[논문]소화기 사격장의 중금속 오염 특성 및 관리방향 제시

김홍현; 정상조

doi:10.9766/kimst.2019.22.5.724

소화기 사격장의 중금속 오염 특성 및 관리방향 제시
Heavy Metal Pollution and Management Direction of Small Arms Firing Ranges 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.22 no.5, 2019년, pp.724 - 734

김홍현 (육군사관학교 토목.환경학과) , 정상조 (육군사관학교 토목.환경학과)

Abstract ▼ AI-Helper

This study selected a representative small arm firing range and analyzed the distribution of heavy metal pollutants such as Pb, Cu, Zn, etc. For this the concentrations of heavy metals in soils, roots and leaves of plants, and water of the small arm firing range were measured. The concentrations of heavy metals in the effluent were also checked during precipitation. The concentration of lead in the samples collected from the top soil(0-5 cm) and sub soil(5-50 cm) near the target in the small arm firing range exceeded the concern level of the Soil Environment Conservation Act of Korea, but not in other soil samples. Plants that grow in soil heavily contaminated with lead showed a high lead concentration, especially in roots. However, the concentration of lead in effluent from the small arm firing range was less than 0.02 ppm. The concentration of copper and zinc in the small arm firing range did not surpass the concern level of the Soil Environment Conservation Act of Korea. Through this study more accurate information on the distribution of heavy metal pollution in the soil of the small arm firing range was obtained. Based on this research, we can conclude that some facility improvements can reduce the spreading of pollutants in the currently used small arm firing range and contribute to the design and operation of advanced small arm firing ranges.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. Sampling positions in A small arm firing range
그림 Fig. 2. Altitude Profile by Distance from Firing Line
그림 Fig. 3. Sampling date and precipitation per hour
표 Table 1. Detailed description of soil sampling points
표 Table 2. Detailed description of vegetation sampling points
그림 Fig. 4. pH of background soil
표 Table 3. Characteristics of soils in small arm shooting range
표 Table 4. Heavy metal concentration in soil(mg/kg)
표 Table 5. Concentration of Pb in soils according to soil depth(mg/kg)
표 Table 6. Heavy metal concentration in vegetation(mg/kg)
그림 Fig. 5. Water sampling position and heavy metal concentration
그림 Fig. 6. Direction of surface water flow in small arm shooting range
표 Table 7. Heavy metal concentration of additional soil samples(mg/kg)
그림 Fig. 7. Warhead collection facility
그림 Fig. 8. Warhead collection facility in Jincheon National Training Center
그림 Fig. 9. Rubber plate(left) and the warhead collected from rubber plate
그림 Fig. 10. Sorption of heavy metals and minimization of soil runoff through planting in the small arm shooting range

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 실제로 군 부대에서 사용되고 있는 사격장의 토양, 식물, 물 시료를 채취하여 중금속 오염도를 확인하고, 그 분포에 대해서 고찰해 보았다.
기존의 연구에서는 토양 시료 또는 식물 시료와 같이 하나의 시료 종류에 초점을 맞추어 사격장 중금속오염도 분포에 대해 연구하였다면, 본 연구에서는 군부대에서 현재 운용하고 있는 소화기 사격장에서 위치별 토양, 물, 식물 등의 다양한 시료를 동시에 채취(sampling)하여 중금속 농도 분석을 실시하였다. 이를 통하여 소화기 사격장에서의 중금속 오염도 분포 및 거동 특성을 이해하는 것을 목표로 한다. 본 연구에서는 시료에 대한 체계적인 분석 결과를 바탕으로 친환경적인 사격장 관리방향 제시로 국민들의 대군 신뢰도 향상이 가능하며, 실제 군부대 사격장에서 정화를 실시할 경우 정화 지역을 특정함으로써 많은 비용 절감에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

