[학위논문]폐광산 주변 오염토양 및 토양수의 지구 화학적 특성과 중금속 이동과정 Geochemical characteristics and dispersion patterns of contaminated soil and soil solutions around abandoned mine tailings원문보기
폐광산 주변 토양에서 추출한 토양수의 지구 화학적 특성을 통하여 광미로부터 용출되는 중금속의 이동과정과 주변 오염 영향을 이해하고자 하였다. 연구지역인 덕음광산은 1935년부터 1960년까지 금과 은을 생산하였으며, 1973년부터 간헐적으로 소규모로 채광되다가 현재는 휴광 상태이며, 약 20만톤의 광미가 야적되어 있으며 하부는 논과 인접되고 있다. 폐광산 주변 논을 중심으로 토양시료를 채취하였으며 실험실에서 원심분리 방법을 이용하여 토양수를 추출하고 화학 성분을 분석하였다. 또한 단계별 추출 방법을 이용하여 토양내 원소의 존재형태를 알아보았다. 광미 야적장 주변 토양과 토양수의 pH는 약산성의 띄었으며, 광미 야적장에 가까울수록 pH가 낮은 경향을 보였다. 이는 광미 야적장 주변 지역이 광미 침출수에 영향을 받고 있음을 시사한다. 실제로 토양과 토양수내 중금속 농도를 Dutch standard와 ...
폐광산 주변 토양에서 추출한 토양수의 지구 화학적 특성을 통하여 광미로부터 용출되는 중금속의 이동과정과 주변 오염 영향을 이해하고자 하였다. 연구지역인 덕음광산은 1935년부터 1960년까지 금과 은을 생산하였으며, 1973년부터 간헐적으로 소규모로 채광되다가 현재는 휴광 상태이며, 약 20만톤의 광미가 야적되어 있으며 하부는 논과 인접되고 있다. 폐광산 주변 논을 중심으로 토양시료를 채취하였으며 실험실에서 원심분리 방법을 이용하여 토양수를 추출하고 화학 성분을 분석하였다. 또한 단계별 추출 방법을 이용하여 토양내 원소의 존재형태를 알아보았다. 광미 야적장 주변 토양과 토양수의 pH는 약산성의 띄었으며, 광미 야적장에 가까울수록 pH가 낮은 경향을 보였다. 이는 광미 야적장 주변 지역이 광미 침출수에 영향을 받고 있음을 시사한다. 실제로 토양과 토양수내 중금속 농도를 Dutch standard와 EPA 음용수 기준 및 국내 음용수 기준과 비교시 평균 농도가 적게는 3배에서 높게는 24배까지 초과하고 있었으며 대부분의 원소들에서 자연농도 이상의 부화를 확인할 수 있었다. 또한 조사지역의 토양과 토양수내 대부분의 중금속은 오염원인 광미 야적장에서 멀어질수록 농도가 감소함을 보이는데 이는 pH 변화와 유사한 결과로 광산배수의 인입과 확산에 따른 경향으로 생각할 수 있다. 같은 지점에서 깊이에 따른 변화는 원소에 따라 일정하지 않으며 이는 시료의 최대 심도 50cm도 농경을 포함한 인간활동의 영향으로 인해 교란 받았기 때문인 것으로 생각된다. 토양수의 중금속 농도는 pH가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며 이러한 pH 의존 경향은 토양수내 중금속 농도를 제어하는 과정이 존재함을 시사한다. 연속추출 결과에 따른 토양내 중금속 존재형태와 지구화학 모델링 결과를 토대로 용출/침전보다는 흡/탈착이 더 우세한 과정으로 생각된다. 연속추출 결과, 오염원에서 멀어질수록 교환가능 형태에 비하여 환원 형태의 비율이 상대적으로 증가함을 알 수 있었는데, 이는 이 지역에서 Fe/Mn oxide의 흡착물질로서의 역할이 상대적으로 클 수 있음을 시사한다. 덕음 광산 주변 논 토양수의 Al 농도는 Al(OH)3 또는 gibbsite에 의해 조절되는 것으로 판단되며 토양수내 존재하는 중금속은 광미에서 1차적으로 용출되어 토양계에 인입된 후, 토양입자 표면에 흡착, 탈착되거나 일부 원소의 경우 침전, 재용출을 거쳐 이동하게 되는데, 이때 Aluminosilicate mineral의 용출, 침전도 토양내 원소 거동에 영향을 미칠 것으로 생각된다.
