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국내 폐광산 지역의 Vibrio fisheri, Selenastrum capricornutum, 그리고 Daphnia magna를 이용한 생태 위해성 평가
Ecological Risk Assessment(ERA) of Abandoned Mine Drainage(AMD) in Korea Based on Vibrio fisheri, Selenastrum capricornutum, and Daphnia magna

김기태   (광주과학기술원 환경공학과UU0000201  ); 이병천   (광주과학기술원 환경공학과UU0000201  ); 김동욱   (국립공주대학교 환경공학과UU0000178  ); 김상돈   (광주과학기술원 환경공학과UU0000201  );
  • 초록

    국내 5개 폐광산 지역의 갱내수 및 배출수에 대해 화학적 분석 및 생물학적인 독성 평가를 통한 생태 위해성 평가를 실시하였다. 본 연구에서 선정한 9가지 중금속의 화학적 분석 결과, 거의 모든 지점에서 높은 중금속 농도가 검출되었으며, 특히 송천, 낙동, 덕음 지역에서는 상대적으로 비소가 높게 검출되었고, 낙동 지역은 하류까지 전체적으로 각 항목의 중금속이 높은 농도로 존재하였다. 통합 방류수 독성 평가(WET)에 기초해 Vibrio fisheri, Selenastrum capricornutum, Daphnia magna를 이용한 생물학적 독성 평가 결과, 모든 지점에서 높은 독성이 나타났다. 유출수가 처음 흐르는 갱구에서 가장 높은 독성이 나타났으며, S. capricornutum에 대한 독성이 모든 지점에 걸쳐 $1.3\sim32.0$ TU 사이의 독성이 나타나 독성 민감도가 가장 높은 것으로 나타났다. 각각의 독성 평가 종에 따른 독성 미감도 차이는 폐광사의 위해성을 평가함에 있어 두 종 이상의 평가 종이 사용되어야 함을 의미한다. HQ(Hazard Quotient) 개념을 적용한 생태 위해성 평가 결과, 폐광산에서 분석된 대부분의 중금속에 대해 HQ 값이 1보다 훨씬 크게 나타났으므로, 폐광산의 중금속에 대한 영향은 심각한 정도의 위해도를 가지고 있다고 판단된다. 한편, 생물학적 독성은 유하 거리의 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 폐광산의 복원이나 생태 위해성 평가 시 지점별로 희석률뿐 아니라 DOM, 경도 등 환경인자들이 고려되어야 할 것으로 판단된다.


    Ecological risk assessment(ERA) to 5 abandoned mine drainage was investigated by using chemical measurement and bioassay experiment. From the results of chemical analysis, the high concentration of heavy metals are detected in most area. The Arsenite were mostly detected in Songcheon, Nakdong, and Dukum abandoned mine area, and various heavy metals were highly dispersed in Nakdong area. The study area have also high biological toxicity, resulted from the bioassay based on WET(Whole Effluent Toxicity) test by using Vibrio fisheri, Selenastrum copricornutum, and Daphnia magna. The maximum toxicity was shown in the point where the mine waters start to flow. The sensitivity of toxicity by S. capricornutum was relatively high considering the values of toxicity in all samples, from 1.3 to 32.0 TU. The different sensitivities of toxicity recommends the use of battery system, resulted from at least two test species for bioassay or ecological risk assessment of mine drainage. Besides, the results showed high hazard quotient(i.e., greater than 1 HQ value indicating potentially significant toxic risks) with regard to abandoned mine drainage area in this study. On the other hand, the biological toxicity results were sharply decreased by attenuation along further distance from discharging of mine waters. Therefore, environmental parameters including the dilution factor, dissolved organic matter, and hardness should be considered when the remediation and ERA of abandoned mine drainage is planned.


  • 주제어

    폐광산 .   중금속.  

