광산 개발은 석탄과 같은 에너지 자원이나 산업용 금속·비금속의 생산으로 경제 생산을 일으키는데 큰 역할을 하였다. 그러나 광산 개발이 끝난 후 폐광산이 된 지역은 중금속에 의한 토양과 수질 오염으로 주변 주민들의 건강에 악영향을 끼치고 있어 이를 해결하는 문제가 시급하다. 본 연구에서는 물리·화학적 처리 대신 친환경적으로 알려진 식물정화기법을 이용하여 폐광산 광미댐으로부터 유출되는 침출수가 흐르는 개울 주변에 정화수종으로 알려진 이태리포플러, 현사시나무, 버드나무를 식재하고 일정기간 경과 후 이들의 생장량, 수체 내 중금속 흡수 및 축적효율을 비교하여 수종 간 정화효과를 평가하였다. ...
광산 개발은 석탄과 같은 에너지 자원이나 산업용 금속·비금속의 생산으로 경제 생산을 일으키는데 큰 역할을 하였다. 그러나 광산 개발이 끝난 후 폐광산이 된 지역은 중금속에 의한 토양과 수질 오염으로 주변 주민들의 건강에 악영향을 끼치고 있어 이를 해결하는 문제가 시급하다. 본 연구에서는 물리·화학적 처리 대신 친환경적으로 알려진 식물정화기법을 이용하여 폐광산 광미댐으로부터 유출되는 침출수가 흐르는 개울 주변에 정화수종으로 알려진 이태리포플러, 현사시나무, 버드나무를 식재하고 일정기간 경과 후 이들의 생장량, 수체 내 중금속 흡수 및 축적효율을 비교하여 수종 간 정화효과를 평가하였다. 식생 구역은 적치된 광미댐으로부터 나오는 침출수 지점 웅덩이 주변에 이태리포플러, 현사시나무, 버드나무를 춘기(4월)에 식재하여 추기(10월)에 채취하였다. 정화효과 분석은 토양 및 침출수 이화학성과 중금속 농도를 분석하였으며, 수종별로 생장량, 식물체 부위별 중금속 농도 및 함량, 생물농축계수(BCF)와 전류계수(TF)를 측정, 계산하였다. 토양 및 침출수의 중금속 농도 분석 결과, 토양의 아연농도는 식생 전, 6개월, 24개월에 각각 7,116mg/kg, 6,088mg/kg, 1,985mg/kg, 망간은 각각 1,563mg/kg, 1,338mg/kg, 642mg/kg로서 시간이 경과함에 따라 감소하는 경향이었다. 침출수의 경우에도 아연농도는 각각 48.9mg/kg, 32.6mg/kg, 27.7mg/kg, 망간은 각각 55.5mg/kg, 44.5mg/kg, 38.0mg/kg으로 점차 감소하였다. 수종별 연 평균 생장량을 분석한 결과 수고의 경우 현사시나무가 215.2cm/년으로 가장 큰 생장을 보였고, 그 다음 버드나무는 101.8cm/년, 이태리포플러 36.6cm/년 순으로 성장하였다. 근원경의 경우 현사시나무 3.0mm/년, 버드나무 1.3mm/년, 이태리포플러 0.8mm/년 순으로 높았다. 생체량 또한 현사시나무 105.41mg/년, 버드나무 28.34mg/년, 이태리포플러 20.88mg/년 순으로 현사시나무가 가장 큰 생체량 증가를 보였다. 식물체 내 중금속 농도 및 함량을 분석한 결과, 식물체 내 망간 농도의 경우 대조구에 비해서 6개월이 지난 후 측정한 결과 모든 속성수들이 줄기 42.9~74.2mg/kg, 뿌리 54.1~97.9mg/kg의 흡수를 보이고 있으나, 24개월에서는 6개월에 비해 농도에 대한 큰 차이를 보이고 있지 않다. 또한 아연 농도의 경우 현사시나무, 버드나무는 망간 농도와 비슷하였으나, 이태리포플러는 시간이 지남에 따라 뿌리, 줄기에서 다른 속성수에 비해 2~3배의 높은 농도를 보였다. 개체당 평균 중금속함량은 아연의 경우 이태리포플러 15.52mg, 현사시나무 9.81mg, 버드나무 3.69mg 순으로 이태리포플러가 다른 수종에 비해 중금속 함량이 높았다. 망간의 경우 현사시나무 18.96mg, 이태리포플러 4.30mg, 버드나무 3.87mg 순으로 현사시나무가 가장 높은 중금속 함량을 보였다. 정화 수종별 생물농축계수(BCF)를 계산한 결과, 모든 수종의 아연 및 망간에 대한 BCF는 시간경과 후 증가함을 보였다. 아연에 대한 BCF는 6개월에는 유의한 차이를 보이지 않았으나 24개월 후 측정한 결과, 이태리포플러가 가장 높아(0.079) 생장에 따른 아연 축적 효율이 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 한편 망간에 대한 BCF는 24개월 후 현사시나무가 가장 높았으며(0.053) 나머지 수종 간에는 유의한 차이를 보이지 않았다 반면 정화 수종별 전이계수(TF)는 시간에 따른 변화는 나타나지 않았으며 버드나무, 현사시나무, 이태리포플러 순으로 높았다.