제안 방법

강수가 내렸을 때 소화기사격장에서 중금속 오염도가 어떻게 분포하는지 알아보기 위하여 6월 말의 집중 강수가 시작될 때 사격장 주변에서 물을 채취하였고, 약 7일 동안 300 mm 강수가 발생한 이후 소화기 사격장 내외에서 물을 채취하여 중금속들의 오염정도를 측정하였다(Fig. 5). 토양오염 정도가 심했던 100 m표적 부근의 웅덩이에서 물 시료를 채취하여 분석한 결과 약 0.
기존의 연구에서는 토양 시료 또는 식물 시료와 같이 하나의 시료 종류에 초점을 맞추어 사격장 중금속오염도 분포에 대해 연구하였다면, 본 연구에서는 군부대에서 현재 운용하고 있는 소화기 사격장에서 위치별 토양, 물, 식물 등의 다양한 시료를 동시에 채취(sampling)하여 중금속 농도 분석을 실시하였다. 이를 통하여 소화기 사격장에서의 중금속 오염도 분포 및 거동 특성을 이해하는 것을 목표로 한다.
대상 토양시료 샘플의 물리화학적 분석항목은 토양입도분포(particle size distribution), 토성(soil texture)등의 물리적 특성과 pH, 양이온교환능력(cation exchange capacity), 총유기물 함량(total organic matter)등 화학적특성을 분석하였다. 총유기물 함량은 토양화학분석법에 따라 분석하였으며^[9], pH 분석은 APHA의 Standard Method를 이용하였다^[10].
본 연구에서는 사격장 토양에 대한 시료를 채취할 때 표토뿐만 아니라 지표로부터 50 cm 깊이의 심토시료까지 채취하여 중금속 분석을 실시하였다(Table5). 사격 이후 표적 인근의 표토에 잔류하게 되는 중금속 오염 물질들이 오랜 기간에 걸쳐 강우에 의한 침투(infiltration)로 인해 깊은 곳까지 도달하게 된다면 표토 뿐만 아니라 심토까지 정화 범위를 판단해야 할 수도 있다.
. 본 연구에서도 물시료 내의 중금속 오염도는 낮게 나왔지만, 1차 시료 채취 시 실제 오염이 많이 되었던 200 m, 250 m 표적으로부터 거리가 먼 곳에서의 물 시료 채취로 인하여 거동이 잘 되지 않는 것으로 판단하였을 수도 있기 때문에, 사격장에서의 지표수 흐름 방향을 GIS 소프트웨어를 이용하여 분석하고 표적 근처의 물이 모이는 주요 지점에 대한 추가적인 토양 시료 채취 및 분석을 진행하였다. 사격장에서의 지표수 흐름 방향 분석 결과 및 추가 토양 샘플 채취 위치는 Fig.
. 분석 절차를 간략히 기술하면 1차 체거름을 위해 풍건된 토양시료를 나무망치로 파쇄 후 10 mesh로 체거름하였으며, 10 mesh를 통과한 시료를 균등 분할하고 약 150 g을 토양분쇄기로 분쇄하였다. 분쇄 시료는 전동식 체가름시험기를 이용하여 100 mesh 이하로 체거름 하였고, 모든 시료가 100 mesh를 통과하도록 분쇄와 체거름을 반복하여 왜곡된 중금속 오염 농도가 발생하지 않도록 주의하였다.
