토양 침식은 빗물이나 바람 등 외부 작용으로 토양 입자가 이동하거나 유실되는 현상으로, 자연적 과정과 인간 활동으로 인한 가속 침식으로 구분된다. 물에 의한 침식은 진행 정도에 따라 면상, 세류, 협곡으로 분류하고, 바람에 의한 이동 형태는 입자 크기에 따라 부유·약동·포행으로 구분한다. 산성비 등 환경 요인은 토양 화학성을 변화시켜 용탈과 금속 용출을 일으키므로 침식 영향 평가에 포함한다.
토양 침식은 물과 바람에 의해 토양 입자가 이동하거나 제거되는 현상을 총칭한다. 물에 의한 침식은 진행 정도와 형태에 따라 세 단계로 나뉘며, 가장 약한 형태인 면상 침식은 빗물이나 얕은 흐름에 의해 지표가 고르게 씻겨 나가는 현상이다. 다음 단계인 세류 침식은 작은 물줄기가 골을 파서 홈을 만드는 과정이고, 최종 단계인 협곡 침식은 물줄기가 깊게 패여 협곡을 형성하는 심각한 상태이다.
풍식에 의한 이동은 입자 크기와 상태에 따른 분류가 핵심이다. 매우 가벼운 미세 입자는 공중에 오랫동안 떠서 이동하는 부유 상태가 되고, 중간 크기 입자는 지표를 따라 튀며 이동하는 약동 상태를 보이며, 큰 입자나 덩어리는 지표를 굴러 이동하는 포행 형태를 띤다. 침전은 이동의 반대로 입자가 중력에 의해 가라앉는 현상으로 이동 형태 용어와 구분해야 한다.
침식은 단지 물리적 손실만을 의미하지 않는다. 침식된 토양 입자에는 유기물이나 금속 등 화학물질이 부착되어 수질 오염을 유발할 수 있다. 또한 산성비는 토양의 산성화를 촉진하여 양이온의 용탈을 증가시키고 알루미늄 같은 금속을 용출시켜 생물과 미생물에 독성을 나타내므로 침식 영향 평가에서 화학적 변화를 함께 고려해야 한다.
침식률 계산에서는 침식에 영향을 주는 토양의 분산성·수분 보유능·교질 함량 등 토양 특성이 변수로 활용된다. 예컨대 Middleton 방식의 침식률 모형은 토양의 분산율과 수분당량, 교질함량을 주요 인자로 삼아 토양의 침식에 대한 민감도를 평가한다. 투수계수는 토수 이동과 관련된 지표로 중요하지만, Middleton식 침식률 계산의 직접 변수로 포함되지는 않는다.
예제
면상·세류·협곡의 구분 문제에서는 '면상-세류-협곡'의 진행 순서를 떠올리면 정답을 빠르게 고를 수 있다. 예를 들어 보기가 '빗물이 고르게 씻겨 내려가는 현상을 세류침식이라 한다'라고 제시하면 이는 면상과 세류를 혼동한 오류이므로 오답으로 판정한다.
풍식 관련 문항에서는 이동 형태 용어를 입자 크기별로 대입해 확인한다. 부유는 미세 입자의 공중 이동, 약동은 중간 입자의 튀어오름 이동, 포행은 큰 입자의 굴러감 이동이라는 정의가 핵심이다. '침전'이 이동 형태에 포함되었는지 묻는 문항은 침전은 이동의 종료 과정이라는 점에서 오답 표지가 된다.
산성비 영향 문제에서는 알루미늄 용출과 인산염의 거동을 주의한다. 산성우로 알루미늄이 용출되면 알루미늄과 인산염이 결합하여 불용성 침전을 만들거나 인이 용출되어 용액 내 농도가 변할 수 있다는 점을 상황에 따라 판단해야 한다. 또한 산성화는 칼슘·마그네슘 등 염기성 양이온의 용탈을 일으키므로 양이온 감소 관련 선택지는 정답으로 본다.
침식률 계산 관련 문제는 Middleton식의 입력 변수(교질함량, 토양수분당량, 분산율)를 확인하고, 투수계수 등 다른 토양 물성 지표와 혼동하지 않도록 주의한다.
대표 기출 3문항
다음 중 산성우의 토양에 대한 영향으로 틀린 것은?
토양 용액 용존 유기물 농도의 감소
양이온, 주로 Ca2+, Mg2+ 의 용탈 증대
HCO3- 농도의 감소
AlSO4 용출에 따른 토양 용액 PO4농도 증대
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 산성우가 토양용액 성분에 미치는 영향 중 틀린 것을 찾는 것이다. 산성우는 토양의 양이온 용탈을 촉진하여 Ca2+, Mg2+ 등의 용탈을 증가시키고 중탄산염(HCO3-) 농도를 감소시키며 용존 유기물 농도도 감소시킬 수 있다.
산성우는 알루미늄 용출을 촉진하지만 인산염은 알루미늄과 결합하여 불용성 침전을 형성하므로 용존 인산염 농도는 감소한다.
산성비가 토양에 미치는 영향을 설명한 내용 중 옳지 않은 것은?
토양으로부터 알루미늄의 용해도가 증가한다.
칼슘, 마그네슘 등 염기의 용출이 가속화 된다.
용해된 알루미늄은 식물에만 영향을 준다.
토양의 산성화가 촉진된다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 산성비가 토양에 미치는 영향 중 옳지 않은 진술을 찾는 문제이다. 산성비는 토양의 산성화를 촉진하고 염기성 양이온(칼슘, 마그네슘 등)의 용출을 가속화하며 알루미늄의 용해도를 증가시킨다.
용해된 알루미늄은 식물뿐만 아니라 수생 생물 등 생태계 전반에 독성을 유발하므로 ③이 옳지 않다.
토양의 침식과 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?
자연작용에 의한 지질침식, 인공적인 원인에 의한 가속 침식으로 구분됨
토양입자에 흡착된 각종 화학물질이 수계로 방출되어 수질오염의 원인이 됨
빗물이 지표면을 고르게 면상으로 얇게 씻겨 내리는 경우를 세류침식이라 함
토양 침식은 물에 의한 수식, 바람에 의한 풍식으로 구분되며 사막화의 원인이 될 수 있음
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 토양 침식 관련 설명 중 잘못된 것을 찾는 문제이다. 토양 침식은 자연적 요인과 인위적 요인에 따른 가속 침식으로 구분되고, 침식으로 유실된 토양 입자에 흡착된 오염물질이 수질오염을 초래할 수 있으며 물과 바람에 의한 침식은 사막화의 원인이 될 수 있다.