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Laser ablation을 이용한 나무 나이테 중금속 농도 및 납 안정동위원소비의 시계열 분포
박재선 ( Jaeseon Park ),김지영 ( Jee-young Kim ),박현우 ( Hyun-woo Park ),윤숙희 ( Suk-hee Yoon ),임보라 ( Bo-ra Lim ),이혜리 ( Hyeri Lee ),정현미 ( Hyen-mi Chung ),최종우 ( Jong-woo Choi ) 한국환경농학회 2019 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2019 No.-
Laser-ablation(LA)을 이용한 고체시료 내 중금속 농도 분석(LA-ICP/MS) 및 중금속 안정동위원소비 분석(LA-MC/ICP/MS)은 기존 산분해 방법에 비해 시료 전처리가 간단하고 짧은 시간에 분석할 수 있으며, 1 - 200 μm의 미세한 laser로 표면을 세분하여 분석함으로써 시계열 분포 연구에 적합하다. 본 연구는 과거 환경오염이력을 추적하기 위해 가로수 수종별 중금속 농도 분포 특성과 납안정동위원소비 분포 특성을 연대별로 조사하여, 나무 나이테의 기록과 과거 환경오염과의 상관성을 추적할 수 있는 기법을 정립하고자 하였다. 나무 나이테 시료는 하그로프 생장추를 이용하여 산업단지 지역 가로수 5종과 제련소 인근 소나무를 채취하였으며, LA-ICP/MS를 이용한 중금속 농도 분석 및 LA-MC/ICP/MS를 이용한 납 안정동위원소비 분석을 수행하여 시계열 분포를 조사하였다. 연구 결과, 소나무 나이테의 경우 Pb와 Cd의 농도 분포는 대기 중 중금속 모니터링 데이터와 상관관계가 있음을 확인하였다. 또한, 오염원 인근 나무 나이테의 중금속 분포는 산업단지나 제련소 등과 같은 오염원 준공시점과 관련이 있는 것으로 추정되며, 납 안정동위원소비 분포 특성 또한 오염원 준공과 상관관계가 있는 것을 확인하였다. 따라서 나무 나이테의 중금속 분포와 납 안정동위원소비 분석을 통해 과거 환경 변화 요인을 유추할 수 있고, 추가적인 환경오염 결과와 함께 해석하면 명확한 오염원 추적도 가능할 것이다.
김명옥 ( Myeong-ock Kim ),박재선 ( Jaeseon Park ),김명진 ( Myoung-jin Kim ),박현우 ( Hyun Woo Park ),김지영 ( Jee-young Kim ),최종우 ( Jong-woo Chio ) 한국환경농학회 2017 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2017 No.-
누출된 사염화규소와 대기 중 수분과의 반응에 의해 발생한 염화수소가 주변 농작물을 고사시키는 사고가 발생하였다. 이에 사고 영향지역 주변 식생 및 작물에 대한 사염화규소 노출지표인 염소 이온 농도와 pH 분석을 통해 노출 평가를 실시하고자 하였다. 피해지역의 농작물 중 벼, 콩, 고추 등 17종 114시료를 채취하였으며, EPA method 300.0에 따라 염소이온 농도를 분석하였다. 농작물 중 염소이온(Cl<sup>-</sup> ) 측정결과 가시적 피해작물의 평균 Cl<sup>-</sup> 농도는 7,207 mg/kg으로 정상작물 평균 Cl<sup>-</sup> 농도가 1,025 mg/kg에 비해 약 7배 높은 것으로 나타났고, pH는 피해작물 평균 pH가 4.8, 정상작물 평균 pH가 6.1로 피해작물의 pH가 낮은 것으로 나타났다. 작물별로 염화수소의 피해정도 차이를 판단하기 위하여 정상작물과 피해작물을 비교평가한 결과 피해작물과 정상작물의 차이가 가장 큰 작물은 콩(15.3배), 옥수수(4.8배), 벼(3.9배)로 나타났고, 매실나무가 가장 작은 1.7배의 차이로 나타났으며, 이러한 결과로 볼 때 콩과 작물이 염화수소에 민감한 것으로 판단된 다. 염소이온 농도와 pH의 상관관계 평가한 결과 가시적 피해작물의 수용성 Cl- 농도와 pH는 음의 상관관계(y=-0.122x+5.6781, R<sup>2</sup> =0.4788)로 나타났고, 이러한 결과를 통해 피해작물(16시료)은 인근 바닷가의 영향인 NaCl 또는 토양 비료 성분인 KCl 보다는 염화수소(HCl) 영향을 주로 받은 것으로 판단된다. 본 연구결과를 기반으로 사염화규소에 의한 누출사고 시 농작물의 피해를 확인할 수 있는 노출지표로서 염화수소와 pH 농도를 분석하는 것이 타당할 것이라 판단되고, 환경에 대한 영향을 조사함으로서 앞으로 동일 사고 발생 시 신속한 대응의 기틀을 마련한 것으로 판단된다.
