Abstract

In order to reveal the mechanism of heavy metal behavior in soils relating to factors such as soil pH, organic matter, C.E.C. and soil minerals influencing the activities of heavy metals, Cd, Cu and Zn were applied to soil columns filled with 8 different soils with adjusted soil pH to several levels between 3.0 to 11.0 and the amounts of adsorption and desorption of these heavy metals were measured. 1. At the adsorption maxima of three heavy metals(Cd, Cu and Zn) soil pH appeared to be near 6.0 regardless of properties of the 8 soils, and adsorption gradually decreased above and below pH 6.0. This phenomenon was the same in both heavy metal solutions and mixed solutions, and the mixed solution, containing three heavy metals, revealed slightly higher amounts of Cu adsorption and Cd adsorption. 2. It was also found that the adsorption of Cu and Zn by soils was positively correlated with C.E.C. and the organic matter of soils, respectively. However, the pH values showing maxima of heavy metal adsorption were negatively correlated with organic matter content by contrast with the correlation between the maxima and the C.E.C. values in soils. 3. The adsorption of Cu by soils markedly increased more with $Ca(OH)_2$ application than with NaOH application for soil pH adjusment. This was probably because of Ca effects in Cu precipitation in soils, in addition to the effect of the simple soil pH itself on Cu adsorption 4. It was also revealed that adsorbed Cu was hardly desorbed by $N-NH_4OAC$ solution from the Daejeong soil series compared to the Jeonbug and Yechun soil series. This was because the Daejeong soil series consisted of large amounts of expanding type Vermiculite minerals and also was high in C.E.C. and soil organic matter.

본 실험(實驗)에서는 여러 가지 중금속(重金屬) 종류중 Cd, Zn, Cu의 토양(土壤) 중에서의 행동(용해도(溶解度))에 대한 기작을 규명하기 위하여 8종(種)의 토양(土壤)을 이용하여 토양(土壤) Column을 만들고 각기 다른 농도의 중금속(重金屬)을 단독(單獨) 및 혼합처리(混合處理)하고 pH를 $3.0{\sim}11.0$사이에서 조절(調節)하여 중금속(重金屬)의 토양(土壤)에 의한 흡착(吸着) 및 탈착(脫着)을 조사하여 이 현상들의 pH, O.M., C.E.C. 및 토양광물(土壤鑛物) 종류(種類)와의 관계(關係)를 규명하였다. 1. 실험결과(實驗結果)는 모든 토양(土壤)에서 중금속(重金屬)의 흡착(吸着)은 예외없이 pH와 밀접한 관련이 있어 pH 6.0 부근에서 흡착량(吸着量)이 최대(最大)였으며 이보다 낮거나 높은쪽으로 감에 따라 감소(減少)하였으며 이러한 현상(現狀)은 세가지로 중금속(重金屬) Cu, Zn 및 Cd 각각의 단독(單獨) 및 혼합용액(混合溶液)에서 동일(同一)한 경향(傾向)이고 혼합용액(混合溶液) 상태에서 흡착량(吸着量)은 Cu가 Zn, Cd보다 많았다. 2. 또한 토양(土壤)에 의한 중금속(重金屬) Cu와 Zn의 흡착(吸着)은 C.E.C.의 크기 및 유기물(有機物) 함량(含量)과 각각 유의성 있는 정(正)의 상관(相關)을 보였다. 그러나 이들 최대(最大) 흡착량(吸着量)을 나타내는 pH값과 유기물(有機物)과의 관계(關係)는 C.E.C.값과는 반대로 질(負)의 상관(相關)을 보여 낮은 유기물(有機物) 함량(含量)을 갖는 토양(土壤)에서 오히려 높은 pH에서 최대(最大) 흡착(吸着)을 보였는데 이 경향(傾向)은 Cu, Zn 각각의 단독용액(單獨溶液) 또는 혼합용액(混合溶液) 모두에서도 같았다. 3. 중금속(重金屬) 흡착량(吸着量)에 대한 토양(土壤) pH영향에 있어서 NaOH에 의한 pH교정에 비하여 석회물질인 $Ca(OH)_2$ 첨가에 의한 pH조절(調節)의 경우(境遇)에 토양(土壤)에 의한 Cu흡착량(吸着量)이 현저히 증가(增加) pH자체 이외에 Ca가 중금속흡착(重金屬吸着)에 크게 영향함을 나타내었다. 4. 한편 토양중금속(土壤重金屬)의 탈착(脫着) 반응(反應)에 있어서 2 : 1 팽창형광물(膨脹形鑛物)인 Vermiculite함량(含量)과 C.E.C. 및 O.M. 함량(含量)이 높은 대정통(統)의 경우 전북통(統), 예천통(統)에 비하여 탈착(脫着)이 극히 어려운 것을 보여주었다.

Keywords