분석 절차를 간략히 기술하면 1차 체거름을 위해 풍건된 토양시료를 나무망치로 파쇄 후 10 mesh로 체거름하였으며, 10 mesh를 통과한 시료를 균등 분할하고 약 150 g을 토양분쇄기로 분쇄하였다. 분쇄 시료는 전동식 체가름시험기를 이용하여 100 mesh 이하로 체거름 하였고, 모든 시료가 100 mesh를 통과하도록 분쇄와 체거름을 반복하여 왜곡된 중금속 오염 농도가 발생하지 않도록 주의하였다. 체를 통과한 시료 3 g을 250 mL 반응용기에 담고1 mL 정제수로 적신 후 염산 21 mL와 질산 7 mL를 넣고 유리막대로 잘 저어주었다.
식물시료는 식물 주변 토양을 최대한 제거한 이후 가위를 이용하여 잎, 줄기, 뿌리로 구분하여 절단하였다. 절단 시료는 풍건을 위해 사각 쟁반 위에 5 cm 이하 두께로 펼쳐 40 ℃ 고온건조기에서 2-3일간 건조시켰다.
연구대상 소화기사격장에는 다양한 식물들이 존재하였는데 쑥, 개망초 등 가장 흔하게 자생하고 있는 식물 시료를 채취하여 중금속 오염 농도를 측정하였다(Table 6). 식물은 뿌리, 줄기, 잎 등으로 구분하였고 이들이 가지고 있는 중금속을 추출하여 분석하였다. 그 결과, 사격장 자생 식물에서도 납이 고농도로 오염되어 있고 구리, 아연, 니켈 등에 오염된 것으로 나타났다.
연구대상 소화기사격장에는 다양한 식물들이 존재하였는데 쑥, 개망초 등 가장 흔하게 자생하고 있는 식물 시료를 채취하여 중금속 오염 농도를 측정하였다(Table 6). 식물은 뿌리, 줄기, 잎 등으로 구분하였고 이들이 가지고 있는 중금속을 추출하여 분석하였다.
이에 따른 소화기사격장의 관리 방안으로는 탄두회수시설을 설치하고 소화기사격장으로의 오염물질 유입을 최소화하는 방법과, 배수로 및 규격화 된 큰 용량의 저류조를 설치 및 토양 중금속 정화 능력이 있는 식물 식재를 통한 소화기사격장에서의 오염토양유출 최소화의 두 가지 측면에 대해 제시하였다.
전처리가 끝난 토양과 식물, 물 시료는 Perkin Elmer사의 ICP-OES를 이용하여 Cu, Ni, As, Cd, Pb를 분석하였으며, 분석 결과 분석시료의 농도가 calibration의 범위 값을 넘으면 바탕용액으로 희석하여 재분석하여 정확한 농도를 측정하였다. 분석은 3회 실시 후 평균 값을 제시하였다.
절단 시료는 풍건을 위해 사각 쟁반 위에 5 cm 이하 두께로 펼쳐 40 ℃ 고온건조기에서 2-3일간 건조시켰다. 풍건된 식물은 꽃, 줄기, 뿌리별로 믹서기를 이용하여 분쇄하고 이후 분쇄시료 0.3 g을 Microwave (Multiwave 3000, Anton Paar)를 이용하여 처리하였다.이후 Whatman No.

