장군광산은 과거 갱도채굴한 폐금속광산으로 위치는 $N36^{\circ}$ 51'31.59", $E129^{\circ}$ 03'38.91"에 위치하고 있다. 산사면에 적치해 놓은 광미 적치장은 상부에 오염되지 않은 토양으로 약 20 cm 정도 복토한 후 아카시아를 식재해 놓은 상태이다. 광미 적치장에 식재해 놓은 아카시아는 대략 15년생 정도이다. 광미 적치장에서 채취한 토양시료의 중금속 농도는 As (66.43-9325.34 mg/kg), Cd (0.96-1.09 mg/kg), Cu (16.90-57.60 mg/kg), Pb (57.33-945.67 mg/kg), Zn (154.48-278.61 mg/kg)으로 비오염 토양인 대조군의 As (38.98 mg/kg), Cd (0.42 mg/kg), Cu (10.26 mg/kg), Pb (8.21 mg/kg), Zn (46.74 mg/kg) 보다 훨씬 높다. 가장 오염도가 높은 토양에 식재된 아카시아의 잎에서의 As, Cd, Cu, Pb, Zn의 농도는 각각 165.95, 0.04, 10.68, 3.18, 48.11 mg/kg이다. 비오염 토양에 식재되어 있는 아카시아의 잎에서의 중금속 농도는 As 1.31mg/kg, Cu 3.90 mg/kg, Pb 0.22 mg/kg, Zn 11.01 mg/kg이다. 아카시아에서의 중금속의 농집도는 껍질과 잎에서 높으며 심재와 변재에서 낮은 경향을 나타낸다.
장군광산은 과거 갱도채굴한 폐금속광산으로 위치는 $N36^{\circ}$ 51'31.59", $E129^{\circ}$ 03'38.91"에 위치하고 있다. 산사면에 적치해 놓은 광미 적치장은 상부에 오염되지 않은 토양으로 약 20 cm 정도 복토한 후 아카시아를 식재해 놓은 상태이다. 광미 적치장에 식재해 놓은 아카시아는 대략 15년생 정도이다. 광미 적치장에서 채취한 토양시료의 중금속 농도는 As (66.43-9325.34 mg/kg), Cd (0.96-1.09 mg/kg), Cu (16.90-57.60 mg/kg), Pb (57.33-945.67 mg/kg), Zn (154.48-278.61 mg/kg)으로 비오염 토양인 대조군의 As (38.98 mg/kg), Cd (0.42 mg/kg), Cu (10.26 mg/kg), Pb (8.21 mg/kg), Zn (46.74 mg/kg) 보다 훨씬 높다. 가장 오염도가 높은 토양에 식재된 아카시아의 잎에서의 As, Cd, Cu, Pb, Zn의 농도는 각각 165.95, 0.04, 10.68, 3.18, 48.11 mg/kg이다. 비오염 토양에 식재되어 있는 아카시아의 잎에서의 중금속 농도는 As 1.31mg/kg, Cu 3.90 mg/kg, Pb 0.22 mg/kg, Zn 11.01 mg/kg이다. 아카시아에서의 중금속의 농집도는 껍질과 잎에서 높으며 심재와 변재에서 낮은 경향을 나타낸다.
Janggun mine (longitude $129^{\circ}$ 03'38.91" Latitude $36^{\circ}$ 51'31.59") had been operated as an underground mine for last few decades. As the part of the remediation process, the surface of tailing dump was covered with uncontaminated soil about 20 cm in depth and acac...
Janggun mine (longitude $129^{\circ}$ 03'38.91" Latitude $36^{\circ}$ 51'31.59") had been operated as an underground mine for last few decades. As the part of the remediation process, the surface of tailing dump was covered with uncontaminated soil about 20 cm in depth and acacia trees were planted. Heavy metal uptake of acacia from tailing soil has continued for the past 15 years. Heavy metal concentration ranges of tailing soil that contaminated with As (66.43-9325.34 mg/kg), Cd (0.96-1.09 mg/kg), Cu (16.90-57.60 mg/kg), Pb (57.33-945.67 mg/kg), and Zn (154.48-278.61 mg/kg) have higher than those of control soil As (38.98 mg/kg), Cd (0.42 mg/kg), Cu (10.26 mg/kg), Pb (8.21 mg/kg), Zn (46.74 mg/kg). The As, Cd, Cu, Pb and Zn concentrations of leaf of acacia in highly contaminated tailing dump were 165.95, 0.04, 10.68, 3.18, 48.11 mg/kg, respectively. The metal contents of leaf of acacia tree that obtained from uncontaminated control soil are 1.31 of As, 3.90 of Cu, 0.22 of Pb and 11.01 mg/kg of Zn. It was investigated that in the acacia tree, heavy metals such as As, Cu, Pb and Zn tend to be more highly concentrated in bark and leaf, compared with sapwood and heartwood.
