• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.121-131
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• 2004

비소로 오염된 고로폐광산 주변 농경지 토양과 하천 퇴적토에 대하여, 토양 정밀조사를 통하여 규명된 오염 면적과 오염 지도를 바탕으로 복원 공정 설계를 실시하였다. 실내 실험을 통하여 오염 농경지 토양에 대하여는 석회를 첨가한 토양 안정화 공법의 처리 효율을 검증하였으며, 오염 하천 퇴적토에 대하여는 토양 세척법의 처리 효율을 규명하였다. 비수몰지역의 오염 농경지 토양의 복원 효율을 규명하기 위하여, 비소 농도가 다른 폐광산 주변 농경지 오염 토양 4종류에 대하여 비소 용출률 배치 실험을 실시한 결과, 석회를 혼합한 토양의 비소 용출이 오염 토양을 그대로 이용한 경우보다 평균 5배 이하로 감소하였다. 댐 건설 후 수몰되는 지역에서 저수지 바닥으로부터 저수지 수계로 용출되어지는 비소의 용출률을 예측하고, 석회를 첨가한 복토를 실시한 경우 저수지 바닥에서 용출되는 비소의 용출률 감소를 규명하기 위하여 아크릴 칼럼(지름 18.9cm, 높이 30cm)을 이용하여 저수지 바닥에서의 비소 용출 모의 실험하였다. 실험 결과 복토를 실시하지 않은 오염 토양에서의 비소 용출률은 연간 약 3.05∼3.89%를 나타내었으며, 석회 1%를 혼합하여 복토한 경우 저수지 바닥으로부터 비소 용출률은 연간 0.11∼0.05%를 나타내어 석회를 혼합한 복토처리 시 저수지 바닥에서 수계로의 비소 용출은 약 40배 이상 감소 할 수 있는 것으로 나타나, 수몰된 농경지 복원에 매우 적절한 방법으로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 토양 세척법을 이용하여 하천 퇴적토를 복원하는 경우, 세척 효율을 규명하기 위하여 하천 퇴적토 3종류에 대하여 초산, 구연산, 염산 각 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0N 수용액과 증류수에 대하여 각각 토양 세척 효율 배치 실험을 실시하였다. 실험 결과 염산과 구연산 용액으로 세척하는 경우 0.05 N에서 한 시료를 제외하고는 비소에 대하여 99.9% 이상의 제거 효과를 나타내었다. 결론적으로 비소로 오염된 하천 퇴적토는 적절한 세정용액을 이용한 세척과정에 의해서 충분히 제거 될 수 있는 것으로 나타나, 기존 오염 퇴적토 내 비소의 90% 이상을 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 오염 지도에 근거하여 산출된 복원 물량에 대하여 토양세척법을 이용하는 경우 복원 비용을 산출하였으며, 이와 같은 자료는 고로폐광산 주변 오염 토양에 대한 실제 복원 공정의 설계에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제36권2호
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• pp.89-101
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• 2003

경상북도 군위군에 위치하는 고로 폐아연광산의 광미 및 광폐석 유실에 의한 주변 농경지 토양 및 하천 퇴적토의 오염을 조사하였다. 폐광산하부에서부터 하천을 따라 직선길이 약 12 km 구간에서 퇴적토 및 토양을 표토와 심토로 나누어 채취하였으며, 토양시료에 대한 분석은 0.1N(비소의 경우만 만 HCl 약산 추출법인 토양오염공정시험법으로 실시하였다. 폐광산 하부 주 하천의 표층 퇴적토는 카드뮴과 납에 대하여 하천 상류 지역에서 토양오염우려기준치를 초과하였으며, 비소는 총 표토 시료 14개 중 6개(43％)에서 토양오염우려기준치를 초과하였고, 이중 4지점은 토양오염대책기준치를 초과하였다. 특히 폐광산과의 거리에 관계없이 하천 전체에 걸쳐 퇴적토의 표토들이 비소에 폭 넓게 오염되어있어서 이들에 대한 복원 대책이 시급한 것으로 나타났다. 폐광산 주변 농경지 토양 분석 결과 표토와 심토 모두 비소를 제외한 중금속의 오염은 토양오염우려기준치이하로 나타났으나, 비소의 경우 표토 시료 채취 8 지점 중 4지점에서 토양오염우려기준치를 초과하였으며, 이중 3지점에서 토양오염대책기준치를 초과함으로서 주변 농경지 토양의 표토도 비소로 심하게 오염되어있음을 알 수 있었다. 폐광산 하부 주 하천 수질 조사 결과, 폐광산 갱내수와 침전지 주변을 제외하고는 하천 수질은 모든 중금속에 대해 매우 낮은 것으로 나타나, 폐광산 주변의 토양오염은 하천수질에 의한 오염이기보다는 폐광산 주변에 적재된 폐광석과 광미들이 우기시 하천을 범람하며 유출되어 진행되었을 것으로 판단되었다. 폐광산 주변 지역의 오염 정도를 토양환경보전법에 명시된 오염 등급(Pollution Grade)으로 평가한 결과, 비소의 경우 토양오염우려기준 이상의 농도를 나타내는 농경지 토양과 하천퇴적토 지역이 많아, 향후 비소에 대한 토양 복원이 필요한 것으로 나타났다. 오염분석 결과와 현장 농경지 조사를 바탕으로 복원이 필요한 하천 퇴적토 및 농경지 토양 면적을 산정하였으며, 하천 퇴적토의 경우 토양세척법을 이용하여 비소와 납을 제거하고, 농경지 토양의 경우 석회를 첨가한 반전객토법을 실시하는 토양 복원 대책을 수립하였다.

