• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.99-106
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• 2004

환경오염저감 및 제어기술은 환경/방재 기술분야로 포스트 반도체 주력산업의 고도화분야에 해당되며, 그 중 오염토양 및 지하수 복원기술은 앞으로 많은 수요가 예상되는 핵심기술이라 할 것이다. 국내의 경우 폐금속광산이 다수 존재하며 이로 인한 중금속 및 비소오염문제가 심각해지고 있는 시점에서 이를 복원하기 위한 최신기술의 동향을 알아보는 것이 필요할 것이다. 현재 이 분야의 선진국인 미국 및 유럽각국에서의 기술개발은 2차적인 오염을 유발하지 않을 청정기술의 개발과 개발기술의 현장적용에 초점이 맞추어 지고 있는 추세이다. 여기에 최근에 개발되어진 신기술중에 이러한 장점으로 인해 주목받고 있는 기술인 전기동력학 기술, 투수성 반응벽체기술, 고형화/안정화기술, 박테리아를 이용한 생체흡착기술, 박테리아를 이용한 용출기술, 식물정화기술을 소개하고자 한다.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.73-86
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• 2004

본 연구에서는 폐금속광산인 도곡 Au-Ag-Cu 광산과 화천 Au-Ag-Pb-Zn 광산을 대상으로 광산주변 광미, 토양, 자연수 및 농작물 시료를 채취하여 독성 중금속원소들의 오염수준을 규명하고, 토양에 대한 SBET분석을 통해 인체의 위에서 흡수되는 중금속들의 흡수비를 평가하고자 하였다. 또한 이들 지역 주민에 대한 인체 노출경로를 파악하여 독성 중금속들에 노출된 주민들의 건강에 미치는 악영향(독성 및 발암성)을 정량적으로 산출하는 위해성평가를 수행하고자 하였다. 도곡광산의 광미내 중금속의 평균함량은 218 As mg/kg, 90.2 Cd mg/kg, 3,053 Cu mg/kg, 9,473 Pb mg/kg, 14,500 Zn mg/kg 으로 매우 높은 함량을 나타내었다. 화천광산의 광미의 경우, 그 평균함량은 72 As mg/kg, 12.4 Cd mg/kg, 34 Cu mg/kg, 578 Pb mg/kg, 1,304 Zn mg/kg 으로 나타나, Cu를 제외한 원소들이 높은 함량을 나타내고 있다. 따라서 As 및 중금속을 다량 함유하고 있는 이들 광산의 광미들이 강우나 바람에 의해 하류로 유실됨으로써 주변 토양과 수계를 오염시키고 있다. SBET분석결과에 의하면, 화천광산의 논토양내 As, Cd, Zn의 인체흡수도는 각각 55.4%, 20.8%, 26.4%로 나타났으며, 도곡광산의 밭토양의 경우는 각각 40.8%, 37.6%, 33.0%로 나타나 As의 인체흡수도가 가장 높은 것으로 판단된다. 독성(비발암성)위해도 평가 결과, 화친광산에서는 As의 HI 지수가 5.38로, 도곡광산에서는 Cd처 Hl 지수가 3.257.1 이상으로 나타나 이 지역에 거주하는 주민들이 지속적으로 오염된 농작물(쌀알), 지하수, 토양을 섭취한다면 As 및 Cd에 대한 독성위해도가 발생할 가능성이 큼을 시사하고 있다. 발암위해도 평가 결과, 화천광산 지역의 쌀알 및 지하수(식수) 섭취를 통한 As의 초과 발암위해도가 각각 만명중의 8명 및 1명으로 높게 나타났다. 이는 US-EPA에서 제시한 허용발암위해도보다도 크므로 이 지역 주민들이 As에 의해 오염된 쌀알이나 지하수를 식수로 계속적으로 장기간 섭취하게 된다면 As의 발암성 확률이 크다고 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권4호
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• pp.328-336
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• 2008

