이 연구의 목적은 국내의 휴폐광 금속광산의 중금속 오염을 종합적으로 평가하는 것이다. 그 동안 정부와 지방자치단체 및 개별 연구자에 의해 이루어진 휴폐광 금속광산의 중금속 오염도를 종합적으로 조사한 결과, 주요 오염물질은 광미를 포함한 광산폐기물이었다. 이들로부터 다양한 유독성 물질, 특히 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn 등이 바람과 물에 의해 하부 수계로 이동되어 환경문제를 일으키고 있다. 그 결과 많은 광산들 주변에서 다량의 As 및 중금속이 검출되었으며, 일부는 토양환경보전법의 우려기준 및 대책기준을 초과하고 있다. 초과 항목 중에서는 비소의 초과 빈도가 가장 높았으며 그 다음으로 Cd, Cu, Pb, Zn 등의 오염 빈도도 높은 편이었다. 국가에서 지속적인 광해방지사업을 시행함에도 불구하고 아직도 많은 광산에서 오염물질이 배출되고 있는 실정이다. 특히, 다양한 추출법을 적용하여 오염물질의 추출량을 조사한 결과, 광미 및 토양은 지구화학적 특성을 잘 반영하고 있다. 종합적으로 볼 때, 정부주도로 휴폐광산의 관리를 위한 전담기구의 설치가 필요하다.
이 연구의 목적은 국내의 휴폐광 금속광산의 중금속 오염을 종합적으로 평가하는 것이다. 그 동안 정부와 지방자치단체 및 개별 연구자에 의해 이루어진 휴폐광 금속광산의 중금속 오염도를 종합적으로 조사한 결과, 주요 오염물질은 광미를 포함한 광산폐기물이었다. 이들로부터 다양한 유독성 물질, 특히 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn 등이 바람과 물에 의해 하부 수계로 이동되어 환경문제를 일으키고 있다. 그 결과 많은 광산들 주변에서 다량의 As 및 중금속이 검출되었으며, 일부는 토양환경보전법의 우려기준 및 대책기준을 초과하고 있다. 초과 항목 중에서는 비소의 초과 빈도가 가장 높았으며 그 다음으로 Cd, Cu, Pb, Zn 등의 오염 빈도도 높은 편이었다. 국가에서 지속적인 광해방지사업을 시행함에도 불구하고 아직도 많은 광산에서 오염물질이 배출되고 있는 실정이다. 특히, 다양한 추출법을 적용하여 오염물질의 추출량을 조사한 결과, 광미 및 토양은 지구화학적 특성을 잘 반영하고 있다. 종합적으로 볼 때, 정부주도로 휴폐광산의 관리를 위한 전담기구의 설치가 필요하다.
The objective of this study is to review of environmental assessment of heavy metals derived from various metalliferous mines in Korea. As a results of national wide research for heavy metal contaminations in the vicinity of metalleferous mines, the main contaminants are mine waste materials includi...
The objective of this study is to review of environmental assessment of heavy metals derived from various metalliferous mines in Korea. As a results of national wide research for heavy metal contaminations in the vicinity of metalleferous mines, the main contaminants are mine waste materials including tailings. From the materials, toxic elements including As, Cd, Cu, Pb and Zn can be dispersed into downstream through wind and water. Thus, soils around the mines contain elevated levels of those elements, which are over the guide values for environmental regulation of soils in Korea. Arsenic is one of the most important elements contaminated by mining activities, to a less extent, Cd, Cu, Pb and Zn. In spite of remediation works for some metal mines by the government, there are still lots of abandoned mines which are necessary for reclamation of mining sites. This study also includes that metal concentrations in soils and tailings can be varied upon various decomposition methods including 0.1N HC1 and aqua regia and sequential extraction scheme, with differences in each element, too. This may be due to geochemical characteristics of the elements, such as solubility, mobility and chemical forms in the geochemical environment. Finally, it is suggested that a certain organization should be runned by Korean government for management of abandoned mines.