• 한국작물학회지
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• 제59권4호
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• pp.532-538
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• 2014

비소 함유 골재를 토양개량제로 사용하였을 경우 광미에 포함된 유효태 또는 광물로 존재하는 비소가 용출되어 식물생육에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중세사에서 자갈크기의 유비철석 입자시료에서는 비소가 약 $95.28mg\;kg^{-1}$ 정도 함유된 있으나 밭토양 시료에서는 비소가 없는 것으로 조사되었다. 2. 상추 재배토양에 함유된 양을 기준으로 생물학적 이용가능 비소와 그리고 상추로 전이된 비소의 양의 비율을 비교한 결과 토양으로부터 생물학적 이용 가능 비소 형태로 전환된 비소의 비율은 최저 2.20%에서 최대 3.31%로 조사되었다. 3. 상대적 생물학적 이용가능 비소와 상추내 비소 지수는 정의 상관관계를 보이고 있는 반면 이의 비소 지수가 증가함에 따라 상추의 엽장, 엽폭, 엽수, 생체중과 건물중 모두 반비례로 감소하는 것으로 조사되었다. 4. 입자직경이 토양보다 큰 모래 또는 자갈크기의 비소를 포함한 자갈이 혼합량이 증가됨에 따라 식물가용수분 함량이 감소될 뿐만 아니라 상추가 자라는 동안 비소를 포함된 유비철석입자부터 비소가 토양내로 용존되어 작물체내로 전이기 증가되어 상추 엽장, 엽폭 엽수, 생체중, 그리고 건물중에 영향을 준 것으로 판단한다.

• 자원환경지질
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• 제54권4호
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• pp.483-494
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• 2021

본 연구에서는 폐금속광산과는 달리 우려기준 전후의 낮은 비소 오염농도 분포특성을 가지는 폐석탄광산 농경지 토양을 대상으로 광해방지사업(토양개량·복원사업) 시 복토층의 두께 감소 가능여부를 벼를 식재한 담수형 컬럼실험을 통해 검토하였다. 담수 후 4개월 동안 토양용액의 pH, EC, ORP 및 무기원소(Fe, Mn, Ca, As) 농도를 모니터링한 결과 컬럼하층에서 상층으로 미치는 영향은 높지 않은 것으로 나타났다. 복토 두께에 따른 비교에서도 하층의 영향보다는 복토층 두께 변화에 따른 ORP 변화가 복토재 무기원소의 거동에 영향을 미치는 결과를 보였다. 이러한 결과는 토양용액의 거동이 상하층간 반응의 영향보다는 각 층별 나타나는 토양의 이질성에 우선하여 나타난 것으로 판단되었다. 모니터링 종료시점에서 채취한 벼 뿌리의 비소 농도는 현행 사업 조건과 같은 40 cm 두께의 복토층을 조성한 경우 컬럼하층의 안정화 처리여부에 상관없이 대조구 대비 98%가 감소되었다. 20 cm 두께의 복토층에서는 오염토의 안정화가 없을 경우 58%, 안정화처리 시 80%의 전이감소 효율을 나타내었다. 따라서 오염 농경지 토양에 대한 적정 안정화 처리를 수행할 경우 복토재의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 경제적인 사업수행효과도 이룰 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제27권4호
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• pp.10-21
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• 2022

