KR102015327B1 - Method for inhibiting uptake into plant of organochlorine pesticide present in soil using biochar - Google Patents

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KR102015327B1 KR1020180049872A KR20180049872A KR102015327B1 KR 102015327 B1 KR102015327 B1 KR 102015327B1 KR 1020180049872 A KR1020180049872 A KR 1020180049872A KR 20180049872 A KR20180049872 A KR 20180049872A KR 102015327 B1 KR102015327 B1 KR 102015327B1
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김진효
서동철
이득영
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경상대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method for inhibiting the absorption of organochlorine insecticide remaining in the soil using biochar in the plant and, more specifically, to a biochar powder derived from oak, which has excellent adsorption capacity for endosulfan and can be very useful as a material of a soil improving agent to stabilize the soil contaminated by endosulfan.

Description

바이오차를 이용한 토양에 잔류하는 유기염소계 살충제의 식물 내 흡수를 억제하는 방법{Method for inhibiting uptake into plant of organochlorine pesticide present in soil using biochar}Method for inhibiting uptake into plant of organochlorine pesticide present in soil using biochar}

본 발명은 바이오차를 이용한 토양에 잔류하는 유기염소계 살충제의 식물 내 흡수를 억제하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for inhibiting the absorption of organochlorine insecticides in the plant using bio-tea in the soil.

농약은 작물로부터 병해충과 잡초를 방제하여 농산물의 생산량 증가, 품질 향상 및 노동력 절감 등에 역할을 하는 필수 영농자재로서 우리나라의 농경지에 90년대 이후 해마다 약 25000톤 가량이 투하되어져 왔다. 이는 우리나라와 같이, 집약적 농업 형태를 띠고 있는 일본 및 이탈리아와 그 단위면적(1ha)당 사용량이 13.1kg(2007년 사용량 기준)로 비슷하며, 유엔식량농업기구(FAO)가 집계한 경제협력개발기구(OECD) 국가 연평균(1990~2003) 자료에 따르면 국내 농약 사용량은 29개국 가운데 1위이다. 그러나 앞서 언급한 것과 같이 농약은 농업 생산력 증가에 따른 농가 소득증대 등의 장점에도 불구하고 단위 면적당 사용량이 많고 살포 후의 식품 중 잔류나 환경오염의 원인의 하나라는 점에서 사회의 관심사가 되어왔다. Pesticides are essential agricultural materials that play a role in controlling pests and weeds from crops, increasing production, improving quality and reducing labor, and have been dropping about 25,000 tons of agricultural land every year since the 1990s. It is similar to Korea and Japan and Italy, which have a intensive agricultural form, and their consumption per unit area (1 ha) is 13.1 kg (based on 2007 usage), and the Economic Cooperation and Development Organization compiled by the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) (OECD) National annual average (1990-2003) data show that domestic pesticide use is the number one among 29 countries. As mentioned above, however, pesticides have been a concern of society in that they have high consumption per unit area and are one of the causes of residues or environmental pollution after spraying, despite the advantages of increasing farm household income due to the increase in agricultural productivity.