Janggun mine (longitude $129^{\circ}$ 03'38.91" Latitude $36^{\circ}$ 51'31.59") had been operated as an underground mine for last few decades. As the part of the remediation process, the surface of tailing dump was covered with uncontaminated soil about 20 cm in depth and acacia trees were planted. Heavy metal uptake of acacia from tailing soil has continued for the past 15 years. Heavy metal concentration ranges of tailing soil that contaminated with As (66.43-9325.34 mg/kg), Cd (0.96-1.09 mg/kg), Cu (16.90-57.60 mg/kg), Pb (57.33-945.67 mg/kg), and Zn (154.48-278.61 mg/kg) have higher than those of control soil As (38.98 mg/kg), Cd (0.42 mg/kg), Cu (10.26 mg/kg), Pb (8.21 mg/kg), Zn (46.74 mg/kg). The As, Cd, Cu, Pb and Zn concentrations of leaf of acacia in highly contaminated tailing dump were 165.95, 0.04, 10.68, 3.18, 48.11 mg/kg, respectively. The metal contents of leaf of acacia tree that obtained from uncontaminated control soil are 1.31 of As, 3.90 of Cu, 0.22 of Pb and 11.01 mg/kg of Zn. It was investigated that in the acacia tree, heavy metals such as As, Cu, Pb and Zn tend to be more highly concentrated in bark and leaf, compared with sapwood and heartwood.
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문제 정의
, 1999). 광산 주변 농작물에 대한 중금속 흡수와 생태계에 미치는 영향에 대한 연구로 경산광산 부근의 수질, 토양 및 식생의 중금속 오염에 관한 지화학적 연구를 수행하였다. 연구 결과 비오염지역에 비해 수질시료의 경우 1.
본 연구에서는 장군광산 광미 적치장에 생장하고 있는 아카시아와 적치장 토양의 중금속 농도를 측정하여 토양으로부터 식물로의 중금속 전이 정도를 파악하고 중금속이 아카시아로 전이될 때 어떤 부위에 농집되는지 규명하고 오염토양 정화 시 식물을 이용할 경우 문제점에 대해 알아보고자 한다. 이를 위해 토양은 토양오염공정시험법에 준하여 분석하였으며, 아카시아는 껍질, 변재, 심재, 잎으로 구분하여 마이크로웨이브를 이용한 완전 분해 후 분석을 수행하였다.
제안 방법
광미 적치장에서 채취한 토양으로부터 식물시료인 아카시아로의 중금속 원소의 흡수정도를 알아보기 위하여 흡수 계수를 알아보았다(Table 3). 생물흡수계수(Biological Absorption Coefficient)는 토양으로부터 식물로 이동되는 원소의 함량을 토양 내 원소함량으로 나눈 값으로 토양에서 식물로 이동되는 중금속 원소의 흡수비를 나타낸다(Brooks, 1983).
아카시아나무의 상부는 껍질, 심재, 변재로 분리하는 것이 불가하여 전체를 하나의 시료로 제조하였다. 또한 대조군 시료도 전체적이 중금속 분포를 알아보는 목적이기 때문에 껍질, 변재, 심재로 구분하지 않고 각 부분을 하나의 시료로 제조하였다. 광미 적치장에서 채취한 3구루의 아카시아는 하단과 중단부을 껍질, 심재, 변재의 18개 시료 상단, 잎의 6개 시료로 구분하여 24개의 시료를 제조하였으며, 대조군은 하단, 중단, 상단, 잎으로 구분하여 4개의 시료로 총 28개의 식물시료를 준비하였다.
아카시아나무 시료의 경우 중금속분석을 위하여 분쇄한 시료 1 g을 microwave용 테프론 vessel에 넣고 고순도질산 19 ml를 첨가한 뒤 microwave의 추출프로그램을 사용하여 분해하였으며 최대온도가 180 ± 5 ℃가 되게 하였다. 분해가 끝난 용기를 식힌 뒤 0.45 ㎛로 여과한 시료를 희석하여 ICP-MS (Elan DRC-e)를 이용하여 분석하였다.
아카시아나무 시료 T-01, T-02, T-03, T-04는 각각 토양시료를 채취한 동일한 지점에서 채취하였으며, 하부(하단: lower), 중간(중단: middle), 상부(상단: upper), 잎(leaf)으로 구분하였다.
본 연구에서는 장군광산 광미 적치장에 생장하고 있는 아카시아와 적치장 토양의 중금속 농도를 측정하여 토양으로부터 식물로의 중금속 전이 정도를 파악하고 중금속이 아카시아로 전이될 때 어떤 부위에 농집되는지 규명하고 오염토양 정화 시 식물을 이용할 경우 문제점에 대해 알아보고자 한다. 이를 위해 토양은 토양오염공정시험법에 준하여 분석하였으며, 아카시아는 껍질, 변재, 심재, 잎으로 구분하여 마이크로웨이브를 이용한 완전 분해 후 분석을 수행하였다.
