Fractionation of Heavy Metals and Correlation with Their Contents in Rice Plant Grown in Paddy near Smelter Area

제련소 인근 논 토양 중 중금속 형태 분류 및 수도체중 중금속 함량과의 상관성

The contents of heavy metals in soil near the Janghang smelter area were observed to understand present status and relationship between their fraction and the absorption by rice. The soil samples were taken from the eight sites of the paddy fields in 1982 and 1990, and analysis on heavy metals including Cd, Zn, Cu and Pb was performed. The results were as follows: Total contents of heavy metals in the samples of 1990 were higher than those of 1982. The order of increasing ratio was Cu > Zn > Pb > Cd and the variation of Cd content by sequential differente extracting was residual > exchangeable > dilute acid-extractable fractions and its increasing range was from 38 to 71% during nine years. The ratio of immobile heavy metals bound within an oxide or silicate matrix of Fe-Mn oxide bound and residual in surface soil was that Cd, Pb, Cu and Zn were 31.65, 42.22, 76.57 and 79.49%, respectively, and their mobile ratios of exchangeable, dilute acid-extractable and organically bound were more than 20.28%. Those of mobile Cd, Pb, Cu and Zn were 68.35, 55.78, 23.43 and 20.28%, respectively. Correlation between the heavy metal contents in surface soil and those in tissue of rice plant, such as leaf blade, leaf sheath, stem and panicle axis, were significant, but were not significant in subsurface soil. The dilute acid-extractable and organically bound fractions of Cd, Cu, Pb and Zn in surface soil were more significantly correlated with those in tissues of paddy rice.

토양 중 중금속들의 이동성 및 식물 흡수와의 관계를 알기 위하여 제련소 매연 및 분진의 영향을 받는 논 토양을 대상으로 1982년과 1990년에 토양 시료를 표 ${\cdot}$ 심토 별로 채취하여 치환성, 묽은산, 유기물 결합형, Fe-Mn산화형결합, 잔류형(규산염형)으로 추출 방법을 달리하여 토양 중 중금속 함량 및 존재 형태를 분류하고, 1990년도 토양 시료 중 중금속 함량과, 1990년도에 채취한 수도체 중 부위별 중금속 함량과 상관관계를 조사 분석한 결과는 다음과 같다. 각 토양중 중금속 전 함량은 1990년 함량이 1982년도 함량보다 표토에서 Cd가 12%, Zn 44%, Cu가 40%, Pb가 4% 증가하였고, 심토에서는 Cd가 12%, Zn 40%, Cu가 60%, Pb가 57%로 증가되었고, 이들의 증가 비율이 Cu > Zn> Pb > Cd의 순서를 나타내었으며, Cd의 경우 잔류형(규산염형태) >치환성 >묽은산 추출형 순으로 함량 변화가 나타났고 9년 사이에 38-71%의 증가 비를 나타내었다. 산화물 및 규산염내에 결합되어 있어 비이동성인 중금속 비율은 표토에서 Cd가 31.65%, Pb가 44.22%, Cu가 76.57%, Zn이 79.49%였고 치환성, 묽은산 추출형 및 유기적 결합형 등의 이동성은 20.28% 이상으로 Cd의 경우 68.35%, Pb의 경우 55.78%, Cu 23.43%, Zn이 20.28% 순으로 나타났다. 표토 중 중금속 함량과 수도체 부위별 함량간에는 왕겨 및 현미를 제외하고, 엽신, 엽초, 줄기, 화서축과 유의성 있는 상관관계가 있었으나, 심토 중 중금속 함량과 수도체 부위별 함량간에는 유의성이 없었다. 표토 중 추출 형태별 중금속 함량과 수도체 부위 함량간의 상관관계는 묽은산 추출형 및 유기물 결합형에서 상관관계가 많이 있었으나, 심토에서는 없었다.