모암별 토양의 인공산성우 처리에 대한 완충능

민일식,김명희,송석환 中部大學校 自然科學硏究所 1999 自然科學硏究論文集 Vol.8 No.1

우리나라에 분포하고 있는 대표적인 모암별 풍화토양를 대상으로 대기오염 및 산성우에 대한 토양완충능을 조사하기 위하여 인공산성우를 투입하여 용탈용액의 토양산도 및 화학성분의 변화를 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 모암별 풍화토양의 pH는 산성암이 풍화된 화강암토양 및 유문암토양은 pH 5.02 및 5.95이었고, 염기성암이 풍화된 반려암토양 및 현무암토양은 pH 6.52 및 7.57이었으며, 초염기성암이 풍화된 사문암토양은 광천 및 홍성사문암이 pH 8.90 및 8.89이었고, 석회암 풍화토양은 pH 7.84로 대부분 전형적인 모암별 풍화토양의 산도특성을 나타내고 있었다. 2. 조제된 인공산성우를 500ml 처리한 후 토양완충능에 의한 pH의 평균변화는 화강암토양은 pH 5.0, 4.0 및 3.0 처리구에서 각각 pH 5.73(SD: 0.42), pH 5.00(0.12), pH 4.41(0.35)이었고, 유문암토양은 pH 6.19(0.15), pH 5.99(0.24), pH 5.57(0.46)이었다. 반려암토양은 pH 6.31(0.11), pH 6.04(0.21), pH 5.86(0.26)이었고, 현무암토양은 pH 7.02(0.24), pH 6.85(0.18), pH 6.56(0.33)이었다. 사문암토양은 광천 및 홍성사문암토양에서 각각 pH 8.31(0.14), pH 8.26(0.18), pH 7.71(0.52) 및 pH 8.29(0.30), pH 8.24(0.15), pH 7.96(0.31)이었고, 석회암토양은 pH 7.55(0.31), pH 7.46(0.20), pH 6.79(0.36)으로 나타났다. 전체적으로 화산암토양이 심성암토양 보다 완충용액의 pH가 높았으며, 산성암인 화강암토양이 다른 토양에 비해 산성용액에 대한 반응이 가장 크게 나타났다. 3. 인공산성우를 pH 수준별로 처리한 후 100ml씩 첨가하여 수집된 토양용탈용액의 pH 는 인공산성우의 투입량이 증가할수록 전체 토양에서 점차 감소하는 경향을 나타내고 있다. 4. 모암별 풍화토양의 화학성분은 양이온함량, CEC, 전기전도도 및 전질소함량는 화산암인 유문암토양과 현무암토양이 심성암인 화강암토양과 반려암토양 보다 더 높게 나타났다. 인산 함량은 인회석의 함유량에 따라 크게 영향을 받으며 유문암토양과 반려암토양에서 높게 나타났다. A1 함량은 심성암인 화강암토양과 반려암토양에서 높았는데, 이는 화강암의 경우 높은 석영 함량에 의하여, 반려암토양에서는 흑운모와 사장석내 함유된 A1의 영향으로 높게 나타났다. To investigate the weathering soil buffering capacities of the artificial acidic precipitation, the weathering soils and their leachate solutions were sampled from the host rocks (granite:GR, rhyolite:RH, gabbro:GA, basalt:BA, two serpentmite as Kwangcheon:SE1, Hongseong:SE2 and limestone:LI distributed in Korea) and analyzed for pH and chemical properties. In the soil pH of the GR and RH, the acidic rocks, were 50.2 and 5.95, respectively. And the GA and BA, basic rocks, were 6.52 and 7.57. The SE1 and SE2 were 8.90 and 8.89. White the LI was 7.84. These results means the typical soil pH properties by host rocks. After the artifical acidic precipication input 500ml, the average change of soil leachate solutions treated by pH levels(pH 5.0, 4.0 and 3.0), were pH 5.73(SD: 0.42), pH 5.00(0.12) an pH 4.40(0.35), respectively, in the GR soil, and pH 6.19(0.15), 5.99(0.24) and 5.57(0.46) in the RH. The GA were pH 6.31(0.11), 6.04(0.21) and 5.86(0.26), the BA were pH 7.05(0.24), 6.85(0.18) and 6.56(0.33) and the SE1 were pH 8.31(0.14), 8.26(0.18) and 7.71(0.52). As well as the SE2 were pH 8.29(0.30), 8.24(0.15) and 7.96(0.31). The LI were pH 7.55(0.31), 7.46(0.20) and 6.79(0.36). The soil leachate pHs from volcanic rocks were higher than those from the plutonic rocks and the GR soil showed greater response than other soils. With increasing 100ml each input-solution. the soil leachate pHs were mainly decreased. The cation concentrations, CEC, EC and total nitrogen concentrations of the RH and BA soils, the volcanic rocks, were higher than those of the GR and GA soil, the plutonic rocks. On the contrary, the A1 concentrations of the GR and GA soils were higher than those of the RH and BA soils, partly because of high quartz content in the GR and A1 content in thr biotite and plagioclase in the GA.