광산 개발은 석탄과 같은 에너지 자원이나 산업용 금속·비금속의 생산으로 경제 생산을 일으키는데 큰 역할을 하였다. 그러나 광산 개발이 끝난 후 폐광산이 된 지역은 중금속에 의한 토양과 수질 오염으로 주변 주민들의 건강에 악영향을 끼치고 있어 이를 해결하는 문제가 시급하다. 본 연구에서는 물리·화학적 처리 대신 친환경적으로 알려진 식물정화기법을 이용하여 폐광산 광미댐으로부터 유출되는 침출수가 흐르는 개울 주변에 정화수종으로 알려진 이태리포플러, 현사시나무, 버드나무를 식재하고 일정기간 경과 후 이들의 생장량, 수체 내 중금속 흡수 및 축적효율을 비교하여 수종 간 정화효과를 평가하였다. 식생 구역은 적치된 광미댐으로부터 나오는 침출수 지점 웅덩이 주변에 이태리포플러, 현사시나무, 버드나무를 춘기(4월)에 식재하여 추기(10월)에 채취하였다. 정화효과 분석은 토양 및 침출수 이화학성과 중금속 농도를 분석하였으며, 수종별로 생장량, 식물체 부위별 중금속 농도 및 함량, 생물농축계수(BCF)와 전류계수(TF)를 측정, 계산하였다. 토양 및 침출수의 중금속 농도 분석 결과, 토양의 아연농도는 식생 전, 6개월, 24개월에 각각 7,116mg/kg, 6,088mg/kg, 1,985mg/kg, 망간은 각각 1,563mg/kg, 1,338mg/kg, 642mg/kg로서 시간이 경과함에 따라 감소하는 경향이었다. 침출수의 경우에도 아연농도는 각각 48.9mg/kg, 32.6mg/kg, 27.7mg/kg, 망간은 각각 55.5mg/kg, 44.5mg/kg, 38.0mg/kg으로 점차 감소하였다. 수종별 연 평균 생장량을 분석한 결과 수고의 경우 현사시나무가 215.2cm/년으로 가장 큰 생장을 보였고, 그 다음 버드나무는 101.8cm/년, 이태리포플러 36.6cm/년 순으로 성장하였다. 근원경의 경우 현사시나무 3.0mm/년, 버드나무 1.3mm/년, 이태리포플러 0.8mm/년 순으로 높았다. 생체량 또한 현사시나무 105.41mg/년, 버드나무 28.34mg/년, 이태리포플러 20.88mg/년 순으로 현사시나무가 가장 큰 생체량 증가를 보였다. 식물체 내 중금속 농도 및 함량을 분석한 결과, 식물체 내 망간 농도의 경우 대조구에 비해서 6개월이 지난 후 측정한 결과 모든 속성수들이 줄기 42.9~74.2mg/kg, 뿌리 54.1~97.9mg/kg의 흡수를 보이고 있으나, 24개월에서는 6개월에 비해 농도에 대한 큰 차이를 보이고 있지 않다. 또한 아연 농도의 경우 현사시나무, 버드나무는 망간 농도와 비슷하였으나, 이태리포플러는 시간이 지남에 따라 뿌리, 줄기에서 다른 속성수에 비해 2~3배의 높은 농도를 보였다. 개체당 평균 중금속함량은 아연의 경우 이태리포플러 15.52mg, 현사시나무 9.81mg, 버드나무 3.69mg 순으로 이태리포플러가 다른 수종에 비해 중금속 함량이 높았다. 망간의 경우 현사시나무 18.96mg, 이태리포플러 4.30mg, 버드나무 3.87mg 순으로 현사시나무가 가장 높은 중금속 함량을 보였다. 정화 수종별 생물농축계수(BCF)를 계산한 결과, 모든 수종의 아연 및 망간에 대한 BCF는 시간경과 후 증가함을 보였다. 아연에 대한 BCF는 6개월에는 유의한 차이를 보이지 않았으나 24개월 후 측정한 결과, 이태리포플러가 가장 높아(0.079) 생장에 따른 아연 축적 효율이 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 한편 망간에 대한 BCF는 24개월 후 현사시나무가 가장 높았으며(0.053) 나머지 수종 간에는 유의한 차이를 보이지 않았다 반면 정화 수종별 전이계수(TF)는 시간에 따른 변화는 나타나지 않았으며 버드나무, 현사시나무, 이태리포플러 순으로 높았다.