병해충과 잡초를 방제하기 위하여 분무기나 살분기를 통하여 작물 및 잡초에 살포된 농약은 미세한 입자로 대기 중에 분출되어 농작물에 부착되게 되는데 이때 작물에 부착되는 비율은 농작물의 형태적 특성 및 농약의 제제 형태나 살포 방법에 따라 상이하다. 일반적으로 유제는 살포량의 50%, 분제는 30% 이하가 작물에 부탁되고 나머지는 토양에 그대로 낙하하여 혼입되는 것(일반적으로 약 35~50%)으로 알려져 있으며, 일부는 대기로의 증발, 강우에 의한 유실 및 광분해 등의 환경적 요인, 식물체 내 대사에 의한 분해 또는 작물의 비대 및 성장에 따른 희석 효과 등으로 소실되는 경향을 지니고 있다. 그러나 토양 살충제 및 소독제와 같이 직접 토양에 투입되는 것도 있고, 동식물의 잔해, 강우, 관계수 등에 의해 잔류농약은 직·간접적으로 토양에 잔류하게 되기도 하고, 작물체에 부착된 농약도 강우나 바람에 의해 이탈되어 토양으로 이동되기도 한다. 즉, 농작물에 부착된 농약이나 대기 중으로 비산된 농약도 강우 등에 의해 결국에는 토양으로 이동된다. 특히 입제 농약의 경우는 토양에 직접 처리됨으로써 표토는 이들 농약과 직접 접촉되는 주요장소인 동시에 분해 장소가 된다.In order to control pests and weeds, pesticides applied to crops and weeds through atomizers or weeds are ejected into the air as fine particles and attached to the crops. It depends on the method of spraying. In general, emulsions are known to have 50% of the sprayed amount and 30% or less of powder applied to crops, and the rest falls into the soil as it is mixed (typically about 35 to 50%). It has a tendency to be lost due to environmental factors such as loss and photolysis due to, degradation due to metabolism in plants or dilution effect due to enlargement and growth of crop. However, some pesticides and disinfectants may be directly added to the soil. Residual pesticides may remain in the soil either directly or indirectly due to debris, rainfall, or related waters of plants and animals. It may be dislodged and moved to the soil. That is, pesticides attached to crops or pesticides scattered to the atmosphere are eventually moved to soil by rainfall or the like. Particularly, in the case of granulated pesticides, the topsoil is treated directly in the soil, and the topsoil is a major place in direct contact with these pesticides, and at the same time, a decomposition site.

토양으로 들어간 농약은 농작물 체내로 흡수되어 식품이나 사료로 이용될 때 인체나 가축에 어떤 영향을 미칠 수 있다. 그 성분 자체가 독성을 가진 화합물로 분해되지 않고 작물체 내에 잔류하고 있는 농약성분을 식품으로서 지속적으로 섭취하는 것은 만성 중독 등의 소비자 위해성을 일으킬 가능성이 상존하고 있다. 일반적으로 이 양은 토양에서 흡수하여 농작물에 잔존하는 농약의 양과 비교하면 매우 적다. 그러나 유기염소계 농약인 딜드린(dieldrin)과 같이 토양 중의 잔류기간이 긴 성분일 경우에는 살포시의 농작물뿐만 아니라 살포 후 토양에까지 오염되어 문제를 일으킨 예도 있다.Pesticides that enter the soil can have some effects on humans or livestock when they are absorbed into the crops and used as food or feed. The continuous intake of pesticides remaining in the crops as foods without decomposing the components themselves into toxic compounds has the potential to cause consumer harm such as chronic poisoning. In general, this amount is very small compared to the amount of pesticide absorbed from the soil and remaining in the crop. However, in the case of long-lived components such as organylchlorine pesticide dildrin (dildrin), there is an example that the contamination caused not only the crops at the time of spraying, but also to the soil after the spraying.

또한, 작물보호를 목적으로 살포되는 농약의 과다한 사용은 생태계의 생물종의 감소와 생물 종간의 균형을 깨뜨리게 된다. 이와 같이 교란된 생태계는 생산성에 나쁜 영향을 미치며 한번 교란된 생태계 회복은 수년에서 수십년이라는 오랜 기간을 요구하게 된다. 이렇듯 농약의 사용은 병충해 방제효과를 가져왔으나 농약의 오용과 남용은 토양환경의 오염을 발생시켰고, 이에 따른 생태계의 오염, 농약으로 오염된 식품의 섭취로 인한 건강상의 문제를 야기 등 인간과 환경에 대한 악영향을 초래하고 있어 커다란 사회적 문제가 되고 있다.In addition, the excessive use of pesticides applied for crop protection will result in a reduction in the species of the ecosystem and the balance between species. Such disturbed ecosystems have a negative impact on productivity, and recovery of a disturbed ecosystem requires a long period of years to decades. As such, the use of pesticides has been effective in controlling pests, but the misuse and abuse of pesticides has caused pollution of the soil environment, resulting in health problems due to pollution of ecosystems and ingestion of foods contaminated with pesticides. It is causing a big negative impact on the public, making it a huge social problem.

