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광해오염원 추적을 위한 낙동강 지역 퇴적물 및 하천수의 화학조성 연구
A Study on Chemical Compositions of Sediment and Surface Water in Nakdong River for Tracing Contaminants from Mining Activities 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.37 no.4, 2016년, pp.211 - 217  

김지윤 (이화여자대학교 과학교육과) ,  최의규 (한국광해관리공단 광해기술연구소) ,  백승한 (한국광해관리공단 광해기술연구소) ,  최혜빈 (이화여자대학교 과학교육과) ,  이정훈 (이화여자대학교 과학교육과)

초록
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낙동강에는 휴 폐광산의 관리 소홀로 인하여 광미, 광산폐기물, 침출수 등이 산재되어 있으며 여름철 집중 호우기 동안 이 같은 오염물들이 수계에 유입될 수 있다. 경상북도 봉화군 석포면에서 시작해 안동시 안동호 상류에 이르기까지 낙동강에 영향을 미칠 수 있는 광산은 총 105개로 금속광산 60개, 비금속 광산 45개에 달한다. 이를 확인하기 위해서 1년 동안 건기와 우기에 퇴적물, 배출수, 하천수를 채취하였다. 광산의 활동으로 낙동강 주변에 전반적으로 심각한 수준의 중금속 오염을 보이는 퇴적층이 산재해 있음을 확인했다(101개의 시료채취 지점 중 중금속농도를 바탕으로 한 오염지수 10 이상 지점 68개). 하천수 분석 결과에서는 승부, 삼보, 옥방, 장군 광산 등의 지류 시료에서 비소와 카드뮴 농도가 우기 때 증가하는 양상을 보였으며 광산의 배출수와 광미 퇴적층으로 인한 오염이 우려된다. 그러나 광미 퇴적층과 하천수의 화학조성만으로는 오염의 근원이 되는 광산의 유입정도를 분리해 내기 어렵고 이러한 문제는 광해 방지를 어렵게 한다. 광산 활동으로 인한 오염을 효과적으로 방지하기 위해서는 각 오염근원으로부터의 유입비를 분리해 낼 수 있어야 하는데, 그 방법으로써 안정동위원소를 사용하고 이를 통한 오염원 추적 분석 기술 개발에 대한 연구가 필요하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

There have been found mine tailings, wastes, and mining drainage scattered in the area of Nakdong River due to the improper maintenance of the abandoned mines. These contaminants can flow into rivers during the heavy rain periods in summer. Along the study area beginning Seokpo-myeon, Bonghwa-gun of...

주제어

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문제 정의

  • 하지만 언급된 연구방법을 적용하기 위해서는 연구지역 수계의 전반적인 기초조사가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 오염원 추적 기법의 개발을 위해 낙동강 전반에 걸쳐 강변에 퇴적되어 있는 광미와 하천수의 분석을 하고, 이 결과를 통해 광산으로 인한 오염의 정도와 주된 오염원을 파악하여 보고하고자 한다.
  • , 2001). 따라서 이 연구에서는 낙동강 전반에 걸쳐 강변에 퇴적된 광미 퇴적물의 중금속 농도를 분석했으며, 이를 통해 광산으로 인한 오염의 전반적인 양상을 확인하고 주된 오염원을 추정하고자 했다.
  • 1). 이 연구에서는 낙동강 본류 및 지류를 포함한 지역을 대상으로 광미 퇴적층과 하천수에 대한 분석을 수행하였다. 봉화군은 경상북도의 북단에 위치한 낙동강 발원지 인근지역으로 기반암은 대부분 선캠브리아기의 홍제사화강암과 분천화강편마암이며 부분적으로 석회암류, 장산규암, 율리층군, 그리고 화강암류 등을 포함한다.
  • 특히 광산지류가 합쳐지는 지점과 감입곡류 부근에서는 그 농도가 보다 높게 나타났다. 하천수 및 배출수의 분석에서도 광산 활동으로 인한 하천수의 중금속 오염 가능성을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
휴·폐광 후의 주변 환경에 대하여 대표적인 오염원이 된 것은 무엇인가? 우리나라의 광업 활동은 1980년대 후반의 경제성장과 이에 따른 산업구조 및 연료소비의 변화로 인해 축소되기 시작하였고, 광업이 침체됨에 따라 대다수의 가행 광산들은 휴·폐광을 하게 되었다. 휴·폐광 후 남아있는 갱수 및 폐수와 광미 등의 유출은 주변의 토양과 수계를 오염시키는 대표적인 오염원이되어왔다(Choi et al., 1998; Park et al.
오염 지수란 무엇인가? 오염 지수(Pollution Index, PI)는 각각의 시료에서 나온 여러 중금속 분석 값들을 하나의 단순화된 지표로 나타낸 것으로 광산으로 인한 중금속 오염 비교에 용이하게 사용되어왔다(Nimick and Moore, 1991). PI를 산출하는 방법은 연구자의 판단에 따라 다르지만, 기본적으로 PI는 토양 허용 금속 농도 기준치의 비율에 대한 평균으로 계산한다(Jung, 2001).
낙동강 주변을 중금속농도를 바탕으로 한 오염지수측정을 하였을 때 어떤 결과가 나왔는가? 광산의 활동으로 낙동강 주변에 전반적으로 심각한 수준의 중금속 오염을 보이는 퇴적층이 산재해 있음을 확인했다(101개의 시료채취 지점 중 중금속농도를 바탕으로 한 오염지수 10 이상 지점 68개). 하천수 분석 결과에서는 승부, 삼보, 옥방, 장군 광산 등의 지류 시료에서 비소와 카드뮴 농도가 우기 때 증가하는 양상을 보였으며 광산의 배출수와 광미 퇴적층으로 인한 오염이 우려된다. 그러나 광미 퇴적층과 하천수의 화학조성만으로는 오염의 근원이 되는 광산의 유입정도를 분리해 내기 어렵고 이러한 문제는 광해 방지를 어렵게 한다.
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참고문헌 (18)

