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수소이온은 흙 생명의 원천

흙살림 조회수 613회 14-03-22 02:26

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수소이온은 흙 생명의 원천

 

?흙 골격의 순환

생물의 생활터전인 흙은 지질시대를 거치면서 지각(岩石圈)이 풍화작용을 받아 지표면에 형성된 생성물로 두께가 수 cm에서 수 m에 이르는 움직이는 자연체이다. 흙이 암석에서 출발하여 생물을 아우르고 물(水圈)과 공기(氣圈)와 작용하면서 유기체의 순환과 광물성분의 가용화과정으로 식물 생장에 필요한 양분을 지속적으로 방출하여 생태계를 연면하게 지탱해주고 있다.

흙의 바탕인 규산염광물에서 점토광물이 생성되는 과정에서 알칼리금속이온(Na,K)과 알칼리토금속이온(Ca,Mg)이 대기중의 탄산가스와 물과 결합된 탄산(H2CO3)에서 해리된 수소이온(H+)에 의해 치환되어 교환성양이온으로 용액에서 식물에 흡수이용 되고 일부는 용탈유실 되어 종국에는 바닷물의 염도를 높이게 된다. 점토광물에 흡착된 수소이온은 활성이 커서 구조를 파괴하여 규산, 알루미늄, 철 등 광물의 골격원소를 용출하게 한다. 이렇게 유리된 알루미늄 이온(Al+)이 계속하여 물과 반응하고 수소이온이 증가되면서 흙의 산도를 높이게 된다.

 

?대기중의 탄산가스농도

또한 근권에서 호흡에 의한 탄산가스의 배출로 탄산의 생성과 각종 유기산의 방출은 수소농도를 높여 뿌리환경을 끊임없이 산성으로 몰아가려 한다.

대기에서의 탄산가스농도의 증가는 지구온난화문제를 야기하였고 탄소발생을 줄이

는 방안을 화석연료에서 생물에너지로 전환하려는 노력의 일환으로 흙의 탄소흡수기능을 활성화하는 해법에 관심을 모으기도 한다. 빗물에 녹아 있는 약산인 탄산이 흙에서는 산성도를 높이지만 해양으로 유입되면 탄산이온(CO3-)으로 해수중의 석회(Ca+)와 함께 산호에 흡수되어 몸체(CaCO3)를 구성하게 된다. 이때 생체광물인 산호가 흡수하는 탄산가스의 양은 인류가 방출하는 양의 절반에 이르고 해수 중에는 대기의 60배에 달하는 탄산가스가 매장되어 있다.

산호초를 모암으로 생성된 많은 산호섬의 흙이 탄산가스 증가로 인한 해수면 상승

으로 사라질 위기에 몰려있다. 강수에는 탄산 외에 산업화과정에서 배출된 각종 산물질(SOx, NOx)이 빗물과 섞여 강산(황산, 질산)이 되어 생태계가 파괴되는 산성비로 한 때는 그 피해가 심각하였다. 근년에는 선진국에서부터 강력한 유해가스의 방출규제로 대기 중의 아황산가스농도가 낮아지고 산림과 호소에서의 피해가 감소되고 있다.

초기의 문제 지역에서는 강우에 의한 유황성분의 천연공급으로 시비를 중단했으나 현재는 시비하는 사례가 늘고 있다. 대도시의 먼지(粉塵)에는 흙에서 유래한 광물이 상당량 함유되어 있고 부유물은 주로 알칼리성이여서 산성비와 반응하여 중화되므로 빗물의 산성도를 완화하는데 기여한다.

 

?살아있는 흙

흙은 광물과 유기체(固相), 산소와 탄산가스(氣相)와 물(液相)이 모여 이룬 살아 있는 생명체이다. 흙이 활성을 갖는 요체는 물이다. 이온상태로 광물의 구조수나 표면의 흡착수로 화합하고 수소결합을 통하여 덩어리(cluster)를 만들면서 응집력이 발휘되고 온도 변화를 둔화하며 다양한 물질을 녹이는 용매작용을 하는 물리화학적인 기능은 흙 생명의 원천이고 생물활동의 근간이기도 하다. 흙이 생태계의 여러 변화에 능동적으로 대처하며 그 조정자로서 소임을 다하고 있음은 생물의 생존과 비교하여 이해하게 한다. 인간의 도를 넘는 간섭이 지속되지 않는 한 흙이 건강한 자연 상태로 살아남는 것은 명확관화하다.

<글 : 신제성 (흙살림 이사)>

 

 

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