대상 데이터

1, 2). 물 시료의 경우 사격장의 배수로와 경사를 확인하여 만일 중금속이 씻겨 내려갈 경우 중금속의 이동경로가 될 만한 배수로에서 샘플을 채취하였다. 식물의 경우 토양 시료와 마찬가지로 주로 표적 근처에서 채취하였으며, 추가적으로 배수로 인근의 식물도 함께 채취하였다.
5 mol/L 질산 10 mL를 넣어 반응용기로 흘려주었다. 반응용기의 시료는 Whatman No. 40 여과지에 부어 필터링하고 0.5 mol/L 질산을 이용하여 100 mL 부피플라스크의 표시선까지 채웠다. 필터링한 시료는 50 mL와 15 mL의 falcon tube에 나누어 담았고 분석 전까지 냉장 보관하였다.
본 연구에서 사용된 중금속 오염토양은 경기도 소재 A 사격장에서 채취하였으며, 사격장은 지난 30년동안 군의 훈련 목적으로 사용되어오고 있다. 시료는 사격의 영향을 많이 받는 거리 별 표적의 앞쪽에서 주로 채취하였으며, 비교분석하기 위하여 사격통제소 인근의 토양과 표적에서 벗어난 사격장 부지 내 토양을 채취하였다(Fig.
. 본 연구에서는 총 721장의 사진을 촬영하였으며, 사진의 중복도는 전체 종중복도와 횡중복도가 모두 80 % 이상이 되도록 촬영하였다. 생성된 DSM 자료를 바탕으로 지표수 흐름은 ESRI사의 ArcMap 10.
양이온교환능력은 메틸렌 블루를 이용하여 ASTM C 837-81에 준하여 분석하였으며^[11], 토성은 Carter의 토양 분석법^[12]을 이용하였다. 분석 대상 시료는 표적 별 1개 샘플을 사용하였으며 100 m 표적(S-8), 200 m 표적(S-3), 250 m 표적(S-0), 배경토양(S-16)을 각각 분석하였다.
시료는 사격의 영향을 많이 받는 거리 별 표적의 앞쪽에서 주로 채취하였으며, 비교분석하기 위하여 사격통제소 인근의 토양과 표적에서 벗어난 사격장 부지 내 토양을 채취하였다(Fig. 1, 2).
Figure 7은 00사단 신병교육대대 영점사격장에 2011년부터 설치되어 운영되고 있는 탄두회수시설이 설치된 사진이다. 영점사격장 8개 표적에 대당 수백만원의 예산을 투입하여 설치하였다. 탄두회수시설의 성능은 만족스러우나 가격이 비싸고, 탄두회수시설 받침대가 유탄을 맞으면 손상되는 단점이 있어, 탄두회수시설 전반부에 받침대를 보호하기 위한 차단장치가 설치된 것이 특이한 점이다.
식물의 경우 토양 시료와 마찬가지로 주로 표적 근처에서 채취하였으며, 추가적으로 배수로 인근의 식물도 함께 채취하였다. 특히, 물 시료의 경우 평상시와 같이 비가 오지 않는 날에는 배수로에 물도 고이지 않고, 흐르지도 않을 뿐더러 중금속이 씻겨 이동할 가능성이 거의 없기 때문에 비가 오는 날을 택하여 시료를 채취하였다(Fig. 3). 토양과 식물 시료에 대한 추가 설명은 Table 1, 2에 제시하였다.

데이터처리

전처리가 끝난 토양과 식물, 물 시료는 Perkin Elmer사의 ICP-OES를 이용하여 Cu, Ni, As, Cd, Pb를 분석하였으며, 분석 결과 분석시료의 농도가 calibration의 범위 값을 넘으면 바탕용액으로 희석하여 재분석하여 정확한 농도를 측정하였다. 분석은 3회 실시 후 평균 값을 제시하였다.

이론/모형

대상 토양시료 내 중금속 농도는 토양오염공정시험법을 따라 분석하였다^[13]. 분석 절차를 간략히 기술하면 1차 체거름을 위해 풍건된 토양시료를 나무망치로 파쇄 후 10 mesh로 체거름하였으며, 10 mesh를 통과한 시료를 균등 분할하고 약 150 g을 토양분쇄기로 분쇄하였다.
본 연구에서는 총 721장의 사진을 촬영하였으며, 사진의 중복도는 전체 종중복도와 횡중복도가 모두 80 % 이상이 되도록 촬영하였다. 생성된 DSM 자료를 바탕으로 지표수 흐름은 ESRI사의 ArcMap 10.5를 이용하여 분석하였다.
소화기 사격장의 지표수 흐름의 방향을 알아보기 위하여 드론을 이용하여 1 m 해상도의 수치지표면모델인 Digital Surface Model(DSM)을 구축하였다^[14]. 본 연구에서는 총 721장의 사진을 촬영하였으며, 사진의 중복도는 전체 종중복도와 횡중복도가 모두 80 % 이상이 되도록 촬영하였다.
총유기물 함량은 토양화학분석법에 따라 분석하였으며^[9], pH 분석은 APHA의 Standard Method를 이용하였다^[10]. 양이온교환능력은 메틸렌 블루를 이용하여 ASTM C 837-81에 준하여 분석하였으며^[11], 토성은 Carter의 토양 분석법^[12]을 이용하였다. 분석 대상 시료는 표적 별 1개 샘플을 사용하였으며 100 m 표적(S-8), 200 m 표적(S-3), 250 m 표적(S-0), 배경토양(S-16)을 각각 분석하였다.
대상 토양시료 샘플의 물리화학적 분석항목은 토양입도분포(particle size distribution), 토성(soil texture)등의 물리적 특성과 pH, 양이온교환능력(cation exchange capacity), 총유기물 함량(total organic matter)등 화학적특성을 분석하였다. 총유기물 함량은 토양화학분석법에 따라 분석하였으며^[9], pH 분석은 APHA의 Standard Method를 이용하였다^[10]. 양이온교환능력은 메틸렌 블루를 이용하여 ASTM C 837-81에 준하여 분석하였으며^[11], 토성은 Carter의 토양 분석법^[12]을 이용하였다.

