[토양환경기사 공부]_1장 토양환경-1(토양의 정의, 토양의 분류, 토양의 성분)

1장 토양환경(토양의 정의, 토양의 분류, 토양의 성분)

 

❏ 토양의 정의

 

  ㅇ토양의 주요 기능

 

     - 식량 생산의 기능

     - 지하수 함양기능

     - 홍수 조절 기능

     - 정화기능

     - 생태계 및 경관 유지 기능

 

❏ 토양의 분류

 

  ㅇ 형태론적 분류 체계

       목 -> 아목 -> 대군 -> 아군 -> 과(계) -> 통  (목, 군, 과, 통 으로 외우고 대, 아로 작아진다)

 

  ㅇ 12가지 Soil order과 특징

 

      1. 엔티졸 : 애기 토양, 층이 거의 없는 토양

      2. 인셉티졸 : 습한 지역에서 주로 있고, 층이 조금 있는 토양 (우리나라는 대부분 인셉티졸)

      3. 몰리졸 : 토양이 검은색 => 표층에 유기물 多

      4. 알피졸 : 염기가 多, 표토층이 회색 또는 갈색, 점토가 섞인 B층 존재

      5. 얼티졸 : 염기가 少, 표토층 아래 점토층 존재

      6. 옥시졸 : 딱 봐도 산화물 多 => 풍화가 심하겠죠?, 점토층이 거의 없다고 봄, 열대지방 특징

      7. 벌티졸 : 팽창성 점토 많음 => 건조하면 쫙쫙 갈라짐 => 깊은 골이 생김

      8. 아리티졸 : 건조한 지역, 유기물 함량 少, Na 함량이 대부분 高

      9. 스포도졸 : 유기물, Fe산화물, Al산화물이 쌓여있는 토양층 존재

      10. 히스토졸 : 유기물 함량 30 % 이상, 늪지 등에서 발달된 토양

      11. 안디졸 : 화산분출물로 이루어진 토양 allophane, Al-humic complex 함량이 높음

      12. 젤리졸 : 영구적으로 얼어있는 층(permafrost)이 있음

 

        ※ 토양 단위체

            1. pedon : 토양 단위체를 뜻함 (ex : 1 pedon => 1 ~ 10 m²)

            2. polypedon : 2 pedon이상의 개체토양을 뜻함

 

❏ 토양의 성분

 

  ㅇ 토양의 4대 성분

     - 무기물(45 %), 유기물(5 %), 물(20 ~ 30 %), 공기(20 ~ 30 %)

 

  ㅇ 토양의 화학적 조성 함량

     - 규산염(SiO₂ : 50 ~ 60 %)

     - 2,3-산화물류(Al₂O₃ : 20%, Fe₂O₃ 및 FeO : 10 %)

     - 강염기류(CaO, MgO, K₂O, Na₂O 등 5 %)

     - 기타(5 ~ 25 %)

 

  ㅇ 토양의 성상

     - 고체상(50 %), 액체상(25 %), 기체상(25 %)

       

        ※ 주요 점토광물의 종류

            1. 1:1 형광물(2층형) : Kaolinite, halloysite, hydrated halloysite

            2. 2:1 형광물(3층형) : illite, vermiculite, montmorillonite

            3. 2:2 형광물(혼합형) : chlorite

            4. 쇄상형 광물 : attapulgite

            5. 산화광물 : gibbsite

 

  ㅇ 성상별 주요 특징

      1. 고체상 : 무기물 + 유기물

         - 점토함량 低, 모래 高 => 고체 함량 증가!!

