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소개글

[지구화학적 특성][백두산][생명체][탄천수계분지내 하천수][광산폐기물]백두산의 지구화학적 특성, 생명체의 지구화학적 특성, 탄천수계분지내 하천수의 지구화학적 특성, 광산폐기물의 지구화학적 특성 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 백두산의 지구화학적 특성
1. 주성분원소
2. 미량원소
3. 희토류원소(REE : rare earth elements)
4. Nd․Sr 동위원소 지구화학

Ⅱ. 생명체의 지구화학적 특성
1. 아미노산과 생명
1) 생명의 정의
2) 단백질은 어째서 생명에 필수적인 것인가
2. 아미노산
1) 아미노산은 단백질을 구성한다
2) 지구형 생명체에 사용된 아미노산
3. 아미노산의 검출방법
1) 닌히드린 반응(Ninhydrine reaction)
2) 얇은 막 크라마토그래피(Thin layer chromatography)

Ⅲ. 탄천수계분지내 하천수의 지구화학적 특성

Ⅳ. 광산폐기물의 지구화학적 특성
1. paste pH
2. 석회시용량(lime requirement)
3. 0.1N 염산으로 추출한 중금속 함량
4. 왕수로 분해하여 분석한 중금속함량

참고문헌

본문내용

1. paste pH
채취한 광산폐기물들의 pH를 측정한 결과, pH값이 2∼4 정도의 산성물질인 부류와 6∼8 정도의 중성물질인 부류로 구분이 되었다. 특히 고명, 금정, 다덕, 다락, 달성, 덕곡, 병사, 쌍전, 울진, 임천, 조일광산의 광산폐기물은 3 이하의 낮은 pH값을 보이고 있다. 이들 광산폐기물에서 낮은 pH값을 갖는 이유는 폐기물 내에 존재하는 황철석, 자류철석, 방연석, 섬아연석 등의 황화광물이 지표환경에서 산화되어 황산염이온으로 변화된 결과로 판단되며, 중성의 pH를 갖는 광산폐기물은 폐기물에 함유되어 있는 석회석, 방해석 등과 같은 탄산염이온에 의한 것으로 판단된다.
2. 석회시용량(lime requirement)
일반적으로 광산폐기물에 함유된 유독성 중금속은 pH의 변화에 따라 용해도가 변화한다. 즉, 대부분의 금속은 낮은 pH환경에서 용해도가 증가되며 pH가 증가되면서 산화물, 황산염물, 수산화물 등으로 침전되며 일부는 철, 알루미늄, 망간산화물에 흡착되거나 토양내의 점토광물에 흡착된다. 그러므로 다량의 중금속을 함유하고 있는 광산폐기물에서 유해원소들의 용출을 줄이기 위하여 석회석을 사용하여 pH를 증가시켜 안정화하기도 한다. 이 연구에서는 강산성을 띠는 광산폐기물의 중화에 필요한 석회석의 양을 조사하였다. 석회시용량의 측정 방법은 연구자에 따라 다르지만 보통은 Ca(OH)2 적정법, Woodruff 완충용액 이용법, S.M.P. 완충용액 이용법 등이 이용되며, 이 연구에서는 Woodruff 완충용액법을 이용하여 측정하였다. 측정 결과에 의하면 비교적 pH가 낮은 광산폐기물의 중화에 다량의 석회석이 요구되었다. 연구대상광산의 광산폐기물 1,000톤을 중화하기 위해 1톤 이상의 분쇄된 석회석이 필요한 광산들은 고명, 금정, 달성, 병사, 송천, 울진, 임천, 조일광산 등이며, 다덕, 다락, 쌍전, 은치, 태창광산 등도 광산폐기물 1,000톤을 중화하기 위하여 0.5톤 이상의 석회석분말이 필요한 것으로 조사되었다.
3. 0.1N 염산으로 추출한 중금속 함량
