표제지
제출문
목차
제1장 과업개요 16
1.1. 과업배경 및 목적 16
1.1.1. 과업명 16
1.1.2. 과업기간 16
1.1.3. 과업 배경 및 목적 16
1.2. 과업 대상지역 16
1.3. 주요 과업내용 18
1.3.1. 공장 내 지하수 오염원 정밀조사 18
1.3.2. 지하수 분석 기초자료 수집 18
1.3.3. 지하수질 및 토양오염 조사 및 평가 18
1.3.4. 공공수역 유출 여부 평가 19
제2장 기초조사 및 현황분석 22
2.1. 일반현황 22
2.1.1. 과업지역 위치 22
2.1.2. 지질현황 22
2.1.3. 기상변화 24
2.2. 오염물질 유출 가능성 평가 27
2.2.1. 석포제련소 현황 27
2.2.2. 오염물질 유출 가능성 평가 35
2.3. 해외사례조사 36
2.3.1. 개요 36
2.3.2. 일본 도야마현 카드뮴 오염 사례 36
2.3.3. 중국 다바오산 광산에 의한 중금속 오염 사례 37
2.3.4. 시사점 38
제3장 토양 및 지질특성 조사 현황 41
3.1. 토양조사 41
3.1.1. 조사 개요 41
3.1.2. 토양 조사 결과 44
3.2. 지질조사 55
3.2.1. 조사 개요 55
3.2.2. 표면파탐사 55
3.2.3. 시추조사 60
3.2.4. 지질조사 결과 67
3.3. 종합 평가 76
제4장 지하수 조사 및 평가 81
4.1. 지하수 관측정 설치 81
4.1.1. 계획 수립 81
4.1.2. 관측정 설치 84
4.2. 수리지질 특성 조사 88
4.2.1. 조사 개요 88
4.2.2. 현장 대수성시험 89
4.2.3. 지하수위 모니터링 결과 94
4.3. 시료채취 및 분석 97
4.3.1. 시료채취 개요 97
4.3.2. 분석결과 101
4.4. 종합평가 118
4.4.1. 중금속 농도 상관관계 검토 118
4.4.2. 지하수 내 중금속 오염도 평가 120
제5장 공공수역 유출여부 평가 126
5.1. 추적자시험 126
5.1.1. 추적자시험 설계 126
5.1.2. 추적자시험 결과 130
5.2. 오염물질 유출량 산정 135
5.2.1. 유출량 산정 개요 135
5.2.2. 카드뮴 유출량 산정 결과 136
5.3. 오염물질 거동 특성 파악 142
5.3.1. 지하수 모델링 개요 142
5.3.2. 현재 상태 지하수 유동 모의 147
5.3.3. 연중 지하수위 변화 예측 158
5.3.4. 오염물질 거동 모의 160
5.4. 동위원소 분석 170
5.4.1. 동위원소 분석 개요 170
5.4.2. 동위원소 시료채취 현황 170
5.4.3. 아연 동위원소 분석 결과 172
5.4.4. 황 동위원소 분석 결과 174
제6장 결론 180
제7장 참고문헌 195
참여연구원 현황 201
[표 1-1] 석포제련소 일반 현황 17
[표 2-1] 석포 방재기상관측소 제원 25
[표 2-2] 최근 10년(2010~2019)간 봉화군 석포면 기온분포 25
[표 2-3] 최근 10년(2010~2019)간 봉화군 석포면 강수량 26
[표 2-4] 제련공정 설명 29
[표 2-5] 우수저류조 저류량 30
[표 2-6] 주요 유해물질 취급 현황 33
[표 2-7] 오염방지관정 월별 운영 현황(2019년 10월~2020년 2월) 34
[표 3-1] 토양 시료채취 심도 43
[표 3-2] 토양오염 기준 44
[표 3-3] 토양분석결과에 대한 통계값 45
[표 3-4] 표면파탐사 결과 59
[표 3-5] 통일분류법(USCS) 63
[표 3-6] 암반분류기준-한국도로공사 기준 63
[표 3-7] 시추조사 결과 64
[표 3-8] 지층분류에 따른 표준관입시험 결과 67
[표 3-9] 표면파탐사 결과 이상대구간의 지층 분포 68
[표 4-1] 석포제련소 주변 지하수 관측정 설치 현황 81