Developing mines have played a large role in economy by producing energy resources such as coal or industrial metals and base metals. However, areas left as a dead pit after such development are making a bad effect on the health of residents nearby from soil and water pollution caused by heavy metal...
Developing mines have played a large role in economy by producing energy resources such as coal or industrial metals and base metals. However, areas left as a dead pit after such development are making a bad effect on the health of residents nearby from soil and water pollution caused by heavy metals, which poses an urgent problem to settle. This study used not physical or chemical treatment but eco-friendly phytoremediation to plant Populus euramericana, Populus tomentiglandulosa and Salix koreensis well-known for purification species of trees in the neighbors of the stream of leachate from Tailing dam of abandoned mine. After a certain period, their growth amount, internal heavy metal absorption and accumulation efficiency were compared to evaluate the purifying effect among tree species. Vegetation area was collected in autumn (October) by plating Populus euramericana, Populus tomentiglandulosa and Salix koreensis in spring (April) around the pool at the point of leachate from the piled-up Tailing dam. For purifying effect, physicochemical property of soil and leachate and density of heavy metals were analyzed, measuring and calculating growth amount, density and content of heavy metals by areas of plant life, BCF and TF. As a result of analyzing the heavy metal concentration for soil and leachate, the soil revealed concentration of zinc at 7,116, 6,088 and 1,985mg/kg for initial, 6 months and 24 months later, respectively. Concentration of manganese was 1,563, 1,338 and 642mg/kg respectively, both metal concentrations tending to reduce with elapse of time. For leacahte, concentration of zinc was 48.9, 32.6 and 27.7mg/kg while concentration of manganese 55.5, 44.5 and 38.0mg/kg, respectively, reducing gradually. As a result of analyzing annual growth amount by tree species, for tree height, Populus tomentiglandulosa, 215.2cm per year, showed the biggest growth, followed by Salix koreensis 101.8cm and Populus euramericana 36.6cm in the order. For root collar diameter, Populus tomentiglandulosa was 3.0mm per year, the highest, followed by Salix koreensis 1.3mm and Populus euramericana 0.8mm in the order. For biomass, too, Populus tomentiglandulosa 105.41mg/yr was the largest in increase, followed by Salix koreensis 28.34 and Populus euramericana 20.88 in the order. As a result of analyzing heavy metal concentration and content in plant life, for concentration of manganese, measurement 6 months later showed absorption of 42.9~74.2mg/kg at trunk and 54.1~97.9mg/kg at root for all fast-growing tree species, while at the time of 24 months later, they showed less difference in concentration compared to 6 months later. Besides, for concentration of zinc, Populus tomentiglandulosa and Salix koreensis were similar to density of manganese, while Populus euramericana showed 2-3 times higher concentration than other fast-growing tree species at both root and trunk with elapse of time. As for mean heavy metal content per individual, for zinc, Populus euramericana showed 15.52mg, followed by Populus tomentiglandulosa 9.81 and Salix koreensis 3.69 in the order, proving that Populus euramericana had a higher content of heavy metal compared to other species. For manganese, it was 18.96, 4.30 and 3.87mg for Populus tomentiglandulosa, Populus euramericana and Salix koreensis, respectively, proving that Populus tomentiglandulosa had the highest content of heavy metal. As a result of calculating BCF by purification species of trees, BCF on zinc and manganese showed increase after time elapse for all species. BCF on zinc didn't show significant difference at 6 months later but at measurement 24 months later, Populus euramericana was the highest (0.079) proving a comparatively higher accumulation efficiency for zinc with growth. Besides, BCF on manganese 24 months later was the highest in Populus tomentiglandulosa (0.053) while showing no significant difference between the remaining species. On the other hand, TF by purification species of trees showed no change by time but was the highest in Salix koreensis, followed by Populus tomentiglandulosa and Populus euramericana in the order.
