한국지하수토양환경학회 춘계학술발표회 2013년 4월 11일-12일 한화리조트 제주
폐광산 농경지 오염토양 안정화(개량) 형태모사에 따른 비소 및 중금속의 식물체 전이
고일하1*․김의영1․노재은1․오세강2․강세영2․김기준3․인현진3
1고려대학교 부설 환경기술정책연구소, 2한국광해관리공단, 3(주)산하이앤씨 e-mail : [email protected]
요 약 문
광산활동으로 발생하는 광미, 광폐석 등의 광물찌꺼기를 무분별하게 방치할 경우 이에 함유된 유해 오염물질이 바람에 의한 비산, 강우에 의한 수계유입 등으로 주변지역으로 확산된다. 특히, 광산 하류지역의 농경지에 유입될 경우 토양오염과 함께 재배작물의 중금속 축적이 일어나며, 최종적으로는 인체 내에 유입되 어 환경보건학적으로 큰 피해가 발생할 수 있다. 이에 국내에서는 지난 2005년 광산피해의 방지 및 복구에 관 한 법률을 제정하여 폐광산으로 인한 광해복구를 국가차원에서 수행해오고 있다.
본 실험은 폐금속광산 주변 오염농경지에 대한 광해복구과정 중 안정화공법(토양개량)의 적용에 있어 서 포트(pot)시험을 통해 안정화효과를 검토하였다. 농경지 토양개량은 환경학적으로 안정한 작물재배를 위해 오염토양과 안정화제를 혼합하여 안정화층을 조성해 중금속의 용출능을 저감시키고 안정화층 상부에 비오염 양질토사를 복토하는 과정을 거친다. 따라서 본 실험에서는 추가적으로 토양개량작업 후 발생할 수 있는 토지 의 물리적인 변형형태를 모사하여 식물체와 토양수(soil solution)의 중금속 함량을 검토하였다. 모사된 토지의 변형형태는 농경지의 단면을 기준으로 최초 토양개량이 적용된 복토층/안정화층의 2단 구조와 농경지의 경운 활동으로 일어날 수 있는 복토층 및 안정화층의 교반(혼합)상태이다.
실험에 적용한 안정화제는 석회석 및 제강슬래그의 혼합물이며, 오염토양 대비 무게비로서 각 3%와 2%이다. 식물체 식재를 위한 포트는 각 조건별 3개로 대조군을 포함해 총 12개가 배치되었다. 시험대상 식 물체로 상추모종을 선정하여 이식하였으며, 재배기간동안의 토양수분함량을 15%로 유지되도록 하였다.
RHIZON® Sampler를 통해 토양수를 주 1회 간격으로 총 5회 채취하였고, 5회째 성장이 완료된 상추를 최종 채취하여 비소 및 중금속 함량을 분석하였다.
채취된 식물체(상추) 분석결과 석회석과 제강슬래그를 혼합한 안정화제 적용에 따라 오염물질의 전이 가 감소하는 것으로 나타났으며, 대조구 대비 농도수준은 25% 미만으로 분석되었다. 안정화 단면 모사에 따 른 결과에서도 대조구에 비해 낮은 수준을 보였다. 따라서 농경지 내 경운활동 등으로 인해 복토층 및 안정화 층의 혼합 또는 층간 뒤바뀜이 일어나더라도 재배작물에 미치는 영향은 미미할 것으로 판단된다.
실험기간동안 분석된 토양수의 비소 및 중금속의 평균농도와 식물체 내 함량을 선형회귀분석한 결과 결정계수(R2)는 납(Pb)과 아연(Zn)에서 0.9이상, 비소(As)에서 0.75의 수치를 나타내어 유의한 상관관계가 있음 을 나타내었다.
key words : 토양 안정화, 개량, 비소, 중금속, 식물체, 포트(pot)시험
