4 흡광광도법을 이용한 토양의 T-P분석

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본문내용

EXP 4. 흡광광도법을 이용한 토양의 T-P분석
Introduction
(1) 실험목적
토양의 인산염을 추출하고 T-P 분석법(아스코빈산환원법)을 이용하여 토양의 인을 정량분석한다.
(2) 실험원리
인은 산소와 결합되어 있는 음이온의 형태, 즉 산소음이온으로 흔히 존재하며 어떤 것들은 강한 착화제이다. 인 산소음이온의 폴리머 염은 수처리, 단물화, 세척 보조제로서 사용했다. 폴리인산염은 칼슘이온을 격리시켜 파이프나 보일러에 탄산칼슘의 침전을 방지하고 물의 단물화를 적절히 이루어 비누에 의해 칼슘이 침전되지 않도록 하고 세척제와도 해롭게 작용하지 않는다. 킬레이트제로 인산염의 사용은, 스케일이나 부식의 방지, 금속의 마무리 작업, 세척과 세탁 보조제, 광석 채굴 작업 및 석유 시공 작업 등에서 쓰인다. 농업에서는 펄프, 종이 및 직물 제조에 사용된다.
총인은 인의 총량을 말한다. 인은 토양과 수질에서 중요한데 토양에서는 식물의 성장에 영향을 미치고 수질에서는 미생물의 성장과 부영양화에 영향을 미치기 때문이다. 여기서는 토양과 관련된 인에 대해 조사했다.
인은 가스상의 형태로 존재하지 않기 때문에 인 순환은 내생성이다. 라서 다양한 종류의 암석 밑에서 순환하며 지권의 인은 수산화인회석과 같은 불용성 미네랄에 주로 포함되어 있다. 이 미네랄은 천연 퇴적물로 존재한다. 인산미네랄과 비료 등에 포함된 용해성 인은 식물에 의해 섭취되며 생물의 유전 물질을 구성하는 핵산의 합성에 사용된다. 미생물 부패과정을 통한 바이오매스의 미네랄화는 인을 염 용액으로 변환하는 과정이며 이 염 용액은 미네랄 물질의 형태로 침전된다. 많은 양의 인산은 비료, 산업화학약품, 식품 첨가제를 제조하기 위한 인산 미네랄에서 추출된다. 또 인은 유독한 화합물의 구성성분이기도 한다.
인순환 중 토양에서 인산 순환을 보면, 식물은 토양 용액에 용해된 인을 흡수하며 흡수형태는 주로 인산이온으로, 알칼리성에서는 HPO42-, 산성에서는 H2PO4-이다. 인산이온은 균근 진균의 공생관계를 통해 식물의 뿌리로 이동한다. 식물체에 흡수된 인산은 식물 조직의 일부가 된다. 식물체의 잎이 시들거나 뿌리가 사멸하면 또는 동물에 섭취되면 인산은 식물의 잔재물, 잎 쓰레기, 동물의 분뇨 형태로 토양에 환원된다. 잔재물은 미생물에 의해 포집되고 무기화되어 방출되거나, 토양 유기물의 활성 분획과 소극적 분획으로 연계되어 저장된다. 이들 유기물도 무기화과정을 거치어 인산이온이 방출되고 식물체에 이용되는 순환을 돈다. 토양계로부터 인이 소실되는 주요 경로는 식물체 흡수, 인 함유 토양 입자의 침식, 유거수에 용해된 인, 지하수로의 용탈이다. 연간 인의 손실이 가장 많은 곳은 경작지 토양이다. 대기로부터 오양으로 집적되는 인의 양은 매우 적지만, 경작되지 않은 산림지와 초지 생태계에서 이 정도의 집정량은 토양의 손실량과 균형을 이룬다. 따라서 작물의 적정생사능ㄹ 위해서 작물 수확 시에 소진되는 토양 인으로 고려하여 초기에 그 이상의 인을 비료로서 투여한다.
모든 토양에서 토양용액으로부터 식물이 어느 한 시점에서 이용할 수 있는 인산의 양은 매우 낮으며 이는 토양 전체 인의 0.01%이하이다. 토양에는 무기 인과 유기인이 모두 존재한다. 토양의 인은 3가지 부류로, 유기인, 칼슘이 결합된 무기인, 철 또는 알류미늄이 결합된 무기인으로 나눌 수 있다.
표토층의 유기 인 함량은 총인함량의 20~80%이다. 토양 하위층에는 많은 양의 무기인산 칼슘 화합물이 있으며 건조지역, 반건조지역에서는 더 많이 있다. 토양의 총 유기물 함량이 높지 않더라도 풍화가 심한 토양에서 쉽게 분해될 수 있거나 가용성의 토야 유기 인은 식물에 중요한 인산 공급원이다. 토양유기물 함량이 높지만 풍화가 덜된 토양에서는 가용성 무기인이 인 비옥도에 중요한 역할을 한다. 토양 용액 또는 가축 분뇨 처리 토야으이 용탈수에 있는 대부분의 인은 수용성 유기인이다. 이는 무기인보다 더 잘 이동한다. 수용성 유기인은 지하수면이 높고 다량의 퇴비가 처리된 사질토에서 지하수로 이동할 수 있어 하천이나 호수로의 유입이 가능하며 따라서 부영양화를 일으킬 수 있다.
토양 내 무기인은, 인 함유 광물의 용해도 또는 토양입자 표면에 인산 이온의 흡착과 고정에 의해 이동된다. 무기질 토양에 용해되어 있는 인산 이온은 고정되거나 보유된다. 인 보유는 인 침전과 고정반응을 모두 포함하는 용어이다. 화학 인산비료의 일부만을 제외하고 인산고정은 식물에 이용되지 못한다. 가용성 인이 토양에 투여되면 인을 제거하려는 반응인 인 고정이 수시간내로 빠르게 일어난다. 고정된 초기 인은 약간 가용성이며 식물에 이용될 수 있다. 그러나 시간이 지나면 고정된 인의 용해도는 감소한다.
토양의 인산은 토양 중에 존재하는 인산의 총량을 의미하는 총 인산과 이를 다시 나누어 유기태와 무기태, 수용성과 화학약품 추출성, 작물의 이용성에 따라 가급태와 불가급태 등으로 크게 나눈다. 인산은 토양 중에 여러 가지 무기 및 유기성분과 결합해있는데, 무기인산의 결합형태는 주로 Al-P, Fe-P 및 Ca-P 등으로 나누어지며 각 결합형태 내에는 또 여러 가지 결합방식의 화합물이 있다. 유기태 인산(주로 ester 형)은 inositol-P, 핵산-P, 지질-P, 당-P 등으로 존재한다. 인산은 타 성분에 비하여 토양에 의하여 흡착 또는 흡수되거나 고정되는 양이 많고 라서 토양이 인산을 흡수 또는 보유하는 정도를 측정하는 척도로 langmuir 인산최대흡착량 및 토양인산흡수량 등이 있다. 농경학적 입장에서 작물생육에 가장 중요한 토양인산의 형태는 유효인산이다. 라서 유효인산에 대한 분석방법이 다양한 토양의 성질만큼 다양하게 개발됐다. 인산의 분석정도는 크게 2단계로 구분한다. 첫 단계는 토양으로부터 분석하고자 하는 형태의 인산을 화학적으로 추출하여 함유하는 용액을 준비하는 과정이고 두 번

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총인,   인,   토양오염,   A+