광미와 오염토양 내 중금속 용출특성에 미치는 pH영향: 청양과 서보중석광산

• 영문명: The Effects of pH Control on the Leaching Behavior of Heavy Metals within Tailings and Contaminated Soils : Seobo and Cheongyang Tungsten Mine Areas
• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 이평구(Pyeong-koo Lee) (Min-ju Kang) (Sung-won Park) (Seung-jun Youm)
• 간행물 정보: 『자원환경지질』36권 6호, 469~480쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2003.12.30

국문 초록

용출실험 연구는 서보 및 청양광산의 광미와 오염토양이 산성비(pH 5.0∼3.0) 또는 강한 산성용액(pH 2.5∼1.0)과 반 응하였을 때 용출될 수 있는 중금속의 함량을 예측하기 위하여 실시되었다. pH 5.0∼3.0인 용액에서, pH가 낮아질수록 광미 내 비소, 납, 아연의 용해도는 많이 증가하였다. 반면에 토양에서의 중금속의 용해도는 매우 제한적이었다. 이와 같 은 결과로부터 산성비에 의하여 광미 내 납, 비소, 아연은 용출되나, 토양 내 이들 원소들은 고정되어 있음을 알 수 있 다. pH 2.5∼1.0인 강한 산성과 반응시에는 pH가 낮아질수록 오염된 토양 내 아연, 카드뮴, 구리의 농도가 급격히 증가 하는 반면, 광미 내에서는 납, 비소, 코발트의 용해도가 매우 증가한다. 한편, CY4(청양광산)를 제외한 광미 내 아연, 카 드뮴 및 구리의 용해도는 매우 낮은 pH(약 pH 1)에서 조차 낮은 용해도를 보여준다. 이것은 불완전 용해 또는 불용성 의 광물상의 존재에 기인한다. 따라서 중금속의 용해도는 반응 용액의 pH뿐만 아니라 광미 및 오염토양 내 존재하는 금 속의 존재형태에 영향을 받음을 알 수 있다. 반응용액의 pH가 5.0∼3.0인 경우, 광미에 함유된 원소들 간의 상대적인 이 동도는 Pb>Zn>Cd>Co?Cu>As이었다. 반응용액의 pH가 2.5∼1.0 사이인 경우, 금속원소들의 상대적인 이동도는 오염 토양의 경우 Zn>Cd>Cu≫Co>Pb?As이고, 광미로부터는 Pb≫Zn>Cd>As>Co>Cu이었다. 이러한 연구결과들은 이 지 역에서 광산 폐기물의 환경적 영향에 대한 평가를 가능하게 하고, 복원 계획에 대한 유용한 자료로 사용될 수 있다.

영문 초록

Laboratory leaching experiment study carried out to estimate a extent of heavy metals that could be leached out when acid rain(pH 5.0-3.0) and strong acidic solution(pH 2.5-1.0) reacted with tailings and contaminated soils from abandoned metal mines. In slightly to moderately acid conditions(pH 5.0-3.0), As, Pb and Zn dissolutions became significantly increased with decreased pH in tailing, while dissolution of these elements was very limited in contaminated soil. These results suggested that moderately acid rainwater leaches Pb, As and Zn from the tailings, while these elements would remain fixed in contaminated soil. In the pH range of 2.5-1.0(strongly acid condition), Zn, Cd and Cu concentrations of leachate rapidly increased with decreased pH in contaminated soil, while Pb, As and Co dissolutions became importantly increased in tailings. The experimental solubility of Zn, Cd and Cu was very low even at very low pH values(up to pH 1), except for CY4(Cheongyang mine). These can result from an incomplete dissolution or the presence of less soluble mineral phases. So, the solubility of heavy metals depends not only on the pH values of leachate but also on the speciation of metals associated with contaminated soils and tailings. The relative mobility of each element within tailings at the pH 5.0-3.0 of the reaction solution was in the order of Pb>Zn>Cd>Co?Cu>As. In case of pH 2.5-1.0 of the reaction solution, the relative mobility of each element within contaminated soils and tailings were in the order of Zn>Cd>Cu>>Co>Pb?As for contaminated soils, and Pb>>Zn>Cd>As>Co>Cu for tailings. The obtained results could be useful for assessing the environmental effects and setting up the restoration plan in the areas.

키워드

pH 용출 중금속 광미 오염토양 pH leaching heavy metal tailings contaminated soils