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REE(rare earth element) contents for the Korean ginsengs from three different soils

3 토양에서 채취된 고려 인삼의 희토류 원소 함량

  • Song, Suck-Hwan (Department of Environmental Health, Joongbu University) ;
  • Min, Ell-Sik (Department of Tourism Management, Joongbu University) ;
  • Chan, Song-Chae (Department of Environmental Health, Joongbu University)
  • 송석환 (중부대학교 환경보건학과) ;
  • 민일식 (중부대학교 관광경영학과) ;
  • 송재찬 (중부대학교 환경보건학과)
  • Published : 2008.12.31

Abstract

REEs of ginsengs(2, 3, 4 years) from the granite, phyllite and shale areas, Keumsan, are analysed and compared with the their soils. In the weathered soils, high element contents are shown in the LREE of the granite and in the HREE of the phyllite. The granite dominantly show positive correlation relationships. In the field soils, the phyllite are high while the granite are low. Relationships of the contents and correlation relationships can be explained with mineral assemblages and contents within soils, and their solubilities. In the host rocks, high contents are found in the LREE of the granite and HREE of the phyllite. The rocks dominantly show positive relationships. In the ginseng, high contents are shown in the 2 year for the shale and granite, and the 4 year for the phyllite. Element pairs mainly show positive relationships. Comparing of the same ages, the granite are mainly high. In the ratios between the soils and the ginsengs, differences of the several hundred to ten times are found, but dominantly, of the several hundred times in the shale and phyllite, and of the several ten times in the granite. The differences are big in the 3 year, and small in all REE of the 2 year from the shale and granite. while, in the phyllite, big in the LREE of the 2 year and HREE of the 3 year. Based on the absorption of the leachate by the ginsengs within soils, contents and correlation relationships of the ginsengs from the different soils can be explained with mineral assemblages, solubilities of the constitutional minerals and phyio-chemical affects influenced on the solubility. Of the three different soils, the ginsengs of the granites are chemically more similar to their soils.

연구 결과는 아래와 같다. 풍화 토양에서 LREE는 화강암 지역이, HREE는 천매암 지역이 높았다. 원소 쌍들 간에는 화강암 지역이 정의 상관관계, 천매암 지역이 부의 상관관계가 우세하였다. 밭 토양은 화강암 지역이 대부분 원소가 낮았고, 천매암 지역이 높았다. 토양의 함량 및 상관 특성은 이들 원소를 포함하거나 교대하는 광물 영향으로 해석이 가능하다. 모암은 LREE가 화강암이, HREE가 천매암이 높았다. 3 대조구 모두에서 정의 상관관계를 우세하게 보였다. 이는 각각의 LREE와 HREE를 포함하는 광물들의 조합 및 함량이 지역별로 차이를 보이기 때문이다. 인삼 성분은 동일 지역 연생 차이별 성분 비교에서 차이가 두드러졌다. 이는 토양의 광물학적 특성, 인삼의 재배기간, 토양에서 발생하는 물리, 화학적 변화 탓으로 설명이 된다. 동일 연생별 비교에서는 대부분 원소가 화강암 지역이 높았다. 이는 토양 중 광물 조성 및 조합 차, 토양에서 흡수되는 원소함량과 뿌리표면의 울혈과의 관계, 뿌리에 흡착되는 원소기작에 의한 영향, 토양수분 pH 변화가 주는 영향, 식물체내 각 기관에 흡수 축적되는 원소함량과 원소들의 특징차이 등으로 설명이 될 듯하다. 토양의 상대 비 비교에서 혈암 및 화강암 지역은 풍화토가, 천매암 토양은 밭토양이 높았음을, 풍화토와 모암의 비교는 풍화토가 높았음을 보여주고 있다. 이는 자연 상황의 풍화토와 한번 경운을 하고 인삼이 다년생으로 자라는 밭 토양과의 차이 탓으로 설명이 되고, 암석과 토양의 관계는 풍화 과정을 거치며 일부 원소가 용출된 토양과 그렇지 않은 원래 모암의 특성 차이로 설명이 될 듯하다. 토양과 인삼과의 상대 비에서 인삼이 연령에 관계없이 함량 차이가 혈암 및 천매암 지역은 수 백 배로 컸고, 화강암 지역은 수 십 배 차이로 작았다. 토양과 인삼과의 상대 비는 혈암 및 화강암 지역에서 3 년생이 제일 컸고 2 년생이 작았다. 이는 인삼이 한 토양에서 장기간 생육되는 과정에서 필요한 만큼 원소 함량을 받아들임을 암시한다. 각 대조구별 동일 연생의 비교에서 화강암 지역의 밭토양과 인삼함량의 비 차이가 제일 작아, 화강암 지역 인삼 함량이 토양의 특성을 가장 잘 반영하고 있음을 암시한다. 또한 토양의 용출수가 인삼에 흡수된다는 것을 전제로 했을 때 토양 중의 물리, 화학적 변수들이 타 지역에 비해 화강암 지역에서 더 잘 반영 되고 있음을 암시한다.