[표 4-2] 기설치된 지하수 관측정 제원 83
[표 4-3] 주입정 및 관측정 신규 설치 제원 85
[표 4-4] 순간수위변화시험 결과 91
[표 4-5] 양수시험 결과 93
[표 4-6] 현장수질측정항목 안정화 요건 98
[표 4-7] 현장수질측정 및 실내분석 항목 98
[표 4-8] 지하수 수질기준 100
[표 4-9] 현장측정 결과에 대한 통계값 101
[표 4-10] 각 시료별 중금속 분석결과에 대한 통계값 104
[표 4-11] 각 시료별 주요 양음이온 분석결과에 대한 통계값 109
[표 4-12] (지하수 내) 비중 분석 결과 121
[표 5-1] 추적자시험 요약 128
[표 5-2] 관측정 내 브롬 검출 농도 131
[표 5-3] 관측정 내 우라닌 검출 농도 131
[표 5-4] 오염물질(Cd) 유출량 추정 결과 140
[표 5-5] 모델 내 함양량 입력 값 151
[표 5-6] 물수지 계산 결과 155
[표 5-7] 모델에 입력된 월별 지하수 함양량 158
[표 5-8] 예측 모델 시나리오 161
[표 5-9] 아연동위원소 분석결과 173
[그림 1-1] 과업지역 위치도 17
[그림 2-1] 과업 대상지역 인근 수계 및 위치 23
[그림 2-2] 과업지역 일대 지질도 24
[그림 2-3] 기상관측소 위치 25
[그림 2-4] 최근 10년(2010~2019)간 월별 평균 기온 및 강수량 26
[그림 2-5] 석포제련소 내부 시설물 현황 27
[그림 2-6] 제련공정 28
[그림 2-7] 우수저류조 위치 및 저류용량 현황 30
[그림 2-8] 차수그라우팅 설치 현황 31
[그림 2-9] 차수그라우팅 모식도 및 2열 시공 현황 32
[그림 2-10] 주요 유해물질 및 유독물 취급 위치도 33
[그림 2-11] 오염방지관정 위치 및 지점별 양수량 34
[그림 2-12] 주요 제련공정과 유해물질 및 유독물 취급 위치도 35
[그림 2-13] 일본 도야마현 진즈강 유역의 중금속 오염 사례 37
[그림 2-14] 중국 다바오산 광산 주변 시료채취 위치 38
[그림 3-1] 1, 2공장 토양정밀조사 지점 및 정화대상 범위 41
[그림 3-2] 토양조사 지점 42
[그림 3-3] 토양 시료채취 절차 43
[그림 3-4] 토양 시료채취 중 확인된 이물질 43
[그림 3-5] 토양 내 중금속 분석결과에 대한 Box-Plot 47
[그림 3-6] 시료채취 지점의 심도별 카드뮴 농도 분포 48
[그림 3-7] 시료채취 지점의 심도별 구리 농도 분포 48
[그림 3-8] 시료채취 지점의 심도별 비소 농도 분포 49
[그림 3-9] 시료채취 지점의 심도별 납 농도 분포 49
[그림 3-10] 시료채취 지점의 심도별 아연 농도 분포 50
[그림 3-11] 주요 오염지점에 대한 심도별 중금속 농도 51
[그림 3-12] 지점별 카드뮴 최고농도 분포 52
[그림 3-13] 지점별 구리 최고농도 분포 52
[그림 3-14] 지점별 비소 최고농도 분포 53
[그림 3-15] 지점별 납 최고농도 분포 53
[그림 3-16] 지점별 아연 최고농도 분포 54
[그림 3-17] 지점별 수은 최고농도 분포 54
[그림 3-18] 석포제련소 내부 바닥 보강을 위해 설치된 철근매쉬 55
[그림 3-19] 표면파탐사 방법 56
[그림 3-20] 1, 2공장 표면파탐사 측선 위치 58
[그림 3-21] 표면파탐사 결과 이상대 위치 59
[그림 3-22] 시추조사 위치 60
[그림 3-23] 시추조사 절차 및 현장시험 전경 61
[그림 3-24] 시추조사 위치 및 굴착심도 64
[그림 3-25] 시추코어 절리(노란 실선) 및 파쇄대(빨간 점선) 분포 66
[그림 3-26] 표면파탐사 측선 1-1의 지층 단면도 71