경북 안동 사문암지역 토양의 전이원소 및 알칼리토금속 원소 함량

민일식,김명희,송석환 中部大學校 自然科學硏究所 1998 自然科學硏究論文集 Vol.7 No.1

본 연구는 경북 안동 사문암지역의 토양내전이원소 및 알칼리토금속 원소의 농도를 이와 인접해 있는 변성암토양 및 퇴적암토양과 비교하여 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 사문암 토양의 특성을 나타내는데 가장 중요한 원소인 Ni의 경우 사문암 풍화토 및 사문암 산림토양에서 각가 1326ppm과 1226ppm 이었으며, 이와 비교하여 변성암 �G 퇴적암 풍화토양은 각각 91ppm과 14ppm으로 지역간의 차이가 명확하였다. 2. Co 함량은 사문암 풍화토 및 사문암 산림토양이 각각 92ppm과 124ppm으로 산림이 조성된 지역내에서 함량이 다소 높았으며, 이에 비해 변성암 토양과 퇴적암 토양은 각각 24ppm 및 9ppm이었다. 3. Cr 함량은 사문암 풍화토양에 220ppm, 사문암 산림토양에 540ppm으로 변성암 토양(179ppm)과 퇴적암 토양(37ppm)에 비해 매우 높았다. 4. Fe 함량은 사문암 풍화토양가 5.11%이고 사문암 산림토양은 7.10%로 나타났으며, 이와 비교하여 변성암 토양은 2.28% 및 퇴적암 토양은 2.61%로 사문암지역 보다 모두 낮은 함량을 보였다. 5. 사문암내 전이원소의 변화는 Ni을 제외하고 Co, Cr, Fe 원소 함량이 모두 산림토양에서 높았는데, 이는 실제로 모재로부터 토양이 풍화되는 과정에서 식생의 형성 및 발달이 토양의 특성에 영향을 죽 되며, 특히 강우에 의한 용탈과 식생층의 형성으로 인한 양료의 가용성이 높아져 결국 여러 가지 이온의 용해가 진행된 때문으로 사료된다. 6. Mg 함량은 사문안 풍화토양에서 9.71% 및 사문안 산림토양에서 8.93%이었고, 변성암 및 퇴적암 풍화토양에서 각각 2.48% 및 0.16%이었다. 7. Ca는 사문암 풍화토양에서 0.47%와 사문암 산림토양에서 0.10%이었으며, 변성암 및 퇴적암 토양은 각각 0.64% 및 0.06%로 나타났는데, 여러 기원에서 유래된 퇴적암지역을 제외하고 변성암지역에 비해 사문암지역의 Ca 함량이 낮았다. 8. Ca/Mg 비율은 사문암지역에서 식물의 생육을 제한하는 중요한 요인으로 사문암 토양의 경우 그 비율이 낮은데, 본 조사지역은 사문암 풍화토양 및 사문암 신림토양은 0.0484와 0.0112로 변성암 토양(0.2580) 및 퇴적암 토양(0.3750)에 비해 매우 낮았다. This research has been done for transitional and alkali earth elemental concentrations of serpentine, metamorphic and sedimentary soils in Andong, Kyungpook. Ni concentrations, to be the most important element indicated for serpentine soil characteristics, were 1326ppm and 1226ppm in serpentine exposed rocky soil(RS) and forest soil(FS), respectively. In comparison with serpentine, it clearly differed from the concentrations by parent rocks, that those of metamorphic(MS) and sedimentary soil(SS) were 91ppm and 14ppm. Co concentrations had much higher in serpentine soils, RS(92ppm) and FS(124ppm), than those in MS(24ppm) and ss(9ppm). In serpentine soils, such as RS(220ppm) and FS(540ppm), Cr concentrations had much higher than those in MS(179ppm) and SS(37ppm). Fe concentrations in serpentine soils were 5.11% in RS and 7.10% in Fs, and in MS and SS were 2.28% and 2.61%, respectively. The transitional elemental concentrations, such as Co, Cr and Fe except Ni, were generally higher in serpentine soils than those of metamorphic and sedimentary. soils. It suggested that formation and development of forest vegetation during weathering from parent materials influenced soil properties. Especially an increase of the nutriental solubility due to leaching by precipitation and formation of vegetation proceeded the mobility of various ions. Mg concentrations were 0.47% in RS, 0.10% in FS, 0.64% in SS. In the contrast, Ca concentrations had lower in serpentine soils such as 0.47% in RS than those in MS(0.64%), except sedimentary soils(0.06%) derived various forming origins. the Ca/Mg ratios, which are the important factor controlling the plant growth and generally represent low values in serpentine soils, were lower 0.0484 in RS and 0.0112 in FS than 0.2580 in MS and 0.3750 in SS.