폐금속 광산에서 유출되는 광산배수로 인한 수계의 수질오염 영향을 파악하기 위하여 삼보광산 광미댐 침출수 및 하류 하천수의 화학성분 및 미량금속을 분석 검토한 결과는 다음과 같다. 삼보광산 주변 광미댐 침출수의 pH 값은 $5.8{\sim}6.9$ 사이로 중성에 가까운 약산성이였다. 주 광미댐 침출수의 주요 용존 화학성분 평균치는 EC 1.77 dS/m, $SO_4^{2-}$ 929, $K^+$ 14.6, $Ca^{2+}$ 263.3, $Mg^{2+}$ 46.9 mg/L 이였다. 특히 화학성분 중 EC 값과 $SO_4^{2-}$ 농도는 벼의 농업용수 피해한계 농도 (EC 1.0 dS/m, $SO_4^{2-}$ 54.0 mg/L)를 상회하였다. 광산 침출수의 Cd 평균 농도($0.016{\sim}0.021\;mg/L$)는 농업용수 수질기준인 0.01 mg/L을 초과하였고, Cd 최고치는 수질기준의 4배정도 높았다. 또한 미량금속 중 Zn, Fe 및 Mn 농도는 FAO의 관개용수 최대 권고치(Cd 0.01, Zn 2.0, Fe 5.0, Mn 0.2 mg/L)를 초과하였고, 특히 Zn 및 Mn 평균 농도는 권고치의 $8{\sim}26$배, $45{\sim}313$배 이상 높았다. 본 조사결과에서 광산배수에 의한 수계의 수질오염은 하류 1 km 이상까지 영향을 미치는 것으로 나타났다. 광산배수와 하천수의 수질항목 중 pH 값은 용존 Cd, Zn, Al 및 Mn 농도와 부의 상관을, 주 오염성분인 EC 값, $SO_4^{2-}$ 및 $Ca^{2+}$ 농도는 각각의 Cd, Zn, Al 및 Mn 농도와 고도의 정의 상관을 보였다. 또한 주요 화학성분 중에서는 pH 값이 EC 값 및 $SO_4^{2-}$ 농도와 부의 상관을 보였다.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.47-52
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• 2010

국내 10개의 폐금속 광산을 대상으로 토양의 물리적, 화학적 및 생물학적 특성과 자생하고 있는 쑥(Artemisia princeps var. orientalis)의 카드뮴(Cd) 함량을 분석하였다. 식생이 없는 대조군 토양과 쑥 근권 토양의 Cd 함량은 산술평균으로 각각 5.92와 5.91 mg/kg으로 나타났으며, 분산분석 결과 두 토양간의 Cd 함량에는 유의한 차이가 없었다(p < 0.05). 그리고 쑥의 지상부와 지하부의 Cd 함량은 근권 토양의 Cd 함량과 유의한 상관관계를 보였다(p < 0.05, ${R^2}_{shoot}$ = 0.3120, ${R^2}_{root}$ = 0.4177). 쑥의 Cd 흡수 해석을 위하여 주성분 분석(PCA)을 실시한 결과, 최소 토양질 인자(MDS)로 유기물 함량 (OM), 탈수소효소 활성도(DHA), pH, 치환성 Mg가 선정되었다. MDS를 이용한 다중회귀분석 결과, 쑥의 지상부와 지하부의 Cd 함량의 회귀식에 대한 결정계수($R^2$)는 각각 0.3418과 0.5121로 나타났다. 이것은 MDS를 이용한 통계적인 토양질 평가가 식물의 중금속 흡수를 해석하는 유용한 기법이라는 것을 나타낸다.

• 한국광물학회지
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• 제17권1호
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• pp.37-47
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• 2004

