폐광산에서 토양의 중금속의 농도를 측정하여 깊이에 따라 중금속들의 함량을 분석한다. \( \mathrm{Zn} \)을 제외하고는 깊이에 따른 상관성이 없는 것으로 보인다. 본 조사에서 구운동 관산에서의 \( \mathrm{Cu} \) 및 \( \mathrm{Pb} \)의 함량이 높게 검출되어 오염이 심각한 것으로 보인다. 추가로 식물 생육지에서도 중금속 함량을 조사하여 SP2 지점과 SP3 지점을 비교하고 있다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>식물 비생육지 토양의 깊이별 \( \mathrm{Zn}, \mathrm{Cu}, \mathrm{Pb} \) 함량</h2> <p>폐광산 토양의 중금속 농도를 측정하기 위해 깊이별로 \( \mathrm{Zn} \), \( \mathrm{Cu}, \mathrm{Pb} \)의 함량을 조사한 결과 \( \mathrm{Zn} \) 함량은 대조구(C-S)와 석회비료로 시비가 이루어진 지점(S3)은 깊이가 깊어질수록 낮아지는 정상적인 변화양상을 보이는 반면 나머지 지점들에서는 깊이와 함량과의 상관성은 없었다. \( \mathrm{Cu} \) 및 \( \mathrm{Pb} \)의 농도 역시 깊이와는 상관성이 없었지만 표토와 \( 50 \mathrm{~cm} \)이상의 깊이를 제외한 중간 부분의 깊이에서 대체로 함량이 높음을 알 수 있었는데 이는 이들 중금속이 비록 지표수나 지하수에 의해 이동하기는 하지만 그 이동도가 비교적 낮아 표토의 중층에 집적되었기 때문이라 생각된다.</p> <p>\( \mathrm{Zn} \)의 농도를 지점별로 보면 대조구(C-S)에서는 자연배경 값과 유사한 함량으로 검출되었고 S1지점에서 평균 443.2\( \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 가장 높은 함량을 보였는데 이는 Kloke가 제안한 토양오염 허용한계치인 \( 300 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)를 초과하였으며 오염원에서 가까운 지역의 토양중에 많이 집적됨을 보여줄 뿐 아니라 \( 0 \sim 30 \mathrm{~cm} \) 깊이까지는 다른 지점과도 현저한 차이를 보임으로써 표층이 크게 오염되어 있음을 알 수 있다. S2지점에서는 \( 0 \sim 20 \mathrm{~cm} \) 깊이까지는 대조구(C-S)와 별차이를 보이지 않았지만 그 이상의 깊이에서는 큰 차이를 보였고 S3지점에서는 매 깊이마다 약 \( 200 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \) 정도의 함량으로 깊이 별 뚜렷한 변화가 없었다.</p> <p>식물 비생육지 토양의 \( \mathrm{Zn} \) 평균 함량은 \( 267.4 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 대조구의 평균 \( (37.1 \mathrm{mg} / \mathrm{kg}) \)보다 약 7배가 높았으며 Bowen에 의한 일반적인 비오염지역 \( \mathrm{Zn} \) 평균 함유량보다도 3배나 높았으며 각 지점별 평균 함유량 역시 일반적인 비오염지역 \( \mathrm{Zn} \) 함량보다도 약 1.5배~4.9배 정도 높게 조사되었다. 폐광된 년 수가 비슷한 일반적인 다른 폐광산과는 함량이 비슷하였으나, 폐광된 지 오래된 가학광산보다는 더 높은 함량을 보여 주었다. 폐광된 지 30년 이상 된 가학광산의 경우 폐광된 직후 (\(938 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \))에는 본 조사지역보다 월등히 높았음을 감안할 때 본 조사지역도 해가 거듭할수록 현저히 감소되리라 예상된다.</p> <p>비오염토양에서 채취한 토양의 \( \mathrm{Cu} \) 함량이 \( 20 \sim 30 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)임을 감안할 때 비생육지 토양에서 채취한 \( \mathrm{Cu} \) 평균 함량은 \( 74.43 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 비오염토양의 2배 이상이었고 대조구(C-S)의 22배 이상이었지만 대조구의 평균 \( (3.37 \mathrm{mg} / \mathrm{kg}) \)은 일반적인 비오염토양에서보다도 훨씬 적게 함유하고 있음을 알 수 있었다. 반면 S1지점에서 \( 0 \sim 20 \mathrm{~cm} \)까지는 우리나라 토양환경보전법의 토양오염 대책기준인. \( 125 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)을 초과하였고, \( 20 \sim 30 \mathrm{~cm} \)에서는 \( 75.3 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로서 토양우려기준 \( 50 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)을 초과하였다. 