토양시료는 유기물 및 상부 토양을 제거하고 약 30 cm 깊이에서 채취하였다. 채취한 토양시료를 실험실로 운반 및 풍건시켜 눈금간격 0.15 mm (100 mesh)로 체거름한 시료를 분석용 시료로 하였다.
토양시료의 경우 중금속분석을 위하여 건조 및 체거름이 완료된 시료를 1 g 정량하여 microwave vessel에 넣어 왕수로 분해하였으며 분해가 완료된 용기는 식힌 뒤 여과하여 이를 ICP-AES (Agilent, 720Series) 및 AAS(SpectrAA-220FS)를 활용하여 중금속 함량 분석을 실시하였다.
대상 데이터
또한 대조군 시료도 전체적이 중금속 분포를 알아보는 목적이기 때문에 껍질, 변재, 심재로 구분하지 않고 각 부분을 하나의 시료로 제조하였다. 광미 적치장에서 채취한 3구루의 아카시아는 하단과 중단부을 껍질, 심재, 변재의 18개 시료 상단, 잎의 6개 시료로 구분하여 24개의 시료를 제조하였으며, 대조군은 하단, 중단, 상단, 잎으로 구분하여 4개의 시료로 총 28개의 식물시료를 준비하였다. 토양은 아카시아가 식재되어있는 지점에서 4개의 시료를 준비하였다.
T-04는 오염되지 않은 토양에서 채취한 아카시아나무의 시료로 나무의 크기는 광미 적치장에 식재되어있는 것과 유사하다. 광미 적치장에서 채취한 아카시아나무는 하부와 중간부분은 껍질(bark), 변재(sapwood), 심재(heartwood)로 분리하여 시료를 준비하였다(Fig. 1). 아카시아나무의 상부는 껍질, 심재, 변재로 분리하는 것이 불가하여 전체를 하나의 시료로 제조하였다.
본 연구 지역은 장군광산 광미 적치장으로 경상북도 봉화군 재산면 갈산리 및 소천면 서천리 일대에 위치하고 있으며, 지리좌표 E129°03'38.91", N 36°51'31.59"에 위치한다.
본 연구를 위해 광미 적치장 사면을 따라 아카시아 나무와 그 주변 토양을 함께 채취하였으며, 대조군으로 광산과 관련이 없는 비오염 지역에서 채취하였다. 토양시료의 경우 토양시료 내 중금속 농도와 아카시아나무 시료 내 중금속 농도의 상관성을 알아보기 위해 아카시아나무 채취 지점 주변 토양 S-01, S-02, S-03를 채취하였으며, 대조군으로 비오염 토양 S-04를 준비하였다.
토양 시료는 광미 적치장에 식재된 아카시아의 중금속 흡착의 연관성을 파악하기 위하여 아카시아 나무 시료를 채취한 지점과 동일한 곳에서 채취하였다. 토양시료는 상부 토양을 제거하고 약 30 cm 깊이에서 채취하여 자연 건조시킨 후 눈금간격 0.
토양시료는 광미 적치장 경사면을 따라 아래쪽(S-01), 중간부근(S-02), 위쪽(S-03) 지점에서 채취하였으며 비오염 지역에서 채취한 대조 시료는 S-04이다. Al의 경우 S-02 시료가 약간 높게 나타나지만 S-01, S-03 및 대조군의 함량 차이가 크지 않다.
토양 시료는 광미 적치장에 식재된 아카시아의 중금속 흡착의 연관성을 파악하기 위하여 아카시아 나무 시료를 채취한 지점과 동일한 곳에서 채취하였다. 토양시료는 상부 토양을 제거하고 약 30 cm 깊이에서 채취하여 자연 건조시킨 후 눈금간격 0.15 mm (100 mesh)로 체거름 한 시료를 분석용 시료로 준비하였다.
토양시료의 경우 토양시료 내 중금속 농도와 아카시아나무 시료 내 중금속 농도의 상관성을 알아보기 위해 아카시아나무 채취 지점 주변 토양 S-01, S-02, S-03를 채취하였으며, 대조군으로 비오염 토양 S-04를 준비하였다. 토양시료는 유기물 및 상부 토양을 제거하고 약 30 cm 깊이에서 채취하였다. 채취한 토양시료를 실험실로 운반 및 풍건시켜 눈금간격 0.