성능/효과

경기도 소재 A 군 사격장 토양에서의 중금속 오염도를 분석한 결과 토양에 직접적으로 중금속 오염물질이 유입되었을 경우 환경 기준을 훨씬 상회하는 중금속 오염도를 보이는 것으로 나타났다. 하지만, 강수 시 지표수의 흐름에 의한 중금속 이동은 거의 없는 것으로 판단되었다.
식물은 뿌리, 줄기, 잎 등으로 구분하였고 이들이 가지고 있는 중금속을 추출하여 분석하였다. 그 결과, 사격장 자생 식물에서도 납이 고농도로 오염되어 있고 구리, 아연, 니켈 등에 오염된 것으로 나타났다. 식물에서는 대부분 뿌리가 줄기나 잎에 비해 높은 오염도를 보였고, 특히 200 m 표적 부근에서 채취한 쑥의 뿌리에서는 2,000 ppm 이상의 납이 오염되어 있었다.
이는 사격장 우측 입구에서의 토양시료를 채취해 분석한 배경농도인 33 ppm을 크게 상회하는 값으로 소총 탄환의 납에 의하여 오염이 되었음을 시사하고 있다. 다만, 배수로의 물길이 만나는 곳인 저류지(detention pond)의 준설토 시료를 채취하여 중금속 분석을 수행한 결과 배경 농도인 33 ppm보다는 7 ppm 정도 높았지만 표적이 위치하고 있는 토양의 중금속 오염도보다는 훨씬 낮고, 오염 기준도 초과하지 않는 것으로 보아 중금속 오염은 표적 주변의 토양 위주로 진행되며 빗물에 의해서 주변으로 잘 이동하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
01 ppm의 납이 측정되었지만, 강수로 인해 외부로 유출되는 물에서는 중금속이 거의 검출되지 않았다. 따라서 소화기사격장 외부로 유출되는 물은 하천수를 중금속으로 오염시키고 있다고 판단되지 않으며, 사격장 외부로 유출되는 물은 하천수의 사람 건강보호기준을 만족시키고 있었다. 다만, 강우 시 외부로 유출되는 토양 입자에 포함된 중금속의 농도는 추가적인 분석이 필요할 것으로 판단된다.
먼저, 경사로 인하여 사격장의 물이 모이는 저류지에서의 토양 샘플(S17)을 분석한 결과 1차 토양 샘플(S15)과 마찬가지로 중금속 오염도가 우려 기준에 상당히 못 미치는 것을 확인하였다. 또한, 비가 오게되면 배수의 목적으로 각 거리별 표적 전후방으로 만들어 놓은 배수로(S18, S19, S20, S21,S22)에서 채취한 토양 샘플에서의 중금속 농도를 분석한 결과 배경 토양 값 및 우려기준을 상회하는 분석 결과가 도출되었으며, 몇몇 곳에서는 크게 상회하는 경우도 나타났다. 이 결과를 바탕으로 집중강우로 인하여 토양이 침식되어 유실될 경우 중금속 오염토양이 배수로 및 저류조로 유입될 가능성이 있다는 것을 확인하였다.
또한, 위치별 중금속 분석 결과 표적이 위치한 토양에서의 중금속 오염도가 매우 높은 것을 확인하였다. 표적 근처는 탄착지점이기 때문에 탄두가 토양 내의 암석이나 표적을 고정하기 위해 만들어 놓은 콘크리트에 부딪히게 되면서 깨지게 되고, 이에 따라 샘플로 채취한 토양 내에 탄두의 파편들이 상당히 산재되어 있는 것을 확인하였다.
7에 제시하였다. 먼저, 경사로 인하여 사격장의 물이 모이는 저류지에서의 토양 샘플(S17)을 분석한 결과 1차 토양 샘플(S15)과 마찬가지로 중금속 오염도가 우려 기준에 상당히 못 미치는 것을 확인하였다. 또한, 비가 오게되면 배수의 목적으로 각 거리별 표적 전후방으로 만들어 놓은 배수로(S18, S19, S20, S21,S22)에서 채취한 토양 샘플에서의 중금속 농도를 분석한 결과 배경 토양 값 및 우려기준을 상회하는 분석 결과가 도출되었으며, 몇몇 곳에서는 크게 상회하는 경우도 나타났다.
본 연구에서는 이와 같은 상황을 고려하여 5-30 cm,30-50 cm 깊이의 심토 시료를 분석한 결과 깊이에 따라 납의 오염 농도가 감소하긴 하지만 30-50cm 구간의 토양에서도 납의 오염 기준인 700 ppm을 상회하는 것으로 나타났다. 이는 사격장 우측 입구에서의 토양시료를 채취해 분석한 배경농도인 33 ppm을 크게 상회하는 값으로 소총 탄환의 납에 의하여 오염이 되었음을 시사하고 있다.
