Sequential Extraction of Cd, Zn, Cu, and Pb from the Polluted Paddy Soils and Their Behavior

중금속 오염지 논토양의 Cd, Zn, Cu, Pb의 연속 침출 방법 비교와 연차적 오염도 변화

Extracting efficiencies of seven extracting solutions currently employed in extracting heavy metals from soils were compared and the functional relationships among them were calculated by regression analysis for Cd, Zn, Cu, and Pb. Extracting solutions employed were 0.1M HCl, 0.1M $HNO_3$, 0.05M EDTA, 0.001M DTPA(pH 7.3), 1M $NH_4OAc$ (pH 7.0), 0.1M $NH_4Ox$, and 4M $HNO_3$ respectively. Soil samples were collected from rice paddy fields near old zinc mining sites and from rice paddy fields near agro-industry complexes. Soils sampled from old zinc mining sites were also extracted using a sequential extraction method. Extraction by 4M $HNO_3$ and sequential extraction were performed on the samples collected both in 1979 and in 1991 to investigate the change in content and in chemical form of heavy metals. Functional relationships among the extracting solutions were highly correlated for Cd and Zn, whereas those for Cu and Pb were not. The predominant chemical form of Cd. Zn, Cu, and Pb in soils from old zinc mining sites was found to be of sulfide/residue form. The exchangeable form of Cd, the organically bound form of Cu, and the carbonate form of Pb were relatively high, while the sulfide/residue form of Zn was very high(> 79%). Although transformation among the extracted forms was not clear during those 12 years, a decrease in total content of Cd, Zn, Cu, and Pb was clearly observed.

토양의 중금속 침출에 사용되고 있는 7종의 단일 침출액간의 침출정도 및 상호관계를 Cd, Zn, Cu 및 Pb별로 구하고 각 중금속의 경시적 변화에 따른 함량 및 형태변화를 조사하기 위하여 아연 광산 주변의 논토양과 아연광산의 영향이 거의 없을 것으로 보이는 농공단지 주변의 논토양에 대하여 단일 침출 및 연속 침출을 수행하였다. 단일 침출액으로는 0.1M HCl, 0.1M $HNO_3$, 1M $NH_4OAc$ (pH 7.0), 0.05M EDTA, 0.001M DTRA (pH 7.3), 0.1M $NH_4Ox$ 및 4M $HNO_3$을 사용하였으며 연속침출은 증류수, 0.5M $KNO_3$, 0.5M NaOH, 0.05M EDTA, 4M $HNO_3$의 순으로 침출을 수행하였다. Cd 및 Zn의 경우 각 침출액간의 상호관계식의 상관관계가 매우 높아 중금속 농도의 상호 추정이 가능하였으나 Cu, Pb는 그렇지 못하였다. 아연 광산 주변 논토양을 대상으로 행한 연속침출 결과, 주 존재 형태는 Cd, Zn, Cu 및 Pb 모두 황화물/잔류태였다. Cd의 경우 치환태, Cu의 경우 유기태, 그리고 Pb의 경우는 탄산염태의 함유율이 상대적으로 높았다. 단 Zn의 경우 황화물/잔류태의 함유율이 79% 이상으로 매우 높았다. 각 중금속의 함량 변화는 12년 동안 모두 뚜렷히 감소 하였으나, 형태별 함유율은 거의 변화지 않았다.