본 연구를 위해 광미 적치장 사면을 따라 아카시아 나무와 그 주변 토양을 함께 채취하였으며, 대조군으로 광산과 관련이 없는 비오염 지역에서 채취하였다. 토양시료의 경우 토양시료 내 중금속 농도와 아카시아나무 시료 내 중금속 농도의 상관성을 알아보기 위해 아카시아나무 채취 지점 주변 토양 S-01, S-02, S-03를 채취하였으며, 대조군으로 비오염 토양 S-04를 준비하였다. 토양시료는 유기물 및 상부 토양을 제거하고 약 30 cm 깊이에서 채취하였다.
광미 적치장에서 채취한 3구루의 아카시아는 하단과 중단부을 껍질, 심재, 변재의 18개 시료 상단, 잎의 6개 시료로 구분하여 24개의 시료를 제조하였으며, 대조군은 하단, 중단, 상단, 잎으로 구분하여 4개의 시료로 총 28개의 식물시료를 준비하였다. 토양은 아카시아가 식재되어있는 지점에서 4개의 시료를 준비하였다.
성능/효과
대조군 시료는 Al과 Fe의 농도가 광미 적치장 시료와 비슷하지만 그 외 중금속의 농도는 아주 낮은 값을 나타낸다. 각 시료에서 Al과 Fe는 광미에 오염되었을 가능성도 있지만 대조군에서도 높은 값을 나타내는 것으로 보아 배경치에 의한 영향이 큰 것으로 판단된다.
광미 적치장에서 채취한 토양의 중금속 농도는 오염되지 않은 토양에 비해 훨씬 높은 값을 나타내며, 광미 적치장에 식재된 아카시아 나무의 중금속 농도는 대조군에 비해 특정 부위에 높은 중금속 농집도를 나타낸다. 대부분의 중금속은 아카시아의 껍질과 잎에 농집되는 경향을 보이며 변재와 심재는 껍질에 비해 아주 낮은 값을 나타낸다.
, 2007). 본 연구에서의 아카시아에서의 납의 농도는 0.10-20.16 ㎎/㎏으로 광미 적치장에서 식재된 위치에 따라 Pb의 영향을 받을 수 있을 것으로 판단된다.
연구 결과 비오염지역에 비해 수질시료의 경우 1.5∼3배 높게 나타났으며 토양시료의 경우 2∼10배 정도 높게 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
광물찌꺼기란 무엇인가?
광물찌꺼기는 선광⋅제련과정에 광체로부터 분리된 고운입자를 가진 광산 폐기물이며 유용광물을 생산하는 과정에 사용되는 수은, 아민, 시안 등 유해약품을 함유하는 광산지역 중금속 오염원 중 하나로 광물찌꺼기에 함유된 유해 중금속(As, Cr, Cd, Pb, Hg, 등)은 공기 중의 산소 및 물과 반응하여 주변지역의 지표수 및 지하수 그리고 토양 등의 오염원이 되고 있다. 광산 폐기물과 갱내수에 의해 광산주변 농경지는 쉽게 오염되며 오염된 농경지에서 생산된 농작물에서 중금속이 검출되며 이러한 농작물을 인간이 섭취함으로써 건강에 유해한 영향을 미칠 수 있다(Park et al.
광물찌꺼기에 함유된 유해 중금속의 문제점은?
광물찌꺼기는 선광⋅제련과정에 광체로부터 분리된 고운입자를 가진 광산 폐기물이며 유용광물을 생산하는 과정에 사용되는 수은, 아민, 시안 등 유해약품을 함유하는 광산지역 중금속 오염원 중 하나로 광물찌꺼기에 함유된 유해 중금속(As, Cr, Cd, Pb, Hg, 등)은 공기 중의 산소 및 물과 반응하여 주변지역의 지표수 및 지하수 그리고 토양 등의 오염원이 되고 있다. 광산 폐기물과 갱내수에 의해 광산주변 농경지는 쉽게 오염되며 오염된 농경지에서 생산된 농작물에서 중금속이 검출되며 이러한 농작물을 인간이 섭취함으로써 건강에 유해한 영향을 미칠 수 있다(Park et al., 2001; Liu et al.
광물찌꺼기에 함유된 유해 중금속은 무엇이 있는가?
광물찌꺼기는 선광⋅제련과정에 광체로부터 분리된 고운입자를 가진 광산 폐기물이며 유용광물을 생산하는 과정에 사용되는 수은, 아민, 시안 등 유해약품을 함유하는 광산지역 중금속 오염원 중 하나로 광물찌꺼기에 함유된 유해 중금속(As, Cr, Cd, Pb, Hg, 등)은 공기 중의 산소 및 물과 반응하여 주변지역의 지표수 및 지하수 그리고 토양 등의 오염원이 되고 있다. 광산 폐기물과 갱내수에 의해 광산주변 농경지는 쉽게 오염되며 오염된 농경지에서 생산된 농작물에서 중금속이 검출되며 이러한 농작물을 인간이 섭취함으로써 건강에 유해한 영향을 미칠 수 있다(Park et al.
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