Fractionation and Pollution Index of Heavy Metals in the Sangdong Tungsten Mine Tailings = 광미에 존재하는 중금속의 분획화와 오염도 평가

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Enormous volumes of mining wastes from the abandoned and closed mines are disposed without a proper treatment in the upper Okdong River basin at Southeastern part of Kangwon Province. Erosion of these wastes contaminates soil, surface water, and sediments with heavy metals. Objectives of this research were to fractionate heavy metals in the mine tailing stored in the Sangdong Tungsten tailing dams and to assess the potential pollution index of each metal fraction. Tailing samples were collected from tailing dams at different depth and analyzed for physical and chemical properties. pH of tailings ranged from 7.3 to 7.9. Contents of total N and organic matter were in the ranges of 3.2~5.5%, and 1.3~9.1%, respectively. Heavy metals in the tailings were higher in the newly constructed tailing dam than those in the old dam. Total concentrations of metals in the tailings were in the orders of Zn > Cu > Pb > Ni > Cd, exceeded the corrective action level of the Soil Environment Conservation Law and higher than the natural abundance levels reported from uncontaminated soils. Relative distribution of heavy metal fractions was residual > organic > reducible > carbonate > adsorbed, reversing the degree of metal bioavailability. Mobile fractions of metals were relatively small compared to the total concentrations. Distribution of metals in the tailing dam profiles was metal specific. Concentrations of Cu at the surface of tailing dams were higher than those at the bottom. Pollution index (PI) values of each fraction of metals were ranged from 4.27 to 8.51 based on total concentrations. PI values of mobile fractions were lower than those of immobile fractions. Results on metal fractions and PI values of the tailing samples indicate that tailing samples were contaminated with heavy metals and had potential to cause a detrimental effects on soil and water environment in the lower part of the stream. A prompt countermeasure to prevent surface of tailings in the dams from water and wind erosions is urgently needed.

국문 초록 (Abstract)

강원도 동남부에 위치한 옥동천 상류에는 많은 양의 휴폐광산 폐기물이 적절한 처리시설이 없는 상태로 방치되어 있고, 이들이 유실되어 하류의 토양, 물 및 저니토를 중금속으로 오염시키고 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 광미댐에 적치된 광미중에 존재하는 중금속의 분획물을 조사하고, 각 분획물의 오염도 지수를 평가하는데 있다. 광미댐에서 광미를 깊이별로 채취하여 물리화학적 특성을 분석하였다. 광미의 pH는 7.3~7.9였고, 총 질소와 유기물 함량은 각각 3.2~5.5% 및 1.3~9.1%의 범위에 있었다. 신광재댐 광미의 중금속함량은 구광재댐 광미보다 높은 편이었다. 광미에 존재하는 중금속 별 총 함량은 Zn > Cu > Pb > Ni > Cd순(順) 이었으며, 이들의 농도는 토양환경보전법에서 지정한 산업지역의 대책기준을 상회하고 있었으며, 천연부존량보다 높았다. 중금속 분획물의 상대적분포는 residual > organic > reducible > carbonate > adsorbed순(順) 이었다. 총 농도에 비교하여 생물유효성 분획물의 농도는 매우 낮은 편이었다. 광재댐의 깊이별 중금속의 농도는 중금속의 종류에 따라 상이했다. 광재댐 표충의 Cu 농도는 심층의 농도보다 높았다. 총 농도를 기준으로 할 때 각 중금속 분획물의 오염도 지수는 4.27~8.51 범위에 있었다. 생물유효성 분획물의 오염도지수는 비유효성 분획물의 오염도 지수보다 낮았다. 광미에 존재하는 중금속 분획물의 농도와 오염도 지수에 관한 결과를 통해 광미는 중금속으로 인해 심각하게 오염된 상태이며, 유실될 경우 하류의 토양과 물 환경에 악영향을 미칠 잠재성을 지니고 있다고 판단되었다. 광미댐으로부터 광미의 유실을 방지할 수 있는 대책이 시급히 필요한 실정이다.