The objective of this study is to review of environmental assessment of heavy metals derived from various metalliferous mines in Korea. As a results of national wide research for heavy metal contaminations in the vicinity of metalleferous mines, the main contaminants are mine waste materials including tailings. From the materials, toxic elements including As, Cd, Cu, Pb and Zn can be dispersed into downstream through wind and water. Thus, soils around the mines contain elevated levels of those elements, which are over the guide values for environmental regulation of soils in Korea. Arsenic is one of the most important elements contaminated by mining activities, to a less extent, Cd, Cu, Pb and Zn. In spite of remediation works for some metal mines by the government, there are still lots of abandoned mines which are necessary for reclamation of mining sites. This study also includes that metal concentrations in soils and tailings can be varied upon various decomposition methods including 0.1N HC1 and aqua regia and sequential extraction scheme, with differences in each element, too. This may be due to geochemical characteristics of the elements, such as solubility, mobility and chemical forms in the geochemical environment. Finally, it is suggested that a certain organization should be runned by Korean government for management of abandoned mines.
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문제 정의
아직도 추출법에 대한 논의는 계속 이루어지고 있으며, 어떤 방법이 더욱 효과적인가에 대해서는 논쟁이 있을 수 있으므로 이는 추후에 논의하기로 하며, 그동안 휴/폐광산의 광미, 토양 등을 채취하여 0.1N HCl과 왕수로 추출한 시료들의 상관성에 대해 논의하고자 한다. Table 5는 그동안 국내의 대표적인 65개의 광산 주변에서 채취한 총 286개의 시료에 대한 산가용성침출법과 왕수분해법으로 추출한 시료의 Cd, Cu, Pb 및 Zn의 함량비를 조사한 결과이다.
향후 이들에 대한 종합적인 고찰과 환경영향 분석이 이루어져야 할 것으로 판단된다. 이 논문에서는 저자가 그동안 국내의 광산에 대한 조사 결과와 환경부에서 1997년도부터 실시하고 있는 폐금속광산 실태조사의 결과를 바탕으로 국내의 금속광에 대한 종합적인 오염도를 평가하고자 한다.
이 연구에서는 국내의 폐금속광에 대한 종합적인 환경문제를 고찰하고자 하였다. 그동안 이루어진 폐금속광산의 환경오염도에 대한 자료를 기초로 다음과 같은 결론을 도출하였다.
이 연구에서는 휴/폐광 금속광산을 대상으로 그동안 국내에서 이루어진 환경오염의 조사, 분석 및 평가 결과를 종합적으로 정리하여 현재 휴/폐광 금속광산이 갖고 있는 문제점을 도출하고 이를 해결하기 위한 방안을 중심으로 기술하고자 한다.
제안 방법
국내에서 대표적인 광미적치장인상동중석광산의 구폐재댐의 경우, 그 양이 4백만톤에 이르고 있으며 댐의 높이도 약 40미터에 이른다. 이 광미적치장의 광미를 대상으로 21미터까지 시추하여 50cm 간격으로 시료를 채취하여 0.1N HCl과 왕수로 분해하여 화학분석한 결과 중에서 대표적인 시료의 Cd 과 Cu에 대한 자료를 Fig. 2에 도시하였다. 그림에서 보는 바와 같이 0.
대상 데이터
즉, 각 지방자치단체에서 조사한 오염가능광산을 종합하여 총 158개 중점관리대상을 선정하여 이들에 대한 정밀조사가 연차적으로 수행되었다. 세부적으로는 1997년도부터 시작하여 20001까지 각 지방환경청을 중심으로 매년 10 여개 광산을 대상으로 1.64~1.80억원의 예산으로 총 42개 광산에 대한 세부적인 환경오염도를 조사, 분석하였다（이 과정에서 158개 중점관리대상 광산 중에서 경남 고성군의 성지광산 및 경남 거창군의 천세광산은 미확인으로 조사되지 못했으며 대신에 강원도 홍천의 방골광산을 추가로 조사함）. 이를 기준으로 매년 2~3개의 우선 복원 대상 광산을 선정하여 복원사업이 이루어졌다.