대구광역시에 위치한 달성광산의 폐광석과 하천수에 형성된 황산염 광물인 명반석과 슈베르트마나이트의 특징과 수질변화를 통하여 산화환경하에서의 환경지구화학적 의미를 고찰하였다. 산성광산배수는 하류로 갈수록 pH가 감소하는 특징을 보이는데, 이는 슈베르트마나이트의 형성에 크게 영향을 받는다. Al광물들의 침전작용에 의하여 하천수로부터 Al이 제거되는데, 그 중에서 가장 중요한 Al-황산염광물인 명반석은 Al의 가수분해 상수인 $pK_1$ 이상의 높은 pH환경에서 잘 형성된다. 명반석은 SEM하에서 뚜렷한 구상의 결정체로서 슈베르트마나이트와 수반되고, 높은 포화지수를 나타낸다. 지표환경에 노출된 폐금속광석에서는 산화작용으로 인하여 다양한 이차광물이 기존의 광물표면에 성장하거나, 피복 되어 있다. 명반석은 특징적으로 구형, 싸리버섯 같은 정벽(botrytis-like habit), 또는 방사상의 결정집합체로 나타난다. 또한, natroalunite를 수반하거나, 이 둘의 물리적 혼합체(mixture)를 형성한다. 본 산성광산배수의 유해성분들이 하천을 따라 다소 저감되기는 하나, 슈베르트마나이트가 지속적으로 형성되므로 하류로 갈수록 pH가 감소한다. 그러므로 하상침천물은 쉽게 다시 용해될 수 있다. 따라서, 본 AMD에서 자연저감효과는 미미하며, 여전히 잠재적인 위해 요소를 가지고 있다.

• 환경영향평가
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• 제32권3호
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• pp.157-165
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• 2023

폐석탄광산 주변 농경지의 주요 토양오염물질은 비소이며, 폐금속광산과는 달리 그 오염수준이 관련 환경기준을 경미하게 초과하는 특성을 가진다. 이에 선행연구에서는 폐석탄광산 농경지의 토양개량·복원사업(안정화 처리 및 복토층 조성) 시 복토층 두께를 기존 40 cm에서 20 cm 두께로 낮추는 방안의 적용성을 실내 포트실험으로 확인한 바 있다. 금번 후속연구에서는 본 방안을 실제 농경지에서 벼 재배를 통해 실증하였다. 4개월이 넘는 벼 재배기간 중 쌀알로 전이된 비소의 농도는 20 cm 두께의 복토 시 44% 이상의 전이감소율을 보였다. 특히 오염된 원지반을 안정화 처리한 후 복토한 경우엔 이의 감소율이 56%까지 증가하였다. 따라서 본 실증연구를 통해 복토층 두께 20 cm의 적용성을 확인하였고, 이는 곧 복토재 사용량 감소로 인한 사업비 절감도 가능함을 시사한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권2호
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• pp.9-18
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• 2003

폐탄광에 의한 주변 지하수의 오염원과 오염 경로의 파악을 위해 강원도 평창군 소재 한창탄광을 대상으로 계절 변화에 따라 SAPS(Successive Alkalinity Producing System)를 이용한 자연정화 처리시설 공정의 각 단계와 폐석침출수, 탄광부근 샘물시료가 채수 및 분석되었다. 또한 지하수의 오염원 규명과 SAPS조에서의 황산염 환원 발생여부를 확인하고자 황동위원소 분석이 실시되었다. 연구지역의 지하수에서 계절적인 변화와 관계없이 높은 수소이온농도와 금속농도가 나타나는 것은 산성광산배수가 계절과 무관하게 지속적으로 지하수를 오염시킬 수 있음을 나타내고 있다고 할 수 있다. 처리시설은 산도(acidity) 제거량이 평균 18.17 g/$\textrm{m}^2$/day이고 가장 오염부하량이 많았던 9월에는 59.02 g/$\textrm{m}^2$/day 이며, 금속제거능은 거의 100%에 이르러 다른 지역의 처리시설에 비해 높은 정화성능을 갖는다. 그러나 처리시설의 각 공정 단계별로는 황 함량의 감소가 나타나지 않았고 황동위원소 조성의 변화도 거의 없었는데 이는 황산염환원박테리아에 의한 황산염환원 작용은 매우 미약하거나 전혀 이루어지지 않는 것으로 보인다 화학조성과 황동위원소 조성을 통해 샘물은 폐석침출수에 의해, 처리시설내 석축침출수는 폐석침출수와 갱구유출수에 의해 영향을 받은 것으로 판단되었다. 본 연구지역은 갱구유출수에 대한 처리시설이 가동중에 있으나 폐석침출수에 대한 대책은 없는데 이는 다른 폐광지역에서도 유사한 상황이므로 폐석침출수에 대한 오염방지 대책 마련이 시급한 것으로 사료된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제6권4호
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• pp.194-205
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• 1999

