[논문]금속 폐광산 주변 토양과 식물체 내 중금속 오염

서상우; 임정훈; 최철만; 홍성철; 박연규

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서상우 (국립밀양대학교 환경공학과) , 임정훈 (국립밀양대학교 환경공학과) , 최철만 (국립밀양대학교 환경기술연구소) , 홍성철 (국립밀양대학교 환경공학과) , 박연규 (국립밀양대학교 환경공학과)

오염 토양 개선사업이 완료된 밀양시 구운동 광산의 이.화학적 성분을 기초로 하여 비경작지의 일부 야생식물 중 축적된 중금속 함량을 분석한 결과, 토양의 각 지점별 평균 함량은 유기물 13.18g/kg, 유효인산 40.65mg/kg, 석회 5.06, 칼슘 6.85, 고토 1.94cmol/kg으로서 우리나라 밭 토양의 평균보다 낮았고 중금속 함량은 아연(Zn)이 평균 383.1mg/kg, 구리(Cu) 135.2mg/kg, 납(Pb) 105.4mg/kg로 조사되었다. 조사 지점 중 광미의 퇴적으로 인한 오염이 있는 광산 위 st. 3에서 아연(945mg/kg)과 구리(535mg/kg)의 함량이 가장 높았고 다음이 광미가 많이 잔재하고 있는 광구 앞인 st. 4였으며 이곳은 납(289.5mg/kg)의 함량이 가장 높은 지점이었다. 식물체 내의 중금속 함량은 차즈기>쑥>억새>싸리 순이었고 특히 차즈기의 경우는 다량의 중금속이 축적되어 있어 중금속 오염 지역에 대한 내성이 있는 지표종으로 추측되어 이에 대한 중금속 축적 능력 확인 실험이 필요할 것으로 판단된다.

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문제 정의

따라서 본 연구는 오염된 토양 개선 사업이 완료된 광산의 토양화학적 성분을 기초로 비경작지의 야생식물에 축적된 중금속 함량을 분석하여, 중금속 오염에 대한 내성이 있는 지표종을 규명함으로서 휴.폐광산을 관리하는데 기초 자료를 제공하고자 실시하였다.
따라서 본 연구는 오염된 토양 개선 사업이 완료된 광산의 토양화학적 성분을 기초로 비경작지의 야생식물에 축적된 중금속 함량을 분석하여, 중금속 오염에 대한 내성이 있는 지표종을 규명함으로서 휴.폐광산을 관리하는데 기초 자료를 제공하고자 실시하였다.

제안 방법

5g씩 넣어 혼합 분해 액 (HNO₃ : H₂SO₄ : HC₁O₄ = 10 : 1 : 4) 10血를 주입하여 분해액이 백색이 될 때까지 분해하였다. 분해된 시료는 Toyo 5C 여지로 여과시켜 유기물을 제거한 후 100i耽로 검 량한 것을 ICP-OES(Perkin Elmer 3300DV)로 각 성분을 분석하였다.
식물체 시료 조제 및 분석은 채집한 식물은 실내에서 세척 건조(105℃)한 다음 식물 전체를 고루 갈아 분말을 만든 다음 20mm 체(sieve)로 거른 10g을 자제도가니에서 정확 히 측량하고 뚜껑을 닫은 후 회화로(600℃)에서 6시간 가열, 킬달 플라스크에 약 0.5g씩 넣어 혼합 분해 액 (HNO₃ : H₂SO₄ : HC₁O₄ = 10 : 1 : 4) 10血를 주입하여 분해액이 백색이 될 때까지 분해하였다. 분해된 시료는 Toyo 5C 여지로 여과시켜 유기물을 제거한 후 100i耽로 검 량한 것을 ICP-OES(Perkin Elmer 3300DV)로 각 성분을 분석하였다.

대상 데이터

구운동 광산의 토양 시료 채취 지점은, 광미의 영향이 있을 것으로 추측되는 광산위 세 지점(st. 1, st. 2, st. 3)과 많은 광미가 잔재하고 있는 광구 앞(st. 4), 강우에 의한 광미 가 퇴적되어 있는 곳으로 광산으로부터 1,500m정도 하부에 위치한 휴경지(st. 5), 광산으 로부터의 중금속 오염을 받지 않은 대조구 등 모두 6 지점으로 하였다.
시료의 채취방법은 광산 주변 지역에서 자라는 식물중 우점하고 있는 식물을 대상으로 지점별 20E내의 식물을 채취하였으며 토양의 채취는 식물의 채취지점 밑부분의 토 양으로 식물의 뿌리가 상하지 않도록 흙을 제거한 후 지표에서 20cm 아래 부분을 채취 하였다.