병사, 청양, 덕곡, 은치, 거도, 금장, 고명, 구봉, 삼광, 울진광산의 광산폐기물에는 다량의 중금속이 검출되었다. 특히 거도광산(Cu), 고명광산(Zn), 구봉광산(Cd), 금장광산(Cd, Cu, Zn), 덕곡광산(Pb), 병사광산(Cu), 삼광광산(Cd, Pb), 울진광산(Cd, Zn), 은치광산(Cd, Cu, Zn) 및 청양광산(Cd, Zn)의 광산폐기물에서 다량의 중금속이 검출되었다. 물론 조사대상 광산들 중에서 달성광산, 구봉광산과 같이 환경복구사업이 완료되었거나 진행 중인 광산도 있지만 대부분의 광산들은 광산폐기물 및 폐수의 처리를 위한 적절한 시설이 없기 때문에 주변의 농경지와 수계로의 오염이 가중되고 있다. 그러므로 이들 지역에 대한 정밀조사와 광해복구가 이루어져야할 것이다. 또한 민정식 등의 연구에 의하면, 금은광산의 광산폐기물에는 선광을 위해 사용한 CN-이 다량 함유되어 있으므로 이들에 대한 연구도 함께 진행되어야할 것이다.
4. 왕수로 분해하여 분석한 중금속함량
보통 왕수를 이용하여 분해한 원소의 함량은 전 함량분석의 70∼90%에 해당되며, 대부분의 국가에서는 이 방법을 이용하여 토양의 환경기준을 설정하고 있다. 일반적으로 비오염지역의 토양에서는 0.35mg/kg Cd, 30mg/kg Cu, 35mg/kg Pb, 90mg/kg Zn이 함유되어 있는 것으로 알려져 있지만, 왕수로 분해하여 검출된 광산폐기물의 중금속 함량은 매우 높은 수준이었다. Table 2에는 이들 결과 중에서 비오염토양 내 중금속 함량의 50배(17.5mg/kg Cd, 1,500mg/kg Cu, 1,750mg/kg Pb 및 4,500mg/kg Zn) 이상이 검출된 광산들의 목록이다. 총 39개의 조사 광산들 중에서 18개 광산이 해당되며 이들 광산폐기물에 대한 특별한 처리 방안이 이루어져야할 것이다.
국내에 산재되어 있는 휴광 또는 폐광된 금속광산들의 광산폐기물의 지구화학적 특성을 조사한 결과, 다음과 같은 결과를 얻었다.
(1) 광산폐기물의 paste pH값이 2∼4정도의 낮은 경우와 6∼8정도의 중성으로 구분된다. 이는 광산폐기물을 구성하는 광물질의 지구화학적 특성에 의해 좌우되며, 황화물을 포함하는 경우는 낮은 pH를 보이고 탄산염 광물을 함유한 경우에는 중성의 pH를 보인다.
(2) 광산폐기물의 중화를 위해 석회석을 사용할 경우, 예상되는 석회시용량을 조사한 결과, 낮은 pH를 보이는 광산폐기물 1,000톤을 중화하기 위해서는 1톤 이상의 미분쇄된 석회석이 필요하였다.
(3) 0.1N HCl로 추출한 광산폐기물의 Cd, Cu, Pb 및 Zn의 함량을 조사한 결과, 거도광산, 구봉광산, 고명광산, 금장광산, 덕곡광산, 병사광산, 삼광광산, 울진광산, 은치광산 및 청양광산 등에서 토양오염 우려기준 또는 대책기준을 초과하는 정도의 중금속이 검출되었다.
(4) 왕수로 추출한 광산폐기물에서 비오염토양에 비해 수십 배 이상의 중금속이 검출되었다. 특히 총 39개 광산 중에서 18개 광산의 광산폐기물에서 비오염토양에 비해 50배 이상의 중금속이 검출되어 다량의 중금속을 함유한 광산폐기물임이 확인되었다.
(5) 연구 결과를 종합하면, 광산폐기물에 대한 효과적인 오염방지시설이 요구되며, 특히 오염이 상당히 진행된 지역 또는 지구화학적 측면에서 유독성 물질들의 이동도 또는 용해도가 높은 환경에 있는 광산폐기물에 대해 우선순위를 주어 처리방안이 선행되어야할 것으로 판단된다.
참고문헌
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김상현·전효택, 삼보 연-아연-중정석 광산 주변 토양에서의 중금속 오염 연구 : 한국자원 공학회지, 30권, 1993
권병두외 2인, 응용 지구물리학, 도서출판 우성, 1996
전효택·김종대·김옥배·민경원·박영석·윤정한, 응용지구화학, 서울대학교 출판부, 1993
한국지구과학회, 지구과학 개론, 교학연구사, 1999
황지호, 도계탄광 부근 산성광산배수의 환경지구화학적 특성과 처리에 대한 연구, 서울대학교 공학박사 학위논문, 1998

키워드

지구화학,   백두산,   생명체,   하천수,   광산폐기물