[논문]폐중석광산의 광미와 오염된 토양에 대한 중금속 존재형태 연구

강민주; 이평구; 최상훈; 신성천

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강민주 (한국지질자원연구원 환경지질연구부 지구화학연구팀) , 이평구 (한국지질자원연구원 환경지질연구부 지구화학연구팀) , 최상훈 (충북대학교 지구환경과학과) , 신성천 (한국지질자원연구원 환경지질연구부 지구화학연구팀)

광미와 오염된 토양에 함유되어 있는 중금속 원소는 존재형태에 따라서 환경에 미치는 영향의 차이가 있다. 그러므로 중금속 원소의 존재형태를 규명하여 물리화학적 환경변화에 따른 중금속의 거동을 예측하고자 Tessier et al. (1979)의 방법을 이용하여 연속추출을 수행하였다. 청양광산과 서보광산의 광미를 비교하면, As와 Co는 두 광산 모두 잔류형태로 안정화되었다. Cd과 Zn은 서보광산의 광미가 청양광산의 광미보다 잔류형태가 더 우세하였다. Pb는 서보광산의 광미가 양이온교환형태로 존재하는 함량이 높고 청양광산의 광미도 양이온교환과 탄산염광물의 형태로 존재하는 함량이 높아 오염 확산의 우려가 있다. 서보광산의 오염된 토양의 경우, As, Co, Cd, Cu및 Zn는 대체로 안정한 형태였으나, Pb는 산화환경에서 불안정한 형태로 존재하였다.

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문제 정의

있다. 따라서 Tessier et al. (1979)¹⁾가 제안한 연속추출법을 이용하여 청양광산과 서보광산주변 지역의 중금속 오염수준을 파악하고, 토양과 광미에 함유된 중금속과 미량원소의 거동을 예측하고자 한다. 이러한 연구결과는 광산주변에 방치된 광미와 오염된 토양에 대한 효과적인 환경처리의 기본 자료로 제공될 것이다^2),3).

제안 방법

청양광산과 서보광산의 채광활동으로 인한 중금속 원소들의 오염수준을 평가하기 위해 광미와 오염된 토양을 채취하였다. 청양광산에서 과거 광산사무실이 있었던 장소와 하천 둑을 따라 쌓여 있는 광미를 채취하였고, 서보광산에서 과거 선광시설 주변에 방치되어있는 광미시료와 과거 광산사무실이 있었을 것으로 추정되는 장소로부터 오염된 토양시료를 채취하였다.
청양광산에서 과거 광산사무실이 있었던 장소와 하천 둑을 따라 쌓여 있는 광미를 채취하였고, 서보광산에서 과거 선광시설 주변에 방치되어있는 광미시료와 과거 광산사무실이 있었을 것으로 추정되는 장소로부터 오염된 토양시료를 채취하였다. 청양광산의 광미와 서보광산의 광미 및 오염된 토양에 함유되어 있는 중금속의 지화학적 존재형태를 비교하였다. 분석대상 원소는 As, Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Pb, Zn이었으며, 1g를 취하여 연속추출법을 이용하였다.

대상 데이터

청양광산의 광미와 서보광산의 광미 및 오염된 토양에 함유되어 있는 중금속의 지화학적 존재형태를 비교하였다. 분석대상 원소는 As, Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Pb, Zn이었으며, 1g를 취하여 연속추출법을 이용하였다. 중금속 함량의 분석은 ICP-AES (Perkins-Elmer Optima 3000XL) 를 이용하였다.
오염된 토양을 채취하였다. 청양광산에서 과거 광산사무실이 있었던 장소와 하천 둑을 따라 쌓여 있는 광미를 채취하였고, 서보광산에서 과거 선광시설 주변에 방치되어있는 광미시료와 과거 광산사무실이 있었을 것으로 추정되는 장소로부터 오염된 토양시료를 채취하였다. 청양광산의 광미와 서보광산의 광미 및 오염된 토양에 함유되어 있는 중금속의 지화학적 존재형태를 비교하였다.

성능/효과

1) 청양광산의 광미에 함유되어 있는 As와 Co는 잔류형태가 우세한 것으로 나타났으며, 이는 두원소가 안정한 형태로 고정화되어 있는 것을 지시하고 있다. Pb는 양이온교환형태와 탄산염광물의 형태를 합한 함량이 높아 주변 환경에 오염 확산의 우려가 있다.
2) 서보광산의 광미에 함유된 As, Cd, Co 및 Zn은 안정한 상태인 잔류형태로 존재하였다. Pb는 양이온교환형태가 매우 우세하였으며, 이는 매우 불안정한 형태로 존재하는 것을 지시하며, 오염확산이 우려된다.
3) 서보광산의 오염된 토양에서는 As, Co, Cd, Cu 및 Zn은 대체로 안정한 형태로 존재하였으나, Pb는 산화환경에서 불안정한 형태로 존재하였다.
Pb는 양이온교환형태와 탄산염광물의 형태를 합한 함량이 높아 주변 환경에 오염 확산의 우려가 있다. Cd, Cu 및 Zn은 산화환경에서 불안정한 황화광물의 형태로 존재하는 함량이 높았다,
8%)의 형태로 존재하였다. Cu, Cd 및 Zn은 황화광물의 형태로 존재하는 형태(각각 전체 함량의 63.8%, 43.3% 및 45.6%)가 가장 우세하였다. Mn은 전체 Mn함량의 43.
1%가 황화광물 및 유기물과 수반된 형태로 존재하였다. Zn, Mn, Cd 및 Cu는 산화철망간광물로 존재하는 함량(각각 전체 함량의 66%, 51%, 49.6% 및 48%)이 높았으며, 그 다음으로 잔류형태로 존재(각각 전체 함량의 21.4%, 29.8%, 33.9% 및 40.1%)하였다.
서보광산의 오염된 토양에 함유되어 있는 As, Fe 및 Cu 등의 원소는 불용성형태인 잔류형태가 가장 우세하였으며, 각각 전체 함량의 96.4%, 89.9% 및 88.1%이었다. Pb는 전체 Pb 함량의 68.
청양광산 광미에 함유된 As와 Co는 대부분 안정상인 잔류형태(각각 전체 함량의 76%와 74.9%)로 존재하였다. Pb의 존재형태는 잔류형태가 39.

후속연구

(1979)¹⁾가 제안한 연속추출법을 이용하여 청양광산과 서보광산주변 지역의 중금속 오염수준을 파악하고, 토양과 광미에 함유된 중금속과 미량원소의 거동을 예측하고자 한다. 이러한 연구결과는 광산주변에 방치된 광미와 오염된 토양에 대한 효과적인 환경처리의 기본 자료로 제공될 것이다^2),3).

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