금속광산에 대한 종합적인 고찰은 주로 환경부의 폐금속광산 실태조사로 이루어졌다（환경부, 1998; 1999;2000; 2001; 2002; 2003）. 즉, 각 지방자치단체에서 조사한 오염가능광산을 종합하여 총 158개 중점관리대상을 선정하여 이들에 대한 정밀조사가 연차적으로 수행되었다. 세부적으로는 1997년도부터 시작하여 20001까지 각 지방환경청을 중심으로 매년 10 여개 광산을 대상으로 1.
성능/효과
1N HCl로 추출한 시료의 경우에는 심부로 갈수록 원소의 함량이 감소하고 있으며, 왕수로 분해한 시료는 심도에 따라 증가되는 양상을 보인다. 0.1N HCL로 추출한 원소의 함량이 감소되는 것은 심부로 가면서 환원환경이 조성되어 중금속이 황화물 등으로 침전되면서 이동도가 낮아지는 결과로 판단되며, 상부에서 하부로의 원소 이동과 침전 등에 의해 안정화된 금속의 농도가 높아지면서 왕수로 추출되는 금속의 양이 증가하는 것으로 판단된다. 그 결과 이들의 비율은 심부로 가면서 증가되는 양상을 보인다.
1. 국내에는 총 906개의 폐광산이 산재되어 있으며 이들 중에서 90% 이상이 휴광 또는 폐광상태로로 적절한 복원 시설이 없이 방치되어 주변의 농경지 및 수계의 오염원으로 존재한다.
2. 폐광산을 대상으로 오염도를 조사한 연구 결과들을 종합하면, 국내에서는 금은광산의 비율이 가장 높으며, 토양오염 우려 또는 대책기준을 초과하는 광산들 중에서 가장 많은 빈도를 차지하는 초과 항목 원소는 As이며, 이외에 Cd, Cu 등의 오염도가 높은 것으로 조사되었다. 다만 2002년도 이전의 경우 Zn에 대한 환경기준이 설정되지 않아 자세히 파악할 수는 없지만 국내의 대표적인 폐금속광 광미를 분석한 결과, 대부분의 광산에서 Zn의 함량이 토양오염 우려 및 대책기준을 초과하였다.
3. 원소의 추출법에 따른 함량을 상호 비교하기 위하여 0.1N HCl로 추출한 시료의 원소함량을 왕수로 분해한 시료의 원소함량으로 나누어 구한 주줄율에서 Cd와 Zn이 Cu와 Pb에 비해 높은 추출율을 보여 지구 화학적 특성을 잘 반영한 결과를 얻었다.
, 2001), 국내의 광미 대부분은 다량의 중금속을 함유한 것으로 조사되었다(Eble 4). 특히 광화작용에 따른 광상의 분류를 통해, 1) 탄산염을 함유한 열수맥상광상형 금은광산, 2) 황화물을 포함한 열수맥상광상형 금은광산, 3) 열수교대형 광상, 4) 스카른형 광상 및 5) 기타로 구분하여 광미의 오염도를 조사한 결과, 황화물을 포함한 열수맥상형의 금은광산에서 다량의 중금속이 금출되었으며 2002년도부터 적용된 Zn의 경우 17개 광산 중에서 천보, 덕곡, 함안, 서교 및 태창광산을 제외한 12개 광산에서 모두 토양 오염 우려기준을 초과하였으며, 이 중에서 대책기준인 700 ㎎/㎏을 초과한 광산도 병사, 청양, 다덕, 은치, 금장, 고명, 구봉, 임천, 삼광 및 송천광산 등 9개 광산으로 조사되었다. 이러한 결과를 종합하면, 국내에 산재 되어 있는 휴/폐광 금속광산이 토양 및 주변 수계의 중요한 중금속 오염원임을 알 수 있다.
Table 5는 그동안 국내의 대표적인 65개의 광산 주변에서 채취한 총 286개의 시료에 대한 산가용성침출법과 왕수분해법으로 추출한 시료의 Cd, Cu, Pb 및 Zn의 함량비를 조사한 결과이다. 시료에 따라 다소 편차는 있지만 지구화학적 환경에서 상대적으로 이동 도가 높은 Cd과 Zn의 추출율(0.1N 염산 추출 함량/ 왕수 추출 함량)이 이동도가 낮은 Pb 및 Cu에 비해 높은 것으로 조사되었으며, 평균적으로 Cd과 Zne 약 20%, Cu와 Pb는 약 15% 전후로 조사되었다. 이러한 결과는 시료의 화학적 존재형태에 따라 다소 차이가 있지만 전체적인 경향은 충분히 파악할 수 있을 것으로 판단된다.