목탄 및 목초액 처리가 식물생장 및 토양에 미치는 영향

민일식,오기환 중부대학교 자연과학연구소 2000 自然科學硏究論文集 Vol.9 No.1

A research efforts have been done for analyzing the compositions of wood vinegar products using the domestic thinning timber, and the changes of plant growth and soil response treated by the charcoal and wood vinegar with several levels. These results will induce the decrease of the bases for application to arable lands from high alkaline soils of equipped greenhouses or reclaimed lands. For these purposes, the growth of perilla(Perilla frutescens var. japonica) and chemical soil properties on the pots filled with granitic weathering soils, which were divided by uncontaminated and contaminated (200mM of Ca(Na3)2, KNO3, K3PO4) soils, were analyzed at Choobu-myun Geumsan, Chungnam, from June to August, 2000. The biotitic granitic weathering soils used for experiments had the sandy loam. Soil pH changes had no differences by levels of wood vinegar solutions between the uncontaminated and contaminated soils, however, soil pHs treated with the charcoal were increased. The total nitrogen content of the contaminated soils were higher than those of uncontaminated soils, but there were little differences within treatments by the charcoal and wood vinegar. The organic matter content of soils treated with the charcoal were greatly higher than those of untreated with the charcoal in the uncontaminated and contaminated soils. The effective phosphate content had a significant differences with the treatments by charcoal in the uncontaminated and contaminated soils. CEC(cation exchange capacities) of the uncontaminated soils with high levels of wood vinegar treated/untreated with charcoal were higher than those of low levels and then of the contaminated soils with high levels of wood vinegar treated with charcoal were the highest. The soil cation(K+, Ca2+, Mg2+, Na+) content of both the uncontaminated and contaminated soils treated with the charcoal were higher than those untreated with the charcoal, because of ionic content adsorbed on the charcoal faces. Especially, K+ were plentifully dissolved in the contaminated soils with high levels of wood vinegar and then were induced of high basic ion activities. The 46 kinds of organic compounds were detected in the wood vinegar(cryptomeria) used by these experiments. The germination rate of perilla seeds had no significant differences between with treatments by charcoal, The early shoot growth of perilla, during 3 weeks after the germinations, on the uncontaminated soils were generally favorable compared with those on the contaminated soils, due to the treatment by charcoal. The whole shoot elongations of perilla, on the case of the uncontaminated soils with untreated charcoal and the contaminated soils, the growth on the high levels of wood vinegar with the charcoal were well, in a way, the greatest growth were come out on the uncontaminated soils treated by low levels of wood vinegar with the charcoal.