구멍갈파래 대발생을 야기한 질소원 추적 연구 -질소 및 산소 안정동위원소비 활용-
김민섭 ( Min-seob Kim ),윤숙희 ( Suk-hee Yoon ),박재선 ( Jaeseon Park ),임보라 ( Bo-ra Lim ),정현미 ( Hyen-mi Chung ),최종우 ( Jong-woo Choi ) 한국환경농학회 2019 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2019 No.-
Recently, occurance of opportunistic macroalgae bloom (U. lactuca) is a globally considered a sign of eutrophication. The aims of this study were to determine the cause of the bloom using multi-isotope techniques(δ<sup>13</sup>C, δ<sup>15</sup>N, δ<sup>15</sup>N-NO<sub>3</sub> and δ<sup>18</sup>O-NO<sub>3</sub>) and investigate why the bloom sustained in the lower reach of the bay. Ulva coverd Bangdu bay were measured along 9 line transects(20 sites). Water column samples including seawater, groundwater, aquaculture and agriculture drainage were collected for nutrient and isotope analysis to investigate the flux of nitrogen from the anthropogenic source. Ulva tissue was collected and analysed both concentration and isotope values for C, N and metals(Sr). The results showed that anthropogenic nitrogen source, specifically ammonium and nitrate, from the agriculture and aquaculture drainage and input from a nearby groundwater acted as a consistent source of nutrient that enabled the bloom to persist in Bangdu bay, Jeju island. With the modeling approach we found a high range in the estimate proportion of groundwater N, indicating that the mixing models is good tool to reveal contribution of N source. The low concentration of metals and high concentration of N in the tissue of U. lactuca mean this algae has the potential to be used as a fertilizer or composted if harvested. Better characterization of tributary δ<sup>15</sup>N-NO<sub>3</sub> and δ<sup>18</sup>O-NO<sub>3</sub> by better measurements or a more detailed modeling approach will aid in understanding N-cycle dynamics in estuary ecosystem.
과거 환경변화 유추를 위한 나무 나이테 내 중금속 농도 변화 연구
임보라 ( Bo-ra Lim ),김민섭 ( Min-seob Kim ),박재선 ( Jaeseon Park ),박현우 ( Hyunwoo Park ),정현미 ( Hyen-mi Chung ),최종우 ( Jong-woo Choi ) 한국환경농학회 2019 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2019 No.-
In order to evaluate the precision and accuracy using LA-ICP/MS, thirty major and trace elements were analyzed with 3 USGS SRMs. And we investigated correlation between metal concentrations in five species tree-ring and ambient air heavy metal pollution history in ambient air. Total thirty major and trace elements in three USGS basalt glass reference materials, BIR-1G, BCR-2G and BHVO-2G were determined using LA-ICP/MS. Calibration was performed using NIST glass SRM 610, 612 and 614 in conjunction with internal standardization using Ca. Relative standard deviation(RSD) of determinations was below 10% for most elements in all glasses under investigation. All the USGS SRMs showed negative correlations between RSD and concentrations for elements with logarithmic correlation coefficients ranging from -0.867 to -0.790. Furthermore, these values were similar results obtained in NIST glass SRM 610, 612, 614. In natural sample analysis, 7 heavy metals in 5 tree species(Platanus occidentalis, Salix koreensis, Chamaecyparis obtusa, Pinus densiflora, Ginkgo biloba) were determined using LA-ICP/MS, and calibration was performed using cellulose - matrix matched standards with <sup>13</sup>C nomalization. Four tree ring series showed that the Pb and Fe accumulation rates were higher between '92~'99 except for Ginkgo sp., but other elements(Cr, Mn, Cd, Zn, Sr) varied depending on species, which was caused by the physiological process of element uptake and radial mobility. Pb and Cd concentrations in tree ring of Pinus sp. have correlated with the ambient air heavy metal monitoring data which showed the correlation coefficients of 0.879 and 0.579, respectively. Pb and Cd concentrations in tree-ring of Salix sp. and Platanus sp. showed positive correlation with coefficients of 0.671 and 0.825, respectively. Therefore, our results suggested that Pb and Cd concentrations of Pinus sp. can be interpreted in terms of ambient air heavy metal pollution history.