Developing mines have played a large role in economy by producing energy resources such as coal or industrial metals and base metals. However, areas left as a dead pit after such development are making a bad effect on the health of residents nearby from soil and water pollution caused by heavy metals, which poses an urgent problem to settle. This study used not physical or chemical treatment but eco-friendly phytoremediation to plant Populus euramericana, Populus tomentiglandulosa and Salix koreensis well-known for purification species of trees in the neighbors of the stream of leachate from Tailing dam of abandoned mine. After a certain period, their growth amount, internal heavy metal absorption and accumulation efficiency were compared to evaluate the purifying effect among tree species. Vegetation area was collected in autumn (October) by plating Populus euramericana, Populus tomentiglandulosa and Salix koreensis in spring (April) around the pool at the point of leachate from the piled-up Tailing dam. For purifying effect, physicochemical property of soil and leachate and density of heavy metals were analyzed, measuring and calculating growth amount, density and content of heavy metals by areas of plant life, BCF and TF. As a result of analyzing the heavy metal concentration for soil and leachate, the soil revealed concentration of zinc at 7,116, 6,088 and 1,985mg/kg for initial, 6 months and 24 months later, respectively. Concentration of manganese was 1,563, 1,338 and 642mg/kg respectively, both metal concentrations tending to reduce with elapse of time. For leacahte, concentration of zinc was 48.9, 32.6 and 27.7mg/kg while concentration of manganese 55.5, 44.5 and 38.0mg/kg, respectively, reducing gradually. As a result of analyzing annual growth amount by tree species, for tree height, Populus tomentiglandulosa, 215.2cm per year, showed the biggest growth, followed by Salix koreensis 101.8cm and Populus euramericana 36.6cm in the order. For root collar diameter, Populus tomentiglandulosa was 3.0mm per year, the highest, followed by Salix koreensis 1.3mm and Populus euramericana 0.8mm in the order. For biomass, too, Populus tomentiglandulosa 105.41mg/yr was the largest in increase, followed by Salix koreensis 28.34 and Populus euramericana 20.88 in the order. As a result of analyzing heavy metal concentration and content in plant life, for concentration of manganese, measurement 6 months later showed absorption of 42.9~74.2mg/kg at trunk and 54.1~97.9mg/kg at root for all fast-growing tree species, while at the time of 24 months later, they showed less difference in concentration compared to 6 months later. Besides, for concentration of zinc, Populus tomentiglandulosa and Salix koreensis were similar to density of manganese, while Populus euramericana showed 2-3 times higher concentration than other fast-growing tree species at both root and trunk with elapse of time. As for mean heavy metal content per individual, for zinc, Populus euramericana showed 15.52mg, followed by Populus tomentiglandulosa 9.81 and Salix koreensis 3.69 in the order, proving that Populus euramericana had a higher content of heavy metal compared to other species. For manganese, it was 18.96, 4.30 and 3.87mg for Populus tomentiglandulosa, Populus euramericana and Salix koreensis, respectively, proving that Populus tomentiglandulosa had the highest content of heavy metal. As a result of calculating BCF by purification species of trees, BCF on zinc and manganese showed increase after time elapse for all species. BCF on zinc didn't show significant difference at 6 months later but at measurement 24 months later, Populus euramericana was the highest (0.079) proving a comparatively higher accumulation efficiency for zinc with growth. Besides, BCF on manganese 24 months later was the highest in Populus tomentiglandulosa (0.053) while showing no significant difference between the remaining species. On the other hand, TF by purification species of trees showed no change by time but was the highest in Salix koreensis, followed by Populus tomentiglandulosa and Populus euramericana in the order.
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