[논문]폐광산 환경오염부지 조사를 위한 물리탐사의 적용성

박삼규; 김정호; 이명종; 손정술; 김재곤

문제 정의

따라서, 본 연구는 국내의 지질환경 및 오염원인 등을 고려하여 물리탐사 결과로부터 지 질환경을 고려한 오염부지 특성 평가기술을 개발하기 위하여 폐광산의 광미적치장을 대상으로 전기비저항 및 전자탐사를 실시하고, 지반의 전기비저항분포로부터 지질 및 지층경계, 오 염물질의 분포범위 등 환경오염 부지 평가의 적용성에 대해서 검토하고자 한다.
폐광산 광미 적치장 주변지역의 전자탐사는 천부의 전기비저항 분포의 해석과 이로부터 광미와 산성배수에 의한 오염범위의 해석이 가능한지를 확인하기 위한 목적으로 탐사가 수 행되었다. 조사에 사용된 장비는 미국 Geophex사의 GEM-2H장비를 이용하였으며, 측점위 치의 측량을 위하여 Trimble PathFinder GPS를 이용하였다.

제안 방법

조사 대상지의 현황 및 오염상태를 고려하면 우선적으로 광미 적치장의 지층구조 및 분 포범위를 밝히고, 산성배수에 의한 주변의 오염분포 범위를 파악하는 것이 무엇보다도 중요 하다. 따라서 광미 적 치장의 지층구조와 분포범위를 밝히 기 위해서 전기비 저 항탐사가 적 합 할 것으로 생각되었으며, 산성배수에 의한 주변 농경지의 오염분포 범위를 파악하기 위해서는 전자탐사가 적합할 것으로 판단되어 두 가지 물리탐사를 동시에 실시했다.
전체적으로 기반암인 안산암은 깊이 8 m 부근에서 나타나고 있으며, 그 상부에 풍화토와 광미가 교대로 분포하고 있고, 광미 및 슬러지 두께는 1~6 m로 나타난다. 전기비저항탐사 결과로부터 광미 적치장의 지층구조 및 광미의 분포영역 등을 파악하기 위하여 토양단면과 전기비저항 분포를 비교하였다. 그림 4는 측선 4에서의 전기비저항 분포와 토양단면을 비교한 것이다.
전자탐사는 종 10개의 주파수에 대한 자료를 획득하였으나, 자료의 질 등을 고려하여 330 Hz, 810 Hz, 2, 190 Hz, 5, 790 Hz, 14850 Hz의 5개 주파수를 선정하였다. 그림 6의 각 주파수별로 계산한 겉보기 전기비저항분포를 보면 전체적으로 지표 부근에서는 높은 전기비저 항 값을 보이며 깊이가 깊어질수록 전기비저항이 낮아지는 경향이 있다.
e array와 Modify pole-ploe array를 사용하여 한 측선에 두 가지 종류의 전극배열로부터 탐사 자료를 획득하였다. 측정 방법은 다수의 전극을 측선 상에 설치하고, 이들 전극을 접속케이블로 연결하여 탐사기본체 (Super sting R8/IP)에 접속하고, 전기비저항을 측정하기 전에 접지저항을 체 크하여 모든 전극의 접지저항이 일정한 범위내의 값을 가지도록 한 다음 탐사 기 본체에 입력된 전극배열 파일에 따라 전류전극과 전위전극을 자동적으로 이동하면서 전위차를 측정한다.
폐광산의 광미적치장은 선광장 에서 흘러나온 슬러지와 주변의 풍 화토를 교대로 성토한 것으로 생각 되어 정확한 조사를 위하여 지오프 로브를 사용하여 광미 적치장의 토양시료를 채취하고 깊이에 따른 토양단면을 조사하였다. 전체적으로 기반암인 안산암은 깊이 8 m 부근에서 나타나고 있으며, 그 상부에 풍화토와 광미가 교대로 분포하고 있고, 광미 및 슬러지 두께는 1~6 m로 나타난다.

대상 데이터

조사에 사용된 장비는 미국 Geophex사의 GEM-2H장비를 이용하였으며, 측점위 치의 측량을 위하여 Trimble PathFinder GPS를 이용하였다. 전자탐사 영역은 광미 적치장 내부와 주변의 농경지 일대를 대상으로 하였으며, 광미 적치장 아래에 있는 폐건물 주변은 사람이 접근하기 어려워 탐사를 수행하지 못했다.
조사 대상지는 1969년부터 1972년까지 동광을 채광 했던 곳으로 이 지역의 기반암은 안 산암과 염기성 암맥이 발달되어 있고, 유화광맥 속에 동이 함유되어 있으며 이에 수반되는 광물로는 유화철이 나타난다. 이 광산은 가행시기 동안 채굴한 광석을 선광하는 과정에서 생성되는 광미를 선광지 주변에 적치하여 방치하고 있었다.
전기비저항탐사는 광미 적치장을 중심으로 그림 2와 같이 6개의 탐사측선을 설정했다. 측선상의 전극간격은 4 이로 하였으며, 전극배열은 Dipole-dipo.e array와 Modify pole-ploe array를 사용하여 한 측선에 두 가지 종류의 전극배열로부터 탐사 자료를 획득하였다. 측정 방법은 다수의 전극을 측선 상에 설치하고, 이들 전극을 접속케이블로 연결하여 탐사기본체 (Super sting R8/IP)에 접속하고, 전기비저항을 측정하기 전에 접지저항을 체 크하여 모든 전극의 접지저항이 일정한 범위내의 값을 가지도록 한 다음 탐사 기 본체에 입력된 전극배열 파일에 따라 전류전극과 전위전극을 자동적으로 이동하면서 전위차를 측정한다.

이론/모형

폐광산 광미 적치장 주변지역의 전자탐사는 천부의 전기비저항 분포의 해석과 이로부터 광미와 산성배수에 의한 오염범위의 해석이 가능한지를 확인하기 위한 목적으로 탐사가 수 행되었다. 조사에 사용된 장비는 미국 Geophex사의 GEM-2H장비를 이용하였으며, 측점위 치의 측량을 위하여 Trimble PathFinder GPS를 이용하였다. 전자탐사 영역은 광미 적치장 내부와 주변의 농경지 일대를 대상으로 하였으며, 광미 적치장 아래에 있는 폐건물 주변은 사람이 접근하기 어려워 탐사를 수행하지 못했다.

성능/효과

전기비 저항을 나타내고 있다. 이번 탐사 결과로부터 전자탐사는 탐사방법이 간단하여 짧은 시간에 넓은 지역을 탐사할 수 있을 뿐만 아니라 자료처리도 간단하여 신속하게 오염분포 범위를 mapping하는데 유효한 탐사수법임을 입증하였다.
각 측선별로 두 종류의 전극배열로 부터 얻은 자료를 합해서 역해석 과정을 거쳐 전기비저항탐사 영상을 표시한 것을 그림 4에 나타낸다. 전체 6개 측선의 전기비저항 분포를 보면, 광미가 적치되어 있는 영역은 100 ohm-m 이하의 낮은 전기비저항을 나타내고 있으며, 측선 2~5의 전기비저항 분포로부터 광미 적치장 의 영역에서는 기반암과 광미 성토 부분의 경계가 뚜렷하게 나타나고 있다. 측선 1과 6은 농경지에 설정 한 탐사측선으로 측선 1은 광미 적 치장 주변 밭에서 측정한 것이고, 측선 6은 광미 적치장 아래쪽에 분 포하고 있는 논에서 측정한 전기비 저항 분포이다.

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