본 연구는 중금속 오염지역의 토양정화에 적합한 식물을 선발하기 위해 양치식물 12종을 중금속으로 오염된 토양에 8주 동안 재배한 다음 생육반응과 부위별 비소, 카드뮴, 구리, 납, 아연 등의 중금속의 축적능을 분석하였다. 봉작고사리(Adiantum capillus-veneris)를 제외한 양치식물 11종의 생육은 비교적 양호하였다. 봉의꼬리 (Pteris multifida, 66.9mg․kg-1 DW)와 사다리봉의꼬리(P. vitata, 62.2mg․kg-1 DW)의 지상부에서 비소 축적능이 가장 우수하였으며, 사다리봉의꼬리(13.6mg․kg-1 DW)는 지하부의 비소 축적능도 가장 높았다. 반면, 카드뮴 축적능은 양치식물 12종 모두가 저조하였다. 구리의 축적능은 창날봉의꼬리(P. ensiformis)의 지하부가 44.4mg․kg-1 DW로 가장 높았으며, 지상부는 봉작고사리(26.8mg․kg-1DW)가 가장 우수하였다. 양치식물 12종의 지상부는 1.2(뱀고사리, Athyrium yokoscens)∼8.8mg․kg-1 DW(봉의꼬리)의 납이 축적되었으며, 지하부는 1.2(창날봉의꼬리)～10.3mg․kg-1 DW(반쪽고사리, P. dispar)가 축적되어 있었다. 아연의 축적능은 푸른각시고사리(Thelypteris viridifrons)의 지상부(96.8mg․kg-1 DW)에서 가장 높았으며, 지하부는 봉의꼬리(63.6mg․kg-1 DW)에서 가장 우수하였다.

For the water content measurement in thr unapproachable site, moisture content monitering sensor was developed. It was compared with another conventional sensor and verified according to the standard procedures proposed in this study. The proposed standard procedures was also modified using data analysis through laboratory test.

Future changes in mineral dust emission are studied using CMIP5 models. These models simulate climatological spatial distribution of dust emission over the observed major sources; Sahara Desert to Arabia and Southwest Asia. Model estimates for the range of global dust emission simulation appear large in the quantity of dust produced and the amplitude of interannual variability. According to the ensemble mean in global annual emissions, projections of four RCPs do not have significant long-term trends in mineral dust aerosol emissions at the end of 21st century. Meanwhile over Northeast Asia, annual emissions are projected to decrease significantly in four RCPs. Reductions appear over the major sources of mineral dust. Seasonally emission reduction in spring is distinct. In April and May, future changes with decreasing emission appear only in RCP4.5 with significance. Aerosol emission amount changes are related to changes in land surface property. We analyze future projection of soil moisture and bare soil area fraction. Regarding the projected decreasing trend in the annual emission amount over Northeast Asia, soil moisture is expected to increase in the emission source region in four RCPs. Relatively, the effect of bare soil area changes over the emission source appears in some models and RCPs.

This study investigated the effects of soil depths and soil organic fertilizer application on the growth characteristics of Spiraea bumalda ‘Gold Mound’ in a extensive green roof system. The treatments were 3 soil depths (10, 15 and 25 cm) and 5 soil types in mixture of artificial soil and organic fertilizer. We measured plant height, leaf width, leaf length, number of flowers, visual quality and survival rate from March to October in 2011. The growing medium of 10 cm soil depth showed the highest plant growth in A1 (amended soil 100%), and the lowest plant growth in O1A4 (organic fertilizer 20% + amended soil 80%) treatment. In case of 15 cm soil depth, Spiraea bumalda ‘Gold Mound’ showed a high leaf length and visual quality in O1A2(organic fertilizer 33% + amended soil 67%) treatment and high leaf width and number of flowers in O1 (organic fertilizer 100%) treatment. A1 treatment without organic fertilizer showed the lowest leaf length and poorest visual quality, and O1A4 treatment showed the lowest plant height and lowest number of flowers. At soil depth 25 cm, O1A1 (organic fertilizer 50% + amended soil 50%) treatment showed greater plant height, visual quality and number of flowers than other treatments. The leaf length and leaf width were more effective in O1 treatment. A1 treatment showed a relatively low leaf length, leaf width and visual quality. The higher the organic conditioner, the better the plant growth. And, survival rates of Spiraea bumalda ‘Gold Mound’ showed 92%, 88% and 76% at soil depths of 25 cm, 15 cm and 10 cm, respectively, in this a extensive green roof system. Therefore, the results showed that the growth of Spiraea bumalda ‘Gold Mound’ was affected by both soil quality and soil depth. Different optimal mixtures of organic fertilizer and amended soil were determined, depending upon soil depth.

