• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권1호
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• pp.129-136
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• 2013

This research was conducted to investigate effects of acid buffering capacity and soil component in treatment of phenanthrene using electrokinetic-Fenton process. In Hadong clay of high acid buffering and low iron oxide content, it was difficult to oxidize phenanthrene due to shortage of iron catalyst and scavenger effect of carbonate minerals. The desorbed phenanthrene conductive to Fenton oxidation was transported toward cathode by electroosmotic flow. However, in Youngdong illitic clay, oxidation of phenanthrene near anode readily occurred compared to Hadong clay due to high iron content and low acid buffering capacity.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권8호
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• pp.587-594
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• 1998

The objective of this research was to characterize effects of Cu or Cd additions on chemistry of soil quality indices, such as pH, EC, cation distribution and buffering capacity. Metals were added at rates ranging from 0 to 400 mg $kg^{-1}$ of soil. Soil solution was sequentially extracted from saturated pastes using vacuum. Concentrations of Cu or Cd remaining in soil solutions were very low as compared to those added to the soils, warranting that most of the added metals were recovered as nonavailable fractions. Adsorption of the added metals released cations into soil solution causing increases of ionic strength of soil solution. At metal additions of $200{\sim}400\;mg\;kg^{-1}$, EC of soil solution increased to as much as $2{\sim}4\;m^{-1}$; salinity levels considered high enough to cause detrimental effects on plant production. More divalent cations than monovalent cations were exchanged by Cu or Cd adsorption. The nutrient buffering capacity of soils was decreased due to the metal adsorption and release of cations. pH of soil solution decreased linearly with increasing metal loading rates, with a decrement of up to 1.3 units at 400 mg Cu $kg^{-1}$ addition. Influences of Cu on each of these soil quality parameters were consistently greater than those of Cd. These effects were of a detrimental nature and large enough in most cases to significantly impact soil productivity. It is clear that new protocols are needed for evaluating potential effects of heavy metal loading of soils.

• Applied Biological Chemistry
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• 제15권2호
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• pp.143-162
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• 1972

Based on the concentration of $^{40}K$ naturally occurring radioisotope of potassium, a method for the determination of total potassium in soils and plants was developed. The method was extended to evaluate the potassium supplying power of soils by taking the ratio of exchangeable potassium to total potassium $(K_{ex}/K_t)$, termed the potassium buffering capacity. Using this as index, it was observed that the release of potassium from soil fellows the from order reaction. A linear relationship was found between the potassium buffering capacity and the release constant of potassium or mica content of the clay. Similarly the potassium buffering capacity was also closely correlated with total uptake of potassium by rice plant. Hence it is concluded that the method for determining of the potassium buffering capacity could be veil applied to characterize the potassium availability of soils. The method for the determination of potassium is characterized by (1) The efficient measurement of the weak beta activity emissions from the samples, (2) identification of $^{40}K$, (3) calculation of total potassium content using the proportional constant of $^{40}K$ of samples to that of the standard. Difference in the potassium supplying power of soils due to soil types was also evaluated with the use of this technique. The degree of the potassium supplying power was in the order of soil types as red-yellow podzolic and lateric soils, basaltic materials(Rvd)> low-humic gley and alluvial soils, alluvial plains and food plains(Apa)> low-humic gley soils, nearly level to sloping local alluvial plains and slopes(Afb)> low-humic gley and alluvial soils, fluvio-marine plains (Fma).

• The Korean Journal of Ecology
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• 제16권2호
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• pp.169-180
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• 1993

Soils of four combinations, sand with high content of organic matter(SL), sand with low content of OM(SS), siltyl loam with high content of OM(LL) and silty loam with low content OM (LS), were filled on column and then percolated with simulated sulfuric acid rain with pH 5.6, 4.0, 3.5, 3.0 and 2.5. From soil leachates, pH and concentrations of basic cations and Al were determined. Cation concentrations in the leachates increased as pH of the rain decreased. The orders of buffering capacity of soil, leachability of cation from soil, leaching sensitivity of ion andbase saturation sensitivity of soil to acidity of the rain water were SS$\leq$K <$\leq$LL