[그림 3-27] 표면파탐사 측선 1-2의 지층 단면도 72
[그림 3-28] 표면파탐사 측선 1-3의 지층 단면도 72
[그림 3-29] 표면파탐사 측선 1-4의 지층 단면도 73
[그림 3-30] 표면파탐사 측선 1-5의 지층 단면도 73
[그림 3-31] 표면파탐사 측선 2-1의 지층 단면도 74
[그림 3-32] 표면파탐사 측선 2-2의 지층 단면도 74
[그림 3-33] 표면파탐사 측선 2-3의 지층 단면도 75
[그림 3-34] 표면파탐사 측선 2-4의 지층 단면도 75
[그림 3-35] 표면파탐사 측선 2-5의 지층 단면도 76
[그림 3-36] 충적층 두께 분포도 77
[그림 3-37] 3D 지층모델 구성(점선-충적충 발달 구간) 77
[그림 3-38] 충적층 두께 및 토양 내 카드뮴 농도 분포 78
[그림 4-1] 석포제련소 내·외부 기존 관측정 설치 현황 82
[그림 4-2] 지하수 관측정 모식도 및 설계도면 84
[그림 4-3] 지하수 관측정 설치 지점 86
[그림 4-4] 지하수 관측정 설치 절차 87
[그림 4-5] 순간수위변화시험 개념도 88
[그림 4-6] 양수시험 개념도 89
[그림 4-7] 현장 대수성시험(순간수위변화시험 및 양수시험) 수행 대상 지점 90
[그림 4-8] 순간수위변화시험 절차 90
[그림 4-9] 순간수위변화시험 해석결과 91
[그림 4-10] 주입정(SP-1) 양수시험 현장 전경 92
[그림 4-11] 양수시험 해석결과 93
[그림 4-12] 장기 모니터링 위치 및 관측 현황(빨간 점선 하천관측 지점) 94
[그림 4-13] 장기 모니터링 현장 전경 95
[그림 4-14] 1, 2공장 지하수위 모니터링 결과 96
[그림 4-15] 시료채취 위치 97
[그림 4-16] 시료채취 방법 99
[그림 4-17] 하천수 및 지하수 시료의 현장측정결과(Box-plot) 103
[그림 4-18] 석포제련소 내·외부 지하수 내 pH 분포도 103
[그림 4-19] 석포제련소 내·외부 지하수 내 전기전도도(EC) 분포도 104
[그림 4-20] 하천수 및 지하수 시료의 중금속 분석결과(Box-plot) 107
[그림 4-21] 석포제련소 내·외부 지하수 내 카드뮴 오염 분포도 108
[그림 4-22] 석포제련소 내·외부 지하수 내 아연 오염 분포도 108
[그림 4-23] 석포제련소 내·외부 지하수 내 납 오염 분포도 109
[그림 4-24] 하천수 및 지하수 시료의 주양음이온 분석결과(Box-plot) 112
[그림 4-25] 지하수 내 나트륨이온 농도 분포 113
[그림 4-26] 지하수 내 칼륨이온 농도 분포 113
[그림 4-27] 지하수 내 칼슘이온 농도 분포 114
[그림 4-28] 지하수 내 마그네슘이온 농도 분포 114
[그림 4-29] 지하수 내 염소이온 농도 분포 115
[그림 4-30] 지하수 내 황산염이온 농도 분포 115
[그림 4-31] 지하수 내 중탄산염이온 농도 분포 116
[그림 4-32] 지하수 내 질산염이온 농도 분포 116
[그림 4-33] 지하수 및 하천수, 우수저류조 수질유형분석 117
[그림 4-34] 토양 및 지하수의 카드뮴과 다른 항목 간(아연, 구리 납, 황산이온, pH,... 119
[그림 4-35] 지하수의 pH-Eh 상관관계 119
[그림 4-36] 주요 제련공정 위치 및 지하수 내 카드뮴 농도 분포 120
[그림 4-37] 지하수의 비중 분포도 122
[그림 4-38] 지질조사 및 지하수 내 카드뮴 분석 결과 종합 분포도 123
[그림 4-39] 지질조사 및 토양 내 카드뮴 분석 결과 종합 분포도 123
[그림 5-1] 석포제련소 내 추적자시험 모식도 128
[그림 5-2] 추적자시험 수행 지점 129
[그림 5-3] 추적자시험 현장사진 129