본 연구에서는 생물학적 정화기술의 효율향상을 목적으로 유류분해 유용미생물에 의한 TPH 농도 저감효과를 알아보았다. 하절기와 동절기 각 13주간 실제 정화현장의 각 섹터별 유류오염토양에 유용미생물들을 수분, 영양염류 등과 함께 투입하여 주 2회 정기적으로 뒤집기를 실시하였다. 하절기의 경우 유용미생물을 투입한 조건의 경우 평균 60%의 TPH 제거율을 보인 반면에 유용미생물을 투입하지 않은 대조군의 경우 평균 41%의 TPH 제거율을 나타내었다. 동절기의 경우에 유용미생물을 투입한 조건의 경우 평균 41%의 TPH 제거율을 보인 반면에 유용미생물을 투입하지 않은 대조군의 경우 평균 13%의 낮은 TPH 제거율을 나타내었다.결론적으로 하절기와 동절기 모두 유용미생물을 투입하여 TPH의 제거효율의 향상 효과를 얻을 수 있었으며, 하절기에 비하여 동절기의 TPH 제거효과가 낮은 이유는 초기 높은 오염농도와 상대적으로 낮은 기온의 영향인 것으로 판단된다.

우리나라는 약 11,914.05km의 해안선을 보유하고 있기 때문에 해양기원의 다양한 자연재해 발생 가능성이 높고 각종 개발로 인하여 점차적으로 해안방재림이 파괴되고 있어 해안방재림 조성지에 대한 실태 및 입지·토양·식생환경에 대한 전반적인 조사가 요구된다. 해안방재림 입지·토양·식생환경조사는 기존 문헌 및 자료를 이용하여 임분상태가 양호하고 일정면적(1.0ha) 이상인 해안방재림을 대상으로 하였고, 조사내용으로는 해안방재림 실태조사로서 해안방재림의 위치정보, 임종, 임상, 밀도, 풍속 측정높이 등의 전반적인 실태를 파악하였고 해안방재림 식생구조로는 위치정보, 임종, 임상매목 수종의 경급, 수고 및 교목층 등을 조사하고 해안방재림 토양단면의 위치정보, 토심, 층계, 토색, 토성, 석력 등의 전반적인 토양특성 및 입지 환경의 조사와 토양의 물리적 특성(토색, 토성, 유효토심 등)과 토양의 화학적 특성(pH, EC, 유기물(OM), 전질소, 유효인산, 양이온치환용량(CEC), 치환성양이온(Ca++, Mg++,K++, Na++) 염분농도 등)을 조사·분석하였다. 본 조사를 통해 각종 현황 및 식생·입지·토양 등의 경상남도 해안 및 도서지역 해안방재림의 실태를 파악할 수 있었다. 몇몇 조사지에서는 지역주민들이 방풍림 등 여러 가지 목적으로 조성, 보존해오고 있는 숲이 다수 있었으며 현재도 지속적인 관심과 보호 속에 방재기능을 하고 있는 것으로 파악되었다. 경상남도 해안 및 주요 도서지역의 지역적인 식생을 고려한다면 교목층은 곰솔, 낙엽활엽수, 상록활엽수, 아교목층과 관목층은 상록활엽수가 해안방재림의 전형적인 형태로 나타났다. 해안방재림의 문제점으로 몇몇 지역은 해안침식으로 인해 이미 수목의 뿌리가 노출되고 있으며, 해안방재림의 해안 쪽과 해안방재림의 내륙 쪽에 산림훼손이 발생되는 것으로 조사되었다. 이로 인해 해안방재림의 길이와 폭이 축소됨으로써 방재림의 기능이 제대로 발휘되지 못하고 있는 실정이다. 사용자의 수요가 높은 지역에서는 해안방재림내의 시설물과 생활쓰레기 등으로 인해 산림 내에서 오염이 발생되고 있었다. 이런 지역들은 복구가 시급한 것으로 판단되며, 지속적인 해안방재림 모니터링이나 관리방안이 필요할 것으로 판단된다. 이러한 조사연구를 토대로 하여 다양한 형태의 생태 및 환경 친화적 해안방재림 조성 모델의 개발이 가능 할 것으로 예상된다. 또한 해안방재림과 관련한 법률 제정·개정을 위한 기초자료 및 향후 정책방안을 제시 할 수 있는 자료로 활용가능 할 것으로 판단된다.

