• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.29-50
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• 2003

광양 폐 금-은 광산지역의 소규모 하천(초남리천과 사곡리천)에 흐르는 산성광산폐수의 수질 특성을 환경지구화학적 방법을 이용하여 조사하고 비교 연구하였다. 중금속(카드뮴, 구리, 납, 아연) 오염은 초남리천에서 훨씬 심한 것으로 나타난 반면, 용존 알루미늄과 철 함량은 오히려 사곡리천에서 높았는데, 두 하천간의 이러한 차이는 광산폐수의 기원물질, 즉 광석광물의 함량과 특성이 서로 다르기 때문인 것으로 판단된다. 두 하천에서 흐르는 산성광산폐수의 자연정화 기작에 대해 고찰하여 보았다. 주로 단일하천으로 이루어진 초남리천의 경우, 석회석을 사용하여 광산폐수를 정화시키는 소규모의 소택지가 조성되어 있어 소택지 내에서의 pH 증가에 따른 중금속의 흡착과 공침에 의해 중금속이 제거되고 있다. 초남리천에서 채취한 적황색 침전물에 대하여 XRD, SEM-EDS. EPMA 분석 및 화학적 분해법을 이용한 분석 결과, 적황색 침전물은 대부분 침철석으로 구성되어 있으며 알루미늄, 망간, 구리, 아연 등이 부화되어 있음을 확인하였다. 따라서 이들 금속들은 주로 적황색 침전물의 생성에 수반된 흡착이나 공침과 같은 지구화학적 반응에 의해 제거되는 것으로 판단된다. 한편, 소택지의 중금속 제거능은 계절적으로 변화하는 하천의 유량에 의해 영향을 받고 있다. 반면, 사곡리천의 경우에는 오염되지 않은 여러 지류와의 혼합에 수반된 pH 증가에 따라 철수산화물이 침전하면서 중금속의 제거가 일어나고 있다. 오염 하천과 비오염 지류와의 합류 지점에서 발생하는 중금속 제거의 기작은 '특성-특성도(property-property plot)'를 활용한 해석에 의해서도 뒷받침된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.24-35
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• 2019

본 연구에서는 핫스팟 분석을 통해 폐금속 광산의 토양 중금속 오염 조사 자료를 통계적 유의수준에 따라 해석할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 이상 값을 나타내는 토양 중금속 오염 조사 자료들이 특정한 공간에 집중 또는 분산되어 나타나는지를 확인하기 위해 자료들의 공간적 자기상 관성을 Getis-Ord $Gi{\ast}$ 통계량을 이용하여 분석하였다. 그 결과 폐금속 광산지역에서 이상 값을 나타내는 자료들이 통계적으로 얼마나 유의미하게 집중되어 있는지 확인할 수 있었다. 각각의 자료들이 가지는 중금속 원소별 오염도 값과 Getis-Ord $Gi{\ast}$ 통계량 계산 결과를 이용하여 자료들을 (1) 오염도와 집중도가 모두 높은 것, (2) 오염도는 높으나 집중도가 낮은 것, (3) 오염도는 낮으나 집중도가 높은 것, (4) 오염도와 집중도가 모두 낮은 것 중 하나의 유형으로 분류할 수 있었다. 이러한 분류 결과를 활용하면 토양 중금속 오염 조사자료를 통계적 유의수준에 따라 해석할 수 있으며, 폐광산 지역의 토양오염 관리와 관련하여 합리적인 의사결정을 지원할 수 있으리라 판단된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권1호
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• pp.25-34
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• 1999

