<h1>고 찰</h1><p>유기산-중금속 복합체는 뿌리 세포의 원형질 막을 통과할 수 없기 때문에 자유이온 비율이 식물 중금속 흡수에 중요한 것으로 인식되어 왔다. 하지만 많은 연구에서 유기산을 처리하여 유기산-중금속 복합체가 형성되었을 때 식물체의 납과 카드뮴 흡수가 증가된다고 보고하였다. 이는 유기산-중금속 복합체가 뿌리 표면에서 중금속 자유이온으로 분리되어 식물체에 흡수되기 때문이다. 유기산-중금속 복합체는 중금속 자유이온보다 전하밀도가 낮기 때문에 토양 중 이동성이 높아 식물 뿌리 근처로 더 많이 이동할 수 있다. 그러므로 유기산이 토양 입자에 붙은 불용성 형태의 중금속을 용해가능한 유기산-중금속 복합체 형태로 전환한 뒤 식물의 뿌리 근처로 더 쉽게 이동시켜 식물이 중금속을 더 많이 흡수하도록 만들어 주는 역할을 하는 것이다. 또한, 용액 중 유기산-중금속 복합체 비율이 높으면 이 복합체가 버퍼와 같은 역할을 하여 중금속 자유이온의 농도가 희박해질 때 중금속 자유이온을 내놓는 역할을 한다. 즉, 중금속-유기산 복합체 비율이 높을수록 뿌리 주변에 중금속 자유이온의 공급이 원활해지고 따라서 식물체에 흡수되는 중금속 양도 증가하는 것이다. Wang 등은 유기산-중금속 복합체의 비율과 식물의 중금속 흡수율과의 관계를 뿌리 주변에 형성되는 unstirred layer를 이용하여 설명하였다. 식물 뿌리는 마이너스 전극을 띄고 있으며 식물 뿌리 주변에는 전극의 평형을 맞추기 위해 양이온이 밀집하면서 unstirred layer가 형성된다. Unstirred layer의 두께가 얇아질수록 양이온은 식물 뿌리에 더 쉽게 흡수되지만 unstirred layer가 일정 수준 이상으로 더 얇아지면 양이온이 끌려오는 힘이 약해지면서 양이온 흡수가 감소한다. 토양에 유기산을 처리했을 때 unstirred layer가 얇아지면서 납 이온의 흡수가 증가하였지만 유기산 농도가 일정수준 이상 높아지자 unstirred layer가 더 얇아지면서 납 흡수가 감소하였다. 다른 연구에서 카드뮴도 유기산 농도가 증가하는 초반에는 식물 뿌리로의 흡수가 증가하였으나 일정 수준 이상으로 유기산 농도가 높아지자 카드뮴 흡수량이 감소하였다. 이를 적용하자면 본 연구에서도 각 유기산마다 중금속 흡수율이 최고점에 이르는 유기산-중금속 복합체 비율이 각각 존재했을 것으로 판단된다. 하지만 실험 비율이 \( 0,10,30,60 \% \) 네 가지밖에 되지 않아 이를 확인할 수는 없었다.</p><p>본 연구에서는 자유이온의 비율보다 유기산 종류에 따라 상추 체내 납과 카드뮴 흡수율이 다르게 나타났다. 일반적으로 아세트산-중금속 복합체는 시트란이나 옥살산 복합체에 비해 결합 강도가 약하고 불안정한 것으로 알려져 있다. 유기산-납 복합체의 안정성을 수치화했을 때, 같은 조건에서 시트르산 \(4.08\), 옥살산 \( 4.00 \), 아세트산 \( 2.15 \) 로, 아세트산 복합체가 다른 두 유기산의 절반 수준이었다. 앞서 유기산-중금속 복합체는 부리 부근에서 다시 중금속 자유이온으로 분리된다고 하였는데 이는 결합력이 약하여 안정성이 떨어지는 복합체일수록 식물이 중금속 이온을 더 많이 흡수할 수 있음을 의미한다. 하지만 본 연구에서는 안정성이 가장 낮은 아세트산 처리구가 다른 처리구에 비해서 상추의 납, 카드뮴 흡수가 더 낮은 경향을 보였다. 실험에 사용된 네 가지 유기산의 분자량 크기는 시트르산\( >\) 옥살산 >아세트산이며 휴믹산은 다양한 분자량을 가진 복합적인 물질들로 구성되어져 있다. 분자량이 큰 시트르산이 존재할 때 뿌리와 잎에서 중금속의 농도가 평균적으로 더 높았다. 이는 분자량이 클수록 유기산이 중금속을 부착할 수 있는 용량이 더 크기 때문으로 생각된다. 아세트산은 분자량이 작아 중금속을 결합할 수 있는 용량도 가장 작을 것이다. 아세트산의 약한 결합력으로 중금속 자유이온을 쉽게 내놓을 수는 있지만 아세트산에 결합하는 중금속의 양 자체가 작다면 다른 유기산보다 식물체 뿌리 근처로 중금속을 이동시키는 양도 적을 것이다. 유기산의 분자량이 크면 중금속 결합용량은 많지만 복합체의 결합력이 높아 중금속 자유이온을 많이 내놓을 수 없다. 하지만 본 연구의 결과를 보면 중금속 결합력보다는 중금속 결합 용량이 식물의 중금속 흡수를 증가시키는데 더 큰 영향을 미치는 것으로 보인다.</p>
본 연구의 결과, 중금속 결합력과 중금속 결합 용량 중 식물의 중금속 흡수를 증가시키는데 더 큰 영향을 미치는 것은 어떤 거야?
중금속 결합력보다는 중금속 결합 용량이 식물의 중금속 흡수를 증가시키는데 더 큰 영향을 미치는 것으로 보인다.