This study attempted to utilize various groundcover plants in phytoremediation, using shade plants, which often have a high shade tolerance for shade urban space. Liriope platyphylla was grown in soil containing three of heavy metals, Zn, Cd, and Pb under four different concentrations (0, 100, 250 and 500 mg/kg) to determine the heavy metal accumulation characteristics and removing from soil. Total amounts of accumulated Zn in L. platyphylla were increased in accordance with increasing elevated Zn concentrations in soil, but the difference was not significant between Zn250 and Zn500. Cd accumulation, sharply increased in Cd100 and Cd250, but was reduced in Cd500. Increased Pb concentration in soil resulted a continuous increase in the total amounts of Pb accumulated in L. platyphylla. The total content of Zn in soil decreased by almost 50% in Zn100, almost 33% in Zn250 and 20% in Zn500 through growth of L. platyphylla over a period of 7 months. In the case of Cd, the concentration in soil, was decreased with 10% in Cd100, 10% in Cd250 and 33% in Cd500 through growth of L. platyphylla over a period of 7 months. This results indicate that more Cd was removed by planting L. platyphylla, compared to Zn or Pb.

This study was performed to investigate the feasibility of ion-exchange resins as soil amendment. To select resins, weinvestigate four kinds of ion exchange resins, which ions have the most adsorption efficiency of ions (N+, PO4−, K+). Inthe Cation (H+) vs Anion (OH−)=1:2 (w:w), it showed that the highest N, P, K adsorption efficiency was about 80%and reached pH 6~7 & EC 1~2dS/m after 20min. The ability to maintain ion adsorption, it was investigated that thegentle curve of the residual ion ratio of nitrate nitrogen, available phosphorus, exchangeable potassium was maintained.On the other hand, the control (Slow release fertilizer) was significantly reduced under artificial rainfall conditions. Inaddition, the results of three consecutive crop test were showed that the growth of crops decreased 41.8% than the earlygrowth in the control group, whereas decreased 8.3% in the treatment group (ion exchange resins). According to the resultsof soil analysis, it was reduced that the fertilizer ingredients (N 94%, P 74.5%, K 98.6%) in the control and reducedfertilizer ingredients (N 64%, P 60.3%, K 58.4%) in the treatment. Overall, it was estimated that the Ion-exchange resinscould be used as a soil amendment.

