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Investigation and Risk Assessment of Heavy Metals Contamination around an Abandoned Metal Mine in Korea

  • Lee, Jong-Wha;Kwak, Soon-Sun;Hong, Sung-Chul;Park, Sang-Il;Jang, Bong-Ki
    • 한국환경보건학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.456-464
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    • 2010
  • Recently, heavy metals contamination of the agricultural soil and crops surrounding mining areas has been identified as one of the most serious environmental problems in South Korea. The Ministry of the Environment in Korea conducted a Preliminary National Environmental Health Survey (PNEHS) in abandoned metal mines in 2007. The priority for a subsequent detailed examination was ranked from the results of PNEHS. The studied mine which was ranked as being of the highest priority is located in the midwestern part of Korea and was operated from 1911 to 1985. In this study, the contamination levels of the heavy metals in the abandoned metal mine were investigated. From the results, the average daily dose (ADD), target hazard quotient (THQ) and target cancer risk of the heavy metals were evaluated. The concentration of arsenic (As) in all of the tailings from the mine was higher than its countermeasure standard of Korea. In particular, the highest concentration of As, 330 mg/kg, was up to 15 times higher than its countermeasure standard. The average concentration of As in agricultural soils was higher than the warning standard of Korea, and higher than its countermeasure standard at six sites. The average concentrations of the analyzed heavy metals in agricultural soil were below the warning standard, but concentrations of cadmium (Cd) and lead (Pb) at 4 sites were higher than its warning standard. The average concentration of As in surface water exceeded the warning standard of Korea. The value of the THQ of As for the tailings was higher than the health protection standard 1. The value of THQ of As for the farmlands was lower than the standard, while the hazard index (HI) of As was higher than the standard. The value of target cancer risk (TCR) of As, $6.44{\times}10^{-4}$, were higher than the health protection standard of a lifetime risk for TCR at $1{\times}10^{-6}$. This suggests that the residents around the metal mines are exposed to As pollution with a carcinogenic risk.

강원도 폐금속광산지역의 광미와 주변토양의 중금속 오염현황 및 오염도 평가 (Assessment of Pollution Level and Contamination Status on Mine Tailings and Soil in the Vicinity of Disused Metal Mines in Kangwon Province)

  • 김정대
    • 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$$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.

소고기의 유통 단계별 병원성 미생물 오염도에 관한 연구 (A study on the contamination level of pathogenic microorganisms in beef distribution stages)

  • 박성도;김용환;고바라다;김철희;윤병철;김조균
    • 한국동물위생학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.117-126
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    • 2002
  • Contamination levels of pathogenic microorganisms in 145 cases of beef, which were distributed in Gwangju province, had been investigated in each distributed stage and also monitored by general bacterial count and E coli count index. General bacterial count of beef from the slaughterhouse was 10$^4$cfu/g less than the level of promotion(10 cfu/$\textrm{cm}^2$) and E coli count index was also under the level of 10$^2$cfu/$\textrm{cm}^2$ recommended level of the ministry of agriculture and forestry. Pathogenic microorganisms were detected from 23.2% of samples in the consumption stage, 12.5% in the slaughtering stage and 5.6% in the transporting and processing stage. Staphylococcus aureus was isolated in the largest number and its ratio was 9.0%, listeria monocytogenes 5.5% and salmonella spp 1.4%. There were no samples that bacteria had been detected dually. E coli O157:H7 and campylobacter jejuni were not isolated. In raw and chilled beef, isolation rate of pathogenic microorganisms were 13.3% and 16.5% each. Especially in raw beef, L monocytogenes was. isolated in 3 samples among 30 cases (10%) and S aureus in one sample (3.3%). According to a scale of meat store, isolation rates of pathogenic microorganisms were different. It was 28.6% in the small-scale meat store and 16.7% in the large-scale meat store each. Four cases (16.7%) of S aureus were isolated in the large-scale meat store and seven cases (20.0%) of L monocytogenes and 2 cases (5.7%) of salmonella spp were isolated in the small-scale meat store. S aureus was isolated in two places among 10 feeding facilities of the elementary school. This result shows that the sanitation of elementary school feeding facilities is so poor and more careful policy consideration is needed. Eleven strains of S aureus isolated showed ${\beta}$-hemolysis on blood agar, 1 strain ${\alpha}$-hemolysis, and 1 strain ${\gamma}$-hemolysis. Isolated strains of L monocytogenes were reconfirmed in 560 bp by PCR. Conclusively, these results show that the sanitary condition in the stages of slaughtering, transportation-processing and consumption influences the degree of pathogenic microorganisms contamination in beef severely It is necessary to apply thoroughly hazard analysis critical control point in a process of beef distribution and also to develop rapid test methods for microorganism diagnosis. This effort is very important for the supply of safe and clean meat from farm to table and helpful for the improvement of public health.

