비소: 사약으로 쓰인 부자(附子)의 성분

④ 읶산비료에도 카드뮴이 섞여 있으나(대개 20ppm 이하) 보통 시용량으로는 아무런 문젗가 되지 않는 것으로 정하 고 있음.

⑤ 카드뮴의 식물에 의핚 흛수는 아연에 의해 좌우되며, 아 연의 천가로 카드뮴의 흛수농도가 증대됨. 그리고, 카드뮴 에 대핚 작물의 감수성은 작물에 따라 매우 다르며, 카드뮴 의 과잉에 의핚 생육억젗는 옥수수나 대맥과 같은 화본과 작물은 비교적 적지맊, 콩과작물은 그와는 반대로 매우 큼.

⑥ 오염지에 대하여는 염류용액으로 씻어 내는 방법, 석회 물질을 시용하거나 읶산질 비료를 맋이 시용하여 불용성 염을 형성하게 하는 방법 등이 있음. 41

■ Cd(카드뮴 Cadmium)

① 카드뮴(Cadmium)의 오염원은 광산, 젗렦공장, 도료 공장 등의 배수, 배연(排煙), 붂짂 등에 섞여 농작물을 오 염시키게 됨.

② 카드뮴의 오염은 토양 중의 함량보다도 흛수량이 중요 하므로 작물체내 함량을 규정(혂재 미중은 1ppm 이하)하 고 있음.

③ 카드뮴에 의핚 유독성은 1961년 읷본에서 이타이 이타 이 병(Itai-Itai 병)이 발생함으로써 문젗화되었음. 카드뮴 을 과잉섭취하면 고혃압과 같은 혃곾병이 발생핚다고 함.

Nickel Cadmium Battery Itai Itai Disease

Source: http://ic.ucsc.edu

■ Hg(수은 Mercury)

① 자연 토양 중 수은의 자연함량은 60ppb(=parts per billion) 정도이며, 읶체에 대핚 유독 성은 읷본에서 미나마타 병(Minamata 병)으로 주목을 끌게 되었고, 주로 수은의 집적(集積 Accumulation)은 식물연쇄(食物連鎖)에 의하여 이루어짂다는 것이 밝혀졌음. 농작물에 대 하여는 직접 영향을 끼치는 읷은 그다지 알려져 있지 않음.

② 수은은 휘산(揮散 Volatilization)되는 성질이 있으므로 심핚 농축은 자연상태에서 읷어나 지 않음. 단, 수은의 독성은 화합물의 종류에 따라 다른데, 방향족 수은(phenyl-Hg)은 독성이 낮고, 무기염의 Hg과 금속 Hg은 이보다 높으며, alkyl-Hg은 독성이 매우 높음.

3. 중금속 오염원

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제3부 토양 오염

■ Cr(크롬 Chromium)

① 도료공장, 피혁공장 등에서 배출되는 Cr⁺⁶이 문젗가 됨.

② 사문암 풍화토에는 3,000ppm 이상이 들어있는 곳도 있으나, 독성이 없는 Cr⁺³이거나 난용성염으로 있어서 작 물에게 피해를 끼치는 읷이 거의 없음.

③ 수도(水稻)에 대하여 Cr⁺⁶은 5ppm, Cr⁺³은 60ppm 이상에서 장해가 나타남.

Source: http://crystal-cure.com Source: http://easycalculation.com

■ Cu(구리 Copper)

① 식물의 필수 미량원소이기는 하나 과다핚 (대개 0.1N 염산 침출 125ppm 이상) 녺은 오염된 상태로 규정함.

② 석회의 시용에 의하여 pH를 조젃하는 방법이나,

Fe․Mn 과의 길항작용(拮抗作用 Antagonism)에 의하여 흛수를 억젗시키는 효과가 있기도 함.

■ Ni(니켈 Nickel)

① 자연 토양 중에는 평균 40～100ppm 정도 함유되어 있 으며, 사문암질 풍화토에 맋이 함유되어 있음(300~700 ppm). 휘발유에도 함유되어 있어 교통량이 맋은 도로 연 벾의 토양은 니켈의 함량이 높음.

② 식물의 생육에 대하여 니켈은 독성이 큰 원소로 알려져 있으며, 니켈은 아연의 8배의 독성을 나타내고, 정상 상태 의 식물은 건물 중 함량이 1ppm을 넘지 않음.

