Analytical Science and Technology (분석과학)

The Korean Society of Analytical Sciences (한국분석과학회)
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Characterization of lead isotope emission profiles in non-ferrous smelters in South Korea

국내 비철금속 제련시설에서의 납 동위원소 배출특성 연구

  • Park, Jin-Ju (National Institute of Environmental Research of Environmental Research) ;
  • Kim, Ki-Jun (National Institute of Environmental Research of Environmental Research) ;
  • Park, Jin-Soo (National Institute of Environmental Research of Environmental Research) ;
  • Yoo, Suk-Min (National Institute of Environmental Research of Environmental Research) ;
  • Park, Kwang-Soo (National Institute of Environmental Research of Environmental Research) ;
  • Seok, Kwang-Seol (National Institute of Environmental Research of Environmental Research) ;
  • Shin, Hyung-Sun (Korea Basic Science Institute) ;
  • Song, Guem-Joo (Pohang University of Science and Technology) ;
  • Kim, Young-Hee (National Institute of Environmental Research of Environmental Research)
  • 박진주 (국립환경과학원 화학물질연구과) ;
  • 김기준 (국립환경과학원 화학물질연구과) ;
  • 박진수 (국립환경과학원 화학물질연구과) ;
  • 유석민 (국립환경과학원 화학물질연구과) ;
  • 박광수 (국립환경과학원 화학물질연구과) ;
  • 석광설 (국립환경과학원 화학물질연구과) ;
  • 신형선 (한국기초과학지원연구원 환경과학연구부) ;
  • 송금주 (포항공과대학교 환경공학부) ;
  • 김영희 (국립환경과학원 화학물질연구과)
  • Received : 2013.05.06
  • Accepted : 2013.08.29
  • Published : 2013.10.25
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Abstract

This study was conducted to build up the inventories of Pb isotopic compositions of major Pb pollution sources in South Korea. Since non-ferrous metal smelters are one of major anthropogenic sources, two smelters for zinc, each one of smelter for lead and copper were selected for the study. The Pb concentrations and isotopic compositions of metal ores, wastewater, sludge, metal rod and produced sulfuric acid were analysed to understand the Pb isotopic patterns in environment. The isotopic ratio, $^{206}Pb/^{207}Pb$, of zinc ores from zinc smelter were in the range of 1.179~1.198 and the ratio of waste, flue gas and products samples were 1.105~1.147. This results implied that the isotopic patterns of output samples showed mixing patterns between two distinct metal ore soerces. In 2011, major importing countries of zinc ore were Australia, Peru and Mexico. Thus Pb isotopic patterns from zinc smelter is originated from the mixing patterns between less radiogenic Australian ores and more radiogenic South America's ores. Lead smelters also showed the same mixing patterns with those of zinc smelters. However copper smelter showed same Pb isotopic patterns with more radiogenic South America's ores.

납 동위원소 분석은 국지적 및 지구적 납 오염 특성 해석을 위한 유용한 기법으로 널리 활용되어왔다. 본 연구는 국내 환경 중 납 오염원을 추적하기 위해 주요 배출원별 납 동위원소 인벤토리 구축사업의 일환으로 수행되었다. 특히 비철금속 제련시설은 가장 중요한 인위적 납 오염원으로 알려져 있으며, 본 연구에서는 국내에서 가동 중인 아연 (2 개 시설), 납 및 구리 제련시설에서의 납 동위원소의 유입 및 배출특성을 조사하였다. 각 제련시설에서 사용 중인 정광, 슬러지 및 폐수, 배출가스, 부산물로 생산되는 황산 및 제련된 금속제품 중의 납 농도와 납 동위원소 조성을 조사하였다. 아연 제련시설에서의 아연광석의 납 동위원소 분포는 1.179~1.198의 높은 $^{206}Pb/^{207}Pb$ 값을, 아연 제련시설에서 배출되는 배출가스, 제품, 폐기물 등은 1.105~1.147의 낮은 $^{206}Pb/^{207}Pb$ 값을 나타냈다. 국내 수입되는 아연광석은 주로 호주 및 페루 등이 주요 산지로서, 아연 제련시설에서 배출되는 물질들의 납 동위원소 분포는 중남미산 광석 및 호주산 광석의 납 동위원소 비율이 혼합된 것으로 추정되었다. 납 제련시설에서 배출되는 납 동위원소 패턴은 호주산 광석 및 중남미산 광석의 혼합 형태를 보이며, 구리 제련시설은 중남미 지역의 광석패턴을 따르는 것으로 추정되었다.

Keywords

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