[논문]장군광산 갱내수와 침출수의 지화학적 및 침전물의 특성 연구

김준영; 장윤득; 김영훈; 김정진

doi:10.9727/jmsk.2014.27.3.125

장군광산 갱내수와 침출수의 지화학적 및 침전물의 특성 연구
Characteristics of Precipitates and Geochemistry of Mine and Leachate Water in Janggun Mine 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.27 no.3, 2014년, pp.125 - 134

김준영 (한국시설안전공단) , 장윤득 (경북대학교 지질학과) , 김영훈 (안동대학교 환경공학과) , 김정진 (안동대학교 지구환경과학과)

초록
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경도 $E129^{\circ}$ 03' 40", 위도 $N36^{\circ}$ 51' 19"에 위치한 장군광산은 과거에 갱도채굴을 하였으며 현재에는 갱구와 광미로부터 갱내수와 침출수가 유출되고 있다. 갱내수와 침출수의 pH 값의 범위는 6.81-9.59로 중성내지 약염기성을 나타낸다. 주요 양이온과 음이온의 농도 범위는 Mg (6.70-129.80 mg/L), Ca (289.29-661.02 mg/L), Mn (4.74-14.38 mg/L), $SO{_4}^{2-}$ (1205.00-2448.69 mg/L) 등이다. 하천바닥에 침전된 황갈색의 침전물은 결정도가 아주 낮은 2-line 페리하이드라이트($Fe_2O_3{\cdot}0.5H_2O$로 구성되어 있다. 주사전자현미경 관찰결과 $0.1{\mu}m$ 정도의 구형의 미세입자로 구성되어 있으며 에너지분산분광분석에 의한 반정량 결과 주 구성원소는 Fe이며 그 외 소량의 Mn, Ca, Si, As 등을 포함하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Janggun mine (Longitude $E129^{\circ}$ 03' 40", Latitude $N36^{\circ}$ 51' 19") was once operated as an underground mine and recently significant amount of mine and leachate water has been discharged from the mine adits and tailing dumps. Mine and leachate waters are characterized by neutral to weakly basic pH values (6.81-9.59). Major cations and anions have concentrations between 6.70-129.80 mg/L of Mg, 289.29-661.02 mg/L of Ca, 4.74-14.38 mg/L of Mn and 1205.00-2448.69 mg/L of $SO{_4}^{2-}$. Brownish yellow precipitates that found in the stream bottom consist of poorly crystallized 2-line ferrihydrite ($Fe_2O_3{\cdot}0.5H_2O$. Scanning electron microscope (SEM) photographs show that brownish yellow precipitates consisted of micro-sized granular particles of about $0.1{\mu}m$ in diameter. Semi-quantitative energy dispersive spectrometry (EDS) analyses show that these samples contained mainly Fe with minor Mn, Ca, Si and As.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한, 갱내수와 침출수가 흐르는 배수로에는 적갈색의 침전물이 형성되어 미관상 불쾌감을 주고 있다. 본 연구에서는 장군광산에서 배출되는 광산배수와 침전물에 대한 지화학적 및 광물학적 특성을 연구하여 광산배수의 지화학적 변화를 일으키는 요인과 하천 바닥에 생성되는 침전물의 생성과정을 밝히고자 한다.

제안 방법

갱내수와 침출수에 포함된 양이온의 정량분석은 Spectro사의 Flame Modula S와 Varian사의 SpectrAA 220FS를 이용하였다. 음이온은 Dionex사의 DX-600을 이용하여 분석하였다.
시료번호 1-5는 갱내수이며, 시료번호 6은 침출수이다. 갱내수와 침출수의 계절적 변화를 관찰하기 위하여 4월과 9월에 동일한 지점에서 채수를 실시하였다. 수질시료에 대한 채수 지점과 특징을 Table 1에 나타내었다.
미세구조와 형태, 구성성분의 정성 및 반 정량 분석을 위해 주사전자현미경(JEOL-JSM-6300 SEM & EDS) 관찰을 실시하였다.
침출수와 갱내수 시료는 각각 4월, 9월에 채수하였으며, 수질시료 채수 지점과 동일한 곳의 바닥에서 침전물 시료를 채취하였다. 시료 약 25 m 간격으로 채취를 하였으며, 갱내수와 침출수는 현장에서 pH, 온도, 전기전도도(EC) 등을 휴대용 측정기(HANNA HI9828)로 측정하였다. 채취한 수질시료는 0.
갱내수와 침출수에 포함된 양이온의 정량분석은 Spectro사의 Flame Modula S와 Varian사의 SpectrAA 220FS를 이용하였다. 음이온은 Dionex사의 DX-600을 이용하여 분석하였다.
장군광산에서 채취한 침전물과 광미의 광물 특성을 알아보기 위해 Rigaku사의 D/max 2,000을 이용하여 X-선회절분석(scanning time 1 sec, 2θ 3-80o, step 0.02, CuKα)과 포항가속기연구소의 8C2 빔라인 고해상도분말회절분석(scanning time 1 sec, step 0.02, 2θ 5-120°, λ=1.5490)으로 실험하였다.

