은 호수의 일부에서 개선되었으나 완전하지 않으며, 지속적으로 환경 개선을 위한 계획이 실행되어야 할 것이다.
태안지역 영농기 빗물의 중금속 농도 및 부화특성을 구명하기 위하여 2002년과 2003년 4~10월 사이에 빗물을 채수하여 중금속 분포와 가중평균 변화, 화학성분과의 관계 및 부화정도를 비교 검토하였다. 빗물 중 화학성분 함량은 조사 시기에 따라 함량변이가 심하였고, 강우량 대비 pH의 가중평균 값은 5.0~5.1 수준이었다. 빗물의 중금속 가중평균은 Pb > Zn > Cu > Ni > As > Cr > Cd 순이었고, 2002년과 비교하여 2003년에 Cu, Pb, 및 Zn 성분이 상대적으로 높게 나타났다. 강우중의 주 이온성분(${NH_4}^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $Na^+$, ${SO_4}^{2-}$ 및 ${NO_3}^-$)은 중금속 중 As, Cd, Zn, Cr 및 Ni 성분함량과 고도의 정의 상관을 보였다. 빗물의 중금속 농도분포를 이해하기 위하여 부화계수(Enrichment factor)를 조사한 결과, 부화계수 평균치가 대체로 Cd > Pb > AS > Cu > Zn > Ni > Cr 순이었고, 주로 자연적 발생 유래원소로 알려진 Fe, Mg 및 Ca 등보다 상대적으로 높은 경향을 보였다. 월별 빗물의 중금속부하계수는 8~9월이 상대적으로 높았고, 중금속의 습식침적은 대체로 강우량의 영향을 받아 강우기인 7~8월에 높은 경향을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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