사격장 거리별 표적 인근에서 채취하고 분석한 토양의 토성은 대부분 Sand가 87 - 92 %의 비율을 가졌으며, 토양의 유기물 함량은 전체적으로 약 4 %의 값을 나타내었고, CEC는 2.9 - 6.1 meq/100mg의 낮은 값을 보였다. 토양의 pH는 표적에서 채취한 토양 샘플의 경우 7.
그 결과, 사격장 자생 식물에서도 납이 고농도로 오염되어 있고 구리, 아연, 니켈 등에 오염된 것으로 나타났다. 식물에서는 대부분 뿌리가 줄기나 잎에 비해 높은 오염도를 보였고, 특히 200 m 표적 부근에서 채취한 쑥의 뿌리에서는 2,000 ppm 이상의 납이 오염되어 있었다. 식물은 채취한 샘플이 적어 어느 식물이 중금속을 잘 흡수하는지 결론 내리기 어렵지만, 토양이 높은 농도의 중금속으로 오염된 경우 그 위에 자생하는 식물 역시 고농도의 중금속으로 오염된다는 사실을 보여주고 있다.
실제 군에서 운용중인 사격장에서의 토양, 식물, 물시료를 채취하여 분석한 결과 탄착지점에서의 중금속 오염도가 공통적으로 가장 높게 나타났으며, 가장 높은 중금속 오염도를 보이는 것은 납(Pb)에 의한 오염이었다. 표적 주변 토양의 경우 표토 뿐만 아니라 심토에서도 중금속 오염도가 높게 나타나는 것을 알 수 있었으며, 빗물에 의한 지표수 유출로 토양 내 중금속의 사격장 외부 유출 가능성은 미미한 것으로 나타났다.
또한, 비가 오게되면 배수의 목적으로 각 거리별 표적 전후방으로 만들어 놓은 배수로(S18, S19, S20, S21,S22)에서 채취한 토양 샘플에서의 중금속 농도를 분석한 결과 배경 토양 값 및 우려기준을 상회하는 분석 결과가 도출되었으며, 몇몇 곳에서는 크게 상회하는 경우도 나타났다. 이 결과를 바탕으로 집중강우로 인하여 토양이 침식되어 유실될 경우 중금속 오염토양이 배수로 및 저류조로 유입될 가능성이 있다는 것을 확인하였다.
채취한 토양 시료에 대한 중금속 분석을 수행한 결과 표적이 위치한 100 m, 200 m, 그리고 250 m 거리에서 채취한 토양에서 높은 중금속 오염도가 나타났다(Table 2). 표적(250 m 부근 토양)에서 채취한 S0 시료의 경우 납이 토양오염 우려기준의 최고 33배 이상의 오염도를 보였다.
5). 토양오염 정도가 심했던 100 m표적 부근의 웅덩이에서 물 시료를 채취하여 분석한 결과 약 0.01 ppm의 납이 측정되었지만, 강수로 인해 외부로 유출되는 물에서는 중금속이 거의 검출되지 않았다. 따라서 소화기사격장 외부로 유출되는 물은 하천수를 중금속으로 오염시키고 있다고 판단되지 않으며, 사격장 외부로 유출되는 물은 하천수의 사람 건강보호기준을 만족시키고 있었다.
1 meq/100mg의 낮은 값을 보였다. 토양의 pH는 표적에서 채취한 토양 샘플의 경우 7.6 - 8.3으로 중성 및 알칼리 성분을 보였으며, 배경 토양의 경우 사격장 주변 5 곳에서 샘플링을 진행하였고 (B1 - B5), 5.9 - 7.8의 분포가 나타났다(Fig. 4). 토양의 pH가 높은 토양일수록 토양 내에 존재하는 중금속의 용해가 억제되고 안정적으로 존재할 수 있다.
또한, 위치별 중금속 분석 결과 표적이 위치한 토양에서의 중금속 오염도가 매우 높은 것을 확인하였다. 표적 근처는 탄착지점이기 때문에 탄두가 토양 내의 암석이나 표적을 고정하기 위해 만들어 놓은 콘크리트에 부딪히게 되면서 깨지게 되고, 이에 따라 샘플로 채취한 토양 내에 탄두의 파편들이 상당히 산재되어 있는 것을 확인하였다. 사격장 토양의 중금속 오염도 분석 시 시료에 10 mesh를 통과하는 탄환 파편의 포함 여부에 따라 오차가 발생할 것으로 판단된다.
실제 군에서 운용중인 사격장에서의 토양, 식물, 물시료를 채취하여 분석한 결과 탄착지점에서의 중금속 오염도가 공통적으로 가장 높게 나타났으며, 가장 높은 중금속 오염도를 보이는 것은 납(Pb)에 의한 오염이었다. 표적 주변 토양의 경우 표토 뿐만 아니라 심토에서도 중금속 오염도가 높게 나타나는 것을 알 수 있었으며, 빗물에 의한 지표수 유출로 토양 내 중금속의 사격장 외부 유출 가능성은 미미한 것으로 나타났다.