바이오차(biochar)는 바이오매스(biomass)를 열분해시켜 얻은 물질로서 최근에 토양의 탄소 격리, 금속 고정화 및 비옥화와 관련된 다기능 물질로 인식되고 있는 블랙 카본이다. 바이오차는 제한된 산소 공급 하에서 바이오매스의 열분해에 의해 생산되며, 다양한 유형의 바이오매스인 가금류 퇴비, 축산 분뇨, 하수 오니 및 제지 슬러지는 상이한 특성을 갖는 바이오차의 생산에 적용할 수 있다. 농업 부산물로부터 기원하는 작물 잔사는 토양에서 식물 영양 주기를 유지하고 토질 또는 작황을 유지하는데 필수적인 공급원일 수 있다. 그러나 작물 잔사의 과도한 공급은 상기 잔사를 들판에서 직접 태우거나, 바다나 육지에 버릴 때 환경오염을 유발하였다. 따라서 이와 같은 부정적인 영향들을 방지하기 위해서 국내에서는 추정상 5.7×105톤의 작물 잔사가 생물연료 또는 생물에너지의 공급원으로 고려되고 있다. 바이오차는 많은 종류의 원료로부터 제조할 수 있기 때문에, 그와 같은 자원의 수집과 이용은 환경 시스템에 부가적인 이익이 된다. 예를 들어, 토양에서 탄소를 격리시키고, 토양 비옥을 증가시키고, 중금속 및 제초제를 고정화하는데 바이오차가 광범위하게 적용된다. 바이오차의 가장 중요한 기능들 중 하나는 주변 환경에서 유기 오염물질을 흡착하는 능력이다. 중간 내지 높은 표면적을 갖는 구조화된 탄소 기질은 상기 바이오차가 활성탄과 유사하게 유기 오염물질의 흡착제로서 작용하게 한다. 유기 오염물질에 대한 바이오차 흡착제의 사용은 활성탄에 비해 광범위한 공급 원료의 입수 가능성 및 활성화 공정의 부재로 인해 경제적일 뿐만 아니라 쉽게 이용 가능하다.Biochar is a material obtained by pyrolyzing biomass and is black carbon, which has recently been recognized as a multifunctional substance related to carbon sequestration, metal immobilization and fertilization of soil. Bio teas are produced by pyrolysis of biomass under a limited oxygen supply, and various types of biomass, poultry compost, livestock manure, sewage sludge and paper sludge, can be applied to the production of bio teas with different properties. Crop residues originating from agricultural by-products may be an essential source for maintaining plant nutrient cycles in soil and maintaining soil or crops. Excessive supply of crop residues, however, caused environmental pollution when the residues were burned directly in the fields or dumped in the sea or on land. Therefore, in order to prevent such negative effects, estimated crop residues of 5.7 × 10 5 tonnes are considered as sources of biofuel or bioenergy in Korea. Since biotea can be made from many kinds of raw materials, the collection and use of such resources is of additional benefit to the environmental system. For example, biotea is widely applied to sequester carbon in soil, increase soil fertility, and immobilize heavy metals and herbicides. One of the most important functions of bio tea is its ability to adsorb organic pollutants in the environment. Structured carbon substrates with medium to high surface areas allow the biocar to act as an adsorbent of organic pollutants, similar to activated carbon. The use of biocar sorbents on organic pollutants is economical and readily available due to the availability of a wider range of feedstocks and the absence of activation processes compared to activated carbon.

