• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 1999년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.46-48
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• 1999

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 제3회 부산.경남지부 심포지엄
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• pp.29-48
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• 2001

일반적인 폐수처리 시 여러 광물들이 사용되는 데 예를 들면, 수산화칼슘 및 탄산나트륨은 중화제, 점토는 응집제, 알룸(alum) 및 염화철은 인 제거제로 사용되고 있다. 산성광산배수인 경우에는 알칼리성의 중화제로 석회 (CaO), 석회석 (CaCO$_3$), 가성소다 (NaOH), 탄산나트륨 (NaCO$_3$) 등이 사용된다. 그러나, 설비비 및 유지비가 많이 들어 몇 십년 동안 계속해서 침출되는 산성광산배수를 처리하기에는 문제가 있다. 산성광산배수 (Acid Mine Drainage, AMD)는 pH가 6.0 미만이고 총산도 (totalacidity)가 총알카리도 (total alkalinity)를 초과하는 물로서 노천광이 가행되었던 지역, 가행중이거나 휴광 또는 폐광된 광산에서 유출된다. 또한 도로사면 절개부나 지하철 터널에서도 황철석(pyrite)이나 백철석 (marcasite)을 함유하는 층이 공기 중에 노출되면 산성수가 침출되어 나오기도 한다. 산성광산배수에 의한 하천수의 오염이 매우 극심하여 때로는 미생물마저도 그 속에 살 수 없게 된다. 산성광산배수에 의해 오염된 하천수의 오염범위는 산성수의 양, 농도, 하천에 유입되는 산성수의 분포, 상류에서 흘러드는 오염되지 않은 물의 양, 지류에서 유입되는 물의 양에 따라 좌우된다. 산성광산배수 오염이 문제시되고 있는 나라는 미국을 포함하여 호주, 일본, 한국, 러시아, 남아연방 등이다. 산성광산배수는 환원환경에서 생성된 석탄층 및 접촉교대 또는 열수에 의해 생성된 금속광이 공기 및 물에 노출되어 생성되는 자연적인 현상이다. 그러나 국지적인 지역에서 인간이 이 광상들을 환경영향을 고려하지 않고 대규모로 개발할 때 인간 생활에 심각한 영향을 미치는 것이다. 광산산성배수를 처리하기 위해 상기와 같이 여러 기술이 도입 적용되었으며 일부 기술들은 현재도 사용되고 있다. 각 기술마다 일장일단이 있으므로 경비의 과다, 유지 및 관리에 대한 지속성 여부, 공간의 확보 여부, 지역적 특수성에 맞춰 가장 적합한 방법을 채택하여야 하며 꾸준히 채택한 기술의 개량 및 새로운 기술의 첨가가 요구되고 있다. 따라서, 산성광산배수 오염지대에 대해 획일적으로 같은 처리방법을 채택하여 사용하는 것보다 각 지역 또는 광산산성폐수가 유출되어 나오는 광산폐기물의 특성 등을 고려하여 거기에 맞는 기술들을 복합적으로 또는 단독으로 사용하되 처리방법 채택 시 신중을 기할 것이 요망된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권1호
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• pp.29-35
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• 2009

본 연구에서는 석탄광산 배수(CMD)를 전기정화법으로 처리 시 발생되는 슬러지를 흡착제로 금속광산 산성배수(AMD)중 중금속 처리 시 pH와 온도변화에 따른 중금속 흡착 거동을 연구하고자 하였다. 실험결과 CMDS의 pH$_{zero\;point\; charge}$:(pH$_{zpc}$)는 5로 나타났다. pH영향의 경우 구리, 아연, 카드뮴, 철은 pH 증가에 따라 제거율은 증가하였고, 구리의 경우 흡착량은 pH와 상관없이 0.64 mg g$^{-1}$ sludge로 나타났다. pH 5 이상일 때 기타 중금속 흡착량은 pH3일 때의 1.1 배로 나타났고 크롬의 경우 pH 7 이상에서 다소 증가하였는데 이는 크롬이 $Cr(OH)_{6}^{3-}$형태로 미량 용출되었기 때문이다. 온도의 영향에서 pH3일때 온도증가에 따라 중금속 흡착량은 증가하였고, 선택도Cd>Fe>Zn>Cu순으로 나타났다. pH 5이상에서 최대 흡착량(q$_{max}$)은 Cu와 Zn의 경우 각각 2.747mg g$^{-1}$와 2.525mg g$^{-1}$로 더 이상의 흡착이 일어나지 않아 온도의 영향을 받지 않은 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2001년도 정기총회 및 제3회 특별지포지움
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• pp.75-89
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• 2001

국내 폐석탄 광산은 334 개, 폐금속 광산은 약 900 여개로 알려져 있다. 이러한 폐광산에서는 환경오염과 지반침하 등 안전문제가 발생하고 있다. 폐광산에서 환경오염은 주로 폐갱도, 채굴적 그리고 광산폐기물 적치장에서 유출되는 산성광산배수 문제와 중금속이 함유된 광산폐기물의 침식 및 유실로 인한 주변 토양오염 등을 들 수 있다. 폐석탄 광산 및 폐금속 광산의 갱내수를 조사 분석한 결과, 일부 폐광산 갱내수들은 산성수이며 금속성분이 고농도로 함유된 폐수로 나타나고 폐탄광 배수의 수질은 지역적으로 차이가 있다. 폐광산배수의 정화는 물리화학적 처리시 막대한 운영비가 소요되므로 폐갱도 석회석 충전과 소택지 등 자연정화처리법으로 처리되고 있다. 현재 폐금속 광산 폐기물은 환경오염 방지를 위해 주로 매립법으로 복구되고 있다.

