본 연구는 무인항공기를 활용한 원격탐사적 기법을 통해 고해상도 정사영상과 수치표고모델기반 3차원 지표모델을 구축하여, 광해복구사업의 중간단계 모니터링에 활용하고 그 효율성을 고찰하였다. 무인항공기를 통한 원격탐사로 3.8 cm의 공간해상도를 갖는 수치표고모델 및 정사영상을 구축하였으며, 광해복구사업의 중간과정을 모니터링하였다. 또한 고해상도 영상을 통해 사물 및 지형적 구분이 용이함을 확인하였다. 구축된 수치표고모델을 기반으로 3차원 모델을 구축하였고 토양복구사업의 면적 및 체적 등의 공간정보를 추출하였다. 그 결과 사업 결과모델 형성을 위한 추가적인 토양 적치 총량은 $268,672m^3$이며 약 71만 톤의 양에 해당하는 것을 확인하였다. 이는 무인항공기의 광해복구사업 모니터링의 효율성을 증명하는 것으로 추후 보다 많은 활용도를 보일 것으로 사료된다.
본 연구는 전국에 산재되어 있는 광산으로 인한 피해 방지를 목적으로 광산 및 광해현황 정보를 체계적으로 관리하고 있는 광산GIS의 현황과 문제점을 분석하고, 광산지역의 개발계획 수립 및 국가SOC 사업 추진시 의사결정 기초자료로서의 광산GIS의 역할을 설명하고, 향후 시스템 확대 발전방향을 제시하고자 한다.
광물자원의 경우 시장여건 변화에 따라 가격변동이 발생되며, 이에 따른 상업적 환경의 변화로 폐광된 광산이 다시 재개발되는 사례 또한 빈번히 발생하기도 한다. 2003년 이후 국제 광물자원 가격은 급격한 상승이 있었으며 한국의 경우에도 폐광된 광산의 재개발에 대한 필요성이 제기되었고 일부 광산의 경우 재개발이 시행되기도 하였다. 본 고는 폐광산의 재개발과 관련하여 효과적인 광해관리를 위해 어떻게 규제제도를 운영할 것인가에 대한 모색을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 최근 발생된 광물자원 가격 변화와 함께, 한국의 폐광산 재개발 가능성 및 계획에 대해 살펴보았다. 또한 광산개발과 광해방지 시 인허가 제도에 대한 검토와 문제점 분석을 실시하였다. 연구결과 광해복구가 이루어진 폐광산의 재개발을 위한 인허가 시 광해방지에 투입된 비용과 재개발 시 기대되는 편익을 비교 검토하는 비용 편익 경제성 평가서의 추가적 제출과 함께, 정부의 <광해방지 기본계획> 수립 시 광해복구사업이 필요한 폐광산 선정과 관련하여 재개발 가능성을 고려한 계획 수립이 이루어지도록 제도 개선이 필요한 것으로 나타났다.
본 연구는 강원지역 폐탄광 산림복구지에서 산림복구사업 후 시간경과에 따른 토양 화학적특성을 분석하여 관리방안 도출을 위해 수행하였다. 연구대상지는 강원도 정선군 5개 폐탄광과 영월군 3개 폐탄광 총 8개 폐탄광 산림복구지였으며, 경과시간별로 총 11회에 걸쳐 토양 화학적 특성을 분석하였다. 분석항목은 토양 pH, TOC, 총질소, 탄질률, 유효인산 등 5개 특성이었다. 분석결과 토양 pH와 유효인산 함량은 시간경과에 따라 감소하는 경향을, TOC와 총질소 함량, 탄질률은 증가하는 경향을 보였다. TOC와 총질소는 10년 경과시 폐탄광 산림복구를 위한 복토재의 품질기준을 만족하였으며, 토양 pH는 품질기준보다 낮아졌다. 따라서 산림복구사업후 토양 화학적 특성에 대한 장기모니터링 및 이를 통한 사후관리방안 수립이 필요하다.
