산성강하물이 지표수의 산성화에 미치는 영향 II: 컬럼연구 및 현장조사 = Effect of Acid Deposition on the Acidification of Surface Water II : Column and the Field Studies

국문 초록 (Abstract)

토양층과 모암층에서의 산성우에 대한 중화능력을 평가하기 위하여 인공강우를 이용한 컬럼실험을 실시하였으며 토양을 이루고 있는 모암 특성의 차이에 의한 산성강하물의 완충효과를 비교하기 위하여 연구지역내의 모암의 조성광물에 차이가 있는 두 개의 골짜기를 선정하고 골짜기에 흐르는 지표수의 pH를 1996년 5월부터 1996년 10월까지 측정하였다. 컬럼실험에서 사용한 인공강우는 증류수에 황산과 질산을 적절히 첨가하여 pH를 각각 3, 4, 및 5로 조절하였으며 컬럼유출수의 주요 양이온과 음이온을 측정하였다. A층위와 B층위의 양이온 교환용량(CEC)은 각각 9.68 meq/100g과 6.16 meq/100g 이었으며 인공강우의 살포시 컬럼유출수의 pH는 중간층토양에서보다 양이온 교환용량이 큰 표층토양에서 더 크게 나타났다. 컬럼유출수에서의 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^{+}$의 합이 점차로 감소하여 지속적인 산성우는 토양의 양이온 교환용량을 감소시키는 것으로 나타났다. 현장조사결과에 따르면 골짜기의 하류로 내려옴에 따라 지표수의 pH는 계속 증가하여 하류로 흐르는 과정에서의 완충효과를 나타내었다. 이러한 완충효과는 모암의 조성광물중 kaolinite와 illite 이외에도 smectite를 함유하고 있는 골짜기에서 더 크게 나타나는 것이 특징적이었다. 이 결과는 토양충 뿐만 아니라 모암이 산성우의 완충용량을 가지고 있음을 나타내었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A column study using artificial acid rain was conducted to evaluate the buffering capacities in soil layer and host rock. In an effort to compare the effect of composition of host root two valleys of which compositions of host rock are different were chosen within the study area and the pHs of the water flowing in the valleys were measured from May, 1996 to October, 1996. The pHs of the artificial acid rain prepared by adding appropriate amounts of both sulfuric and nitric acids to distilled water were 3, 4, and 5, and the column effluents were analyzed for major cations and anions. The cation exchange capacities(CECs) of A Horizon and the B Horizon were 9.68 and 6.16 meq/100g, respectively, Compared to the B Horizon, the pH in the column effluent of A Horizon with larger CEC was higher. The sums of $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^{+}$in the column effluents gradually decreased, indicating the loss of CEC by acid rain. The field study showed that pHs of the surface water in the valleys increased as the water flows downwards. The magnitude of this buffering capacity was greater for the valley in which smectite in addition to kaolinite and illite was a weathered product of host rocks. This also indicates that host rock as well as soil layer retains the buffering capacity.