• 한국토양환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.35-44
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• 1997

토양층과 모암층에서의 산성우에 대한 중화능력을 평가하기 위하여 인공강우를 이용한 컬럼실험을 실시하였으며 토양을 이루고 있는 모암 특성의 차이에 의한 산성강하물의 완충효과를 비교하기 위하여 연구지역내의 모암의 조성광물에 차이가 있는 두 개의 골짜기를 선정하고 골짜기에 흐르는 지표수의 pH를 1996년 5월부터 1996년 10월까지 측정하였다. 컬럼실험에서 사용한 인공강우는 증류수에 황산과 질산을 적절히 첨가하여 pH를 각각 3, 4, 및 5로 조절하였으며 컬럼유출수의 주요 양이온과 음이온을 측정하였다. A층위와 B층위의 양이온 교환용량(CEC)은 각각 9.68 meq/100g과 6.16 meq/100g 이었으며 인공강우의 살포시 컬럼유출수의 pH는 중간층토양에서보다 양이온 교환용량이 큰 표층토양에서 더 크게 나타났다. 컬럼유출수에서의 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^{+}$의 합이 점차로 감소하여 지속적인 산성우는 토양의 양이온 교환용량을 감소시키는 것으로 나타났다. 현장조사결과에 따르면 골짜기의 하류로 내려옴에 따라 지표수의 pH는 계속 증가하여 하류로 흐르는 과정에서의 완충효과를 나타내었다. 이러한 완충효과는 모암의 조성광물중 kaolinite와 illite 이외에도 smectite를 함유하고 있는 골짜기에서 더 크게 나타나는 것이 특징적이었다. 이 결과는 토양충 뿐만 아니라 모암이 산성우의 완충용량을 가지고 있음을 나타내었다.

• 한국광물학회지
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• 제15권2호
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• pp.114-121
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• 2002

제주도 안디졸(Andisol) 토양 분포지역 중 화산성 쇄설물과 현무암으로부터 기원된 두 토양의 Bo층을 대상으로 완충능력을 계산하고 토양의 알루미늄 용해도가 완충능력에 미치는 영향을 연구하였다. 주상실험 결과는 pH 6.0과 4.0 부근에서 완충작용이 일어남을 보여 주며, 현무암기원의 토양보다 화산쇄설암기원 토양의 완충능력이 더 큰 것으로 나타났다. 다양한 pH조건에서의 배치평형실험 결과 다량의 알루미늄 함유 광물상을 갖는 제주도 안디졸 토양 Bo층에서의 알루미늄 거동은 $Al(OH)_3$, 이모골라이트 혹은 프로토-이모골라이트 등의 고상에 주로 영향을 받는 것으로 나타났다. Bo층 토양의 광물조성, 배치 평형실험결과, 그리고 주상실험 결과를 종합해 볼 때, pH 4.0 부근에서 나타나는 뚜렷한 완충능력($\beta$)은 깁사이트 및 프로토-이모골라이트의 용해도 특성에 의해서 좌우되는 것으로 해석된다. pH 6.0 내외의 완충작용은 규산염광물의 용해도 및 염기성양이온의 양이온교환반응에 의해 진행되고 있으나, 낮은 염기성 포화도는 토양산성화가 더 진행될 경우 이러한 완충효과가 오래 지속되지 못할 것임을 지시한다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권2호
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• pp.157-163
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• 2006