  1. Budakoglu, M. and Pratt, L.M., 2005, Sulfur-isotope distribution and contamination related to the Balya Pb-Zn mine in Turkey. Environmental Geology, 47, 773-781. 

  2. Choi, S.W., Lee, C.H., and Jeong, H.C., 1998, Environmental geochemistry of soils and groundwater in the KongjudaeKeum mine area, Korea. Journal of the Korean Earth Science Society, 19(5), 549-564. 

  3. Crounse, R.G., Pories, W.J., Bray, J.T., and Mauer, R.L., 1983, Geochemistry and man; health and disease. In Thornton, I. (ed.), Applied environmental geochemistry, Academic Press, London, UK, 267-330. 

  4. Dold, B. and Fontbote, L., 2002, A mineralogical and geochemical study of element mobility in sulfide mine tailings of Fe oxide Cu-Au deposits from the Punta del Cobre belt, nothern Chile. Chemical Geology, 189(3), 135-163. 

  5. Jung, M.C., 2001, Heavy metal contamination of soils and waters in and around the Imcheon Au-Ag mine. Applied Geochemistry, 16(11), 1369-1375. 

  6. Jung, M.C. and Thornton, I., 1997, Environmental contamination and seasonal variation of metals in soil, plants and water in the paddy field around a Pb-Zn mine in Korea. Science of the Total Environment, 198(2), 105-121. 

  7. Kang, H., Kim, Y.H., Jang Y.D., and Kim, J.J., 2013, Studies on characterization of soil pollution and variations of heavy metal contents after water-tailings reaction from Yonghwa mine. Journal of Soil and Groundwater Environment, 18(1), 85-93. 

  8. Kim, M.J., Kim, Y.K., Park, K.S., and Jeon, S.H., 2008, Mineralogical changes caused by the weathering of tailings deposited of the riverside of the Nakdong river, Bonghwa, Korea. Journal of the Mineralogical Society of Korea, 21(4), 331-339. 

  9. Kloke, A., 1979, Contents of arsenic, cadmium, chromium, fluorine, lead, mercury and nickel in plants grown on contaminated soil. United nations ECE symposium, Geneva. 

  10. Lee, C.G., Chon, H.T., and Jung, M.C., 2001, Heavy metal contamination in the vicinity of the Daduk Au-Ag-Pb-Zn mine in Korea. Applied Geochemistry, 16(11), 1377-1386. 

  11. Lee, C.H., Lee, H.K., Lee, J.C., and Koh, Y.K., 1999, Hydrogeochemistry and contaminatiom of meteoric qater at Narim mine creek, Korea. Economic and Environmental Geology, 31(4), 297-310. 

  12. Lee, P.K., Kang, M.J., Park, S.W., and Youm, S.J., 2003, The effects of pH control on the leaching behavior of heavy metals within tailings and contaminated soils: Seobo and Chengyang tungsten mine areas. Economic and Environmental Geology, 36(6), 469-480. 

  13. Nimick, D.A., and Moore, J.N., 1991, Prediction of water-soluble metal concentrations in fluvially deposited tailings sediments, Upper Clark Fork Valley, Montana, USA. Applied Geochemistry, 6(6), 635-646. 

  14. Park, C.Y., Cho, K.J., and Kim, S.K., 2005, The production and geochemistry of evaporite from the acid mine drainage. Journal of the Korean Earth Science Society, 26(6), 524-540. 

  15. Park, C.Y., Kim, H.N., and Jeong, Y.J., 1998, Geochemical dispersion of heavy metal in diorite and around soils at the Kwangyang mine. Journal of the Korean Earth Science Sosiety, 19(1), 35-55. 

  16. Plant, J. and Raiswell, R., 1983, Principles of environmental geochemistry. In Thorton, I. (ed.), Applied environmental geochemistry, Academic Press, London, UK, 1-39. 

  17. Rock, L. and Mayer, B., 2009, Identifying the influence of geology, land use, and anthropogenic activities on riverine sulfate on a watershed scale by combining hydrometric, chemical and isotopic approaches. Chemical Geology, 262(2009), 121-130. 

  18. Tostevin, R., Crew, D., Hale, R.V., and Vaughan, M., 2016, Sources of environmental sulfur in the groundwater system, southern New Zealand. Applied Geochemistry, 70(2016), 1-16. 

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