인공합성된 Layered Double Hydroxides의 토양중 행동

서지정보

· 발행기관 : 한국토양비료학회
· 수록지 정보 : 한국토양비료학회지(Korean Journal of Soil Science and Fertilizer) / 40권 / 5호 / 412 ~ 417페이지
· 저자명 : 최충렬, 이동훈, 최정, 박만, 서영진, 김준형, 여상각

초록

Layered double hydroxides(LDHs)는 음이온교환능
력, 층간팽창능력, 산에 대한 분해성 및 carbonate 이
온의 높은 친화력 등과 같은 독특한 성질을 가지고
있으므로 촉매제, 의약품, 화장품, 필름, optical
memory, separator 및 흡착제 등의 광범위한 분야에서
활용되고 있다 (Inacio et al., 2001; Miyate, 1975;
Park et al., 2004; Sumio et al., 2002). 최근에는 이와
같은 LDHs의 특성을 이용한 농약 또는 비료성분의
전달체 및 다양한 식물 생장조절제와 같은 농업소재
로서의 활용가능성에 관한 연구가 활발히 진행되고
있다 (Lee, 2003; Pokrovsky et al., 2005; Youwen et
al., 2002).
지금까지의 농업은 생산성 증대와 다수확에 초점을
맞추어 증산위주의 고투입 농법에 의존하여온 결과,
농약 및 화학비료의 과다사용으로 인한 수질, 대기,
토양 및 농산물 오염 등의 많은 위해요소들의 발생은
국민건강 안전과 지속가능한 농업생산기반을 크게 위협 하고 있다 (Park et al., 2001; Zhu and shaw,
2000; Yeou, 2005). 비록 농약 및 질소 비료와 같은
자재의 효율성을 높이기 위하여 농업 및 환경 분야에
서 지속적으로 연구되어 왔으나, 여전히 이들의 과다
사 용 은 묵 인 되 고 있 는 실 정 이 다 (Park and
Kormarneri, 1998; Wossink and Denaux, 2006). 따라
서 새로운 농업적 접근방법으로 목표지점에 특정물질
을 보다 효과적으로 전달할 수 있는 시스템 개발이
절실히 요구되고 있다. 이와 같은 시스템은 토양환경
과 작물생육에 어떠한 악영향도 미치지 않는 기능성
전달체(functional carrier)가 필요하며, LDHs가 뛰어난
후보물질이 될 수 있다. LDHs의 높은 양이온 밀도와
층간팽창능력은 층 사이의 공간에 다양한 음이온 분
자들을 안정적으로 수용할 수 있다 (Hussein et al.,
2002; Rives, 2002; Yang et al., 2006). 더욱이 LDHs
의 골격을 형성하고 있는 hydroxide(OH-)는 산성조건
에서 쉽게 분해되어 산성토양의 중화는 물론 층간에
존재하는 음이온 분자들이 천천히 유출될 뿐만 아니
라, 주요 골격을 구성하는 Mg2+와 Ca2+ 성분은 식물
생장을 위한 영양소로 이용될 수 있다 (Lee, 2003;
Yeou, 2005). 지금까지 LDHs의 음이온 교환 및 흡착
특성에 관한 연구는 광범위하게 연구되어왔으나 현재까지 농약 및 비료 등 주요 농자재의 효과적인 전달
을 위한 시스템으로서 LDHs의 적용에 관련된 연구는
거의 없는 실정이다. 그러므로 다양한 농자재의 전달
체로서의 활용성을 제고하기 위한 기초연구로서 무엇
보다도 토양에서 LDHs의 행동을 규명하는 것이 절실
히 요구되고 있다.
토양으로의 LDHs의 도입은 토양의 화학적 성질, 특
히 pH와 무기이온의 형태적 변화 및 이동성에 영향
을 미칠 수 있다. 즉 토양에서 LDHs 기본골격의 점
진적 분해는 pH의 상승을 유도할 수 있을 뿐만 아니
라, LDH 구조에서 방출되는 다양한 음이온과 양이온
이 토양에 유출되어 토양에 존재하는 양이온 및 인산
등과 같은 음이온들과 반응할 수도 있을 것이다. 따라
서 본 연구에서는 토양에 처리된 LDHs의 행동과
LDHs에 의한 토양이화학성의 변화를 calcium
carbonate와 비교하여 규명함으로서 LDHs의 기능성
농업소재로서의 활용가능성을 조사하고자 하였다.

참고자료

· 없음