경기도 가평 사문암지역의 암석·토양 및 식물체내 몇가지 원소쌍의 동태

민일식,김명희,김연태 中部大學校 自然科學硏究所 2002 自然科學硏究論文集 Vol.11 No.2

경기도 가평군 일원에 분포하는 사문암지역 및 주변에 산재하는 각섬석 편암, 편마암등의 암석·토양과 이 지역에 생육하는 식물체내에 함유되어 있는 주요 원소의 몇가지 원소쌍 동태를 분석하여 국내 다른 사문암 토양 및 식생과 비교 연구하고자 실시하였다. 모암별 암석간의 Mg 함량 및 Mg/(Fe+Mg)100 비는 사문암> 각섬석편암> 편마암 순으로 사문암의 특성을 잘 나타내고 있다. 풍화토양의 경우 사문암 및 각섬석편암 풍화토양은 Mg 함량이 높았고, 편마암은 Fe 함량이 높아 암석의 경우와는 다른 경향을 보이고 있다. 두 원소의 상대적인 비가 각섬석편암에서 Mg 함량이 높기 때문에 다른 결과를 보이는 것인데, 이는 Mg가 암석으로부터 풍화생성물에 의한 가동률이 Fe에 비해 높아 토양에서 쉽게 거동하기 때문이다. 모암별 암석 및 풍화토양에서의 Ca 함량은 각섬석편암> 사문암> 편마암 순이었고, Mg 함량은 사문암> 각섬석편암> 편마암 순이었다. 각 식물체에서 Fe와 Mg 함량은 각섬석편암지역 및 편마암지역에 분포하는 쑥을 제외하고, 전체 4종의 식물체에서 모두 사문암지역에서 생육하는 경우에 공히 높게 나타났다. 이들 두 원소의 상대적인 Mg/(Fe+Mg)100 비는 참억새에서 사문암 74.5∼79.1> 각섬석편암 68.4> 편마암 50.9 순이었고, 쑥은 사문암 67.9∼83.1> 각섬석편암 47.0> 편마암 34.7 순이었고, 산딸기나무는 각섬석편암 86.5> 사문암 81.8∼82.1> 편마암 71.6 순이었고, 소나무는 사문암 80.0> 편마암 78.7 순이었다. 산딸기나무의 경우 각섬석편암지역에서 Mg의 높은 가동화 때문에 사문암지역 보다 높은 것을 제외하고 전체 전이원소에서 상대적인 비는 사문암에서 모두 높게 나타나고 있어, 이는 모암과 풍화토양과 마찬가지로 마그마의 분화과정에서 특징적으로 나타나는 사문암의 특성을 잘 시사하고 있다고 생각된다. 참억새의 경우 Ca 함량은 편마암 3.41%> 각섬석편암 3.25%> 사문암 1.36∼2.66% 순으로 나타났고, Mg 함량은 사문암 8.68∼9.85%> 각섬석편암 6.97%> 편마암 2.31%이었다. 이 두원소들의 상대적인 Ca/Mg 비는 편마암 1.4778> 각섬석편암 0.4671> 사문암 0.1380∼0.3062 순이었다. 쑥의 경우 Ca 함량은 사문암 3.90∼4.29%> 각섬석편암 3.90%=편마암 3.90% 순이었고, Mg 함량은 사문암 6.70∼8.51%> 각섬석편암 2.97%> 편마암 1.79%이었다. 이 두원소들의 상대적인 Ca/Mg 비는 편마암 2.1764> 각섬석편암 1.3120> 사문암 0.5047∼0.8670 순이었다. 산딸기나무의 경우 Ca 함량은 각섬석편암 15.69%> 사문암 3.78∼14.03%> 편마암 12.64% 순이었고, Mg 함량은 사문암 12.15∼15.19%> 각섬석편암 8.58%> 편마암 4.93%이었다. 이 두원소들의 상대적인 Ca/Mg 비는 편마암 2.5646> 각섬석편암 1.8227> 사문암 0.2489∼l.1543 순이었다. 소나무의 경우 Ca 함량은 편마암 17.62%> 사문암 3.15% 순이었고, Mg 함량은 사문암 13.69%> 편마암 2.82%이었다. 이 두원소들의 상대적인 Ca/Mg 비는 편마암 6.2552> 사문암 0.2300 순이었다. 이를 전체적으로 보면 Ca 함량은 사문암에서 다른 모암에 비해 낮고 Mg 함량은 반대로 사문암에서 높기 때문에 그 상대적인 비가 편마암> 각섬석편암> 사문암으로 순서가 모두 일정하게 나타난 것을 알 수 있다. This study has been made to investigate the behavior of several paired element concentrations from the rocks, soils and the growing plants Gapyeong Serpentinite areas, Gyeonggi-Do. The parent rocks were collected by serpentinite(SP), hornblende schist(HS) and gneiss(GN), and the plants were Miscanthus sinensis(MS), Artemisia vulgaris(AV), Rubus crataegifolius(RC) and Pinus densiflora(PD). The Mg concentrations and Mg/(Fe+Mg)100 ratio among the parent rocks are ranked SP> HS> GN, and these results indicate the serpentine characteristics. Mg concentrations of the Sp and the HS weathered soils are higher than the GN, and Fe concentrations of the GN are higher than any other soil types, which indicates the different trends. Ca concentrations of the rocks and soils are ranked HS> SP> GN and Mg concentrations SP> HS> GN. Fe and Mg concentrations of the AV, RC and PD in the SP are higher than any other soil types, except of MS. The Mg/(Fe+Mg)100 ratios are ranked the SP 74.5∼79.1> HS 68.4> GN 50.9 of the AV, the SP 67.9∼83.1> HS 47.0> GN 34.7 of the MS, the HS 86.5> SP 81.8∼82.1> GN 71.6 of the RC and the SP 80.0> GN 78.7 of the PD. Ca concentrations of the AV are the GN 3.41%> HS 3.25%> SP 1.36∼2.66% and Mg concentrations are the SP 8.68∼9.85%> HS 6.97%> GN 2.31%. The Ca/Mg ratios are the GN 1.4778> HS 0.4671> SP 0.1380∼0.3062. Ca concentrations of the MS are the SP 3.90∼4.29%> HS 3.90%=GN 3.90%, Mg concentrations are the SP 6.70∼8.51%> HS 2.97%> GN 1.79%. The Ca/Mg ratios are the GN 2.1764) HS 1.3120> SP 0.5047∼0.8670. Ca concentrations of the RC are the HS 15.69%> SP 3.78∼14.03%> GN 12.64%, Mg concentrations are the SP 12.15∼15.19%> HS 8.58%> GN 4.93%. The ratios Ca/Mg are the GN 2.5646> HS 1.8277> SP 0.2489∼1.1543. Ca concentrations of the PD are the GN 17.62%> SP 3.15%, Mg concentrations are the SP 13.69%> GN 2.82%. The Ca/Mg ratios are the GN 6.2552> SP 0.2300.