1998년 2월에 황강리 광화대의 일부 폐금속광산(상곡,금실,장풍 및 삼덕)수계에서 채취한 지표수를 대상으로 수리지구화학적 특성과 환경동위원소의 거동을 고찰하였다. 연구지역에 분포하는 일반적인 지표수는 $Ca^{2＋}$. 알카리 원소 N $O_3$$^{－}$ 및 C $l^{－}$이 풍부하나. 광산부근의 지표수로 가면서 상대적으로 $Ca^{2＋}$, $Mg^{2＋}$. 중금속 원소 HC $O_3$$^{－}$ 및 S $O_4$$^{2－}$ 가 부화되어 있다. 또한 광산수계의 지표수에서 pH는 낮고 EC와 TDS는 아주 높다. 이 지표수들의 $\delta$D와 $\delta$$^{18}$ O(SMOW) 값은 각각 －65.0~－71.2$\textperthousand$ 및 －9.1~－10.2$\textperthousand$의 범위를 보이며. d($\delta$D－$\delta$$^{18}$ O) 값은 7.3~10.9 이다. 이 $\delta$D와 $\delta$$^{18}$ O 비는 비광산 지역의 지표수에서 광산지역의 물로 갈수륵 무거운 값을 갖는다. 이 동위원소외 조성과 TDS, HC $O_3$$^{－}$ , S $O_4$$^{2－}$ 및 $Ca^{2＋}$의 함량온 양의 상관도를 보여준다. WATEQ4F를 이용하여 포화지수를 계산해 볼 때, 광산부근의 지표수에서 사장석. 방해석. 돌로마이트 및 점토광물들은 대부분 용해성 조건을 가지나, 하류로 가면서 비광산 지역의 지표수가 유입됨에 따라 점진적으로 평형상태로 변한다. 그러나 비광산 지역의 지표수에서는 거의 모든 광물종이 포화상태 또는 침전조건을 나타낸다. 지구화학적 모델링을 통하여 규명된 잠제적 독성원소들은 광산수계에서 황산염(MS $O_4$$^{2－}$ ) 또는 단독 양이온( $M^{2＋}$)으로 존재하나, 비광산 수계에서는 탄산염(C $O_3$$^{－}$) 또는 수산화물(O $H^{－}$) 형태의 복합 음이온으로 존재하는 것으로 밝혀졌다. 한편 조선누층군의 석회암질암이 모암을 이루는 상곡 및 금실광산 부근의 물이 옥천누층군에 속하는 변성퇴적암과 쥬라기의 화강암류가 분포하는 장풍 및 삼덕광산 수계의 물보다 pH가 높고 $Ca^{2＋}$, $Mg^{2＋}$ 및 HC $O_3$$^{－}$의 함량이 많으며 $\delta$D와 $\delta$$^{18}$ O의 조성 또한 무거운 특징이 있다. 그러나 이들은 광산폐수에의 오염에 의하여 거의 동일한 수리지구화학적 진화경향을 보인다.

• 한국환경보건학회지
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• 제37권5호
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• pp.335-341
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• 2011

The Goseong abandoned mine accident was a typical case of long-term sequela resulting from environmental disruption during the rapid economic development of Korea. While the final conclusion of epidemiologic investigation was that residents surrounding the abandoned mine were simply exposed to cadmium from the abandoned mine without any patient contracting 'itai-itai' disease, not only did residents around the abandoned mine suffer enormous psychological and economic damage, but people in neighbouring communities did as well when the entire area was stigmatized as an contaminated area. Environmental civic groups and the government worked together to solve the problem by forming a joint committee which held the right of decision in any matter to be determined. By inviting all the stakeholders to participate in the joint committee, a transparent investigation was guaranteed and the results of investigation and recommendations to solve the problem were accepted by all involved. Even though the environmental health division in Ministry of Environment has developed considerably and built up a capacity to deal with environmental accidents, the process which was adopted to solving the Goseong abandoned mine accident can be useful to settle environmental health issues with severe conflicts among stakeholders.