도시 내 음지 중금속 오염지에 대한 비비추의 식물정화 효과
Phytoremediation of Soils Contaminated with Heavy Metal by Hosta longipes in Urban Shade
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도시 내 중금속 오염지에 대한 정화방법의 하나인 식물정화재배(phytoremediation)의 효용성을 검증하기 위해 자생 지피식물인 비비추를 대상으로 실험을 수행하였다. 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn)의 중금속을 중심으로 각각 네 가지 농도로(0, 100, 250, 500 mg·kg-1) 처리한 무배수용기에 비비추를 식재한 후 7개월간 식물과 토양 내 중금속 변화량을 살펴보았다. 비비추 지상부에서의 카드뮴(Cd)과 납(Pb)은 처리농도가 증가할수록 검출량도 증가하였으나, 아연(Zn)은 감소되었다. 지하부에서는 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 납(Pb)처리가 고농도일수록 검출량도 높아지는 경향을 보였다. 식물체 지상부와 지하부간의 축적률인 TF(transportation factor)의 경우, 대부분 중금속 처리에서 80% 이상을 지하부에서 축적하는 것으로 나타났다. 토양 내 중금속의 제거량은 세 가지 중금속 모두 처리농도가 높을수록 비례적으로 증가하였다. 식물체와 토양 내 중금속 농도비인 BF(bioaccumulation factor)의 경우 아연(Zn)이 낮은 반면, 카드뮴(Cd), 납(Pb)의 경우 토양에서 식물체에 의한 축적률이 30% 이상인 것으로 나타났다. 이러한 반응은 오염된 토양에서 식물은 생육이 가능한 한계까지만 활성화할 수 있는 낮은 농도의 중금속을 선택적으로 축적하려는 것으로 판단되며, 지속적인 정화효과를 위해서는 생육과 축적이 가능한 저농도 중금속 오염지를 정화방법으로 적용될 수 있으리라 본다.
Abstract
Hosta longipes is one of the most popular ornamental perennials in use in Korea today, and is mainly used as a groundcover plant in urban shaded places. In this study, the pytoremediation effect of Hosta longipes was tested using four concentrations (Control, 100, 250 and 500mg·kg-1) of Cd, Pb and Zn in soil. The plants were planted in 300mm × 200mm × 250mm drainless-containers, which were filled with a artificial amended soil for 7 months. The results showed that the contents of heavy metals cadmium and lead in the shoot of Hosta longipes increased with increasing heavy metal concentration levels exception of zinc. The amount of zinc, cadmium, and lead accumulated in roots were increased with heavy metal concentration levels up in soil. The shoot/root ratios(TF; translocation factor) values were found to be more than 80% of total Zn, Cd, and Pb take up by Hosta longipes. These results indicated that root is the major part for accumulation of heavy metal. The removal contents of zinc, cadmium, and lead increased significantly with the increasing heavy metal concentration in the soil, which was planted with Hosta longipes. The heavy metal concentration accumulation in plant/soil ratios (BF; bioaccumulation factor) values for three metals were found to be more than 30% in cadmium and lead, but lower in zinc treatments. The different responses of Hosta longipes suggest that in heavy metal contaminated soils the plant adsorbs available metals depending on the concentration soils in which they are present. Therefore, this species can be an efficient phytoremediator for soils contaminated with cadmium and lead in urban shaded places.
참고문헌 (24)
- 강병화, "돼지풀, 단풍잎돼지풀, 소리쟁이를 이용한 중금속 오염토양의 식물복원법(phytoremediation)에 관한 연구", 한국잡초학회지, 18(3), pp.262~267 (1998)
- 김계훈, "중부 지역 도시 자연녹지 토양중 NO3-, SO42- 및 중금속 분포", 한국환경농학회지, 19(4), pp.351~357 (2000)
- 김계훈, "경기도 하남시 토양의 중금속 함량 분포 조사", 한국환경농학회지, 19(4), pp.345~350 (2000)
- 김정규, "휴·폐광지역오염토양의 phytoremediation을 위한 식물자원 검색", 한국환경농학회지, 18(1), pp.28~34 (1999)
- 나규환, "콩을 이용한 식물 filter에 의한 중금속 제거에 관한 연구", 한국환경위생학회지, 23(1), pp.105~108 (1997)
- 박종범, "납에 노출된 애기장대의 식물기관에 축적된 납 농도", 생명과학회지, 17(10), pp.1414~1418 (2007), 한국생명과학회
- 정구복, "중부지역 과수원 토양중의 중금속 함량평가", 한국환경농학회지, 23(1), pp.15~21 (2004), 한국환경농학회
- 여진기, "임목을 이용한 납의 흡수 정화", 산림, 442, pp.65~67 (2002)
- 옥용식, "중금속 오염토양의 식물정화 기술과 형질전환 식물의 이용에 관한 최근 연구동향", 한국토양비료학회지(Korean Journal of Soil Science and Fertilizer), 37(6), pp.396~406 (2004), 한국토양비료학회
- 이평구, "서울시 우수관에서 채취한 도로변 퇴적물의 중금속오염의 공간적 변화", 지하수토양환경, 8(2), pp.19~35 (2003), 한국지하수토양환경학회
- 이상각, "Zn 및 Cu 오염토양에서 담배에 의한 복원 탐색", 한국환경농학회지, 20(4), pp.211~217 (2001), 한국환경농학회
- 정구복, "토양 중 카드뮴과 납의 Phytoextraction을 위한 식물재배 연구", 한국환경농학회지, 19(3), pp.213~217 (2000)
- 정슬기, "식물정화공법에서 다양한 중금속의 식물체로의 흡수 및 축적 특성 비교: 식물체 종류, 중금속 종류, 토양 내 중금속 농도를 중심으로", 지하수토양환경, 15(3), pp.61~68 (2010), 한국지하수토양환경학회
- 주영규, "토지이용 형태별 벌개미취의 생육 및 중금속 흡수능", 한국자원식물학회지, 24(1), pp.48~54 (2011), 한국자원식물학회
- 한심희, "아연폐광산 주변 토양의 중금속(Cd, Cu, Zn, Pb) 오염에 따른 5개 수종의 부위별 중금속 축적", 한국임학회지, 87(3), pp.466~474 (1998)
- 환경부, "토양오염공정시험방법", ~ (2002)
- 토양측정망 및 실태조사결과, "환경부", ~ (2007)
- 최문경, "아연폐광지역의 식물복원을 위한 쑥과 해바라기의 생리, 생화학적 반응과 중금속 축적", 원예과학기술지, 21(4), pp.451~456 (2003), 한국원예학회
- Anthony G. K., "Heavy metal tolerance in common fern species", Australian Journal of Botany, 55(1), pp.63~73 (2006)
- Chaney, R. L., "Phytoremediation of soil metals", Biotechnology, 8, pp.279~284 (1997)
- Chen, Y. X., "Role of citric acid on the phytoremediation of heavy metal contaminated soil", Chemosphere, 50, pp.807~811
- Cunningham, S. D., "Agronomic remediation of contaminated soils", Trends Biotechnol, 13, pp.393~397 (1995)
- Ghosh, M., "A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of it's by products", Applied Ecology and Environmental Research, 3(1), pp.1~18 (2005)
- Muramoto, S. M., "Removal of some heavy metal from polluted water hyacinth (Eichhornia crassipes)", Bull. Environ, Contam. Toxicol, 30, pp.170~177 (1983)