정화토양 RSA(remediated soil A)와 RSB(remediated soil B)의 토양 특성을 조사한 결과, 사질양토로서 작물 별 토양 특성 권장 기준에 적정 토성이지만, 높은 토양 pH와 치환성 칼슘, 다소 낮은 양이온치환용량(cation exchange capacity, CEC)과 치환성 칼륨, 매우 낮은 토양유기물 함량과 유효인산 함량을 보여 작물 생육에 적합하지 않은 것으로 판단되었다. 그러나, 친환경농자재인 부산물비료, charcoal, biochar를 토양개량제로 처리 후 토양 특성이 수준 이상의 개선을 보여준 것으로 보인다. 토양 pH 경감 효과는 볼 수 없었으나, 토양유기물 함량 증가, 유효인산 함량 증가 등의 효과가 있었으며, 총질소(total nitrogen, T-N)와 치환성 칼륨의 함량이 다소 증가하였다. 그리고, 치환성 칼슘의 함량이 작물 별 권장 기준 이상으로 높은 것을 감안하였을 때 biochar 처리구에서 치환성 칼슘 함량을 감소시킨바, 지속적인 연구 또한 필요할 것으로 판단된다. 이는 토양경작법에 의하여 정화된 토양에 대하여 부산물비료, charcoal, biochar 등의 친환경농자재를 토양개량제로 사용할 경우 토양 개선 효과가 나타난 것으로 생각되며, 특히 biochar의 경우 토양 특성 변화에 많은 영향을 주었다. 따라서, 정화토양을 지속적으로 유지하고 관리 할 경우 토양의 질을 꾸준히 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다.

하천부지에서 청보리와 월년생 두과작물을 혼파하여 사초 생산성과 토양 특성을 조사하였다. 안산천 하천부지에서는 청보리와 헤어리베치의 혼파조합이 다른 조합보다 건물 및 TDN 수량이 많았다. 그러나 수확 시 건물률은 청보리 단파가 가장 높았으며, 혼파조합 중에서는 청보리와 크림손클로버 조합이 다른 조합보다 높았다. 혼파조합의 조단백질 함량은 청보리와 헤어리베치 조합이 가장 높았으나 조지방과 TDN 함량은 가장 낮았다. 조사료 생산에 포함된 수질오염물질의 제거량은 청보리와 헤어리베치 조합이 유기물과 인산 모두에서 유의적으로 높았다(P<0.05). 안산천에서 청보리 혼파조합의 토양특성은 질소 고정능력이 우수한 청보리와 헤어리베치 조합이 다른 조합보다 토양의 전질소(TN) 함량이 높았다. 반면 토양의 유기물 함량은 청보리 단파가 가장 많고, 혼파조합 중에서는 청보리와 크림손 클로버 조합이 유기물 함량이 높았다. 토양의 유효인산 함량은 청보리와 크림손 클로버 및 유채 조합이 높고, 청보리와 헤어리 베치 조합은 낮았다. 토양의 CEC 함량은 청보리와 헤어리 베치 조합은 우수하였다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 청보리와 헤어리베치 조합이 사초 생산성이 우수하고, 조단백질 함량이 높고, 토양의 인산 함량이 낮아 하천변의 환경개선에도 효과적인 것으로 판단되었다.

시설재배지 토양에 녹비작물의 재배가 Biomass-C와 토양 양분의 변화에 미치는 영향을 평가하고자 pot(Ø10-cm)에 헤어리벳치, 호밀, 발랭이를 70일간 재배 후 식물체와 토양을 분리하여 분석한 결과가 다음과 같다. 녹비작물의 생육량은 호밀이 가장 많았으며, 질수흡수량은 헤어리벳치가 가장 높게 나타났다. 호밀 재배구가 토양의 인산함량은 가장 낮았으며, biomass C는 가장 높게 나타났다. 시험 후 토양의 질소함량과 식물체 질소 흡수량은 고도의 부의 상관을 보였다. T-N 함량은 헤어리벳치 시험구에서는 증가하였지만, 호밀과 바랭이 재배구에서는 감소하는 경향을 보였다. 이상의 결과를 요약해볼 때 시설재배지에서 가장 중요한 것이 토양의 염류집적(EC) 인데 시험 후 토양에서 대조구에 비해서 콩과인 헤어리벳치는 EC가 약간 증가했고 다른 무기성분은 큰 변화가 없으며, 화본과인 호밀은 EC와 다른 무기성분도 약간 감소하는 경향으로 시설연작재배지에서는 화본과 작물이 염류집적 경감을 위해서 유리하다