모암이 다른 풍화토양에서 생육하는 참억새(Miscanthus sinensis)의 중금속 함량

김명희,민일식 中部大學校 農業生命資源科學硏究所 1998 農業生命資源科學硏究論文集 Vol.6 No.-

충남 일대의 사문암과 변성암 및 흑색쎄일지역의 암석, 토양 및 그 위에서 생육하는 참억새의 중금속 함량을 측정하여 모암별 토양의 중금속 함량과 식물체의 흡수관계를 조사하였다. Ni, Cr 및 Co는 사문암에 매우 높았으며, Zn, Mo, Sc, Sr 및 Fe는 변성암에서 더 높았다. 사문암 풍화토에서는 Ni, Cr 및 Co가 높았으며 Zn과 Fe는 혼합풍화토와 흑색쎄일 풍화토에서 높았고, Sr을 제외한 다른 중금속은 모암보다 풍화토에서 낮았다. 사문암 풍화토에서 생육하는 참억새에 의한 Ni, Cr, Mo 및 Sr의 흡수는 혼합 풍화토나 흑색쎄일 풍화토의 그것보다 높게 나타났으며, Co, Zn, Sc 및Fe의 흡수는 모암에 따른 차이가 뚜렷하지 않았다. 사문암 토양 영향권의 참억세(MS5, MS10, MS1)의 원소 함량은 Sr을 제외하고, 흑색쎄일 풍화토의 참억새(MS3)는 Ni과 Mo를 제외하고 뿌리가 지상부보다 높았으며, Cr의 뿌리 축적은 뚜렷하였다. 토양과 참억새의 중금속 함량 비교 결과 사문암 풍화토의 Sr을 제외하고는 식물체의 흡수량이 낮았다. Co/Ni 비율은 사문암 풍화토의 MS5와 MS10에서 가장 낮았으며, Fe/Ni의 비율 또한 사문암 풍화토 억새에서 가장 낮았다. This study is investigate the contents of heavy metals in the soils derived from different parent rocks, that are serpentinites, metamorphic rocks and black shales and the absorption of the heavy metals by Miscanthus sinensis in Hongseong and Keumsan, Chungnam, respectivey. Geochemically, the contents of nickel, chrominium and cobalt and high in the serpentinites, whereas the contents of zinc, molybdenium, scandium, stronium and iron are high in the metamorphic rocks. The serpentine soils show high nickel, chromium and cobalt contents, while zinc and iron contents are high in the mixed soils(serpentinites _ metamorphic rocks) and black shales. Comparing with parent rocks, most of heavy metal contents, except stronium, in their weathering soils are low. The absorptions of nickel, chrominium, molybdenium and stronium by M. sinensis are higher in the serpentine soils than those in the mixed soils and black shale soils. But the absorption of cobalt, zinc, scandirum and iron are not different from parent rock types, In the case of M. sinensis, most of the heavy metal(except stronium) in the serpentine soils and (except nickel and molybdenium) in the black shale soils are high in the root relative to the above-ground vegetation. Especially stronium contents of the root are very high. Most of the heavy metal contents, except stronium, in M. sinensis lower than those in soils. The Co/Ni and Fe/Ni quotient in M. sinensis over serpentine soils are considerably lower than those growing over other soils types.

大氣汚染 및 酸性雨가 森林土壤의 酸度에 미치는 影響

閔一植 中部社會産業大學 1990 農業開發硏究所報 Vol.1 No.-

A research effort has been made to determine the influences of air pollution and acid precipitation on forest soil acidity in forest ecosystem nearby urban and industrialiazed regions from 1986 to 1989. Acidification rates were analyzed in terms of distance and time factors. The following conclusions have been drawn in response to the overall research objectives ; Forest soils were being acidified in process of time (1986-1989) in urban and industrialized regions. That is, hydrogen ion concentration in forest soils was increased as much as 182% for 3 years in deciduous forests and 208% for 4 years in coniferous forests. Average soil pH of coniferous foreste during the study was 4.37 the lowest in Seoul, followed by 4.52 in Yeochon, 4.37 in Ulsan and 6.18 in Kangwondo. Forest soil pH increased with the distance from pollution sources at constant rate within a short range (30㎞) and at decreasing rate in a long range(200 ㎞).

