국내 폐금속광산 환경관리에 있어서 조사 및 평가는 환경부에서 수행하고 정화 및 복원은 산업통상자원부(한국광해관리공단)에서 수행하고 있다. 특히, 폐금속광산 주변 농경지 오염토양의 경우 안정화제를 이용한 토양개량·복원공법을 주로 적용하고 있으며 안정화제로는 석회석, 제강슬래그, 마그네타이트 및 레드머드 등을 활용하고 있다. 하지만 이러한 토양개량·복원공법은 지속적인 경작활동과 ...
국내 폐금속광산 환경관리에 있어서 조사 및 평가는 환경부에서 수행하고 정화 및 복원은 산업통상자원부(한국광해관리공단)에서 수행하고 있다. 특히, 폐금속광산 주변 농경지 오염토양의 경우 안정화제를 이용한 토양개량·복원공법을 주로 적용하고 있으며 안정화제로는 석회석, 제강슬래그, 마그네타이트 및 레드머드 등을 활용하고 있다. 하지만 이러한 토양개량·복원공법은 지속적인 경작활동과 기상현상 등에 의해 재오염될 수 있으며 안정화제에 대한 장기적인 효율검증이 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 비소 및 중금속으로 오염된 폐금속광산과 비소로 오염된 제련소 주변 토양을 대상으로 컬럼실험을 수행하여 안정화제 혼합비율에 따른 안정화효율과 지속성에 대해 평가하고자 하였다. 연구결과를 도출하기 위하여 배치실험과 컬럼실험으로 구분하여 실험을 진행하였고 컬럼실험은 배치실험 결과를 활용하여 안정화제 혼합 비율을 선정하였다. 실험에 사용된 안정화제는 국내 폐금속광산 비소 및 중금속 오염토양에 주로 적용되는 입상석회석과 비소 오염토양에 적용하는 제강슬래그를 활용하였다. 또한, 안정화 효율을 평가하기 위하여 추가적으로 연속추출실험을 수행하여 비소 및 중금속의 존재형태를 확인하였다. 배치실험은 오염토양에 입상석회석과 제강슬래그를 각각 0.5%, 1%, 3% 및 5% 비율로 혼합하였으며, 안정화제 혼합 토양과 증류수 비율을 1:5로 하여 48시간(1hr, 6hr, 12hr, 24hr, 36hr 및 48hr)동안 교반하였다. 컬럼실험은 배치실험 결과를 활용하여 안정화제 혼합비율을 선정하였으며, 인공산성강우를 이용하여 69일 동안 실험을 진행하였고 일정간격으로 침출수를 추출하여 pH, TDS, EC, ORP, 비소 및 중금속 등을 분석하였다. 배치실험 결과, 석회석을 적용한 은곡광산 농경지 오염토양에서는 석회석 5%가 가장 높은 안정화 효율을 보였으나, 1% 및 3%와 큰 차이가 없는 것으로 확인되었고 제강슬래그를 적용한 A제련소의 비소로 오염된 농경지 토양의 경우 1%와 3%에서 효율이 높은 것으로 평가되었다. 배치실험 결과를 활용하여 석회석과 제강슬래그를 각각 1%와 3%를 적용하여 컬럼실험을 수행하였다. 그 결과, 은곡광산의 경우 비소는 석회석 1%와, 3%에서 각각 18% 및 13%의 안정화효율을 보이고 있고, 카드뮴은 27% 및 37%, 구리는 64% 및 63%, 납은 13% 및 34%, 아연은 60% 및 69%의 안정화효율을 확인할 수 있었다. A제련소 시료의 경우 비소는 제강슬래그 3%에서 11%의 안정화효율을 보였으나 제강슬래그 1%에서는 시간이 지날수록 무처리(Control) 시료에 비해 더 많은 양의 비소가 용출되는 특징을 보였다. 이와 더불어 컬럼실험 후 수행한 연속추출결과, 은곡광산 주변 농경지 오염토양의 비소, 구리 및 납에서는 큰 변화가 없었지만, 카드뮴과 아연에서 잔류성 형태로 전환된 특징을 보였다. 또한, A제련소의 비소 오염토양의 경우 화학적 존재형태에 큰 변화는 없었지만 무처리(Control) 시료에 비해 결정질형태가 잔류성형태로 전환되는 특징을 보이고 있다. 이러한 결과를 종합하면 석회석은 중금속에 따라 안정화 효율정도가 다르긴 하였지만, 중금속에 대한 안정화 효율을 확인할 수 있었고 경제성을 고려할 때 1%를 적용하는 것이 적절할 것으로 판단되었다. 또한 제강슬래그를 적용한 비소오염토양에서는 높은 안정화효율을 기대할 수 없었으며, 안정화제 혼합비율이 적절하지 않을 경우 오히려 더 많은 양의 비소가 용출될 수 있는 개연성이 있는 것으로 평가되었다. 더불어 69일 장기간 동안 실험으로 컬럼이 안정적으로 지속되는 것을 보면 10일 이내 용출될 수 있는 중금속이 대부분 용출되었고, 그 이후 안정화된 상태를 유지하고 있음을 확인할 수 있었다.
