본 연구는 한강중상류유역에 위치한 강원광산부지로부터 발생한 중금속의 오염실태를 파악하고자 주성분 분석과 크리깅 공간통계기법을 시도하였다. 토양 심토에서 제1 주성분(PC1)의 경우 광산 주변의 정남쪽방향에서 정북방향으로 아연과 니켈의 농도가 점진적으로 확산되고 있었으며 제2 주성분(PC2)은 강원광산 중남부지역에서 카드뮴과 수은 함량의 농도가 높게 나타났다. 클러스터 분석결과, D그룹에서 비소와 구리 금속이 공간자기상관관계가 높게 나타났으며 비소의 경우 중금속 농도가 0.83mg/kg로 남에서 북쪽방향으로 증가하였다. 본 연구는 크리깅모델을 이용하여 광산부지로부터 오염토양의 중금속 분포 현황을 공간학적으로 파악할 수 있었고 향후 휴 폐광부지에서 위해성평가 및 정책당국의 결정권자들에게 오염토양 복원에 대한 의사결정시 도움이 될 것이다.
우리 나라 국민이 많이 섭취하는 서류 및 구근류를 종류별로 나누어 가식부만 취해 중금속 함량을 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 조사된 서류 및 구근류의 Cu 함량 분포는 0.021~0.510ppm으로 0.489ppm의 차이가 났으며 양파의 Cu 함량 분포대는 0.038ppm으로 가장 좁게, 인삼 4년근의 Cu함량 분포가 0.325ppm으로 가장 넓게 나타났다. As 함량을 보면 최저는 고구마와 양파로 0.012ppm, 최고는 인삼 6년근으로 0.027ppm이었다. As 함량의 전체적인 분포는 N.D~0.070ppm으로 분포대가 가장 좁은 것은 생강으로 0.002ppm, 가장 넓은 것은 감자로 0.070ppm이었다. Zn 함량 분포대는 0.143~3.137ppm으로 분포대가 가장 좁은 것은 고구마로 0.046ppm, 가장 넓은 것은 마늘로 2.475ppm이었다. 2. Pb 함량 분석 결과 최저는 감자 0.001ppm, 최고는 고구마 0.112ppm으로 나타났다. 더덕, 생강의 Pb 함량은 각각 0.100, 0.107ppm으로 비교적 높게 나타났으며 도라지 Pb 분포대가 N.D~0.372 ppm으로 가장 넓게 나타났다. Cd 함량에서 최저는 무, 알타리무로 검출되지 않았으며, 최고는 우엉과 더덕 이 0.005ppm으로 대부분의 시료들에서 거의 미량 검출되었다. Cd 함량 분포는 N.D~0.009ppm으로 분포범위가 비교적 좁게 나타났다. Hg 함량 분포는 0.001~0.195ppm으로 0.194ppm 분포대를 보였으며, 생강이 0.001ppm으로 가장 좁게 알타리무가 0.184ppm으로 가장 넓은 분포대를 보였다. 3. 중금속 섭취량에 따른 안정성 평가에서 서류에 의한 각 중금속의 주간 섭취량을 보면 Cu 0.807$\mu\textrm{g}$, As 0.064$\mu\textrm{g}$, Zn 2.596$\mu\textrm{g}$, Pb 0.243$\mu\textrm{g}$, Cd 0.009$\mu\textrm{g}$, Hg 0.026$\mu\textrm{g}$, 구근류에 의한 각 중금속의 주간 섭취량은 Cu 4.700$\mu\textrm{g}$, As 0.628$\mu\textrm{g}$, Zn 18.224$\mu\textrm{g}$, Pb 2.249$\mu\textrm{g}$, Cd 0.066$\mu\textrm{g}$, Hg 0.430$\mu\textrm{g}$으로 잠정주간섭취허용량(PTWI)과 비교하였을 때 매우 낮은 수준으로 섭취시 위해성은 거의 없을 것으로 조사되었다.
토양중 중금속의 수직분포비율과 토양특성과의 관계를 규명하기 위하여 중금속에 의한 토양 오염이 우려되는 연· 아연 광산지역 주변농경지 27개 지점을 선정하여 토양깊이별로 시료를 채취하여 중금속함량과 토양의 이화학적 특성을 조사하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 1) 중금속 원소의 토심별 분포는 표토(0- l5 cm)에서는 42-51%, 15 -30 cm에서는 21-29%, 30-60 cm에서는 12-17%, 60-100 cm에서는 11-14%였다. 2) 비소는 사양토와 양토간의 차이가 인정되나 Cd, Cu, Pb, Zn은 토성간에 차이가 없었다. 3) 토심별 각 원소의 함량분포비와 토양의 화학성과의 관계를 보면 각 원소 모두 pH와는 높은 유의성있는 부의 상관을 보인 반면 유의성있는 정의 상관을 나타내었다. 4) Cd, Cu, Pb 및 Zn 은 모든 토심에서 각 원소간에 대부분 높은 상관이 있었고 특히 Pb와 Zn은 0-15 cm, 30-60 cm, 60-100 cm에서 Cd와 Zn은 15 -30 cm에서 높은 상관을 나타내었다.
경기만에 인공호수로 만들어져 많은 환경 변화를 겪고 있는 시화호에서 중금속 분포 특성과 오염을 파악하기 위하여 2004년에 해수, 퇴적물, 입자성 침강물질을 채취하였다. 반월 및 시화 공단과 주변 도시들에 의한 인위적인 유입에 의하여 호수의 내측에 위치한 정점들에서 높은 중금속 농도를 보였다. 퇴적물 증의 Cu, Zn과 Hg은 정점 2-4, 그리고 정점 9에서 높았으며, 입자성 침강물질 중의 Cr, Co, Ni, Cu, Zn과 Pb은 정점 5에서 높았고, 방조제에 가까운 정점에서 낮았다. 중금속의 공간 분포는 산업 폐수 및 도시 하수의 유입 뿐 아니라 생지화학적 요인과 물리적 혼합의 영향이 작용하였다. 외해수의 유입으로 중금속 환경은 호수의 일부에서 개선되었으나 완전하지 않으며, 지속적으로 환경 개선을 위한 계획이 실행되어야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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