• 대한지하수환경학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.38-47
• /
• 1995

이 연구에서는 삼척탄전 내에 위치하는 폐탄광인 동해탄광을 대상으로 산성 광산폐수의 중화 처리를 위한 각종 기초자료를 제시하고자 하였다. 산성 광산폐수의 측정시기에 따른 변화양상을 관찰한 결과 갈 수기에는 각종 잠재적 유독성 원소들의 함량이 증가하며, pH가 하락하여 수질이 악화되는 경향을 보였다. 공업용 소석회는 처리효율 및 경제성을 고려할 경우 산성 광산폐수의 처리를 위한 최적의 중화제로 판단되며, 평형 모델링 결과 중화처리과정에서 Fe는 FeOOH의 형태로, Al은 Al(OH)$_3$, 의 형태로 침전되는 것으로 추정된다. GIS를 이용하여 동해탄광일대 산성 광산폐수 처리시설의 위치를 제시하였으며 수문학적 자료를 이용하여 최대강우량 및 첨두유량을 계산하였다.

• 한국토양환경학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.45-50
• /
• 1997

산업구조의 변화와 더불어 많은 수의 휴ㆍ폐광산이 생김에 따라 그에 따른 환경오염 문제가 발생되고 있다. 특히 주로 황철광에서 생성된 폐수의 중금속 이온과 낮은 pH는 생태계를 파괴하는 피해를 입힌다. 따라서 산성광산폐수의 처리를 위한 많은 방법들이 연구되고 개발되고 있다. 본 연구에서는 산성광산 폐수의 생물학적 처리에서 사용되는 4가지 유기물원들의 중금속 처리 능력을 비교 분석하였다. 버섯퇴비, 참나무 퇴비, 슬러지 cake, 우분의 4가지 유기물원 중 산성 광산 폐수의 처리에 효과가 있는 것은 참나무 퇴비와 우분이었다. 참나무 퇴비는 주로 이온 교환이나 -OH와 -COO-등의 작용기에 의한 흡착에 의해서 중금속을 처리하였으며, 우분을 사용한 경우는 자체 내에 존재하고 있는 황산염환원균의 활성에 의해서 중금속을 처리하였다. 따라서 이 두 가지 유기물원을 혼합하여 사용한다면 상호 보완 작용에 의해 효과적인 처리 효율을 얻을 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2001년도 제3회 부산.경남지부 심포지엄
• /
• pp.29-48
• /
• 2001

일반적인 폐수처리 시 여러 광물들이 사용되는 데 예를 들면, 수산화칼슘 및 탄산나트륨은 중화제, 점토는 응집제, 알룸(alum) 및 염화철은 인 제거제로 사용되고 있다. 산성광산배수인 경우에는 알칼리성의 중화제로 석회 (CaO), 석회석 (CaCO$_3$), 가성소다 (NaOH), 탄산나트륨 (NaCO$_3$) 등이 사용된다. 그러나, 설비비 및 유지비가 많이 들어 몇 십년 동안 계속해서 침출되는 산성광산배수를 처리하기에는 문제가 있다. 산성광산배수 (Acid Mine Drainage, AMD)는 pH가 6.0 미만이고 총산도 (totalacidity)가 총알카리도 (total alkalinity)를 초과하는 물로서 노천광이 가행되었던 지역, 가행중이거나 휴광 또는 폐광된 광산에서 유출된다. 또한 도로사면 절개부나 지하철 터널에서도 황철석(pyrite)이나 백철석 (marcasite)을 함유하는 층이 공기 중에 노출되면 산성수가 침출되어 나오기도 한다. 산성광산배수에 의한 하천수의 오염이 매우 극심하여 때로는 미생물마저도 그 속에 살 수 없게 된다. 산성광산배수에 의해 오염된 하천수의 오염범위는 산성수의 양, 농도, 하천에 유입되는 산성수의 분포, 상류에서 흘러드는 오염되지 않은 물의 양, 지류에서 유입되는 물의 양에 따라 좌우된다. 산성광산배수 오염이 문제시되고 있는 나라는 미국을 포함하여 호주, 일본, 한국, 러시아, 남아연방 등이다. 산성광산배수는 환원환경에서 생성된 석탄층 및 접촉교대 또는 열수에 의해 생성된 금속광이 공기 및 물에 노출되어 생성되는 자연적인 현상이다. 그러나 국지적인 지역에서 인간이 이 광상들을 환경영향을 고려하지 않고 대규모로 개발할 때 인간 생활에 심각한 영향을 미치는 것이다. 광산산성배수를 처리하기 위해 상기와 같이 여러 기술이 도입 적용되었으며 일부 기술들은 현재도 사용되고 있다. 각 기술마다 일장일단이 있으므로 경비의 과다, 유지 및 관리에 대한 지속성 여부, 공간의 확보 여부, 지역적 특수성에 맞춰 가장 적합한 방법을 채택하여야 하며 꾸준히 채택한 기술의 개량 및 새로운 기술의 첨가가 요구되고 있다. 따라서, 산성광산배수 오염지대에 대해 획일적으로 같은 처리방법을 채택하여 사용하는 것보다 각 지역 또는 광산산성폐수가 유출되어 나오는 광산폐기물의 특성 등을 고려하여 거기에 맞는 기술들을 복합적으로 또는 단독으로 사용하되 처리방법 채택 시 신중을 기할 것이 요망된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
• /
• pp.346-349
• /
• 2004