[그림 5-4] 추적자시험 분석 장비사진 130
[그림 5-5] 브롬 추적자 검출 농도 이력곡선 132
[그림 5-6] 우라닌 추적자 검출 농도 이력곡선 133
[그림 5-7] 추적자시험 해석 결과 그래프 134
[그림 5-8] 유출량 산정 개념도 135
[그림 5-9] Darcy's Law 개념 136
[그림 5-10] 관측지점 내 각 단면의 수두경사 137
[그림 5-11] 관측지점 내 각 단면의 단면적 138
[그림 5-12] 관측지점 내 각 단면의 오염물질 농도 138
[그림 5-13] 관측지점 내 각 단면의 유량 산정 결과 139
[그림 5-14] 1공장 3심도 관측 구간 현황 141
[그림 5-15] 관측지점 내 각 단면의 유출량 산정 결과 141
[그림 5-16] 모델 모의영역 147
[그림 5-17] 모델 레이어 구성 148
[그림 5-18] 모델 경계조건 149
[그림 5-19] 수리전도도 공간분포도 150
[그림 5-20] 함양량 공간분포도 151
[그림 5-21] 오염방지관정 현황 152
[그림 5-22] 모델 내 입력된 오염방지관정 152
[그림 5-23] 모델 내 입력된 관측정 153
[그림 5-24] 모형보정 결과 154
[그림 5-25] 정류상태 지하수위 분포 156
[그림 5-26] 조사 대상지역 정류상태 지하수위 분포 및 유동방향 157
[그림 5-27] 모델 내 양수정과 차수벽 인근 지하수위 분포 157
[그림 5-28] 모델에 입력된 월별 지하수 함양량 그래프 158
[그림 5-29] 부정류모델 1공장 연중 지하수위 변동 159
[그림 5-30] 부정류모델 2공장 연중 지하수위 변동 159
[그림 5-31] 모델 오염물질 초기농도경계 입력 160
[그림 5-32] 시나리오 1 : 기간별 오염물질 농도 분포 변화 162
[그림 5-33] 시나리오 1 : A-A' 단면도 163
[그림 5-34] 시나리오 2 : 기간별 오염물질 농도 분포 변화 164
[그림 5-35] 시나리오 2 : A-A' 단면도 165
[그림 5-36] 시나리오 3 : 기간별 오염물질 농도 분포 변화 166
[그림 5-37] 시나리오 3 : A-A' 단면도 167
[그림 5-38] 오염물질 농도 관측정 위치도 168
[그림 5-39] 관측정별 시간에 따른 농도변화 169
[그림 5-40] 아연동위원소 분석 대상지점 171
[그림 5-41] 황산염의 황/산소 동위원소 분석 대상지점 171
[그림 5-42] (인위적인 요인에 따른) 아연 동위원소 비(Ann-marie Desaulty &... 172
[그림 5-43] 2013년도 채수된 낙동강 시료(본류 및 지류), 2019년도 채수된... 175
[그림 5-44] (2013년) 각 지점(낙동강 하천수, 토양수, 강우 및 공장 폐수)과... 177
[그림 6-1] 주요 제련공정과 유해물질 및 유독물 취급 위치도 180
[그림 6-2] 충적층 두께 분포도 181
[그림 6-3] 시추코어 절리(노란 실선) 및 파쇄대(빨간 점선) 분포 182
[그림 6-4] 충적층 두께 및 토양 내 카드뮴 농도 분포 182
[그림 6-5] 지하수 관측정 모식도 및 설계도면 183
[그림 6-6] 지하수위 분포도(2020년 5월 10일 관측기준) 184
[그림 6-7] 주요 제련공정 위치 및 지하수 내 카드뮴 농도 분포 185
[그림 6-8] 지하수의 비중 분포도 185
[그림 6-9] 지질조사 및 지하수 내 카드뮴 분석 결과 종합 분포도 186
[그림 6-10] 관측지점 내 각 단면의 유출량 산정 결과 187
[그림 6-11] (인위적인 요인에 따른) 아연 동위원소 비(Ann-marie Desaulty &... 189
[그림 6-12] 2013년도 채수된 