(1979) 등에서 자세히 소개된 바 있다. 이 방법을 적용한 대표적인 연구 결과에 의하면, 광미에 함유된 중금속의 많은 부분은 잔류결합형 또는 황화물과 유기물과의 결합형태로 보이고 있다. 다만 주변의 환경이 다량의 황화물을 포함하고 있는 경우에는 이동성이 높은 교환형 (exchangeable fraction)으로 존재하고 있어 이들에 대한 지속적인 관리가 요구되기도 한다(Jung et al.
특히 광화작용에 따른 광상의 분류를 통해, 1) 탄산염을 함유한 열수맥상광상형 금은광산, 2) 황화물을 포함한 열수맥상광상형 금은광산, 3) 열수교대형 광상, 4) 스카른형 광상 및 5) 기타로 구분하여 광미의 오염도를 조사한 결과, 황화물을 포함한 열수맥상형의 금은광산에서 다량의 중금속이 금출되었으며 2002년도부터 적용된 Zn의 경우 17개 광산 중에서 천보, 덕곡, 함안, 서교 및 태창광산을 제외한 12개 광산에서 모두 토양 오염 우려기준을 초과하였으며, 이 중에서 대책기준인 700 ㎎/㎏을 초과한 광산도 병사, 청양, 다덕, 은치, 금장, 고명, 구봉, 임천, 삼광 및 송천광산 등 9개 광산으로 조사되었다. 이러한 결과를 종합하면, 국내에 산재 되어 있는 휴/폐광 금속광산이 토양 및 주변 수계의 중요한 중금속 오염원임을 알 수 있다.
후속연구
그 결과 이들의 비율은 심부로 가면서 증가되는 양상을 보인다. 이러한 연구의 결과는 국내의 일부 광미적치장의 오염물질 처리를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
이러한 문제점을 인식하여 국가에서도 환경부, 산업 자원부 및 농림부 등 광해의 복구와 직접 또는 간접적 으로 관련이 있는 부처와 지방자치단체를 중심으로 광해방지사업을 추진하기 위한 법안이 입법 예고되어 있으며, 토양환경보전법과 시행령 및 시행규칙이 일부 개정될 예정으로 있다. 특히 광해방지를 위한 국가의 전담기관이 조직되면 그동안 산발적으로 이루어진 광해의 조사, 분석, 평가, 복구 및 정화 등에 이르는 종합 적인 역할을 수행함으로써 국내 광산환경 분야의 사업 발전에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다.
이를 기초로 미국에서 현재 상용화 단계에 있는 토양 및 지하수에서의 Pb, 3 As, Zn, Cd, Cu, Hg(참고로 이 순서는 미국 super-fund site 중에서 오염의 정도가 높음) 처리를 위한 적용기술도를 Table 7에 요약하였다(Evanko and Dzombak, 1997). 표에서 보는 바와 같이 다양한 종류의 기술이 알려져 있으며, 이들을 적절히 활용한다면 국내에도 충분히 적용될 수 있을 것으로 판단된다.
아직 이들에 대한 종합적인 연구 결과의 DB화가 이루어지지 않아 각각의 연구 결과로만 여러 학회지, 보고서 및 연구 결과로 발표되고 있다. 향후 이들에 대한 종합적인 고찰과 환경영향 분석이 이루어져야 할 것으로 판단된다. 이 논문에서는 저자가 그동안 국내의 광산에 대한 조사 결과와 환경부에서 1997년도부터 실시하고 있는 폐금속광산 실태조사의 결과를 바탕으로 국내의 금속광에 대한 종합적인 오염도를 평가하고자 한다.
즉, 시료의 전처리에 대한 논의가 계속되고 있으며, 분석을 위한 전처리에 많은 시간과 노력이 필요하다. 향후, 이에 대한 통일된 방안이 추진될 것으로 판단된다.
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