Keywords

References

  1. 배기환 : 한국의 약용 식물. 교학사 (2006)
  2. 류기형 : 국내, 외 홍삼제품 현황 및 홍삼화 공정. 식품 산업과 영향 8(2), 38-42 (2003)
  3. 이인호, 육창수, 한강완, 박찬수, 박현석, 남기열 : 인삼포지의 토양특성이 인삼의 생육 및 수량에 미치는 영향. 고려인삼학회지 4(2), 175-185 (1980)
  4. 김동익, 김인묵, 구덕조 : 인삼의 생리생태 조사 연구. 중앙전매기술연구소, 인삼시험연구보고서 (1975)
  5. 박훈, 최병주 : 인삼의 무기성분 분배에 대한 토양 수분의 영향. 한국인삼학회지 7(1), 74-79 (1983)
  6. 한강완, 이일호, 박현석 : 인삼에 대한 칼리 시용효과. 고려인삼연구소, 인삼연구보고서 90-96 (1978)
  7. 고성룡, 최강주, 김현경, 한강완 : 인삼속 식물의 일반성분, 무기성분, 아미노산 및 유리당 함량조성. 고려인삼학회지 20(1), 36-41 (1996)
  8. 송석환, 민일식, 장규식 : 금산의 다양한 토양으로부터 채취된 고려 인삼의 주 원소 함량 비교. 고려인삼학회지 32(3), 194-209 (2006) https://doi.org/10.5142/JGR.2008.32.3.194
  9. Alina, K. P. and Henryk, P. : Trace Elements in Soils and Plants, CRC Press Inc., Boca Raton, Florida (1985)
  10. 김명희, 민일식, 송석환. 장인수 : 충남 금산 폐탄광 지역의 토양 및 식물채내 알칼리 및 금속원소의 함량. 한국생태학회지 21(5), 457-463 (1998)
  11. 민일식, 송석환, 김명희 : 경상북도 안동 사문암 지역의 모암, 토양 및 식물채의 중금속 함량. 한국 환경생태학회지 13(3), 288-294 (1999)
  12. 김옥준 : 충주, 문경간의 옥천계 층서와 구조. 광산지질학회지 1, 35-46 (1968)
  13. 손치무 : 옥천층군의 지질시대에 대한 토론. 광산지질 3, 3-4 (1970)
  14. Rollinson, H. R. : Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation. Longman Scientific. Technical., UK (1993)
  15. Henderson, P. : Rare Earth Element Chemistry. Elsevier, Amsterdam, Oxford, New, York (1984)
  16. Reimann, C. and Caritat, P. : Chemical elements in the environment. Springer-Verlag, Berlin (1998)
  17. 송석환, 유선균, 민일식 : 금산 지역 인삼의 비호정성 원소 함량 특성. 고려인삼학회지 30(3), 137-152 (2006) https://doi.org/10.5142/JGR.2006.30.3.137
  18. 농촌진흥청 : 토양화학분석법.--토양, 식물체, 토양미생물-. 농업기술연구소 (1988)
  19. Hoffaman, E. L. : Instrumental neutron activation in geoanalysis. J. Geochemical Exploration 44, 297-319 (1997)
  20. 조재영, 장권열 : 실험통계 분석법. 향문사 (2006)
  21. Condie, K. C. and Lo, H. H. : Trace element geochemistry of the Louis Lake batholith of early Precambrian age, Wyoming. Geochem Cosmochim Acta 35, 1099-1119 (1971) https://doi.org/10.1016/0016-7037(71)90028-7
  22. Deer, W. A., Howei, R. A. and Zussman, J. : An introduction to rock-forming minerals. Longman Group Ltd., London (1966)
  23. Roalsdet, E. : Rare earth element distributions in some Precmbrian rocks and their phyllosilicates, Numedal, Norway. Geochem Cosmochim Acta 39, 455-469 (1975) https://doi.org/10.1016/0016-7037(75)90100-3
