서 환경과 인간을 포함한 생물에서 수은 농도를 조사. 채광지역을 중심으 로 수은 농도가 높게 나타났으며, 상위 먹이망의 생물에서 수은농도가 증 가하는 경향이 나타남 (Lasut et al., 2010). 이는 선광에 의해 다양한 종류 의 오염 물질들이 방출되어 생물에 농축될 수 있음을 시사
Ÿ 연안 해사채취는 수산자원의 물리, 화학, 생물학적 특성에 영향을 미칠 수 있음. 이는 퇴적물의 유출 및 plume 형성, 퇴적에 의해 식물플랑크톤 과 대형 조류의 광합성을 저해하고, 다모류의 흡입작용을 방해하며, 어류 의 회유에 영향을 미칠 수 있음 (Kim and Grigalunas, 2009)
Ÿ 동구권연합(OMI)은 102시간 지속된 채광시험을 통해 900톤의 망간단괴를 회수하고, 퇴적물과 1mm 이하의 단괴파편을 포함한 심층수를 초당 95∼
160ℓ 규모로 표층에 배출하면서 환경영향을 평가
- 기초 실험결과, 빛 투광성은 부유 입자의 영향으로 수심 25m 이상에서 다른 지역과 차이를 보이지 않음
- 생산성은 플룸이 존재하는 지역에서 약 45% 감소
- 심층수에 의한 영양염의 공급은 플룸의 확산에 따라 급격히 감소하여 생산성 변화에 영향을 미치지 않음
- 배양실험에서는 빛의 투과성 감소를 상쇄하는 심층수에 의한 영양염의 공급으로 생산성의 변화가 관찰되지 않음
- 동물플랑크톤은 플룸의 농도변화에 따라 대조구 시료와 사망율의 차이 를 보이지 않음
- 하지만 이 연구는 단 시간 수행된 결과로서 신뢰할 만한 결과를 제시하 지 못하고 있으며, 독성도에 대한 연구도 전혀 수행되지 않음 (Burns, 1980)
Ÿ 해저광물 자원 채취는 상당양의 폐기물을 발생시켜 환경오염을 야기할 수 있으며, 이와 관련하여 해양환경보호에 대한 국제사회의 우려가 증대 Ÿ 환경규제에 효과적으로 대응할 수 있도록 오염물질의 배출량을 감축시키
기 위한 채광/선광기술 개발과 함께 잔류물 처리기술 개발이 요구
Ÿ 다양한 선광 시나리오에 따른 환경 위협요인을 목록화하고, 이의 저감 방안을 단계적으로 수립하기 위한 과학/기술적 로드맵 수립이 필요
Ÿ 금속광산 채광 잔재물의 정화, 즉 중금속 제어 필요한 국내기술은 많이 개발되어 있음 (표 2-1)
전문분야 핵심공법 또는 핵심기술
광산 오염부지 정화
○ 토양개량법 - 복토법 - 혼합법 - 중화법
○ 고형화방법
- 고형화/안정화법(Solidification/Stabilization) - 유리화법(Vitrification)
○ 토양정화법
- 식물재배정화법(Phytoremediation) - 토양경작법(Land Farming)
- 토양세정법(Soil Flushing) - 토양세척법(Soil Washing) - 용매추출법(Solvent Extraction) - 동전기법(Electrokinetic Separation) - 열탈착법(Thermal Desorption) - 생물학적분해법(Biodegradation) 표 2-1. 채광 잔재물에 적용되는 정화기술
- 토양개량법은 오염물질 농도 저감 등을 통해 작물재배에 알맞게 토양을 개량하는 방법으로서 ①오염된 토양위에 신선한 토양을 깔아 덮는 복토
- 고형화방법은 물리․화학적 처리방법으로 오염토양에 시멘트, 석회, 슬래 그 등과 같은 첨가제를 혼합하여 오염성분의 이동성을 물리적으로 저하 시키거나 화학적으로 용해도를 낮추어 무해한 형태로 변화시키는 기술 - 유리화법은 열적 처리방법으로 굴착된 오염토양 및 슬러지를 전기적으
로 용융시킴으로써 용출특성이 매우 적은 결정구조로 만드는 기법. 고온 (1,600~2,000℃ 또는 2,900∼3,650℃) 열처리를 거치므로 안정적인 처리가 가능하지만 비용이 비싸며, 배가스 및 슬래그 처리가 수반