모암별 인삼묘포지의 토양특성에 관한 연구

민일식,박관수,송석환,이삼웅 충남대학교 농업과학연구소 2003 농업과학연구 Vol.30 No.1

충남 금산군에 위치하고 있는 고려인삼포장에 대하여 구성 모암별로 각각 흑운모화강암지역 및 천매암지역으로 분류하여 모암에 함유되어 있는 전이원소의 특성과 해당 모암별 풍화토양 및 인삼묘포토양의 물리적 및 화학적 특성을 분석하였다. 본 고려인삼재배지에서 흑운모화강암지역의 토양은 풍화토양 및 묘포토양 공히 사질식토(Sandy clay)로 구성되어 있었으며, 천매암토양은 중식토(Heavy clay) 내지 미사질식토(Silty clay)로 구성되어 있었다. 흑운모화강암 풍화토양의 용적비중은 1.21∼1.32g/㎤이었고, 천매암 풍화토양은 1.26∼1.38g/㎤이었고, 인삼 묘포토양은 흑운모화강암토양은 1.02∼1.10g/㎤이었으며, 천매암 묘포토양은 0.98∼1.17g/㎤로 전체적으로 풍화토양보다 낮았는데, 이는 경작을 위한 토층의 경운 때문으로 사료된다. 흑운모화강암 풍화토양의 pH는 4.80이었고, 천매암 풍화토양은 5.34로 산성암인 화강암에서 더 낮게 나타났다. 흑운모화강암 묘포토양 pH 변화가 묘포토양의 pH 변화와 일치하였다. 유기물함량은 흑운모화강암 풍화토양(0.24%)보다 천매암 풍화토양(1.02%)이 높았으며, 흑운모화강암 묘포토양은 2년생지역이 0.87%, 4년생지역이 1.52%이었고, 천매암토양은 2년생지역이 2.06%, 4년생지역이 2.96%으로 천매암토양의 유기물함량이 더 높게 나타났다. 전질소 함량은 흑운모화강암 풍화토양은 259.43ppm이었고, 천매암 풍화토양은 657.22ppm이었으며, 묘포토양은 흑운모화강암지역은 2년생지역이 588.04ppm, 4년생지역이 657.22ppm이었고, 천매암지역은 2년생지역이 1037.72ppm, 4년생지역이 1227.96ppm이었다. 또한 질산태질소 및 암모니아태질소의 함량은 흑운모화강암 풍화토양에서 미량 및 5.98ppm이었고, 천매암 풍화토양은 6.73ppm 및 9.94ppm이었다. 묘포토양의 경우 흑운모화강암토양은 각각 2년생지역이 223.09ppm, 26.96ppm이었고, 4년생지역이 19.46ppm, 8.23ppm이었으며, 천매암토양의 2년생지역이 각각 14.22ppm, 16.84ppm이었고, 4년생지역이 306.93ppm, 34.21ppm이었다. 이는 비료의 종류에 따라 차이가 생기지만 암모니아태 질소의 산화로 인한 질산태 질소 성분이 더 많이 축적된 것으로 나타났다. 인산함량은 흑운모화강암 및 천매암 풍화토양에서 14.41ppm 및 38.60ppm이었으며, 묘포토양은 흑운모화강암지역은 2년생지역이 46.89ppm, 4년생지역이 102.44ppm이었고, 천매암지역은 2년생지역이 147.04ppm, 4년생지역이 342.97ppm이었다. 토양 중 양이온치환용량은 흑운모화강암 풍화토양이 12.34me/100이었고, 천매암 풍화토양이 15.40me/100g이었다. 흑운모화강암 묘포토양은 2년생지역이 15.80me/100g, 4년생지역이 7.70me/100g이었고, 천매암지역은 2년생지역이 12.14me/100g, 4년생지역이 12.83me/100g이었다. 치환성양이온(Na+, Ca^2+, Mg^2+, Na^+)은 모두 풍화토양내 함량보다 묘포토양의 함량이 더 높았다. SO_4^2- 함량은 모암별 풍화토양의 감량(화강암:5.98ppm, 천매암: 9.94ppm)이 묘포토양(흑운모화강암 2년: 26.96ppm, 4년: 8.25ppm, 천매암 2년 16.84ppm, 4년: 64.21ppm)에 비해 모두 낮았다.Cl^-은 풍화토양내에는 두 모암지역 모두 미량 존재하였으며, 묘포토양(흑운모화강암 2년: 39.06ppm, 4년: 273.43ppm, 4년: 406.24ppm)은 비료성분의 투입으로 풍화토양보다 함량이 높아진 것으로 사료된다. A research has been done for growing characteristics of Korean ginseng in Geumsan of Chungnam Province. It had been made to determine the transitional element concentrations of the rocks, divided by biotitic granite(GR) and phyllite(PH). The physical and chemical properties of their weathering soils and ginseng nursery soils were analyzed. The texture in the GR weathering and ginseng nursery soils were clay, and the texture of the PH weathering and ginseng nursery soils were heavy or silty clay. The bulk densities of the GR and PH weathering soils were 1.21∼1.32g/㎤ and 1.26∼1.38g/㎤, respectively. Also, the bulk densities of the GR and PH ginseng nursery soils were 1.02∼1.10g/㎤ and 0.98∼1.17g/㎤, respectively. The pH (4.80) of the GR weathering soil were lower than the pH of the PH(5.34) weathering soil. The pH in the 2 year and 4 year-ginseng nursery soil of the GR were 4.39 and 4.40. In addition, those of the PH were 5.24 and 5.34, respectively. The difference in pH of the two nursery soils could be from the pH difference between the two parent materials. The organic matter contents of the GR weathering soils(0.24%) were higher those of the PH(1.02%) weathering soils. The organic matter of the 2 and 4 year-ginseng GR nursery soils were 0.87% and 1.52%, and of the PH nursery soils were 2.06% and 2.96%, respectively. The total nitrogen contents of the GR weathering soils were 259.43ppm and of the PH weathering soils were 657.22ppm. Those of 2 and 4 year-ginseng GR nursery soils were 588.04ppm and 657.22ppm and those of the PH nursery soils were 1037.72ppm and 1227.96ppm, respectively. The nitrate and ammonium contents of the GR weathering soils were the extremely small, and those of the PH weathering soils were 6.7ppm and 9.94ppm. Those of 2 year-ginseng GR nursery soils(223.09ppm and 26.96ppm) were higher than those of PH(19.46ppm and 8.23ppm) nursery soils. And those of 2 year-ginseng PH nursery soils(14.22ppm and 16.84ppm) were lower than those of PH(306.93ppm, 34.21ppm) nursery soils. The difference was due to fertilizer and more deposits of nitrate after oxidation of ammonium. The phosphate contents of the GR and PH weathering soils were 14.41ppm and 38.60ppm. Those of GR 2 and 4 year-ginseng nursery soils were 46.89ppm and 102.44ppm and those of the PH nursery soils were 147.04ppm and 38.60ppm. The cation exchange capacities of the GR weathering soils were 12.34me/100g and those of the PH weathering soils were 15.40me/100g. Those of 2 and 4 year-ginseng GR nursery soils were 15.80me/100g and 7.70me/100g and those of PH nursery soils were 12.14me/100g and 12.83me/100g. All of exchangeable cation(K^+, Ca^2+, Mg^2+, Na^+) contents in the nursery soils were higher than those in the weathering soils. The SO_4^2- contents of the weathering soils in both of the GR(5.98ppm) and PH(9.94ppm) were higher than those of the GR and PH ginseng nursery soils. The Cl^- contents of the GR and PH weathering soils were a very small and those of the nursery soils(2-yr GR: 39.06ppm, 4-yr GR: 273.43ppm, 2-yr PH: 66.41ppm, 4-yr PH: 406.24ppm) were high because of fertilizer inputs.