한편, 한국공개특허 제2015-0139152호는 바이오차를 이용한 식물이 항생물질 흡수 억제 방법에 대해 개시하고 있으며, 한국등록특허 제1428552호는 옥수수 잔유물에서 유래한 바이오차를 이용하여 토양에서의 이산화탄소를 저감시키는 방법에 대해 개시하고 있다. 하지만, 본 발명의 바이오차를 이용한 토양에 잔류하는 유기염소계 살충제의 식물 내 흡수를 억제하는 방법에 대해 아직까지 개시된 바가 없다.On the other hand, Korean Patent Publication No. 2015-0139152 discloses a method for inhibiting antibiotic absorption of plants using bio tea, and Korean Patent No. 1485552 uses carbon dioxide in soil using bio tea derived from corn residues. A method of reducing is disclosed. However, the method of inhibiting the absorption of the organochlorine insecticide remaining in the plant using the bio-tea of the present invention in the soil has not been disclosed yet.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 참나무유래의 바이오차 분말인 POC(powdered oak char)와 유기염소계 살충제인 엔도설판을 함께 처리한 토양에 작물을 재배하였을 때, 참나무 유래의 과립 형태인 GOC(granulated oak char) 및 왕겨 유래의 RHC(rice husk char)를 처리하였을 때보다 우수한 엔도설판 흡착능을 나타내어 토양 내 잔류하는 엔도설판이 작물로 흡수되는 것을 저해하는 효과가 현저하다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다. The present invention is derived from the above requirements, the inventors of the present invention, when the cultivated crops in soil treated with oak-derived bio tea powder POC (powdered oak char) and the organic chlorine insecticide endosulphan, By treating the granules of granulated oak char (GOC) and rice husk char (RHC) derived from rice hulls, they showed superior endosulfan adsorption capacity, confirming that the effect of inhibiting the absorption of endosulfates remaining in the soil into crops was remarkable. The present invention has been completed.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 유기염소계 살충제가 잔류하는 토양에 바이오차(biochar)를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기염소계 살충제의 식물 내 흡수를 억제하는 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for inhibiting the absorption of the organochlorine insecticide in the plant, characterized in that it comprises the step of treating the biochar (biochar) in the soil in which the organochlorine insecticide remains.

또한, 본 발명은 참나무 유래의 바이오차 분말을 유효성분으로 함유하는 유기염소계 살충제의 식물 내 흡수 억제용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for inhibiting absorption in plants of organochlorine insecticide containing bio-tea powder derived from oak as an active ingredient.

또한, 본 발명은 참나무 유래의 바이오차 분말을 유효성분으로 함유하는 유기염소계 살충제의 식물 내 흡수 억제용 토양개량제를 제공한다.The present invention also provides a soil-improving agent for inhibiting absorption in plants of organochlorine insecticides containing bio-tea powder derived from oak as an active ingredient.

본 발명의 참나무 유래의 바이오차 분말은 엔도설판에 대한 흡착능이 우수하여, 엔도설판으로 오염된 토양을 안정화시키는 토양개량제의 소재로서 매우 유용하게 사용될 수 있다.Bio-tea powder derived from oak of the present invention is excellent in adsorption capacity for the endosulfan, it can be very useful as a material of the soil improving agent to stabilize the soil contaminated with the endosulfan.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유기염소계 살충제가 잔류하는 토양에 바이오차(biochar)를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기염소계 살충제의 식물 내 흡수를 억제하는 방법을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a method of inhibiting the absorption of the organochlorine insecticide in the plant, comprising the step of treating the biochar (biochar) in the soil of the organochlorine insecticide remains. .

본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 바이오차는 참나무 유래의 바이오차 분말(POC; powdered oak char)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the method according to an embodiment of the present invention, the bio-tea may be a powdered oak char (POC) derived from oak, but is not limited thereto.

또한, 상기 바이오차는 흡착공극부피가 0.08~1.0 cm3/g 이고, 비표면적이 100~2000 m2/g 인 것일 수 있으며, 바람직하게는 흡착공극부피가 0.08~0.15 cm3/g 이고, 비표면적이 255~285 m2/g 인 것일 수 있으며, 더 바람직하게는 흡착공극부피가 0.138 cm3/g 이고, 비표면적이 270m2/g 인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the bio-car may have a adsorption pore volume of 0.08 ~ 1.0 cm 3 / g, a specific surface area of 100 ~ 2000 m 2 / g, preferably adsorption pore volume of 0.08 ~ 0.15 cm 3 / g, The surface area may be 255 ~ 285 m 2 / g, more preferably the adsorption pore volume is 0.138 cm 3 / g, the specific surface area may be 270 m 2 / g, but is not limited thereto.