경북 봉화군에 소재한 폐광산인 금정광산의 광미장 및 인근 농경지를 대상으로 금속성분 분포특성을 파악하고 그 처리방안을 모색해 보았다. 토양오염 공정시험법에 의한 분석자료에 의하면 광미장 주변의 논 및 밭에서 As가 농경지 토양오염대책 기준인 15 mg/kg을 초과하여 광미의 유입에 의해 토양이 오염되는 것으로 나타났다. 광미중에는 As가 매우 높게 함유된 것으로 나타났고 특히 산화가 진행된 광미장 지표면 부근의 광미에는 이러한 성분이 용탈되어 산성침출수가 농수로 방류되고 있다. 따라서 토양오염 및 농수로의 오염의 확산 방지를 위해서는 광산주변에 산재하고 있는 광미 및 광미장에 대한 환경 오염방지 대책이 필요하다고 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권3호
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• pp.16-23
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• 2005

중금속과 황산이온의 농도가 높은 산성광산배수(AMD)를 배출하는 강원도 정선군에 위치한 삼척탄좌 정암광업소 유출수를 대상으로 제강 슬래그, 우분 및 석회석 등을 활용하여 처리실험을 수행하였다. Batch test와 적용성 시험 결과, 원수 1 L당 15 g의 제강 슬래그, 15 g의 우분 및 500 g의 석회석이 최적의 기질물질 양으로 조사되었다. 이를 기초로 제강 슬래그, 우분과 석회석으로 충진한 SAPS조, 침전조, 산화조 순서로 구성된 처리시스템을 구성하였다. 총 54일간 시행된 실험결과, 원수에 비해 pH의 상승(3.0에서 8.3)과 더불어 61%의 황산염이온 농도가 저감되었다 (1,042 mg/L에서 409 mg/L). 또한, 초기농도 대비 최종 방류수의 중금속 처리효율은 매우 높은 수준으로써 99.9% 이상의 Al, Fe, Zn과 92.6% Mn이 제거되었다. 즉, 제강 슬래그, 우분 및 석회석을 활용하면 산성광산수의 중화와 금속 침전효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제36권3호
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• pp.177-189
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• 2003

서보광산의 폐광석에 대한 황화광물의 산화작용과 용해된 금속이온들의 이동을 제한하는 메카니즘을 밝히고자 광물학적 연구를 수행하였다. 광물학적 연구를 위해서 반사현미경 관찰, XRD 분석, SEM/EDS 분석을 실시하였다. 폐광석에 대한 광물학적 연구를 통해 앵글레사이트(anglesite), 코벨라이트(covellite), 침철석(goethite), 자연황(native sulfur), 엔소타이트(nsutite) 등의 2차광물을 확인하였으며, 이들 2차광물은 용해된 비소, 구리, 철, 망간, 납, 아연의 확산을 제어한다. 용해된 비소, 구리, 철, 망간, 납, 아연은 철수산화광물과 망간수산화광물에 흡착되거나 공침되기도 한다. 철수산화광물은 결정도가 낮은 것과 높은 것(침철석)으로 분류된다. 비소는 결정도가 낮은 철수산화광물에서 9∼24 wt.%가 검출되며, 결정도가 더 높은 철수산화광물(침철석 등)에서는 상대적으로 낮은 함량(0.6∼7.7wt.%)이 검출되었다. 이것은 결정도가 낮은 철수산화광물에 흡착되었던 비소가 철수산화광물의 결정도가 높아지면서 비소를 방출하기 때문이거나 비표면적의 차이에 기인한 것으로 해석된다. 폐광석으로부터 용해된 중금속과 미량금속원소들은 침전(Fe, Mn, Cu, Pb), 공침(Fe, Mn) 및 흡착(As, Cu, Pb, Zn) 등의 화학반응을 통하여 다시 고정화됨으로써, 현장에서 자연적으로 정화되고 있다. 이러한 광물학적 연구결과들은 광산 폐기물의 지화학적 환경 영향평가에 이용할 수 있고, 가능한 광산복원 계획을 세우는 데 유용한 자료로 사용될 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제27권1호
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• pp.101-113
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• 1994