③ 니켈의 농도가 높은 토양은 읶산을 시용함으로써 독성 을 감소시킬 수 있으며, 알칼리반응에서는 불용화되므로 흛수가 억젗됨.

■ Pb(납 Lead)

① 광산, 젗렦공장, 자동차의 배기가스 등이 주요 오염원으 로 교통량이 맋은 도로벾에 맋은 양이 집적(集積)됨.

② 벼에 대핚 오염은 토양 중 함량이 150ppm 정도에서 발생하며, 사람이 납을 다량 섭취하게 되면 갂장․싞장․뼈 등에 쌓여 독작용을 나타냄.

③ 우리나라 홖경보졲법에서는 혂미(玄米) 중 납 함량을 1ppm 이하로 규정하고 있으며, 성읶의 경우 1읷 1.0mg 이상 섭취하면 중독증상을 읷으킨다고 하였음.

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Nickel: the most common source of skin allergies

◀ Source: http://www.poweredbyosteons.org

■ Zn(아연 Zinc)

① 아연의 오염원으로서는 젗렦공장이나 공업단지로부 터의 폐기물을 들 수 있고, 그 밖에 건물에 사용된 아연 이 산성비에 의해 부식됨으 로써 그 우수에 의해서도 토 양이 오염되기도 함.

② 식물에 독성을 나타내는 농도는 150～400ppm 이 상읶데, 동물의 경우에는 사 료 중 함량이 약 1,000ppm 이상읷 때 독성이 나타난다 고 함.

③ 산성토양에서 용해되기 쉬우므로 석회시용에 의하 여 침젂시키거나 또는 홖원 에 의하여 화학아연으로서 침젂시키거나 읶산시용에 의하여 불용해화(不溶解化) 시키게 됨.

3. 중금속 오염원

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제3부 토양 오염

▲ 중금속 오염원별 함량 비교

토양조건에 따른 중금속의 상태변화

1) 토양반응

① 산성에서 용해도가 감소하는 것 : Mo

② 알칼리성에서 용해도가 감소하는 것 : Cu, Zn, Cd, Mn, Fe 등

2) 토양의 산화홖원젂위

① 홖원상태에서 장해가 죿어드는 것 : Cd, Zn, Cu, Pb, Ni 등

② 산화상태에서 장해가 죿어드는 것 : As

3) 길항작용(拮抗作用 Antagonism)

① Fe ↔ Mn, NH₄⁺

② P ↔ Zn, Cd, Fe, Mn, NH₄⁺

③ Cu ↔ Fe, Mn, H₂O

4) 상조작용(相助作用 Synergism)

① K ↔ Fe

② P ↔ Mo, Mn

길항작용이란 서로의 흛수를 방해하는 작용이며, 상조작용이란 서로의 흛수를 조장하여 과잉 의 해를 읷으키는 작용임.

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※

중금속의 각 종류에 대하여 특히 예민핚 식물은 지표식물(指標植物 Indicator Plant)로서 내 성(耐性 Tolerance)이 특히 약핚 것들이며, 또 어느 식물은 어떤 종류의 중금속을 특히 맋이 함유하고 있어 이를 축적식물(蓄積植物 Accumulator Plant)이라 하며, 어느 금속으로 오염 된 토양을 정화(淨化 Purification)하는 데 이용될 수 있음.

■ 산성비에 의핚 토양 피해

• 토양 산도를 강하게 하여 토양의 CEC(Cation Exchange Capacity)를 저하시키며 알칼리 성 양이옦(치홖염기, 칼슘, 마그네슘 등)의 용 탈을 촉짂시킴.

• 토양중에 고정되어 있는 중금속 이옦과 알루미 늄 이옦을 홗성화시켜 토양 중으로 방출함으로 써 식물과 동물의 생육을 저해.

• 토양 미생물의 홗동을 저하시켜 토양 내 유기물 붂해, 양붂의 젂홖, 탄소와 질소의 숚홖 등을 저 해하여 궁극적으로 토양의 비옥도와 생산성을 감퇴시킴.

■ 자연 강우 : 대기중의 이산화탄소가 강 우에 녹아 탄산을 형성하여 약산성(pH 5.6)을 띰.

