토양 세척법과 석회를 첨가한 토양 안정화 공법을 이용한 폐광산 주변 비소 오염 토양 및 하천 퇴적토 복원

• 영문명: Remediation Design Using Soil Washing and Soil Improvement Method for As Contaminated Soils and Stream Deposits Around an Abandoned Mine
• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 이민희(Minhee Lee) 이정산(Jungsan Lee) 차종철(Jongchul Cha) 최정찬(Jungchan Choi) 이정민(Jungmin Lee)
• 간행물 정보: 『자원환경지질』37권 1호, 121~131쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2004.02.28

국문 초록

비소로 오염된 고로폐광산 주변 농경지 토양과 하천 퇴적토에 대하여, 토양 정밀조사를 통하여 규명된 오염 면적과 오염 지도를 바탕으로 복원 공정 설계를 실시하였다. 실내 실험을 통하여 오염 농경지 토양에 대하여는 석회를 첨가한 토양 안정화 공법의 처리 효율을 검증하였으며, 오염 하천 퇴적토에 대하여는 토양 세척법의 처리 효율을 규명하였다. 비수몰지역의 오염 농경지 토양의 복원 효율을 규명하기 위하여, 비소 농도가 다른 폐광산 주변 농경지 오염 토양 4종 류에 대하여 비소 용출률 배치 실험을 실시한 결과, 석회를 혼합한 토양의 비소 용출이 오염 토양을 그대로 이용한 경우보다 평균 5배 이하로 감소하였다. 댐 건설 후 수몰되는 지역에서 저수지 바닥으로 부터 저수지 수계로 용출되어지는 비소의 용출률을 예측하고, 석회를 첨가한 복토를 실시한 경우 저수지 바닥에서 용출되는 비소의 용출률 감소를 규명하기 위하여 아크릴 칼럼(지름 18.9 cm, 높이 30 cm)을 이용하여 저수지 바닥에서의 비소 용출 모의 실험하였다. 실험 결과 복토를 실시하지 않은 오염 토양에서의 비소 용출률은 연간 약 3.05-3.89% 를 나타내었으며, 석회 1%를 혼합하여 복토한 경우 저수지 바닥으로부터 비소 용출률은 연간 0.11-0.05% 를 나타내어 석회를 혼합한 복토처리 시 저수지 바닥에서 수계로의 비소 용 출은 약 40배 이상감소 할 수 있는것으로 나타나, 수몰된 농경지 복원에 매우 적절한 방법으로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 토양 세척법을 이용하여 하천 퇴적토를 복원하는 경우, 세척 효율을 규명 하기 위하여 하천 퇴적토 3종류에 대하여 초산, 구연산, 염산 각 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 N 수용액과 증류수에 대하여 각각 토양 세척 효율 배치 실험을 실시하였다. 실험 결과 염산과 구연산 용액으로 세척하는 경우 0.05 N에서 한 시료를 제외하고는 비소에 대하여 99.9% 이상의 제거 효과를 나타내었다. 결론적으로 비소로 오염된 하천 퇴적토는 적절한 세정용액을 이용한 세척과정에 의해서 충분히 제거 될 수 있는 것으로 나타나, 기존 오염 퇴적토 내 비소의 90% 이상을 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 오염 지도에 근거하여 산출된 복원 물량에 대하여 토양세척법을 이용 하는 경우 복원 비용을 산출 하였으며, 이와 같은 자료는 고로폐광산 주변 오염 토양에 대한 실제 복원 공정의 설계에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

영문 초록

Removal efficiencies of soil washing and soil improvement processes to remediate farmland soils and stream deposits around Goro abandoned mine were investigated with batch and column experiments. For As-contaminated farmland soils around Goro mine, batch tests to quantify As extraction rate from contaminated soils and lime treated contaminated soils were performed. The contaminated soil mixed with lime decreased As extraction rate less than one fourth, suggesting that the soil improvement method mixed with lime dramatically decrease As extraction rate. A storage dam will be constructed in the lower part of the main stream connected to Goro abandoned mine and the amount of As extracted from the bottom soils of reservoir could be the main source to contaminate water of reservoir. The decrease of As extraction amount from the bottom in reservoir, caused by the application of the soil improvement method was investigated from the physically simulated column experiment and results showed that As extraction rate decreased to one forty when 1% lime mixed soil improvement was applied to contaminated soils. For contaminated stream deposits connected Goro mine, the removal efficiency of the soil washing method was investigated with batch experiments. Hydrochloric acid, citric acid, acetic acid and distilled water were used as soil washing solution and 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 N of washing solution were applied to extract As. When washing with 0.05 N of hydrochloric acid or citric acid, more than 99.9% of As was removed from stream deposits, suggesting that As contaminated stream deposits around Goro mine be successfully remediated with the soil washing process. Total volumes of contaminated soils and deposits needed for remediation were calculated based on three different remediation target concentrations and the operation cost of soil washing for calculated soil volumes was estimated. Results from this research could be directly used to make a comprehensive countermeasure to remediate contaminated area around Goro mine and also many contaminated areas similar to this research area.

키워드

폐광산 중금속오염 비소오염 토양세척법 토양 안정화 공법 arsenic soil washing soil improvement abandoned mine soil remediation