또한, 상기 유기염소계 살충제는 DDT(Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane), BHC(Benzene hexachloride), 마이렉스(Mirex), 알드린(Aldrin), 엔드린(Endrin), 디엘드린(Dieldrin), 클로르데인(Chlordane), 톡사펜 (Toxaphene), 헵타클로르(Heptachlor) 및 엔도설판(endosulfan)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 엔도설판일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the organochlorine insecticides are DDT (Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane), BHC (Benzene hexachloride), Myrex (Mirex), Aldrin (Aldrin), Endrin (Dieldrin), Chlorane (Chlordane) ), Toxaphene, heptachlor and heptachlor and endosulfan may be any one or more selected from the group consisting of, preferably endosulfane, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 참나무 유래의 바이오차 분말을 유효성분으로 함유하는 유기염소계 살충제의 식물 내 흡수 억제용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for inhibiting absorption in plants of organochlorine insecticide containing bio-tea powder derived from oak as an active ingredient.

또한, 본 발명은 참나무 유래의 바이오차 분말을 유효성분으로 함유하는 유기염소계 살충제의 식물 내 흡수 억제용 토양개량제를 제공한다.The present invention also provides a soil-improving agent for inhibiting absorption in plants of organochlorine insecticides containing bio-tea powder derived from oak as an active ingredient.

본 발명의 참나무 유래의 바이오차 분말은 유기염소계 살충제, 특히 엔도설판에 대한 흡착능이 우수하여, 엔도설판으로 오염된 토양을 안정화시키는 토양개량제의 소재로서 매우 유용하게 사용될 수 있다.
Bio-tea powder derived from oak of the present invention has excellent adsorption capacity for organochlorine insecticides, in particular, endosulfan, it can be very useful as a material of the soil improving agent to stabilize the soil contaminated with endosulfan.

이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for explaining the present invention in more detail, it is obvious to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by them.

실시예Example 1.  One. 바이오차의Bio tea 특성 분석 Characterization

바이오차의 pH와 전기 전도도는 신콜(Tokyo, Japan)에서 구입한 양성대조군인 PAC(powdered activated carbon)와 국내 로컬 마트에서 구입한 실험군인 POC(powdered oak char), GOC(granulated oak char) 및 RHC(rice husk char) 분말 1g을 각각 칭량하여 증류수 20mL를 각각 첨가하여 48시간 동안 진탕기(shaker)를 이용하여 150 rpm으로 진탕한 후, 측정하였다. 입도 분포는 상기 4종의 바이오차 100g을 53μm, 100μm, 0.25mm, 0.5mm, 1mm 및 2mm 체를 이용하여 입자크기별로 각각 분류하였으며, C, H, N, O 및 S 원소 함량분석은 원소분석기(LECO TruSpec CHN, USA)를 이용하여 측정하였다. 비표면적 및 공극부피 분석은 180℃에서 4시간 동안 진공건조한 바이오차 0.5g을 마이크로메트리틱스(ASAP-2020M, Micromeritics)로 비표면적 및 공극부피를 분석하였다. 그 결과, 하기 표 1에 개시한 바와 같이 본 발명의 참나무로부터 제조한 분말 형태의 POC(powdered oak char)는 공극부피(pore volume)가 0.1 이상이었고, 비표면적은 270 이상으로, GOC 및 RHC와 큰 차이를 나타내었다. The pH and electrical conductivity of bio-teas were measured by positive activated carbon (PAC), which was purchased from Shinkol (Tokyo, Japan), and powdered oak char (POC), granulated oak char (GAC) and RHC, which were purchased from local marts in Korea. 1 g of rice husk char powder was weighed and 20 mL of distilled water was added thereto, and shaken at 150 rpm using a shaker for 48 hours. Particle size distribution was classified by particle size using 100g of the four bio-teas of 53μm, 100μm, 0.25mm, 0.5mm, 1mm and 2mm sieve, respectively, C, H, N, O and S element content analysis is an element analyzer Measured using (LECO TruSpec CHN, USA). Specific surface area and pore volume analysis The specific surface area and pore volume were analyzed with 0.5 g of bio-dried bio tea at 180 ° C. for 4 hours using micrometry (ASAP-2020M, Micromeritics). As a result, as shown in Table 1, the powdered oak char (POC) prepared from the oak of the present invention had a pore volume of 0.1 or more, specific surface area of 270 or more, and GOC and RHC. A big difference was shown.