후속연구

따라서 소화기사격장 외부로 유출되는 물은 하천수를 중금속으로 오염시키고 있다고 판단되지 않으며, 사격장 외부로 유출되는 물은 하천수의 사람 건강보호기준을 만족시키고 있었다. 다만, 강우 시 외부로 유출되는 토양 입자에 포함된 중금속의 농도는 추가적인 분석이 필요할 것으로 판단된다.
소화기 사격장에서의 사격장 구조와 사격 방법은 군부대마다 조금씩 차이는 있지만 표적을 향해 사격을 하는 방식은 동일하기 때문에 오염도가 높게 나타나는 지점은 대부분 탄착지라는 동일한 특성을 가질 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구의 결과를 바탕으로 하여 각 부대가 소유하고 있는 소화기 사격장의 토양특성과 사격장을 관리하는 해당 부대의 재정적 여건 또는 병력 규모에 따른 관리 여건 등을 고려한 탄두회수 시설 설치 및 토양 침식 방지 시설을 설비한다면 소화기사격장의 중금속 물질의 외부 유출을 방지할 수 있고, 나아가 정화 사업을 실시한다면 주요 포인트를 지정해서 정화하여 정화 비용을 크게 줄일 수 있을 것이라고 판단된다.
실거리 사격장과 달리 영점 사격장은 표적이 고정되어 있기 때문에 이미 개발된 탄두회수시설을 적극활용해야 한다. 또한 안전하게 사격할 수 있고, 유지비용 및 장병들의 탄두 회수 노력이 최소화되는 경제적인 탄두회수시설을 지속적으로 개발하는 노력을 지속해야 한다. Figure 7은 00사단 신병교육대대 영점사격장에 2011년부터 설치되어 운영되고 있는 탄두회수시설이 설치된 사진이다.
이를 통하여 소화기 사격장에서의 중금속 오염도 분포 및 거동 특성을 이해하는 것을 목표로 한다. 본 연구에서는 시료에 대한 체계적인 분석 결과를 바탕으로 친환경적인 사격장 관리방향 제시로 국민들의 대군 신뢰도 향상이 가능하며, 실제 군부대 사격장에서 정화를 실시할 경우 정화 지역을 특정함으로써 많은 비용 절감에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
중금속은 납, 구리, 아연, 카드뮴, 비소, 니켈 등의 항목에 대하여 측정하였는데 납 이외에 중금속에 대해서는 우려기준을 초과하는 중금속은 없었다. 소총탄을 구성하고 있는 중금속 중 구리와 아연의 중금속 농도가 높아서 구리에 대한 대책도 세워야 할 것으로 판단하였으나, 중금속 분석 결과 구리와 아연, 그리고 기타 중금속의 경우 3지역 기준을 크게 밑도는 것으로 확인됨에 따라 군 소화기사격장에서의 중금속 오염 방지 및 정화의 초점은 주요 오염원인 납 성분에 집중하여 연구개발이 진행되어야 할 것으로 판단된다.
4.1 소화기사격장 토양으로 오염물질 유입 최소화

