영양 용화광산 주변 토과 침출수에 대한 광물학적 및 지화학적 특성 연구 Mineralogical and geochemical characteristics of the soil and leachate water around Yonghwa mine in Yeongyang원문보기
연구지역의 모암은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 이를 관입한 화강암맥으로 구성되어 있고, 주 구성암석은 운모편마암, 편마암, 규암, 석회암, 각섬암, 역암 등으로 연구지역에 가장 넓게 분포하고 있는 것은 운모편마암이다.
광산주변 수질은 갱내수, 침출수, 하천수로 구분하였으며, 그 중 갱내수는 주변 하천에 비해 전기전도도와 SO₄, ...
연구지역의 모암은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 이를 관입한 화강암맥으로 구성되어 있고, 주 구성암석은 운모편마암, 편마암, 규암, 석회암, 각섬암, 역암 등으로 연구지역에 가장 넓게 분포하고 있는 것은 운모편마암이다.
광산주변 수질은 갱내수, 침출수, 하천수로 구분하였으며, 그 중 갱내수는 주변 하천에 비해 전기전도도와 SO₄, Mg, Ca, Zn, Si의 함량이 특징적으로 높게 나타나 일반하천과 구분되지만 산성광산배수로의 특징은 나타나지 않았다.
소량으로 유출되는 침출수는 강한산성의 pH를 나타내고, 전기전도도와 NO₃, SO₄, 중금속을 포함한 양이온의 함량은 산성광산배수의 대표적인 특징을 나타내고 있다. 또한 주변에는 Fe-황산염광물 같은 붉은색 침전물이 형성되는데 이는 침출수가 하천으로 유입될 때 공기 중에 노출되어 pH가 증가하거나 하천에 의한 희석 효과 때문인 것으로 판단된다.
하천수는 비오염하천으로 나타났으며, 그중 일부는 침출수 주변 하천으로 영향을 받고 있지만 하천수에 의한 희석효과로 별다른 영향을 미치지 못한다.
용화광산의 주오염원인 광미와 폐석장 토양은 강한 산성의 토양 pH를 나타내고, 높은 중금속 함량을 나타냈다. 토양환경기준에 의하면 대부분 토양오염 대책기준 및 우려기준을 초과하였고, 특히 Zn은 모든 시료에서 대책기준을 초과하였다.
광산주변의 토양오염 정도는 대부분이 갱구와 광미 및 폐석장 주변으로 집중된 반면 Zn은 선광장 하류방향으로 약 300m에 이르기까지 토양오염 우려기준을 초과하는 정도의 수준으로 오염되었고, 그 외 지역은 배경토양과 중금속 함량이 비슷하거나 조금 더 높은 수준으로 오염 정도는 아주 낮으며, Zn을 제외한 중금속에 대한 오염의 확산성은 적은 것으로 판단된다.
광미 및 폐석장 토양의 정제수에 의한 용출 실험에서 Cu와 Pb, Zn은 시료별로 용출 가능한 함량이 단시간 내에 대부분 용출되었으며, 특히 노란색 광미에서 용출가능성이 가장 높은 것으로 판단된다. 그중 Cu와 Cd은 토양오염 기준치를 초과하는 함량으로 나타났다. 또한 대부분의 중금속이 1시간 이내에 용출되었으며, Cu, Cd, Zn, As의 용출 함량이 다른 시료들에 비해 가장 높았다. 그 중 Cu는 일부 광물학적 및 화학적 조건에서 산에 의한 용출량 보다 높게 나타났다.
폐석의 광물 조성은 석영이 주를 이루고, 단사녹니석과 같은 점토광물들을 소량 함유하고 있었으며, 일부는 섬아연석과 방연석, 다량의 황화물들을 함유하고 있는 폐광석도 존재하였다.
광미는 1㎛의 작은 다각형의 불균질한 입자로 되어있고 구성성분은 노란색 광미가 다량의 중금속을 함유하고 있으며, 붉은색 광미는 주로 석영이나 Fe산화물로 구성된 것으로 판단된다.
노란색 광미는 주로 플럼보자로사이트로 구성되어 있고, 규산염광물과 황동석을 함유하고 있다. 특징적으로 높은 함량을 나타낸 플럼보자로사이트는 납광상 지역의 산화대에서 나타나는 2차광물로서 선광장 주변에 많은 산화작용이 일어났음을 나타낸다. 붉은색 광미는 대부분이 규산염광물로 구성되어 있으며, 플럼보자로사이트를 함유하고 있지만 노란색 광미보다 상대적으로 함량이 낮다. 이는 산화작용 정도의 차이를 나타내는 것으로 중금속의 용출량과 용출률에 영향을 미치는 요인이며, 정제수에 의한 용출 실험 결과와 일치하여 나타난다.
침전물의 입자는 뚜렷한 결정의 형태는 보이지 않았고, 평평한 모양을 이루거나 1㎛ 크기의 입자가 포도송이의 형태로 형성되어 있다.
침전물들은 주로 Zn, Fe, Cu와 같은 중금속을 다량 함유하고 있는 비정질광물로 구성되며 규산염광물과 같은 많은 불순물들을 함유하고 있다.