Element composition(%)Element composition (%) H/CH / C O/CO / C pH
(1:20)
pH
(1:20)
Pore volume
(cm3/g)
Pore volume
(cm 3 / g)
Suface area
(cm2/g)
Suface area
(cm 2 / g)
D10 a D 10 a CU b C U b
CC HH NN OO SS PACPAC 89.089.0 0.40.4 0.80.8 9.29.2 0.30.3 0.050.05 0.080.08 6.56.5 0.6570.657 11171117 0.010.01 2.02.0 POCPOC 56.156.1 0.70.7 0.50.5 35.335.3 0.20.2 0.160.16 0.470.47 10.610.6 0.1380.138 270270 0.090.09 4.74.7 GOCGOC 89.589.5 0.50.5 0.50.5 8.98.9 0.10.1 0.060.06 0.070.07 9.99.9 0.0340.034 83.9983.99 0.300.30 2.02.0 RHCRHC 59.659.6 1.01.0 0.60.6 33.933.9 0.10.1 0.200.20 0.430.43 7.87.8 0.0040.004 2.562.56 0.200.20 3.33.3

a: 유효 크기(effective size)a: effective size

b: 균등계수(uniformity coefficient)
b: uniformity coefficient

실시예Example 2.  2. 바이오차의Bio tea 흡착능Adsorption capacity 확인 Confirm

살충제 '지오릭스(endosulfan 35%, 유제 및 한국삼공)'를 이용하여 50~500 mg/L 농도의 엔도설판 용액을 증류수로 희석하여 제조하였다. 희석된 엔도설판 용액 100mL에 상기 4종(POC, GOC, RHC 및 PAC)의 바이오차 50mg(Powder) 또는 100mg(Granule)을 각각 첨가하였다. 이 용액의 pH는 0.1M의 HCl과 0.1M의 NaOH를 이용하여 pH 7.0으로 조정하였으며, 진탕기(shaker)를 이용하여 48시간 동안 150 rpm으로 진탕하였으며, 최대흡착용량 및 흡착세기는 하기 랑그뮈어 흡착등온식(Langmuir adsorption isotherm equations)을 이용하여 산출하였다. 그 결과, 하기 표 2에 개시한 바와 같이 이화학적 차이가 있는 POC의 엔도설판 흡착능은 랑그뮈어 흡착등온식에서 유도된 최대흡착용량이 700 이상으로, 4종의 바이오차 중에 가장 우수한 흡착특성을 나타낸 반면, GOC 및 RHC는 상대적으로 낮은 최대흡착용량을 나타내었다(표 2).Using an insecticide 'Geolix (endosulfan 35%, emulsion and Korea Sampok)' was prepared by diluting the endosulfan solution of 50 ~ 500 mg / L concentration with distilled water. To 100 mL of the diluted endosulfan solution, 50 mg (Powder) or 100 mg (Granule) of the above four species (POC, GOC, RHC and PAC) were added. The pH of the solution was adjusted to pH 7.0 using 0.1 M HCl and 0.1 M NaOH, shaken at 150 rpm for 48 hours using a shaker, and the maximum adsorption capacity and adsorption intensity were as follows. It was calculated using the Langmuir adsorption isotherm equations. As a result, as shown in Table 2, the adsorption capacity of endosulfane of POC having a physicochemical difference was 700 or more, and the maximum adsorption capacity induced by the Languere adsorption isotherm showed the best adsorption characteristics among the four bio-teas. GOC and RHC showed relatively low maximum adsorption capacities (Table 2).