국내에 자연 방치된 폐광산에 대한 문제가 대두되면서 폐광산 주변지역에 대한 산성광산폐수와 중금속 광산폐기물의 오염실태조사가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 폐광산의 유출수와 광산폐기물에 주변 오염지하수 내의 중금속 As, Cd, Pb, Fe, Mn, Zn, Cu에 대하여 무기 응집제의 첨가와 pH의 조절에 의한 제거효율을 .실내 배치실험을 통하여 규명하였다. 본 실험을 통하여 황산알루미늄(Al$_2$(SO$_4$)$_3$ㆍ13～14$H_2O$), 염화 제2철(FeCl$_3$ㆍ6$H_2O$), 황산 제2철(Fe$_2$(SO$_4$)$_3$ㆍ n$H_2O$)을 이용하여 오염수내 중금속을 90%이상 제거할 수 있었으며, 폐광산 침출수나 오염 지하수의 중금속 제거에 0.1 wt%의 응집제 첨가만으로 응집제를 이용한 화학적 처리 방법이 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 지질공학
• /
• 제13권1호
• /
• pp.29-50
• /
• 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.

• 지구물리
• /
• 제5권1호
• /
• pp.19-27
• /
• 2002

장풍 폐광산의 갱내수와 폐광석 적치장에서 발생되는 산성광산폐수에 의한 침출수의 유동경로와 지화학적 특성을 알아보기 위해 지구물리탐사(자연전위, 전자탐사, 전기비저항, 탄성파굴절법)를 수행하여 그 결과를 지화학 물시료분석(pH, EC, ${SO_4}^{-2}$, 중금속 함량) 자료와 상관·분석하였다. 갱구에 수직 방향의 2개 측선에서 실시한 전기비저항 쌍극자탐사 결과 갱구에서 북서 방향으로 저비저항대가 이어지는데 이것은 갱구에서 지하로 유입된 산성광산폐수에 의한 침출수가 폐석더미와 기반암의 경계를 따라 이동하여 하천 방향으로 유입되어 나타나는 현상으로 해석된다. 이와 같은 양상은 전기비저항 수직탐사, 자연전위, 전자탐사의 반응 결과들에서 보이는 북서방향의 이상대 및 북서쪽에서 상대적으로 높은 값을 보이는 EC, 중금속함량, ${SO_4}^{-2}$의 분포와도 잘 상관된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 1996년도 세미나 및 전북지부 결성대회
• /
• pp.33-43
• /
• 1996

