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흙물

흙살림 조회수 876회 14-04-04 10:18

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흙물

 

흙에서의 물(液相)은 용질을 녹이는 용매로 공기(氣相)와 광물입자(固相)와 함께 흙3상을 이루고 지구표면의 70%이상이 바닷물과 호수로 덮여 있다. 물은 다양한 무기. 유기성분이 녹아 수용액을 만들고 생명체에서는 물과 함께 흡수된 양분에서 출발하여 생성된 동물세포와 혈액 그리고 식물체액의 용매이기도하며 인체의 60%를 차지하는 필수적인 물질이어서 반찬으로 항시 가까이 두고 챙겨먹는 잎채소도 거의 물로 차있어 실은 물을 마시는 셈이다. 신비롭고 순수한 물은 수소와 산소원자의 화합물이고 그 특이한 특성으로 생태계에서 각가지 오묘한 자연현상을 연출하게 한다. 물분자(H2O)는 산소(O)를 가운데에 놓고 두 개의 수소원자(H2)가 104도각도로 원(圓)의 한쪽으로 치우친 전자를 공유한 수소결합은 산소가 수소와의 공유전자를 끌어당기는 힘(電氣陰性度)이 커서 수소보다 이들 전자를 더 자기 쪽으로 끌어가 전자가 불균등하게 분포한 극성(極性)공유결합을 하게한다. 부분적으로 음전하를 띠는 산소와 양전하의 수소는 전기적인 중성으로 극성을 지닌 수소결합의 물분자가 서로 얽혀(凝集) 거대한 구조(cluster)를 이루게 되고 이런 현상은 식물이 뿌리에서 흡수된 물을 중력의 반대방향으로 이동시켜 잎에서 증산하게 하는 원동력으로 작용한다. 물의 응집력과 수소결합은 물의 표면적을 작게 하려는 표면장력으로 작은 곤충이 물의 표면에 빠지지 않고 걸을 수 있게 한다. 태양의 열(heat)에너지는 자연계에서 물(액체)을 얼음(고체)과 수증기(기체)로 순환시키는 원천으로 열을 흡수하고 저장된 열을 대기로 방출하여 온도를 높이는 과정에서 수소결합이 관여한다. 물은 하나의 약한 음극과 두 개의 약한 양극을 지니고 있는 극성분자로 되어 있고 흙의 입자표면은 음전자로 대전하여 양극의 수소원자가 전기적인 결합으로 얇은 수막이 형성되면 이를 바탕으로 수소결합이 이어지면서 물 덩어리가 형성된다. 흙 용액에는 암석과 유기체에서 출발한 양이온, 음이온과 이들이 화합한 각종의 유기 무기염이 혼재하고 NaCl염의 경우 양성인 Na+부위는 물분자의 음성으로 대전한 산소에, 음이온인 Cl-는 양성인 수소에 각각 끌리어 둘러싸여 분리되면서 소금결정이 녹게 된다. 알칼리금속인 소듐(Na+)은 이온반경이 작고 전하가 강해 물의 극성에 세게 끌려 수화하는 힘이 커서 물을 많이 잡아두게 한다. Na+를 많이 함유한 신간척지의 흙은 수화된 Na로 분산이 심하게 발생하여 수직배수가 불량해 지고 제염이 되지 않아 염도가 높고 작물의 재배가 불가능하게 된다. 간척지흙에서는 배수시설로 투수성을 개선하고 입단을 조성하는 것이 급선무이고 흔히 석회물질인 석고(CaSO4)를 시용하여 구조를 발달시키게 한다. 알칼리 토금속인 Ca이온은 Na이온과 달리 2가의 양이온으로 수화하는 힘이 약하여 흙에서 탄산칼슘(CaCO3)과 석고의 유리염으로 남는다. 흙에서 교환성양이온으로 존재하는 Na는 용액으로 쉽게 이동하여 물과 함께 이동유실 되고 K이온은 수화하는 힘이 약해 점토광물격자에 고정된다. 흙에서 탄산염은 난용성인데 반해 Mg염은 수용성이고 Mg이온은 이온반경이 짧아 쉽게 이동하여 광물격자에 고정된다. 흙물은 순수한 물에 광물과 유기물에서 용출한 각종 이온과 유기, 무기화합물이 녹아있는 수용액으로 흙에 의존하여 생존하는 생물에게 필수적인 물과 양분을 공급하는 생명의 보물이다.