  24. Cullers, R. L., Barrett, T., Carlson, R. and Robinson, B. : Rare-earth element and mineralogic changes in Holocene soil and stream sediment: a case study in the Wet Mountains, Colorado, U.S.A. Chem. Geol. 63, 275-297 (1987) https://doi.org/10.1016/0009-2541(87)90167-7
  25. Velde, B. : Origin and mineralogy of clays: Clay and Environment. Springer, Heidelberg, Germany (1995)
  26. Alderton, D. H. M., Pearce, J. A. and Potts, P. J. : Rare earth element mobility during granite alteration; evidence from southwest England. Earth Planet Sci. Lett. 49, 149-165 (1980) https://doi.org/10.1016/0012-821X(80)90157-0
  27. Wood, D. A., Gibson, I. L. and Thompson, R. N. : Element mobility during zeolite facies metamorphism of Tertiary basalts of eastern Iceland. Contrib. Mineral. Petrol. 55, 214-254 (1976)
  28. Humphris, S. E. and Thompson, G. : Trace element mobility during hydrothermal alteration of oceanic basalts. Geochem Cosmochim Acta 42, 127-136 (1978) https://doi.org/10.1016/0016-7037(78)90222-3
  29. Ludden, J. N. and Thompson, G. : An evaluation of the behavior of the rare earth element during weathering of sea floor basalts. Earth Planet Sci. Lett. 43, 85-92 (1979) https://doi.org/10.1016/0012-821X(79)90157-2
  30. Exley, R. A. : Microprobe studies of REE-rich accessory minerals: implications for Skye granite petrogenesis and REE mobility in hydrothermal systems. Earth Planet Sci. Lett. 48, 97-110 (1980) https://doi.org/10.1016/0012-821X(80)90173-9
  31. Nesbitt, H. W. : Mobility and fractionation of rare earth elements during weathering of granodiorite. Nature 279, 206-210 (1979) https://doi.org/10.1038/279206a0
  32. Taylor, S. R. and McLennan, S. M. : The Composition and Evolution of Continental Crust: Rare Earth Element Evidence from Sedimentary Rocks, Phil. Tran. Roy. Soc. A301 381pp (1981)
  33. Homer, F. A., Morrison, R. S., Brooks, R. R., Clemens, J. and Reeves, R. D. : Comparative Studies of Nickel, Cobalt and Copper Uptake by Some Nickel Hyperaccumulators of the Genus Alyssum. Plant and Soil 138, 195-205 (1991) https://doi.org/10.1007/BF00012246
  34. Chaney, R. L., Malik, M., Lee, Y. M., Brown, S. L., Angle, J. S. and Baker, A. J. M. : Phytoremediation of soil metals. Manuscript for Current opinions in biotechnology (1997)
  35. Nanda, K. P. B. A., Viatcheslave, D., Harry, M. and Ilya R. : Phytoextraction: The use of Plants to Remove Heavy Metalsfrom Soils. Environ. Sci. Technol. 29, 1232-1235 (1995) https://doi.org/10.1021/es00005a014