  • 참고문헌 (16)

    1. 정명채, 정문영, 최연왕, '국내 휴/폐광 금속광산 주변의 중금속 환경오염 평가' 대한자원환경지질학회지, 37(1), 21 - 33(2004) 
    2. 환경부, '2005 폐금속광산 토양오염실태 정밀조사결과' (2005) 
    3. 전관수, 이철희, 원양수, 신덕구, 정진욱, 박병삼, '금정 폐광산 주변환경의 중금속 농도 분포,' 대한환경공학회지, 21(10), 1945 -1958(1999) 
    4. 이민희, 최정한, 김진원, '고로폐광산 주변 농경지 토양 및 하천 퇴적토의 중금속 오염 분포 및 복원 대책 설계,' 대한자원환경지질학회지, 36(2), 89-101(2003) 
    5. U.S. Environmental Protection Agency, 'National recommended water quality criteria: 2002,' EPA-822-R-02-047 (2002) 
    6. 임진희, Mixture toxicity of trace metals using Daphnia magna and risk assessment to mine drainage, 석사논문집(2004) 
    7. Yim, J. H., Kim, K. W., Kim, S. D., 'Effect of hardness on acute toxicity of metal mixtures using Daphnia magna: Prediction of acid mine drainage toxicity,' J. Hazard Mater., B(138), 16-21(2006) 
    8. U.S. Environmental Protection Agency, 'Short-term methods for estimating the chronic toxicity of effluents and receiving waters to freshwater organisms,' EPA/600/4-91/002(1994) 
    9. 이진수, 전효택, '오염된 토양, 지하수 빛 쌀의 인체 노출에 따른 비소의 위해성 평가,' 대한자원환경지질학회지, 38(5), 535 - 545(2005) 
    10. 정예진, 이상훈, '폐광산 복구지역 잔류광미로 인한 주변 지하수 . 토양 오염 가능성- 시흥 광산 사례,' 대한자원 환경지질학회지, 34(5), 461-470(2001) 
    11. 나진성, 김기태, 김상돈, 장남익, 김용석, 'Daphnia magna 와 Selenastrum capricornutum을 사용한 방류수의 생물독성평가,' 대한환경공학회지, 26(12), 1326 -1333(2004) 
    12. APHA-AWWA-WPCF, Standard Methods: For the exarnination of water and wastewater, 17th ed., APHA, Washington 
    13. Duke, L. D. and Taggart, M., 'Uncertainty factors in screening ecological risk assessment,' Environ. Toxicol Chem., 19, 1668-1680(2000) 
    14. U.S. Environmental Protection Agency, 'Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms,' EP A/600/ 4-90/02F(1993) 
    15. Bury, N. R., Shaw, J., Glover, C., Hogstrand C., 'Derivation of a toxicity-based model to predict how water chemistry influence silver toxicity to invertebrates,' Comp. Biochem, Phys. C, 133, 259-270(2002) 
    16. Fjallborg B., Ahlberg, G., Nilsson, E., Dave, G., 'Identification of metal toxicity in sewage sludge leachate,' Environ. Int., 31, 25 - 31 (2005) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. An, Youn-Joo ; Nam, Sun-Hwa ; Baek, Yong-Wook 2008. "Fundamentals of Ecotoxicity Evaluation Methods Using Domestic Aquatic Organisms in Korea: (KII) Green Algae" 한국하천호수학회지= Korean journal of limnology, 41(2): 117~127     
    2. Kim, Dongwoo ; Yu, Seungho ; Chang, Soonwoong ; Lee, Junga 2014. "Ecotoxicity Assessment of Leachate from Disposal Site for Foot-and-Mouth Disease Carcasses" 한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, 15(8): 5~11     
    3. Han, Jeong-Ho ; Paek, Woon Kee 2016. "Water Chemistry Characteristics and Fish Fauna of Sodo Stream Watershed in Taebaeksan Provincial Park" 한국환경생태학회지 = Korean journal of environment and ecology, 30(1): 71~80     

 저자의 다른 논문

  • 김기태 (1)

    1. 2005 "독성 반응곡선을 이용한 수계 주요 오염물질의 혼합독성평가" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 27 (1): 67~74    
  • 김동욱 (5)

  • 김상돈 (5)

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