하천 퇴적물 내 중금속 오염도 평가에 관한 연구 (낙동강 수계 표층 퇴적물을 대상으로) (Contamination Assessment of Heavy Metals in River Sediments (For the Surface Sediments from Nakdong River))

  • 김신;안정민;정강영;이권철;권헌각;신동석;양득석
    • 한국물환경학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.460-473
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    • 2017
  • In order to certificate the contamination assessment of heavy metals in surface sediments from the Nakdong river. Surface sediments were collected of 24 sampling sites (main 14st., tributary 10st.) and analyzed for grain size heavy metals contents. Study area mainly composed of sand (avg. 94.1%) and mean grain size was $1.46{\Phi}$ on average. Heavy metals contents (avg. Al: 12.5%, Zn; 74.4, Cr: 45.3, Li: 26.0, Pb: 17.1, Ni: 10.5, Cu: 7.8, Cd: 0.22 mg/kg) were relatively high contents in the composed of fine sediments. In addition, the results of pearson's correlation coefficient showed that most heavy metals and grain size (silt and clay) were highly correlated. The contents of Zn (6st.) and Ni (1st.) evaluated as moderately polluted, Zn (6st.) evaluated as LEL when compared with sediment quality standard of USEPA and Ontario sediment quality guidelines. Most heavy metals contents were I levels that dose not affected the benthos when compared with sediment pollution evaluation standard of NIER. The results of EX, EF, Igeo and CF showed the contents of Zn, Pb and Cd exceed the background contents and distributing of anthropogenic pollution and evaluated as moderately polluted level. And Nm-08 were relatively high level of contamination in the study area. However as results of PLI (less than 1), all sampling sites were evaluated unpolluted level.

서울지역 가로수 토양과 은행나무 잎 중의 중금속 원소들의 지구화학적 분산과 오염특성 (Geochemical Dispersion and Contamination Characteristics of Heavy Metals in Soils and Leaves of Ginkgo biloba in Seoul Area)

  • 추미경;김규한;이진수;전효택
    • 자원환경지질
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    • 제38권3호
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    • pp.221-236
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    • 2005
  • 도시화$\cdot$산업화의 인위적 오염원에 의한 중금속 원소들의 분산양상과 오염특성을 파악하기 위하여 서울지역내의 은행나무 잎과 가로수 토양 시료를 채취하여 토양 pH와 Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Cd, Ni, Cr, Co등의 중금속 함량을 측정하였다. 서울지역의 대부분의 토양 pH는 6-9의 범위로 약산성 및 약알칼리성을 보였다. 토양에서 Cd-Co, Cr-Ni, Cu-Zn, Pb-Zn는 높은 상관성을 보이고 있어 Cd은 Co와 배출원이 유사하고, Cr은 Ni과 Zn는 Cu, Pb의 배출원이 유사함을 예측할 수 있었다. 가로수 토양과 은행나무 잎 시료에 대한 원소들의 분포특성은 세척하지 않은 은행나무 잎의 Cd과 Pb, Cu와 Zn의 오염양상이 유사하다. 세척하지 않은 은행나무 잎에서 Cr과 Ni이 유사한 분포패턴을 보였다. 토양에 대해 오염지수에 의하면 공단지역과 교통량 밀집지역에서의 오염도가 높고, 특히 Cd, Cu, Zn에 의한 오염이 심하다. 토양시료에 대한 판별분석결과, 주거지역과 전원지역에서보다 공단지역과 교통량 밀집지역에 부화되는 원소는 Ni> Cr>Pb 순이다. 공단지역과 교통량 밀집지역을 구분하는데 가장 큰 설명력을 가지는 원소는 Cd이며, 교통량 밀집지역에서는 다른 원소에 비해 Co, Pb, Zn가 부화되어 있다.

