팔봉광산 선광광미와 주변토양의 중금속 오염 특성 = The Characteristics of Heavy Metal Contamination in Tailings and Soils in the Vicinity of the Palbong Mine, Korea

국문 초록 (Abstract)

팔봉광산 주변 지역의 오염 특성을 밝히기 위해 선광광미와 주변 토양의 중금속 오염 특성을 조사하였다. 연구 지역의 토양은 일부 토양을 제외한 대부분의 토양이 롬 토양이었으며, 하천 주변 토양 일부도 상류 지역에서 하류쪽으로 가면서 로미 샌드_샌디 롬 토양에서 롬토양으로 점이한다. 토양 내의 유기물 함량은 평균 2% 정도로 낮았으며, 토양의 pH는 모든 시료에 걸쳐 약간 산성을 띄는 6.0$\pm$0.1이다. 연구 지역에서 분석된 암석, 일반토양, 광미 및 퇴적시료에서는 암석으로부터 기인된 일반토양에서는 중금속의 함량이 암석 자체에 포함된 농도보다 약간씩 낮아져 이들이 지표수나 지하수에 의해 침출되어 나감을 보여준다. 광석으로부터 분리된 광미 더미 시료에서는 납, 구리, 비소의 농도가 높다. 하천 퇴적시료에서도 정상적인 확산 특성을 보이나, 상류 시료에서 납, 구리의 농도는 광미 더미에서 보다 훨씬 높은 농도를 보이는 한편, 비소는 그 농도가 급격하게 떨어지는 특성을 보인다. 카드뮴과 구리, 비소의 농도 변화는 운반 매체로서의 지표수 혹은 지하수의 매질 특성에 기인한 것으로 해석된다. 중금속 농도 분포와 퇴적입자 크기는 카드뮴, 구리 및 납 등은 모래 및 실트와 비교적 높은 상관관계를 보이는 반면, 비소와 수은은 점토입자와는 상관관계가 높았다. 연구 지역에서 측정된 중금속의 거리별 확산 특성은 하천 주변 토양 중 표토 및 심토층에서는 광미 더미로부터 100m~200m에 구간에서 측정된 중금속 농도가 광미 더미에서 먼 다른 지역과는 현격하게 높은 농도를 보이는 점이다. 카드뮴과 구리, 납 및 수은의 농도가 차이가 많으며, 비소는 차이가 크지 않다. 육가 크롬은 전 구간에 걸쳐 검출되지 않는다. 중금속의 농축은 광산 개발지나 광미 더미로부터 기인되어, 물에 의해 이동, 침전되었을 것이다. 하천 주변 표토 및 심토층에서는 모든 중금속 농도가 광미 더미에서 하류쪽으로 이동한 600m~2000m 구간에서 상승하였다. 광미 확산 토양 시료에서는 중금속의 농도가 광미 더미로부터 멀어질수록 비교적 일정하게 감소한다. 600~2000m 거리구간에서의 각 중금속의 농도 상승은 지하수에 의해 이동되었을 것으로 추정된다. 중금속의 유동에는 유동 지하수의 pH, Eh 및 콜로이드 입자의 양, 산화망간 및 산화철의 존재에 따른 지하수의 상태 변화가 밀접하게 연관되었을 것이다. 지하수 조건은 3 정도의 비교적 낮은 pH와 +3~+5에 해당되는 산화 조건과 콜로이드는 적고 산화망간 및 산화철이 같이 유동하지 않은 상태였다. 중금속의 유동은 과거의 광산활동과 연관되었을 것이다. 연구지역에서는 오염 토양이 식생의 중금속 오염에는 영향을 미치지 않는다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The characteristics of the heavy metal contamination in the soils affected by the tailings of the Palbong mine have been studied. The soils in the studied area consist mostly of loam by the particle size analysis, but a little of it, located near the stream, consist of loamy sand to sandy loam, finally to loam downward. The organic contents of soils are significantly low aoom 2 percent and the pH is in acidic ranging 6.0 $\pm$ 0.1. The samples of the parent rocks, the normal soils, the tailings and the channel deposits from the studied area were chemically analysed. From the result, the heavy metal concenlration of the soils is a little Jow compared with that of the parent rocks, shows the hydrologic process of the surface and the groundwater. The contamination of the tailings from the ore mining are high in lead, copper and arsenic. In the channel deposits the concenlrations of lead and copper are abnormally high but that of arsenic is uniquely low. And most of heavy metal contamination are decreased with the distance from the mine. It is caused by the properties of the surface and the ground water during the process of the heavy metal migration. The correlation-coefficient between sand and silt contents and the concentrations of Cd, Cu and Pb are significant but the amounts of As and Hg are increased with the clay contents. The dispersion of the heavy metals with the distance shows that the concentrations of them in the soils sampled at distance of 100 m to 200 m along the stream started near the Palbong mine are extremely high compared with those from other distances. These discrepancies are significant in Cd, Cu, Pb and Hg, but low in As. All the samples contain below detection limit of Cr+6 In the present stream water the concentrations of the heavy metals are not detected. So, it is interpreted that the concentrations in the soils are caused by the activities of the mining during the operation and have been continued by the dispersion from the tailings since after the closure of the mining, especially by the surface and ground water. The concentrations are diminished with the distance from the mining site, but in the interval of 800-2000 m increases abruptly. In the soil samples counted on the dispersion direction by wind, the lowering of the concentration is relatively uniform with the distance from the mining site. So, the rapid increase of the heavy metal concentrations is presumed to have been caused by the ground-water movement. In the migration of the heavy metals, the groundwater conditions, such as pH, Eh, the contents of colloidal particles, and Mn and Fe oxides are closely involveo. Integrating with these factors, it is interpreted that the groundwater conditions which have caused the heavy metal contamination of the studied area are those that the pH is about 3 in oxidized conditions, the contents of the colloidal particles are low, and Mn and Fe oxides are not involved in the migration of the heavy metals. Meanwhile, the vegetables growing on the soils in the studied area are not affected by the contamination of the heavy metals.