경기도 가평 사문암지역의 암석·토양 및 식-물체내 전이원소 함량

민일식,송석환,김연태 中部大學校 自然科學硏究所 2002 自然科學硏究論文集 Vol.11 No.2

경기도 가평군 일원에 분포하는 사문암지역 및 주변에 산재하는 각섬석 편암, 편마암 등의 암석·토양과 이 저역에 생육하는 식물체내에 함유되어 있는 주요 전이원소의 농도를 분석하여 국내 다른 사문암 토양 및 식생과 비교연구하고자 실시하였다. 각 모암별 암석에 함유되어 있는 전이원소함량은 Ni, Cr, Co의 경우 사문암 <각섬석편암 <편마암 순이었으며, Fe는 에외적으로 각섬석편암> 사문암> 편마암 순이었다. 그러나 각 모암별 풍화토양의 경우 전이원소 함량은 모두 같은 경향을 보였으며, 사문암> 각섬석편암> 편마암 순이었다. 식물체에 함유된 평균 농도는 참억새의 경우 Ni, Co 및 Fe 농도는 사문암지역에서 가장 높았으나, Cr 농도는 각섬석편암지역에서 가장 높게 나타났으나, 나머지 쑥, 산딸기나무 및 소나무의 경우는 분석된 전체 전이원소의 평균 함량이 모두 사문암 풍화토양에서 생육하는 식생에서 가장 높게 나타났다. 이를 식물체의 부위별로 분석한 결과 전체 식물체에서 공히 지하부의 함량이 지상분 보다 전이원소 함량이 모두 높았다. 각 모암별 식물체내 농도 차이를 보면 전이원소 모두 사문암> 각섬석편암> 편마암 순으로 나타나고 있어, 이는 모암 및 풍화토양에 함유되어 있는 전이원소 농도가 해당 지역에서 생육하는 식물체내 흡수량에도 같은 결과를 나타내고 있다. A research has been made to evaluate that different parent rocks and their weathered soil had an effect on the transitional element concentrations of plants. The parent rocks were collected by serpentinite(SP), hornblende schist(HS) and gneiss(GN), and the plants were Miscanthus sinensis(MS), Artemisia vulgaris(AV), Rubus crataegifolius(RC) and Pinus densiflora(PD). The Ni, Cr and Co concentrations of the parent racks were ranked by SP> HS> GN, however, Fe were HS> SP> GN, exceptionally. The Ni, Cr, Co and Fe concentrations of the weathered soils were ranked by SP> HS> GN. The average Ni, Co and Fe concentrations of the MS were the highest in the SP and Cr the highest in the HS, while total transitional element concentraions of the AV, RC and PD were the highest in the SP. Judging from the separate concentrations of plant parts, as the above-ground and root, the Ni, Cr, Co and Fe concentrations of the whole 4 plants were higher in the root parts than those of the above-ground. According to distinguish by a difference from the parent rocks, the whole transitional element concentrations of the 4 plant species were ranked by the SP> HS> GN. These indicated that the transitional element concentrations of the weathered soils reflect the concentration trend absorbed by the plants.

