Journal of the Mineralogical Society of Korea (한국광물학회지)

The Mineralogical Society of Korea (한국광물학회)
권호 표지

The Distribution Characteristics and Contamination of Heavy Metals in Soil from Dalcheon Mine

달천광산 토양 내 중금속의 존재형태 및 오염도

  • Suh, Ji-Won (Korea Basic Science Institute, Environmental Materials Research Team) ;
  • Yoon, Hye-On (Korea Basic Science Institute, Environmental Materials Research Team) ;
  • Jeong, Chan-Ho (Department of Geological Engineering Daejeon University)
  • 서지원 (한국기초과학지원연구원, 환경물질분석 연구팀) ;
  • 윤혜온 (한국기초과학지원연구원, 환경물질분석 연구팀) ;
  • 정찬호 (대전대학교 지반설계정보공학과)
  • Published : 2008.03.30
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Abstract

The geochemical partitioning of arsenic in contaminated soils from a of wet land and tailing of the abandoned mine is examined. Chemical analysis and sequential extraction method by ultrasound-sonication extraction are applied to investigate the mobility and chemical existence conditions of arsenic as well as heavy metals. The results of this study showed that heavy metals concentration of tailings showed as a following order: Fe > As > Cu > Pb > Cr. The highest metal concentration was recognized in samples less than $63\;{\mu}m$ fraction in their particle sizes. Exchangeable and carbonate fractions in soil samples showed following Cu > As > Pb > Fe > Cr for tailings, and Fe > Pb > Cu > As > Cr for reservoir soils, respectively. Arsenic was bound as exchangeable fraction in tailings and its concentration appeared higher than those of the other metals. Thus, As can be easily dispersed into soil and water environments. The obtained results can be used to design soil remediation plan in the study area and require further detailed study to investigate severe environmental pollution of surface water as well as rivers with respect to heavy metals in terms of speciation analysis of toxic elements such as As and Cr.

본 연구에서는 달천광산 토양 내 중금속의 함량을 알아보고 지화학적인 형태를 알아보고자 달천광산의 광미와 인근 저수지의 토양을 채취하여 화학분석법(전함량분석, 연속추출분석)을 적용하였다. 분석결과 달천광산 토양 내 중금속은 철 > 비소 >구리 > 납 > 크롬 순으로 높은 값을 보이며 특히 $63\;{\mu}m$ 이하의 토양에서 가장 높게 나타나 As, Cu, Pb 등 유해 중금속의 거동이 미립질 토양을 구성하는 광물과 연관되어 있음을 알려주었다. 연속추출 분석 결과, 인근 저수지 토양의 경우, $63\;{\mu}m$ 이하의 입도에저 철 > 납 > 구리 > 비소 > 크롬의 순으로 나타났다. 달천랑산 광미에서 측정된 비소는 양이온교환 형태로 존재하는 비율이 다른 형태에 비하여 가장 높은 값을 보이고 따라서 상대적으로 이동이 훨씬 용이한 것으로 추정된다. 광미와 인근 저수지의 토양 내 포함된 중금속의 전함량과 더불어 물리 화학적 결합상태에 따른 중금속의 존재형태를 규명하는 것은 중금속으로 오염된 토양을 복원하기 위한 기초 자료로 매우 중요하다. 더 나아가서 As와 Cr과 같은 독성 유해중금속의 화학종에 따른 유해성 평가를 위한 기초자료로 중요성이 있으며 지표수 및 지하수 환경오염의 정밀 연구를 위해 필수적이다.