• 지질공학
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• 제18권4호
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• pp.577-586
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• 2008

산성광산배수는 물-암석반응의 총체적인 결과를 반영하기 때문에 수질특성과 더불어 하상에 형성되는 이차적 기원의 침전물과도 밀접한 관련성을 가진다. 이를 위하여 달성광산의 산성광산배수의 수질특징과 바닥침전물, 폐금속광물의 변질특징을 분석하였다. 하상에는 pH 5이상에서 백색의 침전물이 형성되고, pH가 $3{\sim}4$로 낮은 환경에서는 슈베르트마나이트가 형성된다. 수질은 계절에 따라서도 다르게 나타난다. 폐수처리장의 2002년 10월 수질의 경우 2003년 3월 수질보다 pH가 더 낮으며, Al, Zn, Cu의 함량은 더 높다. 반면에 2003년 3월의 수질은 pH변동이 심하며 2002년 10월 수질에 비하여 As와 Cl의 함량도 더 높게 나타난다. 흰색의 침전물에 대한 $^{27}Al$ MAS 핵자기공명분석에 따르면 Al은 대부분 팔면체자리에 분포한다. 금속광물들은 반응성이 높은 가장자리나 모서리 부분이 집중적으로 용식되거나, 벽개를 따라 변질 분해된다. 황철석의 용해작용은 특징적으로 에칭홈 또는 모서리 에지 부분에서 집중적으로 일어난다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.5-11
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• 2012

폐광산의 산성배수(AMD)는 황철석을 비롯한 다른 금속 황화물의 산화를 통해 발생한 폐광산의 산성배수는 환경오염의 원인 중 하나이다. 본 연구에서는 이러한 폐광산의 산성배수가 생성되는 과정에서 산화미생물의 관여 정도를 알아보고, 이를 억제할 수 있는 방법에 대해여 살펴보았다. 산성배수 발생에 영향을 미치는 산화미생물로 Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans을 선정하였으며, 이 산화미생물의 활성 및 생장 속도를 측정하였으며, 이산화염소$(ClO_2)$, NaCl, 그리고 계면활성제(ASOR-770) 를 산발생 억제제로 이용하여 실험을 진행하였다. 실험 결과 10ppm 이산화염소가 가장 효과적인 억제제였으며, 산화미생물의 활성도와 생장도를 20% 까지 감소시켜주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.83-92
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• 2005

산성암반배수가 발생되는 지역을 중심으로 사면구조물의 피해현황과 환경오염 실태를 파악한 결과를 하면 다음과 같다. 첫째, 산성암반배수가 발생하는 절취사면은 대부분 숏크리트공법으로 처리하고 있으며, 산성암반배수가 사면구조물의 안정성에 악영향을 미치고 있다. 둘째, 숏크리트는 산성암반배수에 의해서 현저하게 열화되어 가고 있으며, 용수발생량이 많은 곳은 배면공동이 발견되는 경우도 있다. 셋째, 절취사면에서 산성암반배수가 발생되는 곳은 국부적으로 불안정하고, 이를 보강하기 위하여 앵커와 록볼트를 사용하고 있으나 강산성암반배수에 의해 부식될 우려가 크다. 넷째, 식생공의 경우 산성암반배수가 잔디 씨앗의 발아 및 성장에 악영향을 미치고 있어 일부 지역에서는 생석회를 사용하여 산성암반배수를 중화시키고 있으나 근본적인 대책은 되지 못하고 있다. 다섯째, 황철석의 풍화로 발생한 산에 의해 배수가 낮은 pH를 유지하면서 중금속들을 용출시켜 지속적으로 배출하여 부근 토양, 지하수와 하천수를 오염시킬 개연성이 매우 크다. 산성암반배수의 발생 가능성을 암석유형별로 평가한 결과 편마암, 화강암의 경우 산성배수 발생 가능성이 낮은 군으루 열수변질을 받근 화산암, 응회암, 탄질셰일, 금속광산 폐석시료는 산성배수 발생 가능성이 높은 군으로 분류되었다. 따라서 토목건설공사과정에서 빈번히 발생될 것으로 예상되는 사면절취에 의한 암반산성배수에 대비하여 발생개연성이 있는 지역에 대한 지반정보의 확보 및 대책기술의 개발이 요구되고있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권3호
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• pp.16-23
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• 2005

