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지질학

토양수

by 쭈니의 하루 2021. 6. 5.

토양수는 자연계에서 다양한 반응을 일으키는 매체입니다. 식물은 성장에 필요한 영양소이며, 다양한 이온을 흡수해 방출하는 매체입니다. 토양 수중의 이온은 토양중의 유기물이나 무기물을 흡착할 수 있고 흡착한 이온은 토양 수중에 방출될 수도 있습니다. 어떤 성분이 토양수에 과포화되어 있을 경우 평형에 이를 때까지 어떤 종류의 광물을 퇴적시킬 수 있고, 반대로 토양수가 토양 중의 광물에 대해 불포화 할 경우 광물과 토양수의 반응은 평형에 이를 때까지 용해됩니다. 토양수중의 이온은 지하수나 지표수를 통해 이동할 수 있고, 증발이나 건조에 의해서 이온을 위쪽으로 이동시킬 수도 있습니다. 미생물은 토양수에서 이온을 제거할 수도 있습니다. 유기체가 죽거나 유기물이 분해되면 반대로 이온을 토양수로 방출합니다. 기체 성분은 토양 중의 공기 중에 방출되어 토양수에 혼합 또는 용해됩니다. 이들 반응은 모두 반응계의 화학적 조건에 의해 제어됩니다. 단, 인위적 또는 자연적인 환경에서도 특정 화합물이 응집되어 오염 토양이라 불리는 동식물에 유해한 영향을 미칠 가능성이 있습니다. 이 과정에서 기본적으로 중요한 토양구성광물의 용해, 퇴적의 기본원리 및 토양구성물질의 흡착이론에 대해서는 다음 절에서 간단히 설명하겠습니다.

토양의 화학오염

토양 환경 오염은 토양에 포함되는 특정의 화학 조성이 식물의 생육에 어떻게 영향을 주는가에 초점을 맞춘 종래의 분야에 있습니다. 그리고 토양오염 반응에 초점을 맞춘 연구로 변모했습니다. 근대적인 환경 연구는 약 30년간 산업시설에서 배출되는 공해 관련 분야에 초점을 맞췄으나 1970년대부터 유독 원소와 성분에 초점을 맞춘 연구가 시작되었습니다. 최근 10~20년 국내외의 환경 관계에 큰 영향을 주는 법률이 많이 제정되고 있습니다. 벌써부터 1980년대 후반, 구미 선진국에서는 이 환경을 규제하는 법률이 너무 엄격하다는 비판이 나오고 있습니다. 이러한 엄격한 화학물질 규제의 정당성에 대해서는 최근 복수의 학자에 의해 문제시되고 있습니다. 우리나라가 이들 분야에서 규제법을 제정한 것은 비교적 최근의 일로 이들 문제에 대해 진지하게 검토할 필요가 있습니다. 이러한 엄격한 규제나 환경법에 포함된 불충분한 규제에 대한 질문에도 불구하고, 일반적으로는 환경 문제를 고려해 이러한 규제를 받아 들입니다. 토양과 수자원을 오염시키는 무기와 유기 오염 물질은 많이 있습니다.

질산염이나 인산염 등의 영양소인 Cu, Pb, Mo, As, Hg, Zn, Cd, Co, Cr, 중금속, 유기 화합물, 무기산, 방사성 핵종 등입니다. 이러한 오염물질의 기원은 농업활동을 통한 영양분이나 살충제의 유입, 자연계 순환과정을 통한 오염물질의 유입, 인간의 산업활동을 통한 오염물질의 유입으로 구분할 수 있습니다. 즉, 이러한 오염물질에는 비료, 살충제, 산성비에 의한 침전물, 폐기물, 방사성 강하물이 포함됩니다. 이 오염 물질들은 명백히 제한된 오염원과 비오염원으로 나눌 수 있습니다.

농업 활동에 의한 오염

농업 활동에 의한 비료의 과잉 유입은 부영양화를 일으키는 오염의 발단이 되고 있습니다. 특히, 인산염은 토양 중에 강한 흡착하고 토양에서 쉽게 통과하지 않아 지하수에 대한 영향은 크지 않습니다. 다만 약간의 점토, 알루미늄, 산화철, 또는 유기 토양에서는 인산염이 토양 중에 용출할 가능성이 있어 지하수의 품질에도 영향을 끼칠 가능성이 있습니다. 인지질에 관련하는 가장 흥미로운 수질 오염은 부작용을 일으키는 수생 생물을 죽이는 것입니다. 한편, 질산염은 약한 토양에 흡착되어 쉽게 통과합니다. 질산에 의한 지하수 오염은 토양이 말라 있는 지역에서는 심각한 문제입니다. 이 질산염의 원료는 무기 비료, 가축의 배설물, 부식입니다. 그러나 질산염은 완전히 농업 기원이 아니라 가정이나 상업 지역의 질소 사용 시설도 질산염 오염 문제를 일으키고 있습니다.
토양 오염의 또 다른 주요 원인은 살충제입니다. 살충제는 용도에 따르고 제초제, 살충제, 소독제로 분류됩니다. 살충제는 19세기 후반에 처음 작물에 사용되었습니다. 그것들은 자연 발생의 식물 성분인 Pb, As, Cu, Zn소금, 니코틴 등이 있으며 이들은 농작물의 해충을 막기 위해서 사용되었습니다. 1930년대 이후, 새로운 제초제와 살충제가 속속 개발되어 살충제 사용은 전 세계에서 작물의 생산 증가되기 시작하고 있습니다. 농약의 역할에 의문의 여지가 없습니다. 농업 생산의 증가에 크게 기여했습니다. 그러나 살충제 사용 증가에 따른, 물과 토양이 유입했습니다. 잔류 농약에 노출됨으로써 인간이나 동물의 영향이 염려되고 있습니다. 토양 중의 잔류 농약의 정도는 점토 광물, 산화물, 유기물 함유량 pH, 양이온 교환 능력, 비 표면적 토양 수분 등 토양의 물리 화학적 성질에 의해서 영향을 받습니다.
또, 관개수에 포함되는 유기 현탁물, 유기 합성 세제, 무기 소금은 토양에 공급하고 토양 오염원이 됩니다. 그러나 가장 중요하고 심각한 오염원은 인간의 활동으로 인한 유독 폐기물에 의한 오염입니다.

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