대상 데이터

광미 시료는 침출수가 유출되는 광미 적치장 상부에서 채취하였으며, 풍건시킨 후 실험에 사용하였다.
본 연구지역인 장군광산은 경북 봉화군 재산면 갈산리에 소재 장군봉 일대에 위치하고 있으며, 지리 좌표 상으로는 경도 129:03:40.4, 위도 36:51:19.6, TM좌표 X: 383549.914, Y: 374964.035에 위치한다. 연구지역은 태백산맥 중에 있으며 동측에 장군봉(1135 m)과 일월산(1219 m)이 있어 이를 연결하는 표고 900 m의 산능선이 북측에서 동측으로 돌아 남측에 이르러 험준한 급경사(30-40°)의 산악을 이루며 서측에는 비교적 낮은 산들(700-800 m)로 둘러싸여 있다.
연구지역은 태백산맥 중에 있으며 동측에 장군봉(1135 m)과 일월산(1219 m)이 있어 이를 연결하는 표고 900 m의 산능선이 북측에서 동측으로 돌아 남측에 이르러 험준한 급경사(30-40°)의 산악을 이루며 서측에는 비교적 낮은 산들(700-800 m)로 둘러싸여 있다.
연구지역인 장군광산에는 갱구와 광미 적치장으로부터 유출되는 갱내수와 침출수가 인근 수계 및 토양 환경을 오염시킨다. 또한, 갱내수와 침출수가 흐르는 배수로에는 적갈색의 침전물이 형성되어 미관상 불쾌감을 주고 있다.
침출수와 갱내수 시료는 각각 4월, 9월에 채수하였으며, 수질시료 채수 지점과 동일한 곳의 바닥에서 침전물 시료를 채취하였다. 시료 약 25 m 간격으로 채취를 하였으며, 갱내수와 침출수는 현장에서 pH, 온도, 전기전도도(EC) 등을 휴대용 측정기(HANNA HI9828)로 측정하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	산업화가 가속됨에 따라 일어난 광업의 변화는?	20세기로 접어들면서 산업화가 가속됨에 따라 자원 소모량의 증가와 함께 무분별하게 자원을 개발하였으며, 1980년대 후반기에 우리나라의 산업구조의 변화와 에너지 소비형태의 변화, 광업의 경제성 감소 등으로 인하여 채광 활동이 위축되고 광산 경영의 비합리성으로 인하여 많은 광산들이 휴광 혹은 폐광을 하게 되었다.
	폐광산의 주요 오염원 중 가장 지속적인 것은?	폐광산의 주요 오염원 중에서 산성광산배수 (Acid Mine Drainage: AMD)는 가장 지속적으로 나타나는 심각한 광해문제의 하나이다. 산성광산배수는 광산지역 오염의 일반적인 형태로, 폐광석과광미와 같은 황화광물이 포함된 광산폐기물이 산소 및 물과 반응하여 산화되면서 발생한다.
	페리하이드라이트가 환경지질학에서 중요한 이유는?	페리하이드라이트는 환경지질학에서 중요하다. 왜냐하면 광산폐기물 환경에서 일반적으로 발생하고, 흡착 또는 유기화합물과 다양한 이온의 결합으로 공침물을 형성하기 때문이다(Jambor and Dutrizac, 1998).

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