Investigation was carried out using three humic acids (HAs) of differing origins and one fulvic acid (FA) to compare their complexation behaviours with $Cd^{2+}$ ions in aquatic media. Aldrich-HA is the commercial available material and is taken as the reference material and Gohy-573-HA is aquatic HA extracted from Gorleben underground aquifer system. T3-HA and T3-FA are the HA and FA, extracted from soil samples from the Kuye San region of the Okchun Metamorphic Belt. These materials are all extracted and purified according to the recommended methods. Therefore, the variability of humic substances results from their source materials and origins can be investigated by this comparitive study. The complexation of $Cd^{2+}$ ion with three HAs and one FA was investigated in 0.1 M $NaCIO_4$ at different pH values (5.0, 5.5 and 6.0)by ultrafiltration method. The experiment results verified that $Cd^{2+}$ ions are extensively bound to humate and fulvate as 1:1 complexes at low Cd/humus ratios. In this investigation, the maximum binding ability (MBA) of three HAs and one FA for $Cd^{2+}$ ion were determined as function of pH (5.0, 5.5 and 6.0). Their respective MBA values and the total humus concentrations ($[HA]_t$ or $[FA]_t$) were used to obtain the total effective polyelectrolyte ligand concentrations ($[e-HA]_t$ or $[e-FA]$_t$). The same experimental procedure used in all these investigations and the conditional stability constant calculated using the simplified equation where β = [CdHA]/$[Cd^{2+}]_f[e-HA]_f$. The average values of the conditional stability constant of HAs and FA with $Cd^{2+}$ ion are found to be consistently clustered around log $\beta\approx4mol^{-1}L$, demonstrating that these values are independent of pH of the aquifer systems and origins of humic substances. However, the cation binding ability humic substances vary significantly for one humic substance to another and also on pH of the aquifer systems, demonstrating that the types and quantities of the acidic functional groups are important in the assessment of the humic substance induced migration of toxic $Cd^{2+}$ in natural aquifer systems.
기원이 다른 세 휴믹 산(Humic Acid, HA)과 한 풀빅 산 (Fulvic Acid, FA)이 카드뮴(II)과의 착물 반응경향의 비교를 위해 사용 되었다. Aldrich-HA는 Aldrich 회사에서 구입하여 기준 물질 (reference)로 사용하였고, Gohy-573-HA 는 독일 Gorleben의 지하수에서 추출 된 수용성 휴믹 산으로 비교 물질로 사용하였다. T3-HA와 T3-FA는 괴산지역의 옥천계 토양에서 분리된 휴믹 산과 풀빅 산이다. 이 휴믹물질들은 같은 방법으로 분리, 정제하였으므로 착물 반응에서 보이는 차이점은 휴믹물질 자체의 기원 (source)에 따른 가변성 (variability)에 의한 것만 고려 될 수 있었다. 또한, 휴믹 물질 자체의 기원에 따른 가변성만을 보기 위해서 같은 실험 방법과 이론 (scientific basis)을 사용하여 조건적인 착물 상수 (conditional stability constant)값을 얻었다. 카드뮴 (II)과 휴믹 물질의 착물 반응은 0.1M $NaClO_4$와 세 폐하 (pH=5.0, 5.5 and 6.0) 조건하에서 한외 여과법 (ultrafiltration)을 통해서 연구 하였다. 이 실험 결과에 의하면 카드뮴(II)과 휴믹 물질의 농도 비가 낮은 데에서는 주로 1:1 착물이 일어남을 알 수 있었다. 또한 이 실험에서는 금속이 최대한 결합 할 수 있는 양(maximum binding ability, MBA) 을 폐하 별로 측정 하였다. 각 휴믹 물질의 MBA값과 전체 농도를 곱하여 실질적으로 금속과 결합 할 수 있는 다전해배위자 (polyelectrolyte ligand)의 농도를 구하였다. 이렇게 구한 평균착물 상수값은 $log\beta\approx4mol^{-1}L$ 주위에 군집하여 나타났는데, 이 값은 용액의 폐하와 휴믹 물질의 기원과는 독립적으로 나타났다. 그러나, MBA값은 휴믹 물질마다 상당히 다르게 나타났고, 실험하는 용액의 폐하에 따라 서도 다르게 나타났다. 따라서, 각 휴믹 물질의 산성 작용기 (acidic functional group)의 양과 공간상에 배열된 형태가 카드뮴(II)과의 착물 반응에서 중요한 변수로 작용함을 알 수 있었다.