폐광산 주변 토양에서 추출한 토양수의 지구 화학적 특성을 통하여 광미로부터 용출되는 중금속의 이동과정과 주변 오염 영향을 이해하고자 하였다. 연구지역인 덕음광산은 1935년부터 1960년까지 금과 은을 생산하였으며, 1973년부터 간헐적으로 소규모로 채광되다가 현재는 휴광 상태이며, 약 20만톤의 광미가 야적되어 있으며 하부는 논과 인접되고 있다. 폐광산 주변 논을 중심으로 토양시료를 채취하였으며 실험실에서 원심분리 방법을 이용하여 토양수를 추출하고 화학 성분을 분석하였다. 또한 단계별 추출 방법을 이용하여 토양내 원소의 존재형태를 알아보았다. 광미 야적장 주변 토양과 토양수의 pH는 약산성의 띄었으며, 광미 야적장에 가까울수록 pH가 낮은 경향을 보였다. 이는 광미 야적장 주변 지역이 광미 침출수에 영향을 받고 있음을 시사한다. 실제로 토양과 토양수내 중금속 농도를 Dutch standard와 EPA 음용수 기준 및 국내 음용수 기준과 비교시 평균 농도가 적게는 3배에서 높게는 24배까지 초과하고 있었으며 대부분의 원소들에서 자연농도 이상의 부화를 확인할 수 있었다. 또한 조사지역의 토양과 토양수내 대부분의 중금속은 오염원인 광미 야적장에서 멀어질수록 농도가 감소함을 보이는데 이는 pH 변화와 유사한 결과로 광산배수의 인입과 확산에 따른 경향으로 생각할 수 있다. 같은 지점에서 깊이에 따른 변화는 원소에 따라 일정하지 않으며 이는 시료의 최대 심도 50cm도 농경을 포함한 인간활동의 영향으로 인해 교란 받았기 때문인 것으로 생각된다. 토양수의 중금속 농도는 pH가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며 이러한 pH 의존 경향은 토양수내 중금속 농도를 제어하는 과정이 존재함을 시사한다. 연속추출 결과에 따른 토양내 중금속 존재형태와 지구화학 모델링 결과를 토대로 용출/침전보다는 흡/탈착이 더 우세한 과정으로 생각된다. 연속추출 결과, 오염원에서 멀어질수록 교환가능 형태에 비하여 환원 형태의 비율이 상대적으로 증가함을 알 수 있었는데, 이는 이 지역에서 Fe/Mn oxide의 흡착물질로서의 역할이 상대적으로 클 수 있음을 시사한다. 덕음 광산 주변 논 토양수의 Al 농도는 Al(OH)3 또는 gibbsite에 의해 조절되는 것으로 판단되며 토양수내 존재하는 중금속은 광미에서 1차적으로 용출되어 토양계에 인입된 후, 토양입자 표면에 흡착, 탈착되거나 일부 원소의 경우 침전, 재용출을 거쳐 이동하게 되는데, 이때 Aluminosilicate mineral의 용출, 침전도 토양내 원소 거동에 영향을 미칠 것으로 생각된다.
Closure of mining activities leaves tailings in the site, subsequently releasing the metals, often with acidic drainage. Potential leaching of metals from the residual tailing and consequent contamination of soil and groundwater are of our primary concern. Metals released from the source area migrat...
Closure of mining activities leaves tailings in the site, subsequently releasing the metals, often with acidic drainage. Potential leaching of metals from the residual tailing and consequent contamination of soil and groundwater are of our primary concern. Metals released from the source area migrate through the soils and then finally sink as pollutants. Understanding of soil solution chemistry is instrumental in comprehensive understanding the migration of pollutants in relation to abandoned mine. The Dukum mine was chosen for the study. The mine has been closed since 1973 and there still remain mine tailing, approximate 200,000m3, around the mine and the adjacent paddy. Soil samples were collected from paddy, vacant land and mountain. Soil solution from paddy soil were collected and analyzed to understand current chemical changes. Metal concentrations including Cd, Cu, Ni, Pb and Zn generally decrease with distance from the source area and pH of soil solution increase with distance from the source area, from 3.5 to 7.2. Concentrations of the metals in the soil solution generally increase as pH lowers. Maximum values of Cd, Ni, Pb and Zn substantially exceed domestic standard for drinking water, implying input of metals from the mine area. Sequential extraction of the soil revealed exchangeable forms are predominant in the samples near the source whereas reducible forms are higher in the soil samples in the distant. Elemental concentrations in the mine tailing soil solution are a function of geochemical equilibrium, in association with various solubility controlling solid phases. However, pH-dependency and the speciation of soil sample support that sorption/desorption processes can be important in controlling bioavailability and mobility of the metals in the soil solutions, as well as equilibrium.
Closure of mining activities leaves tailings in the site, subsequently releasing the metals, often with acidic drainage. Potential leaching of metals from the residual tailing and consequent contamination of soil and groundwater are of our primary concern. Metals released from the source area migrate through the soils and then finally sink as pollutants. Understanding of soil solution chemistry is instrumental in comprehensive understanding the migration of pollutants in relation to abandoned mine. The Dukum mine was chosen for the study. The mine has been closed since 1973 and there still remain mine tailing, approximate 200,000m3, around the mine and the adjacent paddy. Soil samples were collected from paddy, vacant land and mountain. Soil solution from paddy soil were collected and analyzed to understand current chemical changes. Metal concentrations including Cd, Cu, Ni, Pb and Zn generally decrease with distance from the source area and pH of soil solution increase with distance from the source area, from 3.5 to 7.2. Concentrations of the metals in the soil solution generally increase as pH lowers. Maximum values of Cd, Ni, Pb and Zn substantially exceed domestic standard for drinking water, implying input of metals from the mine area. Sequential extraction of the soil revealed exchangeable forms are predominant in the samples near the source whereas reducible forms are higher in the soil samples in the distant. Elemental concentrations in the mine tailing soil solution are a function of geochemical equilibrium, in association with various solubility controlling solid phases. However, pH-dependency and the speciation of soil sample support that sorption/desorption processes can be important in controlling bioavailability and mobility of the metals in the soil solutions, as well as equilibrium.
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