광해방지사업은 광산 개발로 인해 국민건강 생활에 미치는 위해요인을 분석, 제거 및 예방을 통해 지속가능한 녹색생활권 보장 및 친환경적 광산개발을 도모를 목표로 수행되고 있다. 일제강점기 및 광산개발 활황기에 개발되어 전국에 산재된 광산은 아직도 복구되지 않은 상태로 방치되고 있으며, 이런 산재된 위험으로 부터 국민안전은 물러설수 없는 최우선의 가치가 되고 있다. 광해방지사업에서 국민안전과 밀접한 사업은 응급조치이며, 이중 가장 광범위하게 사용되고 있는 공법은 지반침하방지사업과 유사하게 충전공법이다. 위험한 광산 공동 및 터널이 산악에 위치한 경우, 기존 재료로 충전 공법이 불가능하거나, 불합리한 경우가 발생가능하며, 새로운 공법의 기술개발이 필요하다. 위험한 광산 채굴지가 인접한 등산로에서 국민의 소중한 인명피해가 발생하지 않도록 응급조치사업은 안전하고 효율적으로 시행되어야 한다. 이러한 현장여건에서 우레탄 폼 재료는 하나의 대안이 될수 있다. 본 연구는 우레탄 폼 재료의 해외 광업분야 적용사례를 살펴보고, 실규모 화재 실험을 통해 광해방지사업의 응급조치을 위한 우레탄폼 재료와 복토 심도에 적용성을 실험하였다. 실험결과를 통해 약 15cm의 복토(추천 20cm 이상)로 산림화재로부터 폼 재료의 기능유지에 적정하다는 결과를 얻었다.
휴 폐금속광산지역 오염방지에 관한 1990년대 중반 이후의 정부 정책과 추진 사업을 법 제도, 기술 개발, 예산의 확보 및 배분에 관하여 분석 평가하였다. 국내의 법 제도는 2005년 제정된 $\ulcorner$광산피해의 방지 및 복구에 관한 법률$\lrcorner$ 로 관련부처별 책임과 역할이 구분되었으며, 토양오염을 포함한 광해방지 및 복구에 관한 국가의 계획과 이를 이행하기 위한 국가의 전담기관, 토양오염을 조사하고 모니터링하는 체계, 그리고 광해방지사업을 시행하기 위한 광해방지사업금을 위한 토대가 마련되었다. 그럼에도 불구하고, 효율적인 휴 폐금속광산지역의 관리 및 복원을 위한 문제점은 상존하고 있다. 이에 관련된 미국, 영국, 네덜란드 등 외국의 법 제도를 비교할 때, 다음과 같은 정책 추진을 제안한다. 첫째, 휴 폐금속광산지역의 오염 책임에 관한 정부와 이 지역의 소유자, 오염자 등의 책임 배분체계 (책임의 배분방법, 광산개발에 의한 토양오염 등의 발생시기에 따른 무과질책임의 적용방법 등) 마련이다. 둘째, 오염에 영향을 받는 인근 지역 주민들의 의사가 존중되고 반영될 수 있도록 지역주민의 참여가 활성화되는 제도적 장치의 마련이다. 셋째, 지역에 관련된 정보들이 체계적으로 일반에게 공개되는 Web-GIS 기반 정보처리체계가 구축되어야 한다. 넷째, 광산지역의 특이성에 바탕을 두어 인체 및 환경 위해성을 고려한 오염지역의 위해성 평가의 마련과 복원이다. 다섯째, 오염원 제거와 오염된 토양 및 광산배수 등 오염지역을 정화하기 위한 적정 예산이 마련되고 배분되어야 한다. 여섯째, 휴 폐금속광산지역의 지역적인 특성을 고려하여 복원을 효율적으로 수행하기 위한 기술이 지속적으로 개발되고, 연구 개발된 새로운 기술이 현장에서 적용되기 위한 인센티브 제도가 마련되어야 한다.
전 세계적으로 매년 증가하는 발전회의 매립을 위한 부지는 현저히 부족한 실정이며, 이를 재활용 하는 방안에 관한 연구는 지금까지 활발히 진행 중이다. 또한, 휴 폐광산의 갱구, 폐석 더미, 지하공동에서 발생하는 다양한 광해는 심각한 인명피해 및 환경오염을 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 국내 석탄, 금속, 석회석 광산에서 발생하는 AMD (Acid Mine Drainage), 지반침하 등의 광해방지에서 발전회의 활용 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 발전회는 그 물리화학적인 특성에 따라 AMD 중화, 노천광산에서의 차폐재, 지하광산의 채움재 및 토양 개량제로써 활용할 수 있으며, 미국, 호주, 일본, 캐나다 등의 국외에서는 관련 지침을 마련하여 현장 적용사례가 충분히 확보된 상태이다. 하지만 국내의 경우 현장 적용을 위한 몇몇 연구들은 수행돼 왔지만, 현재 발전회를 사업장폐기물로 분류하고 있기 때문에 현장 적용사례가 미흡하며, 이와 관련된 연구도 부족한 실정이다. 따라서 국내에서도 국외의 관련 선행 적용사례들을 참고하여 광해방지사업에서 발전회의 활용을 위한 구체적인 기준 및 관리체계가 필요할 것이다.
