초록 ▼

달성광산은 약 40년간 금, 은, 동, 중석을 생산하였던 광산으로 휴광된 이후 유해성 광산폐수를 생성하여 유출하고 있어 주변의 토양을 심각하게 오염시키고있을 것으로 예상되었다. 따라서 본 연구에서는 달성광산 주변지역의 토양에 존재하는 중금속의 오염정도를 파악하고 이러한 토양오염을 야기하는 광산폐수내 중금속을 제거하기 위한 실험이 수행되었다. 또한 여러 토양분석방법의 결과를 비교하여 국내 토양환경기준의문제점을 알아보고, 토양내 중금속원소의 존재형태를 알아보기 위해 연속추출법을 수행하였다.토양시료는 표토(0∼15㎝깊이)와 심

달성광산은 약 40년간 금, 은, 동, 중석을 생산하였던 광산으로 휴광된 이후 유해성 광산폐수를 생성하여 유출하고 있어 주변의 토양을 심각하게 오염시키고있을 것으로 예상되었다. 따라서 본 연구에서는 달성광산 주변지역의 토양에 존재하는 중금속의 오염정도를 파악하고 이러한 토양오염을 야기하는 광산폐수내 중금속을 제거하기 위한 실험이 수행되었다. 또한 여러 토양분석방법의 결과를 비교하여 국내 토양환경기준의문제점을 알아보고, 토양내 중금속원소의 존재형태를 알아보기 위해 연속추출법을 수행하였다.토양시료는 표토(0∼15㎝깊이)와 심토(15∼30㎝깊이)로 분리하여 채취하였으며, 시료 준비과정을 거친 후 0.1 N 염산, 질산-과염소산과 왕수를 이용하여 세가지 방법으로 처리한후 Cd, Cu, Pb와 Zn은 원자흡광분석법(Atomic Absorption Spectrometry)으로 As, Ba, Cr,Mg, Sr, Ni, Y, Zr은 유도분극 플라즈마분광법(Inductively Coupled Plasma AtomicEmission Sepctrometry)을 이용하여 분석하였다. 질산-과염소산을 이용한 분석법에 의하면달성광산 주변지역의 토양에 최고 3280㎍/g As, 28㎍/g Cd, 5000㎍/g Cu, 2390㎍/g Pb와930 ㎍/g Zn이 존재하였으며, 허용한계치로부터 계산되어진 표토와 심토의 오염지수가 환경문제를 야기할 수 있을 정도로 높게 나타났다. 그러나 국내 환경오염 공정시험법상의 0.1N 염산을 이용한 결과는 토양환경보전법령상의 토양오염우려기준보다 낮게 나타나 국내 토양관련 법규 및 분석법에 대한 재고가 필요한 실정이다. 연속추출법 결과 토양내 총 Cu,Pb와 Zn함량은 질산-과염소산 및 왕수를 이용한 분석결과에 의해 설명되어지며, 이온교환형태로 존재하는 양은 0.1 N 염산을 이용한 결과로 나타낼 수 있다. 또한 토양중의 Cu와Pb은 기반암으로 부터, Cd와 Zn은 산성광산폐수에서 유래된 것으로 예상되어졌다.토양오염의 근원으로 보이는 갱도에서 유출되는 광산폐수를 분석한 결과 0.287㎎/1 Cd,3.56㎎/1 Cu, 0.15㎎/1 Pb, 11.8㎎/1 Zn을 포함하고 있는 것으로 나타나 수질환경기준치를 초과하고 있는 것으로 나타났다. 광산폐수에 존재하는 중금속원소의 제거를 위하여 벤토나이트, 수산화아파타이트, 공업용석회와 같이 양이온 교환 능력이 좋은 물질을 폐수와 혼합하여실험한 결과 약 6분 가량이 경과하는 시점에서 제거가능한 양의 대부분이 제거되었다.

Abstract ▼

The Dalsung copper-tungsten mine in the Taegu area, Koreawas closed in 1975 and may be the sources of heavy metal contamination in therock-soil-plant system due to acid mine drainage from mine wastes and tailings. Toexamine the degree and extent of heavy metal contamination in the vicin

The Dalsung copper-tungsten mine in the Taegu area, Koreawas closed in 1975 and may be the sources of heavy metal contamination in therock-soil-plant system due to acid mine drainage from mine wastes and tailings. Toexamine the degree and extent of heavy metal contamination in the vicinity of Dalsungmine, sampling of soils and stream water was carried out. Soil samples were preparedby three acid digestion methods using 0.1 N HCl, HNO3-HClO4 and aqua regia, andanalyzed for Cd, Cu, Pb and Zn by Atomic Absorption Spectrometry and for As, Ba, Cr,Mg, Sr, Ni, Y and Zr by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry. Inaddition, soil samples were sequentially extracted to investigate the chemical speciationof heavy metals in soils. Stream water was also analyzed for heavy metals by AASand used for the experiment of heavy metal removal. Concentrations of heavy metals insoils are significantly high in the vicinity of mining area ranging up to 3280㎍/g As, 28㎍/g Cd, 5000㎍/g Cu, 2390㎍/g Pb and 930 ㎍/g Zn by the method using HNO3-HClO4.The pollution indices calculated with the permissible levels are up to 49 in surface andsubsurface soils, which are considered sufficient to raise environmental problems.However, the heavy metal levels by the method using 0.1 N HCl are not higher thantKorea standard for soil contaminatin. It suggests that analytical methods and soilstandard should be re-examined. From the results of the sequential extraction methodsfor metal speciation, total Cu, Pb and Zn concentrations may be explained by analyticalmethods using HNO3-HClO4 or aqua regia, and exchangeable phase of those metals bythe method using 0.1 N HCl. These methods show that Cu and Pb in soils may bederived from soil parent materials and Cd and Zn from acid mine drainage. With theprocesses for heavy metal removal, most of the heavy metal ions in acid mine drainageare removed by being exchanged with Ca ions held by bentonite, hydroxyapatite andcalcium hydroxide.

목차 Contents

• 1. 서론...8
• 2. 연구방법...9
• 3. 결과 및 고찰...13
• 3.1 광산주변지역 토양에 존재하는 중금속원소의 함량...13
• 3.2 토양중의 중금속함량을 이용한 오염지수의 계산...13
• 3.3 여러가지 분석법에 의한 광산주변지역 토양중 중금속원소 함량의 비교...20
• 3.4 토양중의 중금속원소의 존재형태...23
• 3.5 광산폐수내 중금속원소의 제거...32
• 4. 결론...34
• 5. 인용문헌...36
• 연구수행관련 논문발표목록서...39
• 자체평가서...42