특이산성토와 잠재성 특이산성토 물질은 전 세계적으로 분포하며, 산성으로 인하여 농업과 환경에서 문제시되어왔다. 대부분이 퇴적기원이며 소수의 경우에 화산기원으로 보고되어왔다. 산성은 잠재성 특이산성토 물질에 함유된 유황광물의 산화과정에서 생성된 황산에 기인한다. 우리나라에서는 보고가 된바 없는 중생대 화산활동에 의하여 생성된 잠재성 특이 산성토 물질을 보고하고저 한다. 봉산통-황철석을 함유하지 않은 안산암질 모재층-황철석을 다량 함유한 안산암의 단면을 야외조사와 화학적 및 광물학적 분석을 통하여 연구하였다. 한때 택지조성과정에 황철석을 함유한 안산암이 지표에 노출되어 황철석의 산화에의한 토양과 지표수의 산성화문제가 제기된 적도 있다. 봉산통과 모재에서는 황철석과 특이산성토의 생성과정에서 나타나는 노란색 반문과 같은 특징들이 나타나지 않았다. 열수변질에 의하여 생성된 안산에 존재하는 황철석이 화산활동에 의한 열수변질 기원임을 지시해주는 육각형 또는 주사위형의 모양과 암석의 갈라진 틈을 따라 산출되는 양상 등을 보여주었다.
천안시의 토양 환경을 종합적으로 평가하기 위하여 각 지역별(농경지 3개소, 공단지역 3개소, 도심지 2개소, 하천주변 3개소, 매립지 주변 3개소)로 13개 항목에 관한 오염도 조사를 실시하였다. 각 측정 항목마다 토양오염 우려기준에 못 미치는 오염도를 보였다. 토양의 산성화는 농경지에서 심한 것으로 나타났으며, 특히 고속도로 주변의 농경지는 자동차 배기가스에 의한 산성 강하물의 영향으로 의심되는 산성화가 진행되는 것으로 나타났다. 또한, 밭 지역의 산성화가 심화되어서 토양 측정망의 채취지점 추가가 요구되었다. 중금속 6종과 기타 유기득성물질은 모두 토양오염 우려기준에 못 미치는 값을 나타냈다. 유류성분인 BTEX성분 역시 우려기준에 못 미치는 값을 보였으며, TPH는 BTEX보다 광범위한 오염도를 보였다. 오염물질에 의한 토양의 상태를 종합적으로 판단할 수 있도록 고안된 토양오염지표(SPI, Soil Pollution Index)를 이용하여 천안시의 토양오염도를 평가하였다. 토양오염점수(SPC, Soil Pollution Score)에 의해 산출된 토양오염 등급은 모두 1 등급으로 판명되어 천안시의 토양은 비교적 건전한 것으로 나타났다.
본 논문에서는 폐광산지역의 오염특성 조사와 평가를 위한 지구화학적 접근방법에 대하여 정리ㆍ기술하였다. 폐광산지역의 주요 오염원은 갱내수, 광석, 광미 및 선광을 위해 사용한 화학약품 등이고 산성광산배수의 배출, 광산폐기물의 유실, 유해성 침출수의 배출, 광미와 분진의 분산 등에 의해 중금속이 이동/확산되어 주변토양, 퇴적물, 지표수, 지하수, 생태계에 광역적/지속적으로 심각한 영향을 미친다. 따라서 오염원, 주변 토양, 지표수, 지하수 등에 대한 화학분석, 광물학적분석, 광산산성배수 예측실험, 물리/지화학탐사와 같은 현장실험 등의 방법을 이용한 조사를 통해 폐광산이 주변 환경에 미치는 잠재적이고 실제적인 영향이 조사$.$평가 되어야한다.
본 실험에서는 숲속 토양으로부터 산성조건에서 생장이가능한 내산성 균주를 분리 동정하였다. 분리된 균주는 형태적 관찰과 박층 크로마토그래피에 의한 세포벽 분석과 ISP 분류 기준에 따른 생리적 실험을 통하여 동정하였으며, 이 균주의 포자는 형태가 간상형이고 표면구조는 매끈한 형태였다. 포자의 배열형태는 compact spiral 구조였으며 이 균주는 명확한 포자낭벽을 갖고 있지 않았고, 세포벽 분석결과에 따르면 Streptomyces 속에 속하는 것으로 밝혀졌다. 또한 중성조건에서 생장이 우수하나 산성조건에서도 생장이 가능한 내산성 균주로써, Nonomura의 분류 기준에 의하면 Streptomyces mirabilis인 것으로 동정되었다.
