Abstract
A farming area located near an abandoned copper mine in GuPo-ri, Choongchung province is heavily contaminated with heavy metals such as As, Pb, Cd, Cu and Zn of which concentrations are higher than the values typically detected in Korean soil environment. In this work, laboratory and field studies were conducted to examine feasibility of using Ca-citrate-phosphate solution in stabilizing heavy metals in the polluted soils. In laboratory batch experiments with field soil, the addition of Ca-citrate-phosphate solution resulted in decrease of aqueous phase concentration of phosphate and improvement of heavy metal stabilization, compared to those for sterilized soil samples. This indicates that microbial uptake of phosphate may have provided positive effects on availability of phosphate toward heavy metal stabilization. According to microbial community analysis for the field experiment, the use of Ca-citrate-phosphate led to increased diversity of microbial populations, and strict anaerobic microorganisms such as Anaerofilum and Treponema became the most dominant populations in the solution-amended field experiments. These findings suggest that, when Ca-citrate-phosphate is used for heavy metal stabilization in soils, microbial processes may have important roles in improving the stabilization of heavy metals by providing reducing conditions to the treatment locations or/and by making phosphate available to heavy metal stabilization.
거풍광산 주변 밭의 오염된 중금속을 토양오염공정시험법과 TCLP를 이용하여 분석한 결과 비소, 납, 카드뮴, 구리, 아연과 같은 중금속의 농도가 전국 토양 평균치를 초과하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 중금속 오염된 토양의 안정화를 위해서 구연산칼슘인산염 용액을 이용하는 방안에 대한 기초연구를 실험실 조건과 현장 조건에서 수행하였다. 실험실 조건에서 구연산칼슘인산염 용액을 투여한 실험 결과, 고압멸균처리한 반응조에 비해 토착미생물 군집이 존재하는 반응조에서 용존 인산염의 농도가 현격히 감소하였으며, 중금속 안정화율도 높다는 것을 확인하였다. 현장 실험에서도 구연산칼슘인산염 용액 투여가 용존 인산염 감소와 중금속 안정화 결과를 가져왔다. 이는 미생물의 인산염 사용이 중금속 안정화 향상에 도움이 되었음을 의미한다. 현장 실험에서 미생물군집을 분석한 결과, 구연산칼슘인산염 용액 투여로 다양성이 증대되었으며, Anaerofilum과 Treponema 같은 혐기성 미생물 개체가 우점종으로 발현되는 결과를 얻었다. 이러한 결과들을 살펴볼 때, 구연산칼슘인산염의 투여로 인한 토착미생물 신진대사 활성화를 통해서 토양 내 혐기성 환원 조건을 제공하거나 토양미생물이 인산염을 중금속 안정화에 이용되기 쉽게 도와주는 미지의 기작을 통해서 해당 현장의 중금속 안정화에 기여한 것으로 해석된다.