침출수 주변에 생성된 흰색 결정의 증발잔류물들은 석고결정으로 나타났으며, 결정은 주상 또는 침상의 형태로 나타났다. 석고 결정은 침출수가 공기 중에 노출되거나 하천에 유입되면서 pH가 증가하여 붉은색 침전물을 생성시키는 동시에 석고가 생성된 것으로 판단된다.
본 연구에서는 용화광산 주변의 오염원을 판단하고 각각 오염원을 대상으로 광물학적 특성을 연구하여 오염정도와 확산여부에 미치는 영향을 알아보았다. 또한 자연 상태의 pH에서 광미 및 토양에 함유된 중금속중 물에 쉽게 용해되는 양을 알아보고, 궁극적으로 빗물에 의한 오염물질의 이동성을 예측하였다. 실험실에서의 실험 조건이 현장에서와 다르기는 하지만 빗물에 의해 용해되는 중금속의 양을 예측하는데는 무리가 없다고 생각하므로 실제 강우에 의한 중금속의 위해성을 잘 나타낸다고 판단된다.
연구지역의 모암은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 이를 관입한 화강암맥으로 구성되어 있고, 주 구성암석은 운모편마암, 편마암, 규암, 석회암, 각섬암, 역암 등으로 연구지역에 가장 넓게 분포하고 있는 것은 운모편마암이다.
광산주변 수질은 갱내수, 침출수, 하천수로 구분하였으며, 그 중 갱내수는 주변 하천에 비해 전기전도도와 SO₄, Mg, Ca, Zn, Si의 함량이 특징적으로 높게 나타나 일반하천과 구분되지만 산성광산배수로의 특징은 나타나지 않았다.
소량으로 유출되는 침출수는 강한산성의 pH를 나타내고, 전기전도도와 NO₃, SO₄, 중금속을 포함한 양이온의 함량은 산성광산배수의 대표적인 특징을 나타내고 있다. 또한 주변에는 Fe-황산염광물 같은 붉은색 침전물이 형성되는데 이는 침출수가 하천으로 유입될 때 공기 중에 노출되어 pH가 증가하거나 하천에 의한 희석 효과 때문인 것으로 판단된다.
하천수는 비오염하천으로 나타났으며, 그중 일부는 침출수 주변 하천으로 영향을 받고 있지만 하천수에 의한 희석효과로 별다른 영향을 미치지 못한다.
용화광산의 주오염원인 광미와 폐석장 토양은 강한 산성의 토양 pH를 나타내고, 높은 중금속 함량을 나타냈다. 토양환경기준에 의하면 대부분 토양오염 대책기준 및 우려기준을 초과하였고, 특히 Zn은 모든 시료에서 대책기준을 초과하였다.
광산주변의 토양오염 정도는 대부분이 갱구와 광미 및 폐석장 주변으로 집중된 반면 Zn은 선광장 하류방향으로 약 300m에 이르기까지 토양오염 우려기준을 초과하는 정도의 수준으로 오염되었고, 그 외 지역은 배경토양과 중금속 함량이 비슷하거나 조금 더 높은 수준으로 오염 정도는 아주 낮으며, Zn을 제외한 중금속에 대한 오염의 확산성은 적은 것으로 판단된다.
광미 및 폐석장 토양의 정제수에 의한 용출 실험에서 Cu와 Pb, Zn은 시료별로 용출 가능한 함량이 단시간 내에 대부분 용출되었으며, 특히 노란색 광미에서 용출가능성이 가장 높은 것으로 판단된다. 그중 Cu와 Cd은 토양오염 기준치를 초과하는 함량으로 나타났다. 또한 대부분의 중금속이 1시간 이내에 용출되었으며, Cu, Cd, Zn, As의 용출 함량이 다른 시료들에 비해 가장 높았다. 그 중 Cu는 일부 광물학적 및 화학적 조건에서 산에 의한 용출량 보다 높게 나타났다.
폐석의 광물 조성은 석영이 주를 이루고, 단사녹니석과 같은 점토광물들을 소량 함유하고 있었으며, 일부는 섬아연석과 방연석, 다량의 황화물들을 함유하고 있는 폐광석도 존재하였다.
광미는 1㎛의 작은 다각형의 불균질한 입자로 되어있고 구성성분은 노란색 광미가 다량의 중금속을 함유하고 있으며, 붉은색 광미는 주로 석영이나 Fe산화물로 구성된 것으로 판단된다.
노란색 광미는 주로 플럼보자로사이트로 구성되어 있고, 규산염광물과 황동석을 함유하고 있다. 특징적으로 높은 함량을 나타낸 플럼보자로사이트는 납광상 지역의 산화대에서 나타나는 2차광물로서 선광장 주변에 많은 산화작용이 일어났음을 나타낸다. 붉은색 광미는 대부분이 규산염광물로 구성되어 있으며, 플럼보자로사이트를 함유하고 있지만 노란색 광미보다 상대적으로 함량이 낮다. 이는 산화작용 정도의 차이를 나타내는 것으로 중금속의 용출량과 용출률에 영향을 미치는 요인이며, 정제수에 의한 용출 실험 결과와 일치하여 나타난다.