         - 무기물 = 유사결정물 + 비결정물 

         - 토양 내 대표적 무기물 : Si, O, Fe, Al, K, Na, Ca

                    => 대부분 산화물로 존재하겠죠? SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaCO₃

         - 토양 내 무기물은 암석이 세분화된 1차 광물 =풍화> 2차 광물

            1. 1차 광물 : 대형의 조암 광물인 무수물, 마그마가 냉각되어 생성된 것 (겁나 크겠네)

            2. 6대 주요 광물 : 석영, 운모, 장석, 각섬석, 휘석, 감람석 (바람의나라에서 많이 모음)

            3. 2차 광물 : 1차 광물이 변성, 풍화 작용에 의해 변질되었거나 새로이 생성된 광물

                             => 미세하고 함수성이 큰 점토가 대부분(다 뭔 말이지)

                             (외부 작용에 의해 점토화 되어서 상당한 변화가 생긴 광물로 이해했음)

         - 토양 내의 무기물(광물입자)는 물과 영양분을 끌어당기는 역할

            (물을 끌어당기니 영양분도 같이 딸려옴, 사실 물이 건조한 토양에 잡히는 것)

         - 토양 내 유기물은 동식물의 유체 + 배설물 => 토양의 1 ~ 7 % 함유

            1. 유기물은 부분적으로 분해된 부식산 or 다당류

            (당연히 산소에 의해 산화되었을 것이고, 효소작용에 의해 단당류가 되지 못했기에 다당류)

            2. 부식질은 딱 봐도 비표면적이 높고, 유기물이기에 흡수성, 흡착성, 비료 보유능이 강함

             => 고로 식물, 토양 미생물의 양분 공급원

            3. 유기성분은 복잡한 고분자의 혼합물(아직 다 분해가 안됬으니까)

             =>해리기를 가지고 있어(분자구조 끝에 있는 거) 이온교환 or 무기성분과 복합체 형성

            4. 유기물질 + 광물질의 물리적 결합 => 물리적 크기 커짐 => 부피 커짐 => 공극 증가

             => 공기 및 물 함량 증가  (자연스러운 거임)

            5. 토양 깊이가 깊어질수록 유기물 % 감소(그래서 밭을 갈아엎는 거임 섞으려고)

 

        ※ 토양 내 부식질의 기능

            1. 함수율 증가, 유지

            2. 온도 유지(물 보유 능력이 높아지니까)

            3. 에너지 공급원(부식질 자체가 탄소 덩어리)

            4. 공극률이 증가 => 공기의 비율이 증가 => 공기 내 N₂ 공급

            5. 생물 성장촉진, 양분 보유력 유지

               (자체가 탄소 덩어리고 유기물이기에 유기물을 잘 흡착함)

 

      2. 액체상 : 여러물질 + 이온류

         - Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Cl⁻, NO₂⁻, SO₄⁻, HCO₃⁻ 등의 이온으로 구성된 희박용액

         - 토양과 물입자간의 흡착력, 응집력이 있음

            1. 흡착력 : 고체-액체 계면의 물분자 간의 인력

            2. 응집력 : 고체-액체 계면의 물분자와 더 떨어진 물분자간 작용

         - 토양수는 이동성이 쉬운 특징이 있음

         - 토양 내의 물은 토양 내 공극이 존재

         - 공극수는 유기물+무기물을 함유

         - 공극수는 물질 운반자

         - 토양 수분의 흡착력 크기는 pF = log H로 표현

             => H = 수두 높이 ex) pF = 4, F = 10000 cm

         - pF = 2.54 이하(중력수), pF = 2.54 ~ 4.5 (모세관수), pF = 4.5 이상(흡습수), pF = 7 이상(결합수)

            1. 일시 위조점 pF = 3.8

            2. 영구 위조점 pF = 4 ~ 5

            3. 결합수 : 물-토양 화학적 결합됨 => 이용할 수 없는 수분

            4. 흡습수 : 물-토양 물리적 결합됨 => 이용할 수 있는 수분

            5. 모세관수 : 표면장력과 중력이 평형을 이루는 수분

            6. 중력수 : 지하로 침투하는 수분

 

      3. 기체상 : 토양 내 존재하는 O₂, CO₂

         - 토양 내 공기 조성이 다양, 높은 수분함량을 가짐

         - 수증기는 전체 기차상의 약 1 %

         - 토양 내 공기 조성

            1. N₂ (75 ~ 90 %)

            2. O₂ (2 ~ 20 %)

            3. CO₂ (0.1 ~ 10 %)

            4. Ar (0.93 ~ 1.1 %)

            5. 상대 습도 (95 ~ 100 %)