탈질균(脫窒菌) 및 황산환원균(黃酸還元菌) 정량(定量)을 통(通)한 서울의 대기오염(大氣汚染)이 남산(南山)의 토양(土壤)에 미치는 영향(影響) 평가(評價) (Evaluation of Air Pollution Effects in Seoul City on Forest Soil at Mt. Namsan by Assay of Denitrifying and Sulfur-Reducing Bacteria)

  • 박현
    • 한국산림과학회지
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    • 제86권1호
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    • pp.98-104
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    • 1997
  • 대기오염의 장기화에 따라 토양오염이 심화된 것으로 추측되는 서울 남산의 토양을 대기오염이 심하지 않은 것으로 판단되는 계방산 토양의 화학적 특성과 비교하여 남산토양의 오염도를 평가하며, 질소 및 황의 무기화에 관여하는 미생물을 동시에 정량하여 질소 및 황의 무기화에 관여하는 미생물군을 토양오염도 평가기준으로 활용할 수 있는지 알아보았다. 남산의 토양은 계방산에 비하여 10배 이상 수소이온의 농도가 높아 토양 산성화가 상대적으로 심하였다. 특히, 남산토양은 양이온의 용탈이 심하고 치환성 알루미늄은 많아져 남산지역 토양 생태계에 큰 문제가 발생하였음을 나타냈다. 토양 산성화의 주요인은 황산화물의 집적으로 추정되지만 황산환원균의 활성은 지역간에 유의차를 발견할 수 없어서 미생물 동태가 단순한 인자만이 아닌 복합적인 요인에 의하여 조절됨을 짐작할 수 있었다. 반면, 탈질기작에 관여하는 세균의 동태는 남산의 소나무림에 비하여 계방산의 소나무림에서 활발한 것으로 평가되어 토양생태계의 전반적인 미생물 활성도나 건전도의 지표로 질소의 무기화에 관여하는 미생물의 정량기법을 검토해 볼만하다.

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광주광역시 하천의 표층퇴적물에 대한 지구화학적 특성과 오염 (Geochemical Characteristics and Contamination of Surface Sediments in Streams of Gwangju City)

  • 김주용;고영구;윤석태;신상은;박배영;문병찬;김해경;오강호
    • 한국지구과학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.346-360
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    • 2003
  • 광주광역시 하천에 분포하는 표층퇴적물의 지구화학적 특성을 살펴보기 위하여 영산강 본류, 황룡강, 광주천에서 채취한 시료를 대상으로 입도, 금속원소, 유기탄소의 함량에 대한 분석을 실시하였다. 퇴적물의 입도는 잔자갈에서 니질 크기로 다양하게 나타났다. 퇴적물 내 금속원소의 함량변화는 영산강 본류와 황룡강에서는 퇴적물 입도와 주변 지질에 의한 의존성을 보였다. 광주천에서는 생활하수 등의 유기물에 의한 많은 영향을 받은 것으로 나타났다. 퇴적물에 함유된 금속원소들의 오염을 알아보기 위한 부화계수와 농집지수는 영산강 본류와 황룡강이 특별하게 오염되지 않음을 지시한다. 그러나 광주천에서는 부화계수가 P=8.30, Cu=5.54, Zn=14.28, Pb=7.41 등으로, 농집지수는 P=3.78, Cu=2.79,Zn=3.66, Pb=1.59 등을 보였다. 특히, 광주천의 지류인 서방천과 동계천 등이 유입되는 지점에서 중금속 오염이 상당히 진행된 것으로 보여진다. 따라서, 광주광역시를 관류하는 하천들의 금속오염은 상당 부분 도시지역의 생활 하수에서 비롯된 것으로 판단된다.

폐금속 광산지역 비소 및 중금속 오염에 대한 인체위해성평가 및 복원농도 설정 (Human Risk Assessment of Arsenic and Heavy Metal Contamination and Estimation of Remediation Concentration within Abandoned Metal Mine Area)

  • 이상우;김정진;박미정;이상환;김순오
    • 한국광물학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.309-323
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    • 2015
  • 본 연구에서는 폐금속 광산에 특화된 인체위해성평가 방법을 제시하고, 국내 폐금속 광산지역으로부터 도출된 다양한 노출인자 값을 적용하여 폐금속 광산지역의 주민(성인 남자, 성인 여자, 어린이)에 대하여 인체위해성평가를 수행하였다. 또한 인체위해성평가의 결과로부터 중금속 오염에 의한 주민의 건강이 우려되는 경우, 위해성에 기반한 각 매체(토양, 지하수, 지표수)별 복원기준을 제시하고자 하였다. 본 연구 결과, 발암위해도와 비발암위해도를 지시하는 총 초과발암위해도(TCR)와 위험지수(HI)는 지하수섭취와 농작물섭취에 의한 경로로 노출되는 비소에 의해 각각 허용 가능한 수준인 1.00E-6과 1을 크게 초과하는 것으로 나타나서 연구대상 지역의 인체위해성이 큰 것으로 평가되었다. 위해도 저감을 위한 복원농도 산정 결과, 발암위해도 기준 계산 시 As 6.83~6.85 mg/kg, Pb 18.41~18.46 mg/kg, 비발암위해도 기준 계산 시 Cu 17.38 mg/kg, As 9.13 mg/kg의 수준으로 토양정화가 필요한 것으로 나타났다.

