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연구보문 : 토양환경 ; 삼보광산 하류 수계의 계절별 수질변화와 오염도 평가
정구복 ( Goo Bok Jung ),이종식 ( Jong Sik Lee ),김원일 ( Won Il Kim ),류종수 ( Jong Su Ryu ),윤순강 ( Sun Gang Yun ) 한국환경농학회 2008 한국환경농학회지 Vol.27 No.4
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 5.8~6.9 사이로 중성에 가까운 약산성이였다. 주 광미댐 침출수의 주요 용존 화학성분 평균치는 EC 1.77 dS/m, SO4(2-) 929, K+ 14.6, Ca2+ 263.3, Mg2+ 46.9 mg/L 이였다. 특히 화학성분 중 EC 값과 SO4(2-) 농도는 벼의 농업용수 피해한계 농도(EC 1.0 dS/m, SO4(2-) 54.0 mg/L)를 상회하였다. 광산 침출수의 Cd 평균 농도(0.016~0.021 mg/L)는 농업용수 수질기준인 0.01 mg/L을 초과하였고, Cd 최고치는 수질기준의 4배 정도 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 8~26배, 45~313배 이상 높았다. 본 조사결과에서 광산 배수에 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 SO4(2-) 및 Ca2+ 농도는 각각의 Cd, Zn, Al 및 Mn 농도와 고도의 정의 상관을 보였다. 또한 주요 화학성분 중에서는 pH 값이 EC 값 및 SO4(2-) 농도와 부의 상관을 보였다. Metal mining district drainage is a well recognized source of environmental contamination. Oxidation of metal sulfides produces acidic and metal-rich waters that contaminate local surface water and ground water in mines, mine dumps, and tailing impoundments. This monitoring study was carried out to investigate the stream water quality and pollution as affected by the Sambo mine drainage in relation to the relative distance from the mine. It obvious that pH values of the mine drainage ranged from 5.8 to 6.9, while the average concentrations of the dissolved chemical constituents for EC, SO4(2-), K+, Ca2+, and Mg2+ were 1.77 dS m-1, 929, 14.6, 263.3, and 46.9 mg/L in mine drainage discharged from the main waste rock dumps (WRD), respectively. Furthermore, EC values and sulfate concentrations exceeded the critical toxicity levels in agricultural water for rice plant (1.0 dS m-1 for EC and 54.0 mg/L for SO4(2-)). Also, the average of dissolved cadmium concentrations (0.016~0.021 mg/L) was higher than water quality standard (0.01 mg/L) for agricultural water in Korea, in addition to Zn, Fe and Mn were higher than trace metals maximum concentrations which recommended by FAO for irrigation water. The results indicate that mine drainage discharged from the Sambo mine affected stream water at least to distance of 1 km downstream of the mine water discharge point. EC values, SO4(2-) and Ca2+ concentrations in discharged water positively correlated with dissolved Cd, Zn, Al and Mn concentrations, while the pH values negatively correlated. In addition, EC values, SO4(2-) and Ca2+ concentrations were negatively correlated with pH values.
정구복 ( Goo Bok Jung ),권순익 ( Soon Ik Kwon ),홍성창 ( Sung Chang Hong ),김민경 ( Min Kyeong Kim ),채미진 ( Mi Jin Chae ),김원일 ( Won Ii Kim ),이종식 ( Jong Sik Lee ),강기경 ( Kee Kyung Kang ) 한국환경농학회 2012 한국환경농학회지 Vol.31 No.2
폐금속 광산에서 유출되는 광산배수로 인한 하류 수계의 환경오염 영향을 검토하기 위하여 삼보광산 하류 수계 내 하천수질, 퇴적토양 및 인근 논토양에 대한 중금속 오염도를 평가한 결과는 다음과 같다. 삼보광산 주변 광미댐 침출수의 Cd 평균 농도(0.018∼0.035 mg/L)는 우리나라 농업용수 수질기준(0.01 mg/L)을 초과하였고, 미량성분 중 Zn, Fe 및 Mn 함량도 FAO의 관개용수 최대 권고치(Zn 2.0, Fe 5.0, Mn0.2 mg/L)를 초과하였다. 광산 하류 논토양의 Pb, Zn 평균함량은 우리나라 농경지의 토양오염 우려기준(Pb200, Zn 300 mg/kg)을 초과하였고, 중금속 오염지수 평균치는 상리가 1.2로 내리지역 0.45보다 높게 나타났다. 광산 하류 수계 내 퇴적토의 Cd, Pb 및 Zn 함량은 우리나라 하천용지의 토양오염 우려기준 (Cd10, Pb400, Zn 600 mg/kg)을 초과하였다. 또한 퇴적토의 중금속 오염지수(PI)는 상리지역 0.98∼7.32, 내리지역 0.34∼5.27로 지점별 편차가 컸으며, 하류 1km 지점 합류지점(SN-1, SN-2)까지 오염된 것으로 나타났다. 퇴적토의 부화계수(EFc) 평균치는 Cd>Pb>Zn>As>Cu>Cr>Ni 순으로 지점간의 편차가 큰 것으로 나타났다. 퇴적토의 중금속별 지화학적농축계수(Igeo)는 지점별로 약간의 차이는 있으나 Zn>Cd>Pb>Cu>As>Cr>Ni 순으로 높았으며, 특히 Zn의 경우광산 침출수 영향을 받은 퇴적토에서 경보오염에서 위험오염 (Igeo3.1∼6.2) 상태로 심하게 오염된 것으로 나타났다. 