In the South Korea, 47% of abandoned mines are suffering from the mining hazards such as the mine drainage (MD), the mine tailings and the waste rocks. Among them the mine drainage which has a low pH and the high concentration of heavy metals can directly contaminate rivers or soil and cause serious damages to human health. The natural/artificial treatment facilities by using neutralizers and coagulants for the mine drainage have been operated in domestic and most of heavy metals in mind drainage are precipitated and removed in the form of metal hydroxide, alumino-silicate or carbonate, generating a large amount of mine drainage treated sludge ('MDS' hereafter) by-product. The MDS has a large surface area and many functional groups, showing high efficiency on the fixation of heavy metals. The purpose of this study is to develop a ingenious heavy metal stabilizer that can effectively stabilize arsenic (As) and heavy metals in soil by recycling the MDS (two types of MDS: the acid mine drainage treated sludge (MMDS) and the coal mine drainage treated sludge (CMDS)). Various analyses, toxicity evaluations, and leaching reduction batch experiments were performed to identify the characteristics of MDS as the stabilizer for soils contaminated with As and heavy metals. As a result of batch experiments, the Pb stabilization efficiency of both of MDSs for soil A was higher than 90% and their Zn stabilization efficiencies were higher than 70%. In the case of soil B and C, which were contaminated with As, their As stabilization efficiencies were higher than 80%. Experimental results suggested that both of MDSs could be successfully applied for the As and heavy metal contaminated soil as the soil stabilizer, because of their low unit price and high stabilization efficiency for As and hevry metals.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.734-744
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• 2011

본 연구에서는 안정화공법을 이용하여 폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 성분이 복합적으로 오염된 농경지를 효과적으로 복원하기 위해 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 적용성을 실내컬럼실험을 통해서 검토하였다. 대상토양 내 중금속의 존재형태 중 이동성이 높은 형태인 교환성 및 탄산염 형태의 분포비율은 여러 문헌들의 결과들과 유사하게 카드뮴 > 아연 > 납 순으로 높게 분포하는 것으로 나타나 광해로 인한 농경지의 오염성분들 중 카드뮴은 주변 환경에 미치는 영향이 가장 크며 상당한 주위가 필요한 성분인 것으로 판단되었다. 본 대상토양과 같이 pH가 매우 높은 토양도 갑작스럽게 변화하는 산성환경에 의해 일시적으로 토양의 pH 완충력이 감소하여 다량의 중금속 성분들이 용출될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 반면 석회석과 제강슬래그로 처리한 처리구는 수질기준을 초과한 침출수 가 관찰되었던 대조구에 비해 모두 수질기준 이하로 중금속의 농도가 매우 낮게 나타났다. 비소의 경우는 비소 저감의 목적으로 적용한 제강슬래그의 혼합비가 증가할수록 오히려 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 제강슬래그가 함유하고 있는 인 성분과 관계가 있는 것으로 판단되었으며, 비소와인의 경쟁적인 흡착 관계에서 그 우세함이 토양의 특성에 따라 상이할 수 있을 것으로 예상되었다. 석회석은 카드뮴, 납 그리고 아연 등의 중금속 성분에 대해서 모두 좋은 처리효과를 나타내어 토양의 중금속 처리에 있어서 효과적인 안정화제로 판단되었다. 제강슬래그의 경우는 비소를 효과적으로 저감하는 물질인 철 산화물을 많이 함유하고 있기 때문에 비소 처리에 있어서 활용 가능성이 높은 재료로 판단되나 복원 대상토양 내에서 철 산화물과 서로 강하게 흡착하려고 하는 비소와 인의 흡착선호도를 먼저 평가한 후에 적용여부를 검토해야 하며, 이와 관련된 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권1호
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• pp.10-17
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• 2024

In Korea, the common remedial process for reclamation of agricultural soils nearby abandoned mines involves chemical soil stabilization followed by covering with clean soil. This study investigated the chemical properties of cover soils and the validity of HCl extraction method in assessing the degree of As and heavy metal stabilization in stabilized soils collected from 14 plots where mine reclamation had been completed. The results revealed there were no major differences in contaminants extraction rate between the stabilized soils and contaminated soils, suggesting HCl extraction procedure is a less feasible method to determine the efficiency of the stabilization. Soil quality indicators including OM, SiO₂, P₂O₅, etc. of the land-covering soils were generally lower than those of stabilized soils that used to be the cultivation layer before the stabilization. Nonetheless, the value of those indicators didn't meet the regulatry limits of agricultural soil. Therefore, future strategy for mine reclamation should concentrate not only on contaminant concentration but also on soil quality parameters for agricultural use of the reclaimed soil.