이는 토양 개선사업을 하면서 표토 위에다 남은 광미를 복토함으로써 오염이 되었을 것으로 판단된다. S2지점에서는 \( 20 \sim 40 \mathrm{~cm} \)까지 토양대책기준을 초과한 반면 \( 0 \sim 20 \mathrm{~cm} \)까지와 S3지점의 경우는 토양대책기준은 초과하지 않았는데 이는 오염토양 개선사업의 효과로 생각되며 일부 강우로 인한 광미 중금속의 영향으로 인하여 토양우려기준을 초과한 것으로 생각된다.</p> <p>비오염토양에서 채취한 토양의 \( \mathrm{Pb} \) 함량 평균은 \( 35 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \) 인데 비생육지 토양의 \( \mathrm{Pb} \) 함량 평균은 \( 79.03 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 조사되어 비오염토양의 2배 이상이었고 대조구에서는 \(5.81 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)로 \( \mathrm{Cu} \)의 함량과 마찬가지로 비오염토양보다 훨씬 적은 함유량을 보였다. 지점별로는 보면 S1지점에서는 모든 깊이에서 오염우려기준인 \( 100 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)와 비슷하거나 초과된 함량이었고 S2지점에서는 \( 30 \sim 50 \mathrm{~cm} \)에서만이 각각 149,108 \( \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)로 조사되어 토양오염 우려기준에 속할 뿐이었다. 정의 연구에서 납에 영향을 주는 광맥이 석영맥에 함유된 방연석( \( (\mathrm{PbS}) \)과 일부 황철석의 영향이라 하였는데 구운동 광산의 광맥도 방연석, 섬아연석, 황동석, 황철석 등의 유화광물과 함께 산출되었다는 기록을 볼때 S1지점과 S2지점의 우려기준을 초과하는 것은 광맥의 영향때문이라 판단된다. S3지점에서 우려기준을 초과하는 것은 없었고 토심이 깊어질수록 낮은 경향을 보였다.</p> <p>비생육지 토양의 중금속 함량을 전체적으로 본다면 S1지점은 광미의 중금속이 용탈되어 오염되고 있는 것으로 생각되고 S2지점의 경우는 오염토양 개선사업의 결과 토심 \( 0 ~\sim\ 30 \mathrm{~cm} \)까지는 오염이 심각하지 않음을 알 수 있으며 S3지점은 강우에 의한 광산 주변 광미의 중금속이 용탈되어 하천을 따라 휴경지에 축척되고 있는 것으로 판단된다.</p> <p>박의 조사에서 구운동 광산의 \( \mathrm{Cu} \) 및 \( \mathrm{Pb} \)의 오염이 심각하다고 보고한 바 있는데 본 조사에서도 \( \mathrm{Cu} \) 및 \( \mathrm{Pb} \)의 함유량으로 볼 때 심각하게 오염되어 있음을 알 수 있었고 이는 토양 개선 사업이 완료된 현재에도 오염이 여전히 진행되고 있음을 간접적으로 시사하고 있다.</p> <h2>식물 생육지 토양의 \( \mathrm{Zn}, \mathrm{Cu}, \mathrm{Pb} \) 함량</h2> <p>식물 생육지 토양의 깊이별 \( \mathrm{Zn}, \mathrm{Cu}, \mathrm{Pb} \)의 함량을 조사한 결과 대체적으로 SP2지점에서는 적은 함량을 SP3지점에서는 높은 함량을 나타내었는데 이는 SP2지점이 다른 지점보다 고도가 높아 광미의 영향을 적게 받았을 것으로 생각된다.</p> <p>\( \mathrm{Zn} \)의 평균 함량은 \( 396.76 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 대조구(C-SP)의 약 12배였고 토양오염 허용한계치를 약간 초과하였다. 지점별로 보면 대조구는 자연배경값과 유사하였고 SP3지점에서 가장 높은 함량인 \( 945 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 대조구의 약 30배 정도였다. 지점별로 차이가 많이 나는 이유는 고도에 의해 분포가 차이나기 때문으로 여겨진다.</p> <p>\( \mathrm{Cu} \)는 \( 1.8 \sim 72.7 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \) 범위였는데 SP2지점이 고도가 높기 때문에 광미의 영향을 적게 받아 가장 적은 함량으로 조사되었고 나머지 지점들의 경우, 폐광산의 토양오염 개선사업을 하였다 하더라도 여전히 토양 복원이 완전히 이루어지지 않았고 또한 강우와 풍화에 의한 광미 중금속의 영향이 컸을 것이라고 판단된다. SP1지점과 SP4지점은 토양환경보전법상 토양오염 우려기준을, SP3지점은 토양오염 대책기준을 초과하였다.</p> <p>\( \mathrm{Pb} \)의 경우 SP3지점과 SP4지점은 토양오염 우려기준을 초과하였고 특히 SP4지점이 함량이 높은 이유는 광구 앞 지점으로서 이동성이 낮고 많은 양의 광미가 복토후에도 계속 많이 잔재하고 있음을 의미한다고 할 수 있다.</p>