Suitability Assessment for Agriculture of Soils Adjacent to Abandoned Mining Areas Using Different Human Risk Assessment Models

The current study was performed to examine the agricultural suitability of the cultivated upland nearby abandoned mining areas in Korea using three different scientific risk assessment models of Korea, USA and UK. For this, three mining sites DM, MG and KS were selected among 687 abandoned mines through preliminary risk assessment. A wide range of parameters were obtained through analysis of both soil and crop samples from the selected areas for heavy metal concentration and questionnaires to the communities along with the selected mining sites. Heavy metal concentration in soil samples was lower than the values previously reported by the Ministry of Environment (ME, 2002). However, both As and Cd concentration in the soil samples exceeded the concern level for agricultural area of the Soil Environment Conservation Act. Judging from the contaminant criteria for the crops, only Zn level in pepper, soybean and corn from the mining area DM exceeded the criteria whereas As, Cd, $Cr^{6+}$, Cu, Hg, Ni, Pb did not exceed the criteria. It was demonstrated that there would be human health risk by Pb accumulated in crops from both mining areas MG and KS when estimated by the risk assessment models of Korea and USA. Against it, results of the risk assessment model of UK showed human health risk by Pb in the crops from all study areas.

인체 위해성평가 모델을 이용한 폐광산 주변 농경지 적합성 평가

본 연구에서는 폐광산 주변 농경지 용도의 경작 적합성을 판단하고자 토양의 위해성을 정량적으로 측정할 수 있는 과학적 방법인 한국, 미국 및 영국의 위해성평가를 이용하였다. 예비위해성평가를 통하여 선택한 DM, MG 및 KS광산을 위해성평가 대상 지역으로 선택하여 토양 및 농작물 시료를 채취하였다. 이후 토양과 농작물 시료 중 중금속 분석을 통하여 위해성 평가 및 농경지 적합성 판단을 위한 변수를 확보하였다. 토양 중 중금속 분석결과, 환경부 보고서에 수록된 수치보다 토양 중 중금속의 함량이 낮은 것을 확인하였으며, 대상 광산지역 모두에서 토양 중 Cd의 함량이 토양 환경보전법의 1 지역 토양오염우려기준을 초과하고 있는 것을 확인 할 수 있었다. S3와 S6지역은 As함량이 각각 1 지역의 대책기준과 우려기준을 초과하였다. 농작물 내 중금속 농도는 작물의 중금속 한계 농도를 근거로 DM광산주변에서 재배되고 있는 고추, 콩, 옥수수에서 Zn의 경우에만 오염식물의 범위로 판단되었으며, 이 외의 중금속 함량은 Kabata-pendias and Pendias의 일반적으로 오염되지 않은 식물의 배경농도 범위에 비교하여 안전한 수준을 보였다. 위해성평가 결과에 따르면 한국과 미국의 위해 성평가 모델의 경우, MG광산과 KS광산에서 농작물 내 Pb에 의한 인체 위해성이 나타날 것으로 예상되었고, 영국의 모델에서는 조사 전 지역에서 농작물의 Pb에 의한 독성이 나타날 것으로 예상되었다. 이 후 위해성평가 모델을 통한 토양 중 중금속의 오염기준을 한국의 정화목표치과 영국의 토양지침값으로 도출하고, 현재 토양 중 중금속 농도와 비교하였다. 그 결과 현재 토양 중 중금속의 농도가 영국의 토양지침값을 초과하여 MG광산, DM광산 및 KS광산지역에서 농경지 용도로 토지를 사용하는 데 문제가 있을 것으로 판단되었고, 오염물질에 대한 대책이 필요함을 알 수 있었다.