호산성미생물은 pH가 낮은 환경에서 살아가는 미생물로서 산화, 환원 반응을 통하여, 금속을 포함한 물질들의 순환에 영향을 미친다. 본 연구에서는, 국내의 폐광산 및 제주 곶자왈 지역의 산성토양으로부터 배양을 통해 50여 종 이상의 미생물을 분리하였으며, 분자계통학적 분석을 통하여 최종, Gammaproteobacteria 강에 속하는 미생물 6종, Actinobacteria 강에 속하는 미생물 5종, Betaproteobacteria 강에 속하는 미생물 4종, Alphaproteobacteria 강에 속하는 미생물 2종, Bacilli 강에 속하는 미생물 2종을 얻을 수 있었다. 이들은 공통적으로 낮은 pH의 조건에서 살아가는 미생물임을 확인 할 수 있었다. 본 연구를 통하여 확보한 산성토양내의 미생물들의 생리적 특징은 앞으로의 다양한 국내 미생물 자원의 활용에 기초적인 지식을 제공할 것으로 기대된다.
최근 고토비료로 등록된 수산화고토는 황산고토와 비교할 때 용해도가 매우 낮으며 토양반응에 미치는 영향 측면에서도 다른 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 이들 두 가지 고토비료를 표준시비량인 $300kg\;MgO\;ha^{-1}$ 수준으로 처리한 경산통 토양에서 배추 재배하여 그 비효를 비교하였다. 수산화고토는 배추의 엽수와 생체중을 증가시키는 효과를 보였으나, 생육 전반에 미치는 효과에 있어서는 황산고토와 비교할 때 통계적으로 유의성 있는 차이를 보이지는 않았다 ($p{\leq}0.05$). 배추의 마그네슘 함량은 생육초기에는 황산고토 처리구에서 높았으나 수확기에 조사된 결과에서는 수산화고토 처리구에서 높았으며, Ca, P, 및 K 함량은 황산고토에 비하여 수산화고토 처리구에서 높았다. 그러나 비종간의 이들 양분 흡수의 차이는 통계적으로 유의하지 못하였다. 황산고토를 처리한 토양의 pH는 대조구에 비하여 낮아졌으나, 수산화고토 처리구에서는 pH가 높아졌고 유효인산 함량 또한 증가하였다. 침출성 Ca 함량은 수산화고토 처리구에 비하여 황산고토 처리구에서 낮게 나타났다. 토양반응과 양분의 유효도에 미치는 영향의 차이는 비종간의 화학적 특성 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 따라서 동일한 수준으로 시용할 때, 수산화고토와 황산고토의 작물에 대한 비효는 대등한 것으로 결론지을 수 있으며, 산성토양이나 용탈이 쉽게 일어날 수 있는 사질 토양에서는 산성비료이며 수용성인 황산고토보다 수산화고토의 시용이 유리할 것으로 판단된다.
옥동천 유역의 상류에 위치한 명진탄광, 서진탄광, 옥동탄광 등이 1988년 이후 석탄합리화 사업으로 인하여 휴폐광 되었다. 따라서 많은 양의 광산 폐재가 적당한 처리시설이 없이 그대로 유입되어 하류지역의 수질오염을 야기 시킨다. 폐탄광으로부터 유출되는 침출수와 산성광산배수는 pH $2.7\sim4.5$의 강한 산성을 나타내며, 총용존물질은 $1,030\sim1,947mg/L$로 높은 범위를 나타낸다. 또한 Fe, Cu, Cd 같은 중금속의 농도와 음이온인 황산이온 등도 매우 높은 농도를 보인다. 옥동천내에 포함된 중금속의 농도는 Fe>Al>Mn>Zn>Cu>Pb>Cd 순으로 나타났으며, 철의 경우 산성광산배수와 침출수로 부터 옥동천 하류의 수질과 토양의 질을 나타내는 지표가 된다. 구리농도는 풍수기에 공재댐 배출수에서 높은 농도를 나타냈다. 표층수의 수질오염지표는 폐탄광의 산성광산배수가 유입되는 옥동천 본류 상류에서 $16.3\sim47.1$을 나타냈다. 반면에 구광재댐과 신광재댐 및 폐탄광의 배출수가 유입되는 중류에서 $10.6\sim19.5$를, 하류에서는 평균값인 $10.6\sim14.9$를 보여, 상류지역의 폐탄광의 산성광산배수가 옥동천의 주 오염원인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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