Figure 112018042748110-pat00001
Figure 112018042748110-pat00001

a: 최대흡착용량(Maximum adsorption capacity, mg/g)a: Maximum adsorption capacity (mg / g)

b: 흡착세기(Constant related to the energy of net enthalpy of adsorption)b: Constant related to the energy of net enthalpy of adsorption

q: 흡착제 단위 그람당 흡착량q: adsorption amount per gram of adsorbent unit

바이오차Bio Tea 랑그뮈어 등온선(Langmuir isotherm)Langmuir isotherm 방정식(equation (r*)Equation (r *) aa bb PACPAC y = 0.0014x + 0.0006 (0.998**)y = 0.0014x + 0.0006 (0.998 **) 713.8713.8 2.1592.159 POCPOC y = 0.0014x + 0.0022 (0.989**)y = 0.0014x + 0.0022 (0.989 **) 714.8714.8 0.6280.628 GOCGOC y = 0.0031x + 0.0021 (0.979**)y = 0.0031x + 0.0021 (0.979 **) 322.6322.6 1.4761.476 RHCRHC y = 0.0055x + 0.0032 (0.999**)y = 0.0055x + 0.0032 (0.999 **) 181.8181.8 1.7191.719

a: 최대흡착능 (mg/g)a: maximum adsorption capacity (mg / g)

b: 흡착 엔탈피 네트의 에너지 관련 상수b: energy-related constant of the adsorption enthalpy net

**p < 0.01
** p <0.01

실시예Example 3.  3. 바이오차Bio Tea 처리에 따른 토양에서 작물로의 엔도설판 흡수이행 억제 효과 Inhibition of Endosulfan Absorption from Soil to Crop by Treatment

사용한 토양은 경기도 수원시 서둔동에서 밭 경작지 0~20㎝의 표층토를 수집하였다. 수집한 토양은 7일간 건조 후 2mm 체를 사용하여 걸러낸 토양을 사용하였다. 건조 후 걸러낸 토양 중 엔도설판 농도가 18 mg/kg이 되도록 토양 2.4kg에 3%의 엔도설판 분제 1.4g을 처리 후 포트(1/5000 a)에 담아 한 달 동안 숙성시켰다. 토양무게 기준 1.0%가 되도록 흡착제(POC, GOC, RHC 및 PAC)를 처리 후 토양교반기로 혼합하였다. 토양 교반 후 무를 파종하고 4개월 동안 무를 재배하였다. 재배된 무 뿌리는 흐르는 물에 세척하여, 2시간 동안 실온에서 건조한 뒤 분쇄하여 분석 때까지 -20℃에서 냉동 보관하였다. 무 수확 후 토양은 수집한 뒤 48시간 동안 음건하였다. 엔도설판은 통상적인 방법으로 시료를 전처리한 후, 하기 표 3의 기기분석조건에서 분석하였다. 그 결과, 본 발명의 POC를 엔도설판과 함께 토양에 처리하였을 때, PAC, GOC 및 RHC에 비해 토양 내 엔도설판 잔여물의 함량과 무 내의 엔도설판 잔여량(흡수량)도 현저하게 감소된 것을 통해, POC가 PAC, GOC 및 RHC에 비해 엔도설판에 대한 흡착능이 더 우수한 것을 확인할 수 있었다(표 4).Soil used was collected surface soil of 0 ~ 20㎝ of arable land in Seodun-dong, Suwon-si, Gyeonggi-do. The collected soil was dried for 7 days and filtered using a 2 mm sieve. After drying, 1.4 g of 3% endosulfan powder was treated in 2.4 kg of soil so that the concentration of endosulfan in the filtered soil was 18 mg / kg. Sorbents (POC, GOC, RHC and PAC) were treated with a soil stirrer so that the soil weight was 1.0%. After soil stirring, the radish was sown and the radish was grown for 4 months. The cultivated radish roots were washed in running water, dried at room temperature for 2 hours, then crushed and stored frozen at −20 ° C. until analysis. After harvesting, the soil was dried for 48 hours after harvesting. Endosulfan was pretreated with a sample in a conventional manner, and analyzed under the instrumental analysis conditions of Table 3 below. As a result, when the POC of the present invention is treated with soil with endosulfane, compared with PAC, GOC, and RHC, the amount of endosulfane residue in soil and the amount of endosulfane residue (absorption) in radish were also significantly reduced. It was confirmed that the adsorption capacity for the endosulfan is superior to GOC and RHC (Table 4).