So far, most studies associated with soil carbon sequestration have been focused on long term aspect. However, information regarding soil carbon sequestration in short term aspect is limited. This study was conducted to determine changes of soil organic carbon content and stability of carbon in response to compost application rate and tillage management during rice growing season(150 days) in short term aspect. Under pot experiment condition, compost was mixed with an arable soil at rates corresponding to 0, 6, 12, and 24 Mg/ha. To determine effect of tillage on soil carbon sequestration, till and no-till treatments were set up in soils amended with application rate of 12 Mg/ha. Compost application and tillage management did not significantly affect soil organic carbon(SOC) content in soil at harvest time. Bulk density of soil was not changed significantly with compost application and tillage management. These might result from short duration of experiment. While hot water extractable organic carbon(HWEOC) content decreased with compost application, humic substances(HS) increased. Below ground biomass of rice increased with application of compost and till operation. From the above results, continuos application of compost and reduce tillage might improve increase in soil organic carbon content and stability of carbon in long term aspect.

특정 중금속에 대한 식물독성(Phytotoxicity)을 파악하기 위해 오염물질로 처리된 수용액에서의 발아실험(Germination Test)이 일반적으로 수행되고 있는데, 그 결과를 토양오염의 조건에 바로 적용할 수 없다는 한계가 존재한다. 이러한 한계를 극복하고자 토양에서의 발아실험 역시 수행되고 있으나, 이러한 실험들의 경우는 특정 오염수준의 대상 토양을 채취하여 해당 오염 정도에서의 식물독성을 측정하는 일회성의 검증에 그칠뿐더러, 토양 내 중금속 오염수준 변화에 따른 식물독성을 파악할 수도 없다. 또한 토양에서의 발아실험에 소요되는 노력 및 비용이 수용액 실험과 비교해 훨씬 크다는 단점 역시 가지고 있다. 유채는 유료 작물로 어디서나 잘 자라고 그 용도가 다양하여 많은 연구가 이루어진 식물 중 하나이며 중금속으로 오염된 토양의 복원 공법 중 하나인 식물정화기술(Phytoremediation)에서도 흔히 사용되는 식물이다. 또한 수확된 씨앗을 이용하여 바이오디젤(Biodiesel) 생산원료로 이용할 수 있는 장점이 있어 식물정화기술 분야에서 연구가 활발하게 진행되고 있는 식물종이다. 따라서 본 연구의 목적은 서로 다른 상(相, phase)인 수용액과 토양에서 Pb, Ni과 As이 유채에 미치는 영향을 확인하고 그 두 상의 차이 및 상관관계를 조사하여, 대상 식물의 수용액 상 발아실험 결과만을 통해 토양에서의 중금속 농도 및 독성을 추정하기 위한 방법을 제안하고자 하였다.

급격한 산업과 경제의 발전은 화석연료와 자원의 대량사용을 촉진시키면서 기후변화 및 대기․수질․토양오염 등의 환경문제를 야기하고 있다. 이 중 토양으로 유출된 중금속은 심각한 오염원 중 하나로, 인체에 대한 독성발현에 그치지 않고 생태계의 교란을 가져와 오염지역을 황폐화시킬 수 있는 것으로 평가된다. 폐광산지역의 토양오염은 광미 및 산성폐수가 강우 등에 의하여 중금속의 거동에 영향을 주며 인근 환경에 위협을 주는 것으로 알려져 있다. 비소는 자연계에서 혹은 산업 활동에 의하여 유출되어 무색무취의 상태로 인체에 흡수될 수 있으며 만성질환을 일으키거나 발암물질로 작용할 수 있는 것을 그 특징으로 한다. US EPA는 음용수를 대표적인 비소에 대한 노출경로로 지적하면서 토양에서 수환경으로 이어질 수 있는 중금속 오염에 대한 정화공법의 개발 필요성을 제시하고 있다. 본 연구는 연속추출법을 통하여 실험실 규모에서 비소로 오염된 토양에 대한 탈착특성을 분석하고, 이를 통하여 향후 현장규모에서 MIO를 이용한 토양세척법에 의해 선택적으로 비소를 제거하는 방안의 기초자료를 제시하는 데 그 목적을 가지고 있다. 이를 위해 대상 시료는 국내에 가장 높은 비율로 존재하는 토성인 사양토를 채취하여 토양오염기준에서 우려 및 대책농도인 25-75 mg/kg 범위로 오염시켜 확보하였으며, 각 농도별 토양에 대한 연속추출을 시행한 뒤 AAS(Atomic Absorption Spectrometer, Shimadzu AA-7000, Japan)에 의한 용출농도를 측정하였다.

