본 연구는 충북 괴산 지역에 위치한 보영광산 주변 토양에서 표층 및 상부 토양층의 대자율과 토양 내 중금속 물질들 간의 상관관계를 살펴보고자 한다. 해당 연구지역의 지질은 시대미상의 흑운모-석영편마암(준편마암)과 중생대 백악기 시대의 흑운모화강암 관입으로 이루어진 철광산이다. 이는 폐광 이후 복토를 통해 현재 주거지 및 경작지로 활용되고 있으나 불완전한 복원 작업으로 인하여 여전히 중금속오염의 가능성은 높아 보인다. 그리하여 폐광 후 잔존하는 광산 활동의 영향과 그 공간적 분포 양상을 살펴보고자 MS2D를 사용하여 표층 대자율 측정을 실시하였다. 우선 광산 입구 상부에 위치한 경작지를 10개의 구역으로 세분화 한 뒤 2m 간격으로 표층 대자율을 측정하였다. 더불어 과거에 광산 하부에 광미폐기물들이 보관되었던 지점의 토양 단면 노출이 발견되어 수직적인 대자율의 변화를 측정할 수 있었다. 18 m 길이의 토양단면을 따라 총 8개의 대자율 수직 단면을 측정하였다. 이후 실내에서 MS2B를 사용하여 채취된 토양샘플들에 대한 대자율을 측정한 결과 표층 대자율간의 높은 상관관계를 보였으면 토양내의 중금속과 대자율 간의 상관관계를 알아보고자 지구화학분석 ICP-AES를 이용하여 Fe203, Mno, Cu, Pb, Zn, Ni, Cd, Cr 함량을 측정하였다. 분석한 결과 Fe203, Mno, Pb, Zn, Cr이 검출되었으며 Cu, Cd는 검출되지 않았다. Ni은 광미폐기물 토양단면에서 약간 검출되었다. 토양 내 중금속과 대자율의 상관관계를 살펴본 결과 Fe203, Mno 과 유의한 정의 상관관계를 보였으며, Pb, Zn, Cr은 유의한 정의 상관관계를 보이지 않았다. 중금속은 적철석, 자철석 등의 산화철 및 산화망간과 함께 거동하면서 토양 내 대자율에 영향을 미치고 있는 것으로 알려져 있으며 주자성광물을 알아보고자 IRM분석한 결과 경작지 지역과 광산하부토양단면 시료들은 비교적 약한 300mT 이하의 직류 자기장에서 90% 이상 포화상태에 도달하며 주자성광물은 항자기력이 약한 페리자성광물(자철석, 자류철석)로 판단된다. 그러므로 표층 대자율 측정을 통하여 폐광 후 잔존하는 중금속 과의 상관관계를 간접적으로 확인해 볼 수 있었다.
This study examines the correlation between heavy metal material in the soil and magnetic susceptibility in the surface layer and upper soil layer around the Boyoung mine, South Korea. The study region’s geology is intruded by age-unknown biotitequartz gneiss (paragneiss) and Mesozoic Era Cretaceous Period biotite granite. The study region was developed as an iron mine and abandoned, then later it was reclaimed and is currently used as a residential and farming area. However, due to incomplete reclamation work, it seems that the possibility of heavy metal pollution is still high. To examine the residual effects of mining activities after abandonment and their spatial distribution, MS2D was used to measure surface level magnetic susceptibility. First, the cultivated land located at the upper part of the mine entrance was divided into 10 areas, and surface magnetic susceptibility was measured at 2 m intervals. Also, changes in the soil’s vertical magnetic susceptibility were measured at a location where tailing waste was stored. A total of 8 magnetic susceptibility sections were measured from an 18 m soil section. After this, MS2B was used in the laboratory to measure the magnetic susceptibility of the collected soil samples, and the results confirmed a high correlation with surface level magnetic susceptibility. To examine the correlation between the heavy metal content in the soil and magnetic susceptibility, ICP-AES geochemical analysis was used to measure Fe2O3, MnO, Cu, Pb, Zn, Ni, Cd, and Cr contents. In the analysis results, Fe2O3, MnO, Pb, Zn, and Cr were detected, but Cu and Cd were not detected. A small amount of Ni was detected in the tailing waste soil section. The results of examining the correlation between heavy metals in the soil and magnetic susceptibility showed a significant correlation with Fe2O3 and MnO, but they did not show a particular correlation with Pb, Zn, or Cr. IRM analysis was performed to examine the magnetic minerals, and the results showed that specimens from the cultivated land region and the mine’s lower soil section reached a saturation state of over 90% at a relatively low direct current magnetic field of less than 300 mT. Based on this, the magnetic minerals were determined to be ferromagnetic minerals (magnetite, pyrrhotite) with weak coercive force. Through measurements of the surface layer magnetic susceptibility, it was possible to indirectly confirm a correlation with the heavy metals remaining after the mine was abandoned.
목차
1. 서론 12. 연구 지역 및 연구 방법 33. 연구결과 74. 결론 185. 참고문헌 19