Investigation of Cd and Zn availability in four different soils as affected by the interactions of these two heavy metals was conducted using the metal desorption quantity-intensity (Q/I) isotherms. The soils were artificially contaminated with proper concentrations of Cd and Zn as $CdSO_4\;and\;ZnSO_4$ solutions. DTPA (diethylene triamine pentaacetic acid) - extractable and water-extiactable Cd or Zn from the soils were used as $Q_{Cd}\;or\;Q_{Zn}\;and\;I_{Cd}\;or\;I_{Zn}$ factors, respectively. The coefficient of determination for Cd and Zn desorption Q/I linear regression in the soils ranged from 0.947 to 0.999, which indicated that Q and I factors were closely correlated. The buffering capacity of Cd, $BC_{Cd}$, in the soils decreased with increasing Zn treatments, and the $BC_{Cd}$ values were ranged between 205.8 and 2255.6. The decreases of $BC_{Cd}$ values were mainly dependent upon the increases of $I_{Cd}$ factors. However, Zn buffering capacity. $BC_{Zn}$ decreased with increasing Cd treatments in acidic soils, and increased in neutral and calcareous alkaline soils. The $BC_{Cd}$ values were ranged from 143.2 to 6158.0. The values of $BC_{Zn}$ as influenced by the treatments of Cd were also controlled by the solubility of water-extractable Zn, $I_{Zn}$ factor. The solubility of water-extractable Cd and Zn was significantly dependent upon the changes of soil pH that were impacted by the treatment of Zn and Cd, respectively. Also, the availability of Cd was higher than Zn availability in the acidic and neutral soils, but Zn was higher than Cd in the calcareous alkaline soil.

• 한국산림과학회지
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• 제86권3호
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• pp.342-351
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• 1997

본 연구는 산성우의 영향을 받는 산림에서 4개 수종별 수관통과류, 수간류, 토양을 채취하여 pH 변화와 양료함량을 비교함으로써 산성우에 대한 수종별 중화능력과 완충능력을 측정하여 중화능력이 우수한 수종을 선발하는데 있다. 경기도 반월공단으로부터 15km 떨어진 산림환경연구소 반월시험림을 대상으로 약 30년생 리기다소나무, 물오리나무, 신갈나무, 튤립나무림에서 1996년 5월부터 9월까지 매 강우시 발생되는 강우, 수관통과류, 수간류를 채취하여 pH, Ca, K, Na, Mg의 농도를 측정하였고, 5월, 7월, 9월에 각각 채취된 잎의 내부 pH, 중화능력(ENC), 완충능력(BCI)을 측정하였다. 또한 공시목의 수간기저부로부터 10, 100, 200cm 떨어진 거리에서 토양 시료를 채취한 후 pH와 양료함량을 측정하였다. 본 시험 유역에서 시험기간 동안 강우의 평균 pH는 4.56이었으며, pH 5.6이하의 산성우의 비율이 74%를 차지하였으며, 토양 pH는 평균 4.15이었다. 수관통과류의 pH는 모든 수종에서 강우보다 높았으며, 수간류의 pH는 리기다소나무(pH 3.73)를 제외한 모든 수종에서 강우보다 높았고, 특히 튤립나무가 가장 놓은 pH 5.38을 나타냈다. 수관통과류의 pH는 강우의 pH와 정의 상관이 매우 높았으나 수간류의 pH는 강우의 pH와는 상관이 없었다. 강우에 가장 많이 함유된 이온은 Ca이었으며, 수관통과류와 수간류의 이온 함량은 모두 K>Na>Ca>Mg의 순으로 나타났다. 수간류에서의 양료 함량은 튤립나무에서 가장 높았고 리가다소나무에서 가장 낮았다. 강우의 pH가 낮아지면 지상부에서 양료의 용탈이 높아지는 것으로 나타났다. 수간류의 pH는 잎의 중화능력과 완충능력이 높을수록 증가하여 매우 높은 상관을 보였다. 잎에서의 중화능력과 완충능력은 튤립나무에서 가장 높았고(ENC : 9.03, BCI : $655.3{\mu}eq.H^-/g$), 리기다소나무에서 가장 낮았다(ENC : -4.95, BCI : $57.8{\mu}eq.H^-/g$). 수종별 토양에서의 pH와 양료 농도는 수간류의 경우와 유사하였으며 튤립나무에서 가장 높았고 리기다소나무에서 가장 낮았다. 이러한 경향은 수간으로 부터 100cm 거리까지 나타나 수간류가 토양의 특성에 영향을 미치고 있음을 보여주었다. 결론적으로 강우의 특성은 수관을 통과하거나 수간을 따라 흘러내리면서 수목의 중화작용과 완충작용에 의해 변화되는데 수종에 따라 다르게 나타난다. 특히 산성우에 대한 중화능력과 완충능력이 우수한 수종인 튤립나무의 수간류는 pH와 양료의 농도가 높아 토양의 산성화를 지연 또는 조절할 수 있으나, 리기다소나무와 같이 능력이 낮은 수종은 토양의 산성화를 가속화 시킬 것으로 생각된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1997년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.8-11
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• 1997

