Accumulation of Heavy Metals(Cd, Cu, Zn, and Pb) in Five Tree Species in Relation to Contamination of Soil near Two Closed Zinc-Mining Sites

아연폐광산(亞鉛廢鑛山) 주변(周邊) 토양(土壤)의 중금속(重金屬) (Cd, Cu, Zn, Pb) 오염(汚染)에 따른 5개(個) 수종(樹種)의 부위별(部位別) 중금속(重金屬) 축적(蓄積)

This study was conducted to evaluate heavy metal concentrations(Cd, Cu, Z, and Pb) in the soil of two zinc mines and to correlate heavy metal contents between the soils and trees growing near the mines. Soils and leaves, stems, and roots of five tree species(Corylus heterophylla, Pinus rigida. Populus alba${\times}$glandulosa, Rhododendron mucronulatum, and Robinia pseudoacacia) were collected from Sambo Zinc Mine located in Hwasung and Gahak Zinc Mine in Kwangmyung city in Kyonggido. Soils near two zinc mines were not seriously contaminated by heavy metals, but Zn and Pb concentrations were at toxic level. The heavy metal concentration in soils decreased in the order of Zn, Pb, Cu, and Cd, and decreased with increasing distance from zinc mining sites. Among the five tree species, Populus alba ${\times}$ glandulosa showed the highest heavy metal concentrations in the tissue except for Pb. Particulars, leaves of the species contained the high concentrations of heavy metals to reach the maximum of 91ppm Zn. The roots of Corylus heterophylla contained high concentrations of Cu and Pb. The order of heavy metal concentrations in the tree species was Zn, Cu, Pb and Cd. The concentration of heavy metals in the tree tissues showed a positive correlation with that in soil in which trees are growing. The ratio of heavy metal concentration of trees to that of soils(concentration factor : CF) was highest in Zn and lowest in Pb. Populus alba${\times}$glandulosa had the highest CF value among the five tree species. It was concluded that Populus alba${\times}$glandulosa, based on the high metal uptake ability, could be used for decontaminating of heavy metals from contaminated soils, and Pinus rigida could be used to reflect the level of contamination in soils.

본 연구는 폐광지 주변에서의 토양내 중금속(Cd, Cu, Zn, Pb) 오염 정도와 토양내 중금속 농도와 수목내 중금속 축적 농도와의 관계를 규명하여, 오염지역의 정화에 수목을 이용할 수 있는지를 확인하는 것을 목적으로 수행하였다. 경기도 화성군에 위치한 삼보광산과 광명시에 있는 가학광산에서 1997년 4월부터 9월에 걸쳐 토양 시료와 주변의 난티잎개암나무, 리기다소나무, 현사시나무, 진달래, 아까시나무를 채취하여 중금속 농도를 측정하였다. 두 광산지역의 광구에서 500m 이내 주변 토양은 중금속에 의한 오염 정도가 28~143ppm으로써 심각하지 않았으나, Zn(143ppm), Pb(97ppm)과 같은 중금속 농도는 독성을 나타낼 수 있는 수준이었다. 토양내 중금속의 농도는 Zn>Pb>Cu>Cd의 순이었으며, 광구의 중심에서 1.5km 이상 멀어질수록 증금속 농도는 10ppm 이내로 감소하였다. 각 수종별 중금속의 농도는 Pb를 제외하고, 현사시나무에서 가장 높았으며, 특히 잎에 고농도로 축적되어 있었고, Zn의 경우 91ppm이 검출되었다. 난티잎개암나무의 뿌리에서는 Cu와 Pb의 높은 농도로 검출되었다. 토양의 중금속과 수목 조직내 중금속 농도는 매우 높은 정의 상관을 보여주었으며, 리기다소나무에서 가장 높은 상관계수를 나타냈다. 토양에 대한 수목 조직의 중금속 농도비(Concentration Factors : CF)는 Zn이 가장 높은 값을 보였고 Pb이 가장 낮은 값을 보여주었다. 현사시나무는 CF값이 가장 높아서 중금속을 가장 많이 축적하고 있었다. 특히 토양의 중금속 농도에 대한 식물체의 농도비가 가장 높은 현사시나무는 중금속의 흡수 능력이 뛰어나 중금속 오염지에서 정화식물로 이용할 수 있으며, 리기다소나무는 토양의 오염 정도를 가장 잘 반영하는 수종으로 판단된다.