우리나라는 총 발전량의 65%를 화력발전소에서 생산하고 있고 원자력 발전에 대한 우려로 인해 화력발전소의 비중이 커지고 있는 실정이다. 그로인해 화력발전시 발생하는 석탄재의 양은 매년 증가하는 추세이며 2011년 기준 약 710.1만톤이 발생하였다. 현재는 석탄재를 회 처리장에 단순매립으로 처리하는 수준이나 매립장의 부재와 환경오염에 의한 문제로 적절한 처리와 재자원화의 방법과 용도가 필요한 실정이다. 이에 건식공정의 바텀애시를 부족한 골재의 대체재로써 연구하고 경량골재의 이점을 통해 인공토양의 소재로써 연구하고자 한다. 본 연구는 파쇄에 의해 입도 조정된 바텀애시가 인공토양 소재로써 환경적으로 안정한지 확인하고자 토양오염공정시험기준과 pH, EC(유해물질)시험을 실시하였다. 시험은 인공토양에 사용되는 여러 소재와 비교실험을 위해 실험인자로 건식공정 바텀애시 2.5 mm 단입자, 건식공정 바텀애시 5 mm under, 펄라이트, 코코피트, 커피찌꺼기로 두었다. 커피찌꺼기의 경우 많은 배출량으로 처리가 용이하지않아 인공토양으로써의 활용을 검토하기 위해 시험하였다. 토양오염공정시험기준에 의한 실험결과 카드뮴, 구리, 비소, 수은, 납, 6가크롬 등의 중금속 항목의 경우 기준치보다 낮은 값을 나타냈고 토양으로써 사용 가능하였다. 하지만 토양오염공정시험기준의 개정사항인 석유계총탄화수소 항목의 경우 커피찌꺼기는 17,114 mg/kg으로 기준보다 높은 값을 나타내었다. pH 시험결과 인공토양 소재 모두 중성을 나타냈지만 커피찌꺼기의 경우 5.26의 산성을 나타냈다. EC시험결과 또한 커피찌꺼기의 경우 다른 소재의 4배이상의 높은 값을 보였다. 건식공정의 바텀애시의 경우 인공토양 소재로 적용가능하지만 커피찌꺼기의 경우 높은 유기물 함량과 pH, EC에 대해 사전처리가 필요하다고 판단된다.

This study is about making artificial soil for wall greening using Spent Mushroom substrates (SMS) & Superabsorbent polymer (SAP). and developing new material for wall greening whilst monitoring the physico-chemistry & germination ability of the plant, plant growth and developmental condition of the artificial soil. It was found that the larger the particle size of the superabsorbent polymer the more absorption increased. This showed the plant’s germination rate in soil when Spent Mushroom substrates & Superabsorbent polymer (SAP) were mixed. In the Bermuda grass, the Artificial soil (SMS & SAP 0.5%) showed a 100% germination rate over a period exceeding 7 days compared to Peat-moss that showed a 94% germination rate. In the Kentucky blue grass, however, there was no difference between the Peat-moss and Artificial soil. When general perlite soil was compared with artificial soil in the chicory seed, the Artificial soil showed better results than the general perlite soil in length, leaf volume and fresh-weight. In the plant length, it showed an increase of over 105% (SAP 0.5% or more), 187% (SAP 1% or more). in the leaf volume, an increase of over 123% (SAP 0.5% or more), 145% (SAP 1% or more), in the fresh-weight an increase of over 130% (SAP 0.5% or more), 285% (SAP 1% or more). The artificial soil (SMS & SAP 1%) showed an excellent result in the plant growth and development. Thus, it was found that artificial soil using the SMS & SAP were the only suitable soil materials for wall greening hence suggesting that it could be used for the greening of a blighted area or desert and a variety of agriculture.