기기device 애질런트 6890 GCAgilent 6890 GC 컬럼column DB-5(0.25μm 0.25 m × 0.25 mm)DB-5 (0.25 μm 0.25 m × 0.25 mm) 검출기(℃)Detector (℃) uECD (280 ℃)uECD (280 ℃) 주입기(℃)Injector (℃) 애질런트 7863 시리즈(260℃)Agilent 7863 Series (260 ° C) 주입량Injection volume 2㎕2 μl 가스유속Gas flow rate 1 mL/min1 mL / min 오븐Oven Rate (℃/min)Rate (℃ / min) Temp (℃)Temp (℃) Hold(min)Hold (min) InitialInitial 150150 22 1010 280280 33 2020 300300 33

처리된 바이오차의 종류Types of Bio Teas Treated 수확시 토양 내의 엔도설판 잔여물(mg/kg)a Endosulfan residue in soil at harvest (mg / kg) a 무의
엔도설판 잔여량
Nothing
Endosulfate residue
무청의 엔도설판 잔여량Endless Sulfonate Residues 무의
생물농축계수b
Nothing
Bioconcentration factor b
무처리No treatment 8.6398.639 0.2120.212 0.0340.034 0.0250.025 PACPAC 12.1612.16 0.0700.070 0.0260.026 0.0060.006 POCPOC 5.9725.972 0.0120.012 0.0050.005 0.0020.002 GOCGOC 10.2910.29 0.2950.295 0.0460.046 0.0280.028 RHCRHC 8.6518.651 0.1820.182 0.0380.038 0.0210.021

a: 엔도설판 잔여물은 엔도설판 유도체(α-엔도설판, β-엔도설판 및 엔도설판 설페이트)의 합으로 나타냄.a: Endosulfane residues are represented by the sum of the endosulfane derivatives (α-endosulfane, β-endosulfane and endosulfane sulfate).

b: 생물농축계수는 수확시 작물체 내 잔류량과 토양잔류량으로 산출함.b: Bioconcentration factor is calculated from crop residue and soil residue at harvest.

Claims (6)

엔도설판(endosulfan)이 잔류하는 토양에 참나무 유래의 바이오차(biochar) 분말을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔도설판의 식물 내 흡수를 억제하는 방법.A method of inhibiting endosulfan absorption in plants, comprising the step of treating oak-derived biochar powder in soil in which endosulfan remains. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 참나무 유래의 바이오차 분말은 흡착공극부피가 0.08~1.0 cm3/g 이고, 비표면적이 100~2000 m2/g 인 것을 특징으로 하는 엔도설판의 식물 내 흡수를 억제하는 방법.The bio-tea powder derived from oak has an adsorption pore volume of 0.08 to 1.0 cm 3 / g and a specific surface area of 100 to 2000 m 2 / g. Way. 참나무 유래의 바이오차 분말을 유효성분으로 함유하는 엔도설판의 식물 내 흡수 억제용 조성물.A composition for inhibiting absorption in plants of endosulfan containing bio-tea powder derived from oak as an active ingredient. 참나무 유래의 바이오차 분말을 유효성분으로 함유하는 엔도설판의 식물 내 흡수 억제용 토양개량제.Soil modifier for inhibiting absorption of plants in endosulfan containing bio-tea powder derived from oak as an active ingredient.
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