결과적으로 삼보광산 하류 하천수질 및 퇴적토의 오염도 평가를 종합해 볼 때 광산 침출수의 영향이 하류 수계 1 km 이상 (SN-1, SN-2)까지 미치는 것을 확인할 수 있었다. BACKGROUND: Mine drainage from metal mining districts is a well-recognized source of environmental contamination. Oxidation of metal sulfides in mines, mine dumps and tailing impoundments produces acidic, metal-rich waters that can contaminate the local surface water and soil. METHODS AND RESULTS: This experiment was carried out to investigate the pollution assessment of heavy metal on the water quality of mine drainage, paddy soils and sediment in lower watershed affected by mine drainage of the Sambo mine. The average concentrations of dissolved Cd (0.018∼0.035 mg/L) in mine drainage discharged from the main waste rock dumps(WRD) was higher than the water quality standards (0.01 mg/L) for agricultural water in Korea. Also, the average concentrations of dissolved Zn, Fe and Mn were higher than those of recommended maximum concentrations (Zn 2.0, Fe 5.0, Mn0.2 mg/L) of trace metal in irrigation water proposed by FAO (1994). The average contents of Pb and Zn in paddy soils was higher than those of standard level for soil contamination (Pb200, Zn 300 mg/kg) in agricultural soil by Soil Environmental Conservation Act in Korea. Also, the concentrations of Cd, Pb and Zn in sediment were higher than those of standard level for soil contamination (Cd10, Pb400, Zn 600 mg/L) in waterway soil by Soil Environmental Conservation Act in Korea. The enrichment factor (EFc) of heavy metals in stream sediments were in the order as Cd>Pb>Zn>As>Cu>Cr>Ni. Also, the geoaccumulation index (Igeo) of heavy metals in stream sediments were in the order as Zn>Cd>Pb>Cu>As>Cr>Ni, specially, the geoaccumulation index (Igeo) of Zn (Igeo3.1∼6.2) were relatively higher than that of other metals in sediment. CONCLUSION(s): The results indicate that stream water and sediment were affected by mine drainage discharged from the Sambo mine at least to a distance of 1 km downstream (SN-1, SN-2) of the mine water discharge point.
연구보문 : 수질환경 ; 수원지역 빗물의 중금속 함량 평가
정구복 ( Goo Bok Jung ),이종식 ( Jong Sik Lee ),김원일 ( Won Il Kim ),김진호 ( Jin Ho Kim ),윤순강 ( Sun Gang Yun ) 한국환경농학회 2007 한국환경농학회지 Vol.26 No.2
수원지역 영농기 빗물의 중금속 농도 및 부하특성을 구명하기 위하여 2002과 2003년 4~10월 사이에 빗물을 채수하여 빗물의 중금속 분포와 가중평균 변화, 화학성분과의 관계 및 부하정도를 비교 검토하였다. 빗물 중 화학성분 함량은 조사 시기에 따라 함량변이가 심하였고, 강우량 대비 pH의 가중평균은 4.7~5.5 수준이었다. 빗물의 중금속 가중평균은 Zn>Pb>Cu>Ni>Cr>As>Cd 순이었고, 2002년과 비교하여 2003년에 Cd, Cu 및 As 성분이 상대적으로 높게 나타났다. 강우중의 주 이온성분과 중금속 함량의 관계는 모든 성분에서 정의 상관을 보였고, 상관계수로 볼 때 As, Cd, Cu, Zn 및 Ni 성분이 Pb 및 Cr보다 상대적으로 상관성이 큰 것으로 나타났다. 강우중의 중금속 농도분포를 이해하기 위하여 부하계수(Enrichment factors)를 조사한 결과, 부하계수 평균치가 대체로 Cd>Pb>As>Cu>Zn>Ni>Cr 순이었고, 주로 자연적 발생 유래원소로 알려진 Fe, Mg 및 Ca 등보다 상대적으로 높은 경향을 보였다. 월별 빗물의 중금속 부하계수는 봄철인 4~5월이 높았고, 중금속의 습식침적은 대체로 강우량의 영향을 받아 강우기인 6-8월에 높은 경향을 보였다. This experiment was conducted to investigate the distribution and burden characteristics of heavy metals in the rainwater sampled at Suwon area, in the middle part of Korea, from April 2002 to October 2003. The relationship between concentration of heavy metal and other chemical properties in the rainwater was also evaluated. Chemical properties in the rainwater were various differences with raining periods and years. It appeared that a weighted average pH of rainwater was ranged from 4.7 to 5.5. Heavy metal concentrations in the rainwater were ranked as Zn>Pb>Cu>Ni>Cr>As>Cd. As compared with heavy metal concentrations of rainwater in 2002, Cd, Cu and As were higher than other elements in 2003. There were positive correlation between major ionic components, such as Ca, Mg, and K, and heavy metal concentrations of rainwater, and As, Cd, Cu, Zn and Ni were relatively higher relationship than Pb and Cr in respective to correlation coefficient. For heavy metal distribution of rainwater, the order of average enrichment factors was Cd>Pb>AS>Cu>Zn>Ni>Cr, and these were relatively higher than the natural components such as Fe, Mg and Ca. The monthly enrichment factors were relatively high in the spring (from April to May) at Suwon. The monthly amount of heavy metal precipitation was high in the rainy season from June to August because of great influence of rainfall.