인공강우에 의한 Crust 형성이 산림토양의 침식과정에 미치는 영향

김명희,민일식 中部大學校 農業開發硏究所 1997 農業開發硏究論文集 Vol.5 No.-

인공강우 장치를 이용하여 발생된 강우에 의한 토양 표면에서의 crust 형성 진행에 따른 침투와 splash erosion및 runoff erosion에 의한 유출량의 변화를 분석하였다. 강우량에 따른 crust 형성 진행 단계에서 표면경사가 10%인 경우 Stage Ⅰ은 강우가 지표면에 도달되는 시점으로부터 runoff 발생 직전까지이며, 강우시작을 기점으로 누적강우가 24.0㎜에 도달했을 때 runoff erosion이 표토에서 발생하기 시작하였다. Stage Ⅱ는 표면유거의 시작부터 runoff 및 splash erosion의 발생이 빠르게 증가하다가 침식량의 변화가 일정하게 지속되기 전까지의 시기로서, 누적강우 130.0㎜까지 계속 침식량이 증가하여 최대유출 이후 Stage Ⅲ에 이르면서 유출량이 점차 감소하였다. 이 단계에서는 infitration의 양은 토양이 완전 포화 상태에 이르렀고 침투량은 전체 인공강우량의 36.23%이었다. Stage Ⅲ은 runoff와 splash erosion 발생비율이 일정하게 유지되는 시기로 더 이상의 infiltration은 진행되지 않았다. splash erosion은 누적강우 130.0㎜일 때보다 감소하였으나, runoff erosion은 Stage Ⅱ 이후에 침식량이 2배 이상 증가하였다. 표면경사가 30%인 경우 StageⅠ에서 runoff 발생 시기(누적강우 18.0㎜) 및 Stage Ⅱ 시기도 86.0㎜로 침식이 빠르게 진행되었다. 또한 infiltration도 전체 강우중 25.99%가 발생하여 경사도의 차이에 따라 유의적으로 변화하였다. 물에 의한 침식과정을 토양의 입경에 따른 변화로 볼 때 표토의 경사 10%의 경우 sand는 splash erosion에서, silt 및 cray는 runoff에서 토양침식량에 대해 차지하는 비율이 각각 높게 나타났다. 침식 이후 잔적토양에서는 경사 위쪽이 silt와 clay 함량이 더 많았으며, sand는 경사 아래쪽에 더 많이 분포하였다. 30%의 표면 경사일 때 splash erosion의 경우 sand의 함량이 많았으며, runoff erosion의 경우 sand는 누적강우가 증가할수록 많아졌으나 silt와 clay는 감소하였다. Soil crusts were formed on the surface after artificial rainfall and reduced the water infiltration rate and induced the erosion processes by increasing runoff and splash. The erosion amounts were investigated by changes of soil crust formation. At the case of 10% surface gradient, the model was divided three stages by crust formation. Stage I was from the arrival of raindrop to soil-surface through the artificial rainfall simulator to the initiation of runoff erosion, until 24.0㎜-cummulative rainfall input. Stage Ⅱ was from starting surface runoff, which the development of runoff and splash erosion rapidly increased, to steady state of erosion changes, until 130.0㎜-cummulative rainfall. Splash erosion were gradually decreased in Stage Ⅲ, in contrary to runoff being continuously increased. In this Stage soil was absolutely saturated, so that infiltration rate was 36.23% of total rainfall input. Splash erosion was decreased than 130.0㎜-cummulative rainfall, but runoff erosion was increased twice than erosion amount at Stage Ⅱ. In case of 30% gradient of soil surface, starting runoff erosion, in Stage Ⅰ, relatively early occurred at 18.0㎜-cummulative rainfall , and in Stage Ⅱ runoff and splash erosion rapidly proceeded. Infiltration rate also was 25.99% of total precipitaion and significantly changed by gradient degree. Mechanical analysis had a difference by water erosion. In case of 10% gradient, sands were accompanied the most with splash erosion, however, silts and clays occupied larger with runoff erosion. The results of mechanical analysis of the residual soil after erosion were indicated that sands largely distributed to the lower slope. When investigating 30% gradient, splash erosion had more sand amount, and in runoff erosion sands were increased with increasing rainfall input, while silt and clay were decreased.

충남 금산 폐탄광지역의 토양 , 하상퇴적물 및 토양수의 이화학적 특성

민일식,김명희,송석환 ( Ell Sik Min,Myung Hee Kim,Suck Hwan Song ) 한국산림과학회 1997 한국산림과학회지 Vol.86 No.3

The research has been made for the effects of the pollution by the abandoned coal mine drainage on the physical and chemical properties of soil, stream sediment and soil water. The soils overspreaded by the abandoned coal don`t develop solum and the bulk density is 1.838/㎥, compared with 1.191.38g/㎥ in the other forest soils. The soil pH range in coal bearing region ie, from 4.01 to 4.11 and non-coal bearing soil range is from 5.03 to 5.13. Heavy metals such as As, Cr, Ni, Mo and Ba of coal bearing soils and polluted stream sediments have larger concentration than those of non-coal content and non-polluted. F_specially As and Mo concentrations are largely high in coal bearing. The relative ratios K₂O/Na₂O of geochemical elements are higher in coal bearing soil and polluted stream sediments than those of non-coal bearing soils and non-polluted stream sediments as well as black shales of the Changri Formation. However, MgO+Fe₂O₃+TiO₂/CaO+K₂O are the opposite trends, so that the ratios are lower in the polluted regions. The soil water pHs in the polluted regions are the strong acid(pH3.4-4.2) and buffer capacity of the polluted soil is low because canons such as Na^+, K^+, Mg^(+2) are leached by the acidification.