데이터처리

또한 모든 시료는 신뢰도를 높이기 위하여 3반복으로 분석하였다.

이론/모형

토양의 이화학성 분석(농, 1988)은 pH의 경우 초자전극법, 유기물의 경우 Tyurin법, 유효인산의 경우 Lancaster법으로 분석하였고 치환성 Ca, Mg, K 등의 양이온은 1N- Ammoniunm acetate로 침출하여 ICPdnductively Coupled Plasma, Perkin Elmer 3300 DV)로 분석하였다. 중금속분석(환, 1999)은 토양시료를 0.1N-HC₁ 방법으로 용출하여 ICP 로 분석하였다.
토양의 이화학성 분석(농, 1988)은 pH의 경우 초자전극법, 유기물의 경우 Tyurin법, 유효인산의 경우 Lancaster법으로 분석하였고 치환성 Ca, Mg, K 등의 양이온은 1N- Ammoniunm acetate로 침출하여 ICPdnductively Coupled Plasma, Perkin Elmer 3300 DV)로 분석하였다. 중금속분석(환, 1999)은 토양시료를 0.

성능/효과

각 조사지점별 우점하고 있는 식물은, 광구 위 3지점 (st. 1, st. 2, st. 3)은 쑥(Artemisia spp.), (Perilla frutescens var. acuta), (Lespedeza bicolor var. japonica)였고 광구 앞(st. 4) 지점은 차즈기, 휴경지(st. 5)는 억새(以怂沏沥ws sinensis)로 조사되었다.
4㎎/㎏로 조사되었다. 조사 지점 중 광미의 퇴적으 로 인한 오염이 있는 광산 위 st. 3에서 아연(945㎎/㎏)과 구리(535㎎/㎏)의 함량이 가장 높았고 다음이 광미가 많이 잔재하고 있는 광구 앞인 st. 4였으며 이곳은 납(289.5㎎/㎏) 의 함량이 가장 높은 지점이었다. 식물체 내의 중금속 함량은 차즈기>쑥>억새>싸리 순 이었고 특히 차즈기의 경우는 다량의 중금속이 축적되어 있어 중금속 오염 지역에 대한 내성이 있는 지표종으로 추측되어 이에 대한 중금속 축적 능력 확인 실험이 필요할 것으로 판단된다.
조사 지점 토양의 평균 함량은 유기물 13.18g/kg, 유효인산 40.65㎎/㎏, 석회 5.06, 칼슘 6.85, 고토 1.94cmol/kg으로서 우리나라 밭 토양의 평균치보다 낮은 것으로 조사되었다.
오염 토양 개선사업이 완료된 밀양시 구운동 광산의 이 . 화학적 성분을 기초로 하여 비경작지의 일부 야생식물 중 축적된 중금속 함량을 분석한 결과, 토양의 각 지점별 평균 함량은 유기물 13.18g/kg, 유효인산 40.65㎎/㎏, 석회 5.06, 칼슘 6.85, 고토 1.94cmol/ kg으로서 우리나라 밭 토양의 평균보다 낮았고 중금속 함량은 아연(Zn)이 평균 383.1mg/ kg, 구리(Cu) 135.2㎎/㎏, 납(Pb) 105.4㎎/㎏로 조사되었다. 조사 지점 중 광미의 퇴적으 로 인한 오염이 있는 광산 위 st.

후속연구

5㎎/㎏) 의 함량이 가장 높은 지점이었다. 식물체 내의 중금속 함량은 차즈기>쑥>억새>싸리 순 이었고 특히 차즈기의 경우는 다량의 중금속이 축적되어 있어 중금속 오염 지역에 대한 내성이 있는 지표종으로 추측되어 이에 대한 중금속 축적 능력 확인 실험이 필요할 것으로 판단된다.
토양 내 중금속 함량과 식물체 내 중금속 함량과의 관계를 생각해 볼 때 차즈기는 각 중금속 함량이 다른 식물들에 비해 그리고 토양의 중금속 함량에 비해 월등히 높게 조 사되어 중금속에 대한 내성을 가지고 있음을 간접적으로 추측할 수 있어 지표 식물로 생각되어지는 바, 향후 이에 대한 지속적인 보완, 검증 실험(중금속 축적 능력을 확인하는 표토 실험)이 필요할 것으로 판단된다.

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