Current methods of evaluating soil contamination by heavy metals rely on analyzing samples for total contents of metals or quantities recovered in various chemical extracting solutions. Results from these approaches provide only an index for evaluation because these methodologies yield values not directly related to bioavailability of soil-borne metals. In addition, even though concentrations of metals may be less than those required to cause toxic effects to biota, they may cause substantial effects on soil chemical parameters that determine soil quality and sustainable productivity. The objective of this research was to characterize effects of Cu or Cd additions on soil solution chemistry of soil quality indices, such as pH, EC, nutrient cation distribution and quantity/intensity relations (buffer capacity). Metals were added at rates ranging from 0 to 400 mg/kg of soil. Soil solution was sequentially extracted from saturated pastes using vacuum. Concentrations of Cu or Cd remaining in soil solutions were very low as compared to those added to the soils, warranting that most of the added metals were recovered as nonavailable (strongly adsorbed) fractions. Adsorption of the added metals released cations into soil solution causing increases of soluble cation contents and thus ionic strength of soil solution. At metal additions of 200~400 mg/kg, EC of soil solution increased to as much as 2~4 dS/m; salinity levels considered high enough to cause detrimental effects on plant production. More divalent cations (Ca+Mg) than monovalent cations (K+Na) were exchanged by Cu or Cd adsorption. The loss of exchangeable nutrient cations decreased long-term nutrient supplying capacity or each soil. At 100 mg/kg or metal loading, the buffering capacity was decreased by 60%. pH of soil solution decreased linearly with increasing metal loading rates, with a decrement of up to 1.3 units at 400 mg Cu/kg addition. Influences of Cu on each of these soil quality parameters were consistently greater than those of Cd. These effects were of a detrimental nature and large enough in most cases to significantly impact soil productivity. It is clear that new protocols are needed for evaluating potential effects of heavy metal loading of soils.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.885-893
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• 2014

중금속과 총 석유 탄화수소(TPH)로 동시 오염된 복합오염 토양을 정화하기 위해 펜톤 산화와 토양 세정법에 활용되고 있는 $H_2O_2$와 sodium dodecyl surfate (SDS)를 활용하여 강화된 동전기를 연구하였다. 또한, 토양 고유의 특성 차이 및 전극액 농도에 따른 정화 효율의 영향을 확인하기 위해 토양과 농도를 달리하여 실험하였다. 인공적으로 오염시킨 토양에서 10% $H_2O_2$와 20mM SDS를 활용한 실험에서 중금속 정화 효율이 가장 높게 나타났으며, 반면에 같은 농도의 용산 토양 실험에서 토양 고유의 높은 산 완충능력으로 중금속 정화 효율이 떨어졌다. 20% $H_2O_2$와 20mM SDS으로 전극액 농도를 높인 실험을 통해 높은 전류는 토양의 pH에 영향을 주었으며, 이로 인해 중금속 정화에 영향을 미쳤다. TPH의 정화 효율의 경우 용산토양의 높은 산 완충능력과 유기물 함량으로 인해 인공적으로 오염시킨 토양에 비해 산화 효율이 저하되었다. 게다가 40mM의 sodium dodecyl surfate (SDS)의 농도가 주입될 경우, SDS의 scavenger 영향 때문에 TPH 정화에 악영향을 주었다. 토양 고유의 구성성분 및 전극액 농도가 동전기-펜톤 공정의 전기화학적 현상 및 전기삼투유량, 오염물질 정화에 매우 큰 영향을 주는 인자로 판명되었다.