강원도 상동지역의 옥동천 및 그 지류들을 대상으로 수질 파라메터(Eh-pH, 부유물질)의 측정과 하상퇴적물의 화학분석을 통하여 석탄광 및 금속 광산활동에 의한 옥동천의 수성 환경의 오염정도를 조사하였다. 옥동천의 조사유역을 상부와 하부 옥동천으로 구분할 때 상부 유역은 석탄광의 개발로 인한 황화물의 산화작용으로 인하여 수질은 매우 낮은 pH를 나타내 광산 산성수(Acid Mine Drainage)로 심하게 오염된 것으로 조사되었다. 또한 상부 옥동천에 용존된 철이 지류들의 유입과 하천의 aeration으로 철 산화물(floc)의 발생과 이의 침전으로 하천 바닥은 황갈색의 철산화물이 퇴적되어 있다. 그러나 상부 옥동천의 유속에 의해 일부 철 산화물이 침전되지 못한채 부유되어 옥동천은 매우 탁하게 보인다. 상부 옥동천온 천평천의 유입으로 인하여 낮은 pH의 산성수는 중화되지만 부유물질의 존재로 인하여 하부 옥동천은 계속 탁하여 광산 산성수의 영향이 지속되고 있다. sediment quality criteria와 비교해 볼 때 하부 옥동천의 하상퇴적물, 특히 상동 텅스텐-모리브덴늄 광미 저장댐과 인접된 지점의 하상퇴적물은 Pb, Cu, Zn, Co, Cd, As 및 Bi 등의 유해금속에 의해 농축되어 있어 퇴적물의 질이 상당히 악화되어 있다. 수중 및 저서 생물에 대한 서식처 및 수질을 개선하기 위해서 옥동천 상부에는 산성수를 중화시킬 수 있는 경제성 있는 수처리 장치의 도입과 중금속의 speciation의 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제34권6호
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• pp.539-553
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• 2001

한강수계분지 내의 한강 하천수와 한강 하천으로 유입되는 지천 수의 용존 이온 농토의 특성과 그 기인을 연구하였다. 북한강 하천수의 용존 이온농도는 Ca)Na>K>Mg, HCO$_3$>NO$_3$>SO$_4$>Cl 순이며 이들 원소들의 농도는 주로 누계분지 내에 분포하고 있는 화강암과 편마암비 화학적 풍화의 영향을 받고 있다. 한편, 남한강 하천수의 주요 이온농도는 Ca>Mg)Na>K, HCO$_3$>SO$_4$>NO$_3$>Cl 순으로 감소한다. 이는 수계분지 내에 분포하고 있는 탄산염안의 영향과 태백산 지역의 탄광과 금속광산에서 발생한 광산 폐수의 유입 때문으로 해석된다. 한강본류 하천수는 Na, Cl, SO$_4$(Ca>Na>K)Mg, HCO$_3$>SO$_4$4>Cl>NO$_3$) 농도가 놀게 나타나 서을 도심의 인간 환동에 의한 오염 영향을 받고 있음을 의미하고 있다. 1981년부터 1999년 사이에 한강 하천수의 SO$_4$와 NO$_3$이온농도는 헌저히 증가하여 산성광산 폐수와 생활하수에 의한 오염의 증가를 반영하고 있다.

• 자원환경지질
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• 제48권3호
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• pp.205-212
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• 2015

