농지 및 식물의 카드뮴 저감화 대책

카드뮴(cadmium)은 지각에서 흔히 발견되는 물질로 은백색의 광택이 많이 나는 금속으로 자연 환경에서는 산소, 염소, 황과 같은 원소와 결합하여 여러가지 화합물 형태로 존재한다.

 카드뮴은 공기, 물, 토양, 음식물 등에 아주 약간씩은 들어 있으며 인산비료나 하수 폐기물을 사용하여 토양에 거름을 주게 되면 토양 속으로 카드뮴이 많이 들어가게 되고 식물은 토양으로부터 카드뮴을 흡수하고, 물고기는 물 속에 있는 카드뮴을 섭취하기 때문에, 이런 것들을 음식으로 섭취할 때, 우리는 카드뮴에 오염되게 된다

 우리 몸속으로 들어온 카드뮴은 위나 장에서 흡수되어 배출되지 않고 몸속에 남아 있게 되므로, 비록 적은 양이라도 오랫동안 계속 노출될 경우 심각한 지경에 이르러 중독되면 뼈 속에 흡수되어 칼슘, 인산 등이 유출되어 뼈가 약해지고 쉽게 부서지는 이타이이타이병에 걸리게 된다.

※ 다음은 일본 농림수산성이 카드뮴 저감화를 위한 기술개발의 개략적인 설명 및 관련 자료를 검색할 수 있는 홈페이지를 소개하니 농업기술 개발에 참고가 되었으면 함

 토양 중의 카드뮴은 식물의 뿌리를 통해 농작물에 흡수되지만 이러한 흡수를 억제한다든지 토양 중의 카드뮴 량을 줄이는 것에 의해 농작물중의 카드뮴 농도를 줄이는 것이 가능하다. 카드뮴 저감화 기술을 개발하기 위해 독립행정법인의 농업환경기술연구소나 농업․생물계 특정산업기술연구기구가 중심이 되거나 대학, 도도부현 시험장, 민간기업과 협력해 나가면서 연구개발을 진행해 오고 있음

 그 결과 몇 가지의 저감화 기술이 개발되어 실용화되고 있는 기술에 대해서는 기 일부지역에서 적용 실천되고 있지만 더욱 더 널리 이용되어지기 위해서는 더 많은 노력이 필요함.

 다음은「카드뮴 흡수억제대책기술 매뉴얼

(http://www.maff.go.jp/cd/PDF/D3.pdf)로 정리 홈페이지에 게재하였음

 현재, 현장에서의 체계화․보급이나 연구개발에 몰두하고 있는 기술의 개요에 대하여 소개하고자 함

1. 쌀의 카드뮴 흡수억제기술의 체계화․보급

 토양중의 카드뮴은 화학적으로 다양한 상태로 존재하지만 그 화학적 상태에 의해 농작물에 흡수되는 카드뮴 량이 크게 변화하게 된다. 그 성질을 이용하여 토양 중에 있는 카드뮴의 화학적 상태를 바꾸는 것에 의해 농작물의 카드뮴 흡수를 억제하는 것이 가능하다. 구체적으로는 다음과 같은 방법이 있다.

가. 용성인비나 규산칼슘 등의 알카리성 토양개량재로 살포하여 토양의 PH를 높이는 것에 의해 카드뮴을 토양중의 인산등과 결합시켜 식물의 뿌리에서 흡수하기 어려운 상태가 됨

나. 논에서는 물의 높이를 조절하여 토양을 산소부족상태(환원상태)로 하면, 카드뮴은 토양중에 유황과 결합하여 뿌리로부터 흡수하기 어려운 상태가 됨. 구체적으로는 벼 이삭이 펴기 전후 3주간 논에 물을 가둔 상태를 유지하는 것에 의해 쌀에 흡수되는 카드뮴을 줄일 수가 있음

또, 지금까지의 방법을 종합하는 것에 의해 쌀에 함유되는 카드뮴 농도를 줄일 수가 있다.

 ※ 그림설명 : 토양개량재 살포, 출수전후의 물 관리, 카드뮴 흡수억제

그러나 이 기술의 보급에 있어서는 다음 사항에 유의할 필요가 있음

 - 토양상황에 따라 투입량의 검토가 필요함(수도작의 카드뮴 흡수억제대책기술 매뉴얼 참조)

 - 토양의 조건 등에 의해 효과에 차이가 날 수 있음

 - 세밀한 물관리가 필요

2. 카드뮴 흡수억제기술의 적용사례

 용성인비를 논에 살포하고 출수전후 3주간, 논에 물을 댄 상태로 유지

 ※ 사례3 및 4에 대해서는 날씨 상태가 좋았던 것에 의해 출수 전 후 바닥이 드러난 것이 원인으로 카드뮴 흡수억제 효과가 잘 발휘되지 못했음

3. 카드뮴 흡수가 적은 품종의 선발․육성

 쌀이나 대두 등의 농작물 품종에 의한 카드뮴 흡수량이 크게 차이가 있는 것을 알게 되었음

카드뮴 흡수량이 적은 품종을 선발․육성하여 그 품종을 보급하는 것에 의해 카드뮴 흡수량을 줄이는 것이 가능

4. 토양정화기술의 개발

 카드뮴을 잘 흡수하는 식물을 사용해 농업용 토양으로부터 카드뮴을 회수함으로서 토양 중의 카드뮴 량을 줄일 수가 있음

카드뮴을 효율적으로 흡수하는 식물의 선발․육성, 효율적인 흡수가 되도록 하기 위해 재배방법의 확립, 수확한 식물의 처리기술 개발 등의 연구를 진행

<실물을 이용한 카드뮴 회수>

 ※ 사진설명 : 카드뮴의 회수, 수확 반출, 카드뮴(위로부터 아래로)

5. 다음은 농림수산성에서 추진하고 있는 기술개발 프로젝트 임

 가. 농업용 토양으로부터 농작물에 카드뮴 흡수억제기술 등의 개발에 관한 연구

 (http://www.maff.go.jp/cd/html/D21.htm(

 - 카드뮴 흡수가 적은 품종의 검색, 토양개량재 이용이나 물관리를 통한 영농기술의 연구등에 의한 카드뮴억제기술을 개발하는 것을 목적

 나. 농업용 토양의 카드뮴에 의한 농작물 오염리스크 예측기술 개발

 (http://www.maff.go.jp/cd/html/D22.htm)

 - 농업용 토양에 있어서 농작물에 잘 흡수되는 측정방법의 개발, 쌀, 보리, 대두 등에 의한 카드뮴 흡수가 낮은 품종을 이용한 실증시험을 실시

 다. 카드뮴을 제거 기술의 개발 등

 (http://brain.naro.affrc.go.jp/tokyo/gijutu/14kadai/hp3/chiiki/1-6.htm#2cd)

6. 시사점

 - 농업기술의 발달로 인하여 화학비료 농약 등이 많이 사용되어지는 우리나라의 현실에 비추어 볼 때 토양오염이 심각할 것으로 사료됨

 - 생물 농축이 일어나면 생물 농축 물질이 최종 소비자에게 가장 높은 농도로 축적되므로, 먹이 연쇄의 상위 단계에 있는 생물일수록 생물 농축에 의한 피해가 심하기 때문에 전 국민의 건강한 식생활을 위해서는 국가차원의 카드뮴 저감화 대책이 마련되어야 할 것으로 판단됨

7. 출처 : 일본농림수산성 홈페이지