Chemical Speciation of Arsenic in the Water System from Some Abandoned Au-Ag Mines in Korea

The objectives of this study are (1) to determine the extent and degree of As contamination of the water and sediments influenced by mining activity of the abandoned Au-Ag mines, (2) to examine As speciation In contaminated water, (3) to monitor variation of As contamination in water system throughout the dry and wet seasons, and (4) to investigate the As chemical form in the sediments through the sequential extraction analyses. Natural water(mine water, surface water and groundwater) and sediments were collected in six abandoned Au-Ag mine(Au-bearing quartz veins) areas. The contamination level of As in mine water of the Dongil(524${\mu}m$/L) is more higher than the tolerance level(500 ${\mu}m$/L) for waste water of mine area in Korea. Elevated levels of As in stream water were also found in the Dongil(range of 63.7∼117.6 ${\mu}m$/L.) and Gubong(range of 56.1∼62.9 ${\mu}m$/L) mine areas. Arsenic contamination levels in groundwater used by drinking water were more significant in the Dongil(11.3∼63.5 ${\mu}m$/L), Okdong(0.2∼68.9 ${\mu}m$/L) and Gubong(2.0∼101.0${\mu}m$/L) mine areas. Arsenate[As(V), $H_2AsO_4^-$] is more dominant than arsenite[As(III), $H_3AsO_3$] in water system of the most mine areas. The concentration ratios of As(III) to As(total), however, extend to the 95% in stream water of the Okdong mine area and 70∼82% in groundwater of the Okdong and Dongjung mine areas. As a study of seasonal variation in the water system, relatively high levels of As from the dongil mine area were found in April rather than in September. Sequential extraction analysis showed that As was predominantly present as coprecipitated with Fe hydroxides from sediment samples of the Dongjung and Gubong mine(35.9∼40.5%), which indicates its possibility of re-extraction and inducing elevated contamination of As in the reductive condition. In sediments from the Dongil, Okdong and Hwachon mine area, high percentage(55.2∼83.4%) of As sulfide form was found.

국내 폐금은광산 주변 수계내의 As의 화학적 특성

본 연구는 국내 폐금은광산 지역에서의 광산활동의 의한 (1)계의 물시료 및 퇴적물 내의 As의 오염 수준, (2)오염된 자연수 중에 존재하는 As의 화학종의 조사, (3)수계내 As의 건/우기에 따른 계절적 변화, (4)연속추출분석법을 이용한 퇴적물내의 As의 화학적 형태연구를 목적으로 한다. 본 연구를 위하여 국ㆍ내 6개의 폐금은광산 지역에 대하여 갱내수, 하천수 및 지하수 등의 자연수와 하강퇴적물을 채취하였다. 동일광산 갱내수의 As의 함량이 524${\mu}m$/L로 국내 광산폐수내 기준치(500 ${\mu}m$/L)를 초과하였으며, 하천수 역시 동일(63.7∼l17.6${\mu}m$/L) 구봉(56.1∼62.9${\mu}m$/L) 광산지역에서 부화되어 있었다. 연구지역내에서 음용수로 사용하고 있는 지하수내 비소의 함량은 동일, 옥동과 구봉광산에서 각각 11.3∼63.5${\mu}m$/L, 0.2∼68.9 ${\mu}m$/L과 2.0∼101.0${\mu}m$/L으로 일부 시료에서 국내 먹는 샘물 기준치(50${\mu}m$/L)를 초과하였다. 대부분의 수계에서 arsenate(As(V), $H_2AsO_4^-$)가 arsenite[As(III), $H_3AsO_3$]에 비해 우세한 존재형태이나 총As함량에 대한 arsenite(III)의 함량 비가 옥동광산지역의 하천수 시료에서 최고 95%까지 존재하고 있었으며 옥동과 동정광산 지역의 지하수에서는 70∼82%를 나타내었다. 수계내의 A저 계절적 변화의 관찰 결과, 동일광산지역의 수계에서 우기(9월 채취시료)에 비해 건기(4월 채취시료)에 상대적으로 부화된 양상을 명확히 보였다. 퇴적물에 대한 연속추출분석결과 As는 동정과 구봉광산의 시료에서 주로 비결정질 철수산화물과 공침전한 형태로 존재하고 있었으며(35.9∼40.5%) 이는 환원환경 하에서의 As의 재 용출에 의한 오염의 진행을 야기할 수 있다. 그러나, 동일 및 옥동 광산지역의 하강퇴적물은 주로 황화물 형태로 존재했다 (55.2∼83.4%).