Ÿ 광산의 배출수 또한 정화를 위한 다양한 기법(식물안정화, Mendez and Maier, 2008), 전기적 정화기술을 통한 비소정화(Baek et al., 2009), 금속응 고제를 이용한 금속고정(Lee et al., 2007))들이 연구되어 왔으나, 연구의 대부분은 수질 정화에 초점을 두고 있으며 대량 발생하는 폐수에 대한 실 용화 방안은 제시되어있지 않음
Ÿ 수질 및 해양퇴적물 정화기술 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 상용 화 단계의 다양한 정화기법이 연구
Ÿ 오존이나 자외선을 이용한 산화력 증대 방식을 통한 오염물질의 산화 분해 처리기술인 고도산화처리공정을 활용한 오염물질 정화 처리기법이 제시
Ÿ 한국해양과학기술원은 독립적 처리기능을 가진 모듈을 복수로 구성하여 정화사업 현장으로 이동, 배치, 연결, 분리, 재배치가 용이하게 설계된
“모듈식 수저퇴적물 정화처리 시스템 및 공법” (국제특허출원 PCT/KR2015/00790)을 개발함으로써 최적화 정화시스템 및 공법을 제시 Ÿ 또한 오염토양 및 퇴적물의 효율적인 정화처리를 위한 퇴적물의 분급방
법으로 “사이클론을 이용한 입자분급 시험장치 및 이를 이용한 시험방 법” (대한민국 특허등록 제10-1569072호)을 제시한 바 있으며, “모듈식 사이클론”을 통해 최적의 분급 효율을 갖는 사이클론에 대한 내용을 개 발 (특허출원 10-2016-0016151)
Ÿ 미국, 유럽 등 선진국의 경우, 채광잔재물의 정화를 위해 물리적 분급기 술과 물리화학적 처리기술 및 복합적 처리기술을 적용(표 2-2). 선진국 정 화기술을 국내에 도입하여 일부 개량하여 사용하고 있으므로 정화방법의 기본적인 기작과 기술은 외국과 우리나라 사이에 큰 차이가 없음
국 명 광산명 광 종 처 리 방 법
미국
Cyprus Copper stone mine
금
광물찌꺼기 적치장 하부에 400mm PVC liner 포설 시공 및 광물찌꺼기 적치장 내부에 배수시스템 설 치하고, 상부는 폐석 및 토양으로 매립 후 지반정리 Waker
Mine 구리
새로운 지역의 광산폐기물 매립장으로 이동하여 점 토 liner(2ft) 차수층 설치, 광물찌꺼기 상부 점토층 (1ft) 포설 및 토양(1ft) 피복 후 식재하고 광물찌꺼 기적치장 주변은 우수배제 시설
Grey Eagle Mine 구리
광물찌꺼기 적치장 상부 지반 정리 후, 차수재, 폐 석, 벤토나이트 및 토양 순으로 피복하여 매립하고 광물찌꺼기적치장 주변에 우수배제용 관로시설 Double
Rainbow mine
금, 우라늄
폐석 및 광물찌꺼기를 광산주변 처분장으로 이동, 알카리 fly ash와 혼합매립 후 복토
캐나다
Westmin Resources Limited
금, 은, 구리, 아연
폐석 및 광물찌꺼기로부터 산성 침출수 발생, 광산 폐기물을 정비하고 Shotcrete로 표면처리
Health Steel Mine
연, 아연
기반암 부분 차수재 포설, 광물찌꺼기 및 폐석 상부 토양 피복
City Resource Ltd.
금 산성침출수가 생성되는 광산폐기물을 배수시스템이 시설된 곳에 적치하고, 점토로 복토 매립
Nikel Lim mine
금, 우라늄
Biogenic apatite mineral 반응벽체를 이용하여 광물 찌꺼기 침출수 중 중금속 제거
노르웨이
Kjoli mine 구리 폐석 정리, 차수재 포설 후 토양 피복 Skorowas
mine 구리 광물찌꺼기를 주변 호수에 이동 침수시킨 후 주변 토양으로 피복하고 호수 뚝을 높여 광물찌꺼기 처분 핀 란 드 Pyhasalmi
mine
구리, 아연
부선법을 이용하여 유가금속 회수 및 유해 산성침 출수 억제
호주 Broken Hill mine
금, 우라늄
광물찌꺼기를 분쇄, oxide flotation을 실시하여 유 가금속 회수
표 2-2. 외국의 금속광산 채광 잔재물 처리방법 사례 (최우진, 2004; 한국지질 자원연구원, 2003)
제 3 절 대내·외 환경변화