Keywords

References

  1. 김세영, 방선백, 강서영, 감경웅 (2007) HPLCICP-MS를 이용한 비소와 셀레늄의 분리 및 결정, 대한자원환경지질학회, 춘계 지질과학기술 공동학술대회, 364-366
  2. 김연태, 윤철호, 윤혜온, 우남칠 (2004) 지하수 내비소 종분류를 위한 시료채취방법, 대한자원환경지질학회 춘계학술발표회, 212-216
  3. 김연태, 우남칠, 윤혜온, 윤철호 (2006) 울산광산 주변 지역 수계에서 유기 및 무기 비소종 분포, 자원환경지질 39권, 689-697
  4. 연규훈, 이평구, 염승준, 최상훈 (2005) 삼산제일광산 광미 내 유해 미량원소의 오염 및 이동도, 자원환경지질, 38권, 451-462
  5. 윤혜온, 김연태, 윤철호, 신미영, 박미선, 서지원 (2007) Application of a Novel Speciation Method on Arsenic Analysis in contaminated Soils and Groundwaters, 대한자원환경지질학회, 춘계지질과학기술 공동학술대회, 405-406
  6. 이평구, 강민주, 최상훈, 신성천 (2004) 광미 및 오염된 토양에서 중금속의 존재형태 및 잠재적인 이동도, 자원환경지질, 37권, 87-98
  7. 정명채 (1994) 토양중의 중금속 연속추출방법과 사례연구, Econ. Environ. Geol, v. 27, p. 469-477
  8. 조미영, 현재혁, 김원석 (1999) Sequential Extraction을 이용한 중금속(납.구리)과 토양 결합 기작 연구, 한국토양환경학회지, v. 4, 77-84
  9. 한국기초과학지원연구원 (1996) 무기원소분석을 위한 시료전처리교육 및 기기교육, p.I-5-II-19
  10. Tessier, A., Campbell, P.G.C. and Bisson, M. (1979) Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metal, Analytical chemistry Chem, v. 51, 844-850 https://doi.org/10.1021/ac50043a017
  11. Aposhian, H.V., Zakharyan, R.A., Avram, M.D., Kopplin, M.J. and Wollenberg, M.L. (2003) Oxidation and detoxification of trivalent arsenic species. Toxicology and Applied Pharmacology, v.193, 1-8 https://doi.org/10.1016/S0041-008X(03)00324-7
  12. Ari Vaisanen and Anne Kiljunen (2005) Ultrasound-assisted sequential extraction method for the evaluation of mobility of toxic method for the evaluation of mobility of toxic elements in contaminated soils, Intern. J. Environ. Anal. Chem, v. 85, 1037-1049 https://doi.org/10.1080/03067310500138992
  13. Belzile N., Lecomte P. and Tessier A. (1989) Testing Readsortion of Trace Elements during Partial Chemical Extraction of Bottom Sediments. Environmental Science and Technology, v.23, 1015-1020 https://doi.org/10.1021/es00066a014
  14. Blanco, P., Vera Tome, F. and Lozano, J.C. (2004) Sequential extraction for radionuclide fractionation in soil sample: a comparative study, Applied Radiation and Isotopes, 61, 345-350 https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2004.03.006
  15. Daus, B., Mattusch, J., Wennrich, R. and Weiss, H. (2002) Investigation of stability and preservation of arsenic species in iron rich water samples, Talanta, v.58, 57-65 https://doi.org/10.1016/S0039-9140(02)00256-4
  16. Kersten, M. and Forstner (1986) Chemical fractionation of heavy metals in anoxic estuatrine and coastal sediment, Water Science and Technology, v. 18, 121-130
  17. Kim, N.D. and Fergusson, J.E. (1991) Effectiveness fo a commonly used seauential eatraction technique in determining the speciation of cadmium in soils. Sci. Tot. Environ., v.105, 191-209 https://doi.org/10.1016/0048-9697(91)90341-B
  18. Masscheleyn, P.H., Delaune, R.D. and Patrick, W.H. Jr. (1991) Effect of redox potential and pH on arsenic speciation and solubility in a contaminated soil, Environ. Sci. Technol, v. 25, 1414-1419 https://doi.org/10.1021/es00020a008
  19. Rapin F., Tessier A., Campell P.G.C. and Carignan R. (1986) Potential Artifacts in the Determination of Metal Partitioning in sediment by a Sequential Extraction Procedure. Environmental Science and Technology, v.20, 836-840 https://doi.org/10.1021/es00150a014
  20. Shiowatana, J., McLaren, R.G., Chanmekha, N. and Samphao, A. (2001) Fractionation of arsenic in soil by a continuous-flow sequential extracion method, J. Environ. Qual, 30, 1940-1949 https://doi.org/10.2134/jeq2001.1940