소화기사격장의 경우 탄두가 대표적인 중금속 오염물질이기 때문에 장기적으로는 탄두에 유해한 중금속이 없는 친환경탄두로 개발하고 보급해서 토양오염을 방지해야 하고, 단기적으로는 탄두의 사격장 토양으로 유입을 가능한 범위 내에서 최소화하는 방안을 강구해야 한다.
첫 번째로 사격장 외부로부터 강수로 인한 지표수가 사격장 내부로 유입되어 토양침식이 발생하지 않도록 대책을 강구해야 한다. 우리나라 소화기 사격장 대부분은 산의 중턱에 위치하고 있어 주변에는 상대적으로 고도가 높은 산이 존재한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	군 소화기 사격장에서 발견되는 중금속의 특징은 무엇인가?	군 소화기 사격장에서 발견되는 중금속은 유기오염물질과는 달리 분해가 되지 않고, 생태계 환경 내에 잔류하며, 지표수 및 지하수 등을 통하여 광역적인 범위로 오염물질이 거동할 수 있다는 특성을 가지고 있다[1]. 특히, 납 탄환을 사용하는 소화기 사격장 표적주변 토양은 주성분인 납(Pb), 구리(Cu), 아연(Zn) 등의 중금속에 심각하게 오염되어 있는 것으로 알려져 있다[2].
	중금속으로 오염된 토양의 물리∙화학적 특성이 오염물질의 특성에 영향을 주는 방법은 무엇인가?	중금속 오염물질은 독립된 형태로 존재하는 것 외에 매질 내에서 크게 세 가지 형태로 존재한다. 첫째, 토양 내 수분에 의한 용해, 둘째, 사격장 토양 표면으로 흡착, 셋째, 화학적 반응으로 인하여 매질에 화합물로 고정되는 것이다. 이러한 중금속으로 오염된 토양의 물리∙화학적 특성은 오염물질의 형태와 거동 특성에 많은 영향을 준다[6].
	군 소화기사격장의 오염기준은 무엇인가?	우리나라에서는 탄두를 구성하는 중금속이 인간이나 환경에 위해하기 때문에 토양오염물질로써 오염기준을 설정하고 관리하고 있다[4]. 군 소화기사격장은 국방, 군사시설 부지로서 3지역 기준을 적용하며, 주요 중금속 오염물질인 납(Pb), 구리(Cu), 아연(Zn)의 우려기준은 각각 700 ppm, 2,000 ppm, 2,000ppm이고 그밖에 니켈(Ni), 비소(As), 카드뮴(Cd)은 각각 500 ppm, 200 ppm, 60 ppm으로 설정하여 관리하고 있다[5].

참고문헌 (16)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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