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.267-272
• /
• 2005

충북 장풍, 전남 광양, 충남 임천의 세 개의 폐광산을 대상으로 물리탐사를 수행하였다. 연구는 산성광산배수에 의한 침출수의 유동경로, 매립된 광미 및 폐광석의 파악, 광산 폐수의 배수관 탐지, 갱도와 인공차수막의 효과를 파악하는데 목적을 두었다. 상관 해석 결과 물리탐사 자료는 물시료 분석 자료(수소이온농도, 전기전도도, 중금속, 황산이온)와 잘 일치하고 있다. 산성광산배수에 의한 침출수의 유동경로는 전기비저항 및 자연전위탐사로 탐지 가능한 반면에 폐광석, 산성광산배수의 배수관, 인공차수막 등은 탄성파 굴절법, 전기비저항, 지하투과레이다탐사를 통해 효과적으로 파악되었다.

• 지질공학
• /
• 제18권4호
• /
• pp.577-586
• /
• 2008

산성광산배수는 물-암석반응의 총체적인 결과를 반영하기 때문에 수질특성과 더불어 하상에 형성되는 이차적 기원의 침전물과도 밀접한 관련성을 가진다. 이를 위하여 달성광산의 산성광산배수의 수질특징과 바닥침전물, 폐금속광물의 변질특징을 분석하였다. 하상에는 pH 5이상에서 백색의 침전물이 형성되고, pH가 $3{\sim}4$로 낮은 환경에서는 슈베르트마나이트가 형성된다. 수질은 계절에 따라서도 다르게 나타난다. 폐수처리장의 2002년 10월 수질의 경우 2003년 3월 수질보다 pH가 더 낮으며, Al, Zn, Cu의 함량은 더 높다. 반면에 2003년 3월의 수질은 pH변동이 심하며 2002년 10월 수질에 비하여 As와 Cl의 함량도 더 높게 나타난다. 흰색의 침전물에 대한 $^{27}Al$ MAS 핵자기공명분석에 따르면 Al은 대부분 팔면체자리에 분포한다. 금속광물들은 반응성이 높은 가장자리나 모서리 부분이 집중적으로 용식되거나, 벽개를 따라 변질 분해된다. 황철석의 용해작용은 특징적으로 에칭홈 또는 모서리 에지 부분에서 집중적으로 일어난다.

• 지질공학
• /
• 제17권2호
• /
• pp.187-196
• /
• 2007

달성 광산의 산성광산배수의 특징과 슈베르트마나이트(schwertmannite)의 환경지질학적인 의미와 역할을 고찰하였다. 이를 위하여 폐광석의 변질양상, 수질과 하상침전물의 특징을 입도분석, 수질분석, XRD, SEM, TEM을 이용하여 분석하였다. 달성광산의 폐수처리장과 하천의 산성광산배수는 하류로 가면서 pH와 전기전도도(EC)가 감소한다. 폐광석의 황철석이 용해된 부분에서 황은 자형의 등립질, 치밀한 집합체로, 침철석은 길게 신장된 입자가 달라붙어 십자가, 별모양, 불가사리형의 집합체를 이룬다. Eh-pH 다이아그램 상에서 수질은 슈베르트마나이트와 페리하이드라이트의 안정영역에 놓여 있다. 하상침전물은 적갈색인 경우 대체로 슈베르트마나이트, 황갈색내지 노랑갈색인 경우 침철석으로 구성된다. 하강 침전물의 입도는 $d(0.1)0.861{\mu}m{\sim}3.769{\mu}m,\;d(0.5)\;3.984{\mu}m{\sim}15.255{\mu}m,\;d(0.9)$는 $9.875{\mu}m{\sim}56.726{\mu}m$범위이다. 슈베르트마나이트의 결정형은 등립질의 구상체가 특징적이다. 슈베르트마나이트 구상체 표면에 발달하는 침상돌기체는 폭이 100 nm, 길이 $200{\sim}300nm$이며, 이들은 방사상으로 성장한다. 국내 여러 산성광산배수에서 흔하게 관찰되는 적갈색, 황갈색의 침전물에는 슈베르트마나이트가 함유되어 있을 가능성이 매우 높다. AMD의 중금속 저감대책을 수립하기 위해서는 정확한 감정을 통하여 슈베르트마나이트의 존재여부와 상안정성을 검토할 필요가 있다.