국내 폐금속광산 환경관리에 있어서 조사 및 평가는 환경부에서 수행하고 정화 및 복원은 산업통상자원부(한국광해관리공단)에서 수행하고 있다. 특히, 폐금속광산 주변 농경지 오염토양의 경우 안정화제를 이용한 토양개량·복원공법을 주로 적용하고 있으며 안정화제로는 석회석, 제강슬래그, 마그네타이트 및 레드머드 등을 활용하고 있다. 하지만 이러한 토양개량·복원공법은 지속적인 경작활동과 기상현상 등에 의해 재오염될 수 있으며 안정화제에 대한 장기적인 효율검증이 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 비소 및 중금속으로 오염된 폐금속광산과 비소로 오염된 제련소 주변 토양을 대상으로 컬럼실험을 수행하여 안정화제 혼합비율에 따른 안정화효율과 지속성에 대해 평가하고자 하였다. 연구결과를 도출하기 위하여 배치실험과 컬럼실험으로 구분하여 실험을 진행하였고 컬럼실험은 배치실험 결과를 활용하여 안정화제 혼합 비율을 선정하였다. 실험에 사용된 안정화제는 국내 폐금속광산 비소 및 중금속 오염토양에 주로 적용되는 입상석회석과 비소 오염토양에 적용하는 제강슬래그를 활용하였다. 또한, 안정화 효율을 평가하기 위하여 추가적으로 연속추출실험을 수행하여 비소 및 중금속의 존재형태를 확인하였다. 배치실험은 오염토양에 입상석회석과 제강슬래그를 각각 0.5%, 1%, 3% 및 5% 비율로 혼합하였으며, 안정화제 혼합 토양과 증류수 비율을 1:5로 하여 48시간(1hr, 6hr, 12hr, 24hr, 36hr 및 48hr)동안 교반하였다. 컬럼실험은 배치실험 결과를 활용하여 안정화제 혼합비율을 선정하였으며, 인공산성강우를 이용하여 69일 동안 실험을 진행하였고 일정간격으로 침출수를 추출하여 pH, TDS, EC, ORP, 비소 및 중금속 등을 분석하였다. 배치실험 결과, 석회석을 적용한 은곡광산 농경지 오염토양에서는 석회석 5%가 가장 높은 안정화 효율을 보였으나, 1% 및 3%와 큰 차이가 없는 것으로 확인되었고 제강슬래그를 적용한 A제련소의 비소로 오염된 농경지 토양의 경우 1%와 3%에서 효율이 높은 것으로 평가되었다. 배치실험 결과를 활용하여 석회석과 제강슬래그를 각각 1%와 3%를 적용하여 컬럼실험을 수행하였다. 그 결과, 은곡광산의 경우 비소는 석회석 1%와, 3%에서 각각 18% 및 13%의 안정화효율을 보이고 있고, 카드뮴은 27% 및 37%, 구리는 64% 및 63%, 납은 13% 및 34%, 아연은 60% 및 69%의 안정화효율을 확인할 수 있었다. A제련소 시료의 경우 비소는 제강슬래그 3%에서 11%의 안정화효율을 보였으나 제강슬래그 1%에서는 시간이 지날수록 무처리(Control) 시료에 비해 더 많은 양의 비소가 용출되는 특징을 보였다. 이와 더불어 컬럼실험 후 수행한 연속추출결과, 은곡광산 주변 농경지 오염토양의 비소, 구리 및 납에서는 큰 변화가 없었지만, 카드뮴과 아연에서 잔류성 형태로 전환된 특징을 보였다. 또한, A제련소의 비소 오염토양의 경우 화학적 존재형태에 큰 변화는 없었지만 무처리(Control) 시료에 비해 결정질형태가 잔류성형태로 전환되는 특징을 보이고 있다. 이러한 결과를 종합하면 석회석은 중금속에 따라 안정화 효율정도가 다르긴 하였지만, 중금속에 대한 안정화 효율을 확인할 수 있었고 경제성을 고려할 때 1%를 적용하는 것이 적절할 것으로 판단되었다. 또한 제강슬래그를 적용한 비소오염토양에서는 높은 안정화효율을 기대할 수 없었으며, 안정화제 혼합비율이 적절하지 않을 경우 오히려 더 많은 양의 비소가 용출될 수 있는 개연성이 있는 것으로 평가되었다. 더불어 69일 장기간 동안 실험으로 컬럼이 안정적으로 지속되는 것을 보면 10일 이내 용출될 수 있는 중금속이 대부분 용출되었고, 그 이후 안정화된 상태를 유지하고 있음을 확인할 수 있었다.
The survey and evaluation on abandoned metal mines in Korea are carried out by the Ministry of Environment, and clean-up and remediation on thoes mines are undertaken by the Ministry of Industry and Trade Resources(MIRECO). In case of contaminated agricultural soils around the mine, in particular, m...