서해 연안지역 천부지하수의 수리지구화학 : 연안 대수층의 해수 혼입에 관한 연구 (Hydrogeochemistry of shallow groundwaters in western coastal area of Korea : A study on seawater mixing in coastal aquifers)

  • 박세창;윤성택;채기탁;이상규
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권1호
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    • pp.63-77
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    • 2002
  • Salinization is an important environmental problem encountered in coastal aquifers. In order to evaluate the salinization problem in the western coastal area of Korea, we have performed a regional hydrochemical study on shallow well groundwaters (N=229) collected within 10 km away from the coastline. The concentrations of analyzed solutes are very wide in range, suggesting that the hydrochemistry is controlled by several processes such as water-rock interaction, seawater mixing, and anthropogenic contamination. Based on the graphical interpretation of cumulative frequency curves for some hydrochemical parameters (esp., $Cl^{-}$ and ${NO_3}^-$), the collected water samples were grouped into two major populations (1) a background population whose chemistry is predominantly affected by water-rock interaction, and (2) an anomalous population which records the potential influences by either seawater mixing or anthropogenic pollution. The threshold values obtained are 34.7 mg/l for $Cl^{-}$ and 37.2 mg/l for ${NO_3}^-$, Using these two constituents, groundwaters were further grouped into four water types as follows (the numbers in parenthesis indicate the percentage of each type water) : (1) type 1 waters (38%) that are relatively poor in $Cl^{-}$ and ${NO_3}^-$, which may represent their relatively little contamination due to seawater mixing and anthropogenic pollution; (2) type 2 waters (21%) which are enriched in $Cl^{-}$, Indicating the considerable influence by seawater mixing; (3) ${NO_3}^-$-rich, type 3 waters (11%) which record significant anthropogenic pollution; and (4) type 4 waters (30%) enriched in both $Cl^{-}$ and ${NO_3}^-$, reflecting the effects of both seawater mixing and anthropogenic contamination. The results of the water type classification correspond well with the grouping on a Piper's diagram. On a Br x $10^4$versus Cl molar ratio diagram, most of type 2 waters are also plotted along or near the seawater mixing line. The discriminant analysis of hydrochemical data also shows that the classification of waters into four types are so realistic to adequately reflect the major process(es) proposed for the hydrochemical evolution of each water type. As a tool for evaluating the degree of seawater mixing, we propose a parameter called 'Seawater Mixing Index (S.M.I.)’ which is based on the concentrations of Na, Mg, Cl, and $SO_4$. All the type 1 and 3 waters have the S.M.I. values smaller than one, while type 2 and type 4 waters mostly have the values greater than 1. In the western coastal area of Korea, more than 21% of shallow groundwaters appear to be more or less affected by salinization process.

곡류 및 곡류가공품 중 곰팡이독소 오염도 조사 연구 (Survey of Mycotoxin Contamination in Grains and Grain Products)

  • 양용식;이향희;김애경;류근영;최수연;서두리;서계원;조배식
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.205-211
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    • 2019
  • 2017년 10월부터 2018년 9월까지 광주광역시 시내 슈퍼, 대형마트 및 재래시장에서 구입한 율무, 수수, 기장, 조, 백미, 보리 등 곡류 75건과 볶은 율무, 보리, 옥수수 등 곡류가공품 52건 총 127건을 대상으로 곰팡이독소 함량검사를 실시하였다. 검사한 곰팡이독소는 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$,), 푸모니신($B_1,\;B_2$), 오크라톡신 A, 제랄레논이었다. 127건의 시료 중 38건에서 곰팡이독소가 검출되어 29.9%의 검출률을 나타내었다. 127건의 시료 중 35건에서 푸모니신($B_1+B_2$)은 $4.8{\sim}738.5{\mu}g/kg$, 제랄레논은 20건에서 $8.4{\sim}507.6{\mu}g/kg$ 범위에서 검출되었다. 검사한 곡류와 곡류 가공품 중에서 가장 오염도가 높은 곰팡이독소는 푸모니신과 제랄레논이었고 이들 곰팡이가 중복 검출된 검체는 17건으로 독소가 검출된 38건 중에서 44.7%를 차지하였다. 곰팡이독소 일일추정섭취량(EDI)과 잠정최대일일섭취허용량(PMTDI)으로부터 위해도를 산출하였다. 위해도는 0.0019~1.9526%로 나타나 이번에 조사한 곡류와 곡류가공품은 곰팡이독소 측면에서는 안전한 수준으로 판단되었다.