* 광산채광 영향 하 강수계의 중금속입자의 발생원, 광물학, 하학 및 최종거동(Sources, mineralogy, chemistry and fate of heavy metal-bearing particles in mining-affected river systems)

전문가 제언

□ Amazon근처 남아메리카에서는 지난 20세기 중반부터 수백 년에 걸쳐 금 생산을 위한 Amalgam 수은 196,000톤을 강수계에 방출하였고, 1996년 볼리비아 Porco광산의 황철광 광미(鑛尾)댐 붕괴로 235,000m3의 광미와 유체가 강에 흘러들었다. 1998년 스페인 Aznalcollar의 광미댐이 붕괴되어 중금속 함유 광미 1.3백만m3이 강으로 유입되었다. 미국의 경우도 1970년 New York주에 위치한 Love canal의 매립장 인근 지역에서 중금속 및 유해 화학물질 등의 유출에 의한 토양 및 하천오염이 발생하여 각종 미국의 환경관련법을 정리하는 계기가 되었으며 복구를 위하여 슈퍼펀드(superfund)가 설치되기도 하였다.

□ 이와 같은 인간 활동의 교란으로 강수계에 중금속입자를 방출하거나 자연 상태의 광물이 물과 상호 작용하여 수질에 변화를 야기한다. 광물-물과의 상호작용의 프로세스는 용해 및 침전과정, 이온교환반응, 흡착/탈착의 과정인데 이 중에서 가장 영향이 큰 프로세스는 용해/침전 프로세스이다. 인간의 오염에 의한 배출이 아니면서 단순히 광물-물간의 반응만으로도 오염된 경우보다 더 수질을 떨어트리는 경우는 황철석과 물과의 반응에서 볼 수 있다.
○ 물과 공기와 접촉한 황철석(FeS2)은 많은 양의 수산화철, 황산이온 및 수소이온을 방출하면서 물의 pH가 낮아지고, 낮아진 pH의 물과 다른 광물들이 반응하여 광물의 구성성분이 용해 및 침출된다. 이 결과 황철석과 반응한 물은 pH가 낮을 뿐만 아니라 높은 경도 및 중금속을 함유하게 되고 이를 산성배수 또는 산성광산배수라 한다. 형성된 산성광산배수는 하천수 및 지하수로 유입되기 전에 적절한 pH를 갖도록 중화 및 산화되어야 하며, 다량으로 녹아있는 철을 위시한 여러 중금속을 제거해야 한다.

□ 광물의 침전은 용해와 정반대의 영향을 미치고, 침전에 따른 수질의 변화는 용해반응에서 사용한 역반응 모델링을 통하여 예측 및 해석할 수 있다. 침전된 광물을 직접 분석하는 방법은 화학분석, x-선 회절, 투과/주사 현미경법 및 열분석방법을 사용하여 측정할 수 있으나 쉬운 작업이 아니다. 산성광산배수 문제 연구에도 지질학 이외의 다양한 전공이 필요하므로 관련 학문 간의 연계연구가 필요하다.

저자

Hudson-Edwards, K. A.

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2003

권(호)

67(2)

잡지명

Mineralogical Magazine

과학기술
표준분류

재료

페이지

205~217

분석자

서*석

분석물

• 광산채광의 강수계 영향.pdf [196,429 byte]

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