중금속과 황산이온의 농도가 높은 산성광산배수(AMD)를 배출하는 강원도 정선군에 위치한 삼척탄좌 정암광업소 유출수를 대상으로 제강 슬래그, 우분 및 석회석 등을 활용하여 처리실험을 수행하였다. Batch test와 적용성 시험 결과, 원수 1 L당 15 g의 제강 슬래그, 15 g의 우분 및 500 g의 석회석이 최적의 기질물질 양으로 조사되었다. 이를 기초로 제강 슬래그, 우분과 석회석으로 충진한 SAPS조, 침전조, 산화조 순서로 구성된 처리시스템을 구성하였다. 총 54일간 시행된 실험결과, 원수에 비해 pH의 상승(3.0에서 8.3)과 더불어 61%의 황산염이온 농도가 저감되었다 (1,042 mg/L에서 409 mg/L). 또한, 초기농도 대비 최종 방류수의 중금속 처리효율은 매우 높은 수준으로써 99.9% 이상의 Al, Fe, Zn과 92.6% Mn이 제거되었다. 즉, 제강 슬래그, 우분 및 석회석을 활용하면 산성광산수의 중화와 금속 침전효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제38권1호
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• pp.91-99
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• 2005

건설 현장 절취사면에서 발생되는 산성암반배수(Acid Rock Drainage, ARD)는 암석에 함유된 황화광물의 산화에 의해 발생하며, 주변 환경, 구조물의 안정성과 수명, 경관에 악영향을 주고 있다. 우리나라의 지형은 70% 이상이 산 지이므로 토목공사과정에서 사면절취와 터널공사가 빈번히 이루어지고 있는데, 산성배수를 발생시킬 개연성이 있는 황 철석을 함유한 암석들은 전국에 분포한다. 본 연구에서는 다양한 암반을 대상으로 암석유형별 산성배수 발생특성을 파악하고 잠재적인 산발생능력을 규격화된 방법으로 평가하고자 하였다. 산발생능력 평가 결과 NP/MPA 비에 따라서 14개의 시료가 산성배수 발생 가능성이 높은군에, 4개의 시료는 산성배수 발생 가능성이 낮은군에 해당하였으며, 암 석의 종류와 산발생능력 평가 결과는 상관관계는 명확하지 않았다. 본 연구에서 대상으로 한 시료만으로 볼 때, 편마 암, 화강암의 경우 산성배수 발생 가능성이 낮은 군으로, 열수변질을 받은 화산암, 응회암, 탄질셰일, 금속광산 폐석시 료는 산성배수 발생 가능성이 높은 군으로 분류되었다. 물시료 분석 결과 일부 항목이 지하수의 생활용수 이용시 수 질기준을 초과하였다. 이는 주로 황철석의 산화로 인하여 발생한 산에 의해 배수가 낮은 pH를 유지하면서 중금속들 을 용출시켜 지속적으로 배출하기 때문이며, 고농도의 중금속을 함유한 산성배수가 계속 생산, 유입될 경우 연구대상 지역 부근 지하수와 하천수의 수질오염이 우려 된다.

• 자원환경지질
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• 제33권5호
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• pp.405-415
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• 2000

This study was carried out to understand the formation of acid mine drainage (AMD) by pyrophyllite (so-called Napseok)-rainwater interaction (weathering), dispersion patterns of heavy metals, and patterns of mixing with non-polluted water in the Tongnae pyrophyllite mine. Based on the mass balance and reaction path modeling, using both the geochemistry of water and occurrence of the secondary minerals (weathering products), the geochemical evolution of AMD was simulated by computer code of SOLVEQ and CHILLER. It shows that the pH of stream water is from 6.2 to 7.3 upstream of the Tongnae mine. Close to the mine, the pH decreases to 2. Despite being diluted with non-polluted tributaries, the acidity of mine drainage water maintains as far as downstream. The results of modeling of water-rock interaction show that the activity of hydrogen ion increases (pH decreases), the goncentration of ${HCO_3}^-$ decreases associated with increasing $H^+$ activity, as the reaction is processing. The concentration of ${SO_4}^{2-}$first increases minutely, but later increases rapidly as pH drops below 4.3. The concentrations of cations and heavy metals are controlled by the dissolution of reactants and re-dissolution of derived species (weathering products) according to the pH. The continuous adding of reactive minerals, namely the progressively larger degrees of water-rock interaction, causes the formation of secondary minerals in the following sequence; goethite, then Mn-oxides, then boehmite, then kaolinite, then Ca-nontronite, then Mgnontronite, and finally chalcedony. The results of reaction path modeling agree well with the field data, and offer useful information on the geochemical evolution of AMD. The results of reaction path modeling on the formation of AMD offer useful information for the estimation and the appraisal of pollution caused by water-rock interaction as geological environments. And also, the ones can be used as data for the choice of appropriate remediation technique for AMD.