• 한국토양비료학회지
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• 제47권6호
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• pp.391-397
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• 2014

Acid mine drainage occurrence is a serious environmental problem by mining industry; it usually contain high levels of metal ions, such as iron, copper, zinc, aluminum, and manganese, as well as metalloids of which arsenic is generally of greatest concern. It causes mine impacted soil pollution with mining and smelting activities, fossil fuel combustion, and waste disposal. In the present study, three bacterial strains capable of producing urease were isolated by selective enrichment of heavy metal contaminated soils from a minei-mpacted area. All isolated bacterial strains were identified Sporosarcina pasteurii with more than 98% of similarity, therefore they were named Sporosarcina sp. KM-01, KM-07, and KM-12. The heavy metals detected from the collected mine soils containing bacterial isolates as Mn ($170.50mg\;kg^{-1}$), As ($114.05mg\;kg^{-1}$), Zn ($92.07mg\;kg^{-1}$), Cu ($62.44mg\;kg^{-1}$), and Pb ($40.29mg\;kg^{-1}$). The KM-01, KM-07, and KM-12 strains were shown to be able to precipitate calcium carbonate using urea as a energy source that was amended with calcium chloride. SEM-EDS analyses showed that calcium carbonate was successfully produced and increased with time. To confirm the calcium carbonate precipitation ability, urease activity and precipitate weight were also measured and compared. These results demonstrate that all isolated bacterial strains could potentially be used in the bioremediation of acidic soil contaminated by heavy metals by mining activity.

• 농업과학연구
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• 제46권4호
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• pp.869-883
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• 2019

China is currently facing great challenges in protecting its arable soil from contamination by heavy metals, especially Cd in paddy soil. China enacted the first soil environmental quality standards (SEQS) for ten pollutants in 1995, and the Ministry of Ecology and Environment released the results of the first nationwide soil survey in 2014. The soil survey showed that as much as 16% of China's soil and 19% of the agricultural soils were contaminated mainly with heavy metals and metalloids beyond the environmental quality limits. The exceeded rate of the contaminant limits in food crops was widespread in China, and the most severe regions were East and Southwest China. Heavy metals and metalloids accounted for 82.4% of the contaminants in soils while organic pollutants accounted for 17% of the contaminants in the soil. Among the heavy metals and metalloids exceeding the Ministry of Environmental Protection (MEP) limit, cadmium (Cd) was highest at 7.0%, followed by nickel (4.8%), arsenic (2.7%), cobalt (2.1%), mercury (1.6%) and lead (1.5%). However, all the average concentrations of the pollutants were lower than the recommended values for the contaminants except for Cd for three levels of pH (< 6.5, 6.5 - 7.5, and > 7.5). According to the Action Plan on Prevention and Control of Soil Pollution released by the State Council in 2016, 90% of contaminated farmland will be made safe by 2020 with an increase to 95% by 2030. Therefore, it is necessary to improve the soil quality to meet the environmental quality standard for soils and heavy metal standards for food safety.

• 농업과학연구
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• 제46권4호
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• pp.799-811
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• 2019

The aim of this study was to evaluate heavy metal contamination and pollution index of agricultural soils around industrial complexes in the Jeon-Buk Regions of Korea. Soil samples near industrial complexes in 2017 were collected at two depths (0 - 15 and 15 - 30 cm) within a 500- and 1000-meter radius before planting. Eight heavy metals (Arsenic (As), cadmium (Cd), chromium (Cr), Cupper (Cu), nickel (Ni), lead (Pb), mercury (Hg) and zinc (Zn)) and the pollution index (PI), geoaccumulation index (Igeo) and soil pollution index (SPI) were evaluated based on soil contamination warning standard (SCWS). Overall, the heavy metal concentrations were below the SCWS. The PI ranged from 0.1 to 0.9 and categorized into Group 1 which is not polluted with any heavy metals. The average Igeo values of all the soil samples ranged from - 2.56 to 3.22. The Igeo values of Cd and Hg may not represent well the pollution index because the heavy metal concentrations in the soil is lower compared to the SCWS. In fact, based on the heavy metal concentrations, the Igeo for monitored soils should be categorized into Group 1, uncontaminated to moderately contaminated. However, the Igeo of Cd and Hg are classified into heavily contaminated. These results suggest that for calculating the Igeo, the heavy metal concentration and background concentration should be used very carefully if the heavy metal concentration in the soil is lower than the background concentration. SPI for all the soil samples ranged from 0.00 to 0.11 which indicates no heavy metal pollution was observed.