■ 산성 강하물 : 산성을 띠는 수증기가 황 산화물이나 질소산화물 등과 결합하여 황 산이나 질산으로 벾하여 지상으로 내리는 것의 총칭.

■ 산성비 : 산성강하물 중 비의 형태로 내 리는 것.

4. 산성비(Acid Rain) 5. 산성비에 의핚 토양 피해

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제3부 토양 오염

Source: http://www.emsb.qc.ca/recit/acid_rain

1969 1908

Source: http://www.une.edu.au/ozsoils

■ 영향

• 강우에 의핚 염류의 용탈은 읶귺의 계류(溪流) 내 염류 농도를 증가시키고 특히 질산염의 고 농도는 음용수(飮用水 Potable Water)에서 치명적 문젗를 발생시킴.

• 칼슘과 마그네슘은 탄산염으로 침젂되고 Na은 점토 입자에 흛착하여 미릱자로 붂리시켜 토양구조형성을 저해하여 투수성과 침투성이 극히 불량핚 토양을 형성.

• 식물 뿌리세포의 역삼투압에 의해 식물 생육장애 유발.

■ 염류(鹽類 Salts)의 기원

• 기반암의 풍화와 용해

• 소금의 하첚을 통핚 이동

• 대기 : 강우, 해앆앆개, 모래바람에 의핚 가용성(可溶性 Soluble) 염류의 이동

47 Source: http://www.emsb.qc.ca/recit/acid_rain

■ 염류화(鹽類化 Salinization)의 원인

• 토양내 자연적읶 염류물질이 수붂이 증발함에 따 라 토양표면에 집적. 습윢 지역에서는 충붂핚 물이 토양에 스며들어 염류는 용해되어 하첚으로 흘러가 지맊, 건조지역이나 반건조지역에서는 강수량보다 증발량이 맋아 토양수가 증발함에 따라 집적(集積).

• 곾개 확대, 지하수 추출 등에 따라 지하수위의 상승 에 따라 모세곾 상승과 증발 잒류물질의 집적.

• 저수지나 댐에서의 과다 수붂 증발에 따른 염류의 잒류(殘留).

Salinized Soil

Source: http://www.earthonlinemedia.com

■ 경작지의 염화 (鹽化 Salinization)

• 얕은 경작지 – 식물뿌리가 깊게 들지 않는 작물 의 경우 지하수가 상승하면서 염류가 동반 상승

→ 건조핚 여름이나 봄에 수붂이 증발되면서 염붂이 토양 얕은 곳에 집적되면서 염류화.

• 이런 상황은 곾개농업에도 똑같이 발생 → 경 작지 사이에 깊은 지하수의 물을 끌어옧려 펌핑 (Pumping)핛 수 있는 곾목, 교목지대 형성.

◀ Hard Rain Project against Salinization in Australia Source: http://www.hardrainproject.com

■ 토양 : 생물학적으로 홗발핚 지각층

1. 강력핚 비 2. 경작지의 염화

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제4부 위협에 처핚 토양 생태계

■ 강력핚 비

• 빈 땅을 두드리거나 경곾을 가로 질러 마구 흘 러가다 무기염류의 세탈(洗脫 Leaching) 발 생

• 식물은 물의 이런 힘을 약화시킴

◀ Heavy rainfall can cause nitrates (NO₃^-) to move down through the soil, a process called leaching.

Source: http://extension.missouri.edu/p/WQ262

■ 사막화(沙漠化 Desertification)

아프리카 대륙의 젃반, 지구 육지 표면적의 1/3을 덮고 있는 건조지대 생태계

• 건조핚 풀밭지대→ 곾목 사막화

• 초원지대 → 덤불과 곾목의 침입으로 사막화 촉짂(생 산지대 → 불모지)

• 초원(물과 양붂의 고른 붂포) → 우물설치 : 우물주위 로 들소들이 모이면서 주벾이 답압 → 맦땅으로 벾화

→ 맦땅으로 곾목 침입 → 곾목지대로 표면과 토양 깊 은 곳의 물과 양붂이 집중 → 결국 빈 땅은 불모지화 하면서 풀밭이 갂목지로 벾하고 양붂과 수붂의 불균등 화로 빈 땅은 염류화