전 세계적으로 이슈가 되고 있는 소형 무인항공기를 탑재체로 한 항공삼각측량 기술을 국내의 광산개발 현장에 적용하여 활용성을 검증하였다. 대상광산은 경상남도 경주시에 위치한 감포 46호 스멕타이트 광산으로 노천채광 광산이다. 멀티콥터인 DJI S1000에 Cannon Mark III 카메라를 탑재하여 $600m{\times}380m$ 영역을 중첩하며 448장의 사진을 촬영한 후, AgiSoft사의 photoscan 소프트웨어를 이용해 자료처리하여 정사영상과 정밀 수치지형모델을 제작하였다. 6개의 지상 기준점을 이용해 정밀도 10cm 이내의 항공 삼각측량 자료를 생산하였으며, 3D 지질모델링 소프트웨어로 수치지형모델과 정사 영상을 익스포트하여 3D 지질모델링을 위한 Topo surface를 제작하였다. 1시간 이내의 짧은 촬영시간으로 고정밀의 항공측량 자료 확보가 가능해 노천광산의 주기적인 촬영을 통한 채광량과 사면붕괴 모니터링이 적은 비용과 시간으로 가능함을 확인하였고, 항공삼각측량결과와 3D 지질모델링의 직접적인 연계 기술에 의해 노천광산 채광에 의한 지표면 변화를 즉각적으로 반영할 수 있어 생산관리의 효율성을 증대할 수 있으리라 여겨진다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권6호
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• pp.626-634
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• 2005

본 연구에서는 강원도내 4개의 폐금속광산에서 발생되는 광미와 주변 토양의 중금속 오염현황 및 오염도를 평가하였다. 광미와 주변 토양의 오염정도는 총 중금속농도 기준으로 원동>제2연화>신예미${\fallingdotseq}$상동 순이었으며, 이들 광미는 배경토양 및 Kloke 값보다 각각 $1.2{\sim}78.2$와 $1.1{\sim}80.6$배가 높은 농도로서 주변 토양을 오염시키고 있었다. 광미내 대다수 중금속의 화합물형태는 잔류성이 대부분이었다. 비잔류형태 화합물에서는 상당부분이 환원성과 산화성이어서 장기간에 걸쳐 산화환경조건에 따라 중금속이 유출될 것으로 보이며 특히, 제2연화의 Cd은 교환성과 탄산염 화합물이 쉽게 유출되어 단기간에 주변 환경을 오염시킬 가능성이 클 것으로 판단된다. 우리나라 토양오염기준치의 초과여부 검토결과 많은 시료에서 토양환경보전법의 우려기준 및 대책기준 이상인 것으로 나타나 이에 대한 처리대책이 필요하였다. PI에 의한 오염도평가에서는 4개의 광산지역 모두 1.0 이상보다 훨씬 높아 오염정도가 심각하였으며 복원시 최우선 광산은 원동이었다. 또한, DI에 의한 복원수준정도 평가결과에서 원동광산은 단기간에 유출 가능한 교환성부터, 나머지 광산은 중 장기간에 걸쳐 유출되는 환원성부터 우선적으로 제거해야 할 것으로 나타났다.

• 한국자원공학회지
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• 제55권6호
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• pp.553-563
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• 2018

본 연구에서는 폐기물 및 유가금속 재활용관련 인프라가 전무한 폐광지역의 공간을 활용한 도시광산 조성을 위한 최적기술과 입지조건을 설정하기 위한 조건과 기법을 제시하였다. 도시광산 산업은 부가가치가 높은 산업부산물 및 폐기물의 가공을 통해서 광물자원을 취급하는 산업으로, 광물자원의 개발과 광해방지의 연계산업으로 의미를 지닌다. 폐광지역 대상의 도시광산을 대상으로 폐기물 재활용 기술은 선별, 추출, 정제련의 핵심기술이 대상이 되며, 해당 기술수준 분석결과, 유망한 원료인 폐전지, 폐촉매의 재활용과 이를 기반으로 사업화를 수행하는 산업망이 필요하였다. 이를 통해서, 일반적인 도시광산의 자원수급 여건보다는 부가가치를 생성하는 자원이 발생하는 관련 산업과 연계된 입지분석의 항목 설정이 중요하였다. 접근성과 인프라 한계를 극복하기 위해서, 도시광산 조성에서, 공간 및 입지 여건, 산업 특성에 따른 폐광산 지역 진흥지구내 경제적 기반구축, 원료공급과 수급의 연계, 유용광물자원 재활용 핵심기술 확보인자를 도출하였다.