침전물의 입자는 뚜렷한 결정의 형태는 보이지 않았고, 평평한 모양을 이루거나 1㎛ 크기의 입자가 포도송이의 형태로 형성되어 있다.
침전물들은 주로 Zn, Fe, Cu와 같은 중금속을 다량 함유하고 있는 비정질광물로 구성되며 규산염광물과 같은 많은 불순물들을 함유하고 있다.
침출수 주변에 생성된 흰색 결정의 증발잔류물들은 석고결정으로 나타났으며, 결정은 주상 또는 침상의 형태로 나타났다. 석고 결정은 침출수가 공기 중에 노출되거나 하천에 유입되면서 pH가 증가하여 붉은색 침전물을 생성시키는 동시에 석고가 생성된 것으로 판단된다.
본 연구에서는 용화광산 주변의 오염원을 판단하고 각각 오염원을 대상으로 광물학적 특성을 연구하여 오염정도와 확산여부에 미치는 영향을 알아보았다. 또한 자연 상태의 pH에서 광미 및 토양에 함유된 중금속중 물에 쉽게 용해되는 양을 알아보고, 궁극적으로 빗물에 의한 오염물질의 이동성을 예측하였다. 실험실에서의 실험 조건이 현장에서와 다르기는 하지만 빗물에 의해 용해되는 중금속의 양을 예측하는데는 무리가 없다고 생각하므로 실제 강우에 의한 중금속의 위해성을 잘 나타낸다고 판단된다.
The bed rocks in the study complex consist of sedimentary metamorphic rocks and granite-dike of Precambrian period and Mica-gneiss is distributed over a wide area.
The water samples around the mine area was classified as mine water, leachate water and stream water. Mine water didn't show any trace o...
The bed rocks in the study complex consist of sedimentary metamorphic rocks and granite-dike of Precambrian period and Mica-gneiss is distributed over a wide area.
The water samples around the mine area was classified as mine water, leachate water and stream water. Mine water didn't show any trace of acid mine drainage and stream water turned out (to be) a uncontaminated stream. Leachate water showed a low pH value. A high EC and high concentration of the cation and anion including NO₃^(-), SO₄^(2-) and heavy metals such as Zn and Mn show the typical characteristics of Acid mine drainage(AMD).
The major pollution sources of Yonghwa mine are tailings and the goaf heaps and show a high pH and the content of heavy metals was high. The soil contamination around the mine mostly focused on the minehead, tailing and goaf heaps but Zn spreaded over as much as 300m in the direction of the lodge downstream.
As the result of leaching tests of the soil from the tailing and the goaf heaps using distilled water, leachable contents of Cu, Pb and Zn were easily leached within one hour. The leaching potential of the yellow tailing is estimated to be highest. The leaching characteristics of Cu were affected by mineralogical and chemical conditions rather than leaching condition.
The goafs are mainly composed of quartz and minor clay mineral such as clinochlore and the ores contained sphalerite, galena, plumbojarosite, and chalcopyrite
The tailings consist of variable particles size and contain of a great deal of heavy metals as a principal ingredient. The precipitates on the stream bottom didn't show any distinct crystal, but either had a flat shape or particles of 1㎛ size were clodded. The sediments consist of amorphous material which contain Zn, Fe and Cu and include large amount of impurities such as silicate mineral.
The bed rocks in the study complex consist of sedimentary metamorphic rocks and granite-dike of Precambrian period and Mica-gneiss is distributed over a wide area.
The water samples around the mine area was classified as mine water, leachate water and stream water. Mine water didn't show any trace of acid mine drainage and stream water turned out (to be) a uncontaminated stream. Leachate water showed a low pH value. A high EC and high concentration of the cation and anion including NO₃^(-), SO₄^(2-) and heavy metals such as Zn and Mn show the typical characteristics of Acid mine drainage(AMD).
The major pollution sources of Yonghwa mine are tailings and the goaf heaps and show a high pH and the content of heavy metals was high. The soil contamination around the mine mostly focused on the minehead, tailing and goaf heaps but Zn spreaded over as much as 300m in the direction of the lodge downstream.
As the result of leaching tests of the soil from the tailing and the goaf heaps using distilled water, leachable contents of Cu, Pb and Zn were easily leached within one hour. The leaching potential of the yellow tailing is estimated to be highest. The leaching characteristics of Cu were affected by mineralogical and chemical conditions rather than leaching condition.
The goafs are mainly composed of quartz and minor clay mineral such as clinochlore and the ores contained sphalerite, galena, plumbojarosite, and chalcopyrite
The tailings consist of variable particles size and contain of a great deal of heavy metals as a principal ingredient. The precipitates on the stream bottom didn't show any distinct crystal, but either had a flat shape or particles of 1㎛ size were clodded. The sediments consist of amorphous material which contain Zn, Fe and Cu and include large amount of impurities such as silicate mineral.
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