2007년부터 국내 광해방지기본계획이 추진되어 광해발생 광산에 대한 광해방지사업이 진행되어 왔으며 2011년부터 2015년까지 254개 광산에서 발생된 광해를 처리 및 복구하였다. 그러나 추가적인 광해 발생 발견으로 오염갱내수 유출량이 지속적으로 증가함에 따라 보다 효율적이고 경제적인 처리기술이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 정수처리장의 슬러지 폐기물을 활용해 제조한 알럼 슬러지 흡착제(Alum based adsorbent, ABA-500)와 과립상 철수산화물 흡착제(Granular ferric hydroxide, GFH)를 광산배수 내 오염물질인 비소를 대상으로 각각의 흡착특성을 비교 및 분석했다. 이들 흡착제의 주요 구성 성분은 각각 알루미늄/규소 계열의 광물과 비정질 철수산화물이었다. 고형첨가방법으로 흡착제의 영전하점을 분석한 결과 ABA-500, GFH 각각 pH 5.27, 6.72에서 표면전하량이 0이 되었다. BET 분석을 통한 질소 등온 흡탈착 결과 세 흡착제 모두 메조기공이 발달해 있었고, GFH의 비표면적은 257 m2·g-1으로 126~136 m2·g-1인 ABA-500 보다 매우 높은 값을 보였다. 세 종류의 흡착제로 비소 흡착 회분식 실험을 진행했으며, 반응시간과 초기 비소농도, pH 및 온도에 따라 흡착효율을 비교했다. 동적흡착실험 결과 GFH, ABA-500(granule), ABA-500(3mm) 순으로 빠르게 비소를 흡착했고 세 흡착제 모두 유사 2차 반응속도 모델을 따르는 것으로 나타났다. 또한 세 흡착제 모두 낮은 pH와 높은 온도에서 비소 제거율이 증가했으며, GFH가 가장 뛰어난 비소 흡착능을 보였다. 흡착제 ABA-500(granule)과 GFH를 초기 농도에 따라 1시간 반응시킨 경우 0.2와 1 mg·g-1 이하 조건에서 비소를 국내 음용수 기준치 이하로 제거할 수 있었다. 따라서 정화대상지의 비소 오염 정도가 낮은 경우 경제성을 고려해 ABA-500(granule)을 흡착매질로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
이 연구에서는 국내에 산재되어 있는 금속광산들에 대한 토양환경오염을 조사하고 적절한 환경처리를 위한 기초자료를 제공하기 위하여 대표적인 연-아연광산, 동광산 및 금-은광산을 대상으로 As. Cd, Cu, Pb, Zn 등의 오염규모와 분산정도를 규명하고자 하였다. 연구대상지역으로 삼보 연-아연강산, 달성 동-텅스텐광산 그리고 구봉, 삼광, 금왕 금-은광산을 선정하여 이들 광산 주변에서 토양을 채취하여 화학분석을 실시하였다. 그리고 연속추출법을 이용하여 토양중에 존재하는 중금속의 존재형태를 규명하였으며 화학분해방법에 따른 중금속의 추출정도를 고찰하기 위하여 강산을 이용한 분해방법과 토양환경보전법에 제시된 방법을 비교하였다. 화학분석 결과, 삼보광산 주변의 상부토양 (0-15cm 심도)에서는 평균 11.8 $\mu\textrm{g}$/g Cd, 208 $\mu\textrm{g}$/g Cu, 2,700 $\mu\textrm{g}$/g Pb, 8,300 $\mu\textrm{g}$/g Zn이 검출되었으며 일부 농경지에서는 토양환경보전법의 우려기준을 초과하는 중금속이 검출되어 광산활동에 의한 토양오염이 심각함이 조사되었다. 달성광산 주변 토양에서도 다량의 중금속이 검출되었으며 (평균 4.4 $\mu\textrm{g}$/g Cd, 1,950 $\mu\textrm{g}$/g Cu, 1,030 $\mu\textrm{g}$/g Pb, 419 $\mu\textrm{g}$/g Zn) 특히 As (평균 2,500 $\mu\textrm{g}$/g)의 오염이 심각하였다. 그리고 대표적인 금은광산인 구봉, 삼광 및 금왕광산에서는 광미와 선광장 주변에서 다량의 중금속과 As가 검출되었다. 이 연구 결과, 이들 점오염원에 대한 오염정도가 심각하므로 이를 적절하게 처리할 수 있는 오염복구사업이 실시되어야할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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