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2002 Vol.39, Issue 1 Preview Page
28 February 2002. pp. 35-50
Abstract
This study investigated geochemical characteristics of the mine drainage discharged from the abandoned coal mine in the Hamback area. Sampling of stream waters(21) and stream sediments(13) was carried out in the area. The pH, EC, TDS, Eh and DO contents were measured in field and ions such as Na, K, Mg, Ca, Mn, Fe, Sr, Al, Cr, Cu, Zn, Ge, As, Mo, Cd, Sb, Ba, Pb, F, Cl, NO3 and SO4 were analyzed by GFAAS, AAS, ICP-AES, ICP-MS and IC. The major and trace elements contents in stream sediments were analyzed using lithium metaborate and tetraborate by ICP-MS in Canada. In stream waters, pH values increased, whereas total dissolved solids(TDS), electrical conductivity(EC) and dissolved oxygen(DO) values decreased with distance. Negative values of Eh at upstream site were found, due to the organic material in a retention pond, and these value in stream water effluent from the pond increased progressively with distance. With exception of Na, Cl, NO3 , Cu, Mo and Sb, the concentration of toxic heavy metals and major cations decreased rapidly due to the pond, but the concentration of Na, Cl, NO3 , Cu, Mo and Sb increased gradually with distance. The concentration of Na, Cl and NO3 increasing with distance, which indicate by domestic waste from the village. Quartz, montmorillonite, illite, kaolinite, muscovite vermiculite and goethite were identified in stream sediments by X-ray powder diffraction studies. The Fe2O3 content in stream sediments ranges from 8.34 wt.% to 71.26 wt.%. The content of Fe2O3 increase with decreasing all most elements in stream sediments, whereas the content of Ge(r = 0.91), Mo(r = 0.86), Sr(r = 0.7), U(r = 0.79) and Zr(r = 0.88) increase with increasing Fe2O3 contents. At the upstream site, the Au content(max. 94.2 ppb) in the stream sediments are relatively high but those contents decrease with distance. The contents of Ag(max. 0.55 ppm) were low in upstream site but those contents increase significantly with the direction to the downstream site. In comparison with stream water and stream sediment for metals, the order of enrichment in major elements from the stream sediments is Al > K > Ca > Na > Mg. Whereas heavy metals increased in the order Pb > Zn > Cu > Ba > Mn ?Cd > Mo > Sb.
함백 폐탄광 지역의 광산배수와 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성을 조사하였다. 21개의 하천수와 13개의 하상퇴적물을 채취하였으며, pH, EC, TDS, Eh 및 DO 함량은 현장에서 측정하고 Na, K, Mg, Ca, Mn, Fe, Sr, Al, Cr, Cu, Zn, Ge, As, Mo, Cd, Sb, Ba, Pb, F, Cl, NO3 및 SO4 등의 함량은 GFAAS, AAS, ICP-AES, ICP-MS 및 IC 등을 이용하여 분석하였다. 하상퇴적물의 주성분 원소와 미량 원소는 lithium metaborate와 tetraborate을 사용하여 캐나다에서 ICP-MS로 분석하였다. 하천의 거리에 따라 pH 값은 증가하지만 TDS, EC 및 DO는 거리에 따라 감소하고 있다. Eh 값은 상류지역에서 음의 값으로 나타나다가 하류지역에서 양의 값으로 증가하여 나타난다. 상류에서 Eh 값이 음으로 나타나는 원인은 정화조에 함유되어 있는 유기물의 영향으로 생각된다. 광산배수 중에 용해되어 있는 대부분의 독성이온 성분과 주요 양이온 성분들은 정화조에 유입 전 시료와 경유 후 시료간에 함량 차이가 뚜렷하게 감소하여 나타나지만 Na, Cl, NO3 , Cu, Mo 및 Sb 등의 이온들은 정화조에 영향을 받지 않고 오히려 그 함량들이 하천의 거리와 함께 지속적으로 증가하고 있다. 하상퇴적물에 대한 XRD 분석에서 석영, montmorillonite, illite, 고령토, 백운모, vermiculite 및 goethite 등에 해당되는 x-선 회절값이 관찰된다. 하상퇴적물 중 가장 높은 함량으로 나타나는 성분은 Fe2O3으로 최소 8.34 wt.%에서 최대 71.26 wt.%을 보이고, 하상퇴적물에 함유되어 있는 대부분의 성분들은 Fe2O3 함량이 증가하면 감소하지만 Ge(r = 0.91), Mo(r = 0.86), Sr(r = 0.7), U(r = 0.79) 및 Zr(r = 0.88) 등의 성분들은 증가하고 있다. 하상퇴적물에 함유되어 있는 Au와 Ag 함량을 하천의 거리별로 비교해보면 Au 함량은 상류퇴적물에서 높은 값을 보이다가 하류지역의 퇴적물로 갈수록 감소하지만 Ag 함량은 상류퇴적물에서 낮은 값을 보이다가 하류지역퇴적물로 갈수록 증가하여 나타난다. 시료채취 지점이 동일한 13개 시료에 대한 하상퇴적물의 성분과 광산배수 중에 용해되어 있는 성분 비율을 비교한 결과 주성분 이온보다는 중금속 이온 성분이 하상퇴적물에 농집되어 나타난다. 주성분들은 Al > K > Ca > Na > Mg 순위로 하상퇴적물에 농집되는 반면 중금속 성분들은 Pb > Zn > Cu > Ba > Mn ? Cd > Mo > Sb 순위로 하상퇴적물에 높게 부화되어 있다.
References
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Information
  • Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
  • Publisher(Ko) :한국자원공학회
  • Journal Title :Journal of the Korean institute of mineral and energy resources engineers
  • Journal Title(Ko) :한국자원공학회지
  • Volume : 39
  • No :1
  • Pages :35-50