The survey and evaluation on abandoned metal mines in Korea are carried out by the Ministry of Environment, and clean-up and remediation on thoes mines are undertaken by the Ministry of Industry and Trade Resources(MIRECO). In case of contaminated agricultural soils around the mine, in particular, methods using stabilizers are commonly used for remediation of the metal. Several stabilizers including limestone, steelslag, magnetite and red muds are applied in the contaminated soils. Thoes amendment methods, however, have some difficulties in long-term efficiency due to continuous cultivation and weather conditions. This study has focused on durability evaluation on stabilizers for As and heavy metals by column test in the Eungok mine and A smelting site. In order to examine the efficiency, both batch test and column test were carried out. In the tests, limestone for heavy metals and steelslag for As were selected. Sequential extraction methods, Tessier's for heavy metals and Wenzel's for As, were also included in this study. In the batch test, limestone and steelslag were mixed with contaminated soils in ratio of 0.5, 1, 3, and 5%. Then, mixed materials were agitated with 5times water during 48hours(sampled at 1, 6, 12, 24, 36 and 48hours). According to the batch test, mixing ratio of stabilizers was adapted in the column test. The column test was understanded at 69day with pH adjusted water(4.8∼5.8). During the times, chemical characteristics of effluents including pH, TDS, EC and ORP were measured at any time. Concentrations of As and heavy metals(Cd, Cu, Pb and Zn) were also measured by AAS. As a result of the batch test, mixing ratio of 5% with limestone was the most effective stabilization on tested soils for Eungok mine, while 1% and of steelslag were the best at A smelting site. In the viewpoint of efficiency and economics, this study was selected on 1% and 3% of limestone and steelslag for column test to understand durability of stabilization. Stability efficiencies of As in the Eungok mine were 18% and 13% by 1% and 3% limestones, respectively. The efficiencies of 27% and 37% for Cd, 64% and 63% for Cu 13% and 34% for Pb and 60% and 69% for Zn were found. The best efficiencies 11% of As in A smelting site was found in 3% of steelslag. According to sequential extraction in soils often column test, there was limited variation on chemical forms for As, Cu and Pb in Eungok mine. While Cd and Zn in the soils were existed in residual forms. In addition to A smelting site, there was no changes in chemical forms. Finally, this study can be concluded that 1% of limestone in the best mixing ration for stabilization of contaminated agricultural soils in the Eungok mine. In comparison with limestone, steelslag has limitation on highly contaminated soils of As especially in smelting site.
The survey and evaluation on abandoned metal mines in Korea are carried out by the Ministry of Environment, and clean-up and remediation on thoes mines are undertaken by the Ministry of Industry and Trade Resources(MIRECO). In case of contaminated agricultural soils around the mine, in particular, methods using stabilizers are commonly used for remediation of the metal. Several stabilizers including limestone, steelslag, magnetite and red muds are applied in the contaminated soils. Thoes amendment methods, however, have some difficulties in long-term efficiency due to continuous cultivation and weather conditions. This study has focused on durability evaluation on stabilizers for As and heavy metals by column test in the Eungok mine and A smelting site. In order to examine the efficiency, both batch test and column test were carried out. In the tests, limestone for heavy metals and steelslag for As were selected. Sequential extraction methods, Tessier's for heavy metals and Wenzel's for As, were also included in this study. In the batch test, limestone and steelslag were mixed with contaminated soils in ratio of 0.5, 1, 3, and 5%. Then, mixed materials were agitated with 5times water during 48hours(sampled at 1, 6, 12, 24, 36 and 48hours). According to the batch test, mixing ratio of stabilizers was adapted in the column test. The column test was understanded at 69day with pH adjusted water(4.8∼5.8). During the times, chemical characteristics of effluents including pH, TDS, EC and ORP were measured at any time. Concentrations of As and heavy metals(Cd, Cu, Pb and Zn) were also measured by AAS. As a result of the batch test, mixing ratio of 5% with limestone was the most effective stabilization on tested soils for Eungok mine, while 1% and of steelslag were the best at A smelting site. In the viewpoint of efficiency and economics, this study was selected on 1% and 3% of limestone and steelslag for column test to understand durability of stabilization. Stability efficiencies of As in the Eungok mine were 18% and 13% by 1% and 3% limestones, respectively. The efficiencies of 27% and 37% for Cd, 64% and 63% for Cu 13% and 34% for Pb and 60% and 69% for Zn were found. The best efficiencies 11% of As in A smelting site was found in 3% of steelslag. According to sequential extraction in soils often column test, there was limited variation on chemical forms for As, Cu and Pb in Eungok mine. While Cd and Zn in the soils were existed in residual forms. In addition to A smelting site, there was no changes in chemical forms. Finally, this study can be concluded that 1% of limestone in the best mixing ration for stabilization of contaminated agricultural soils in the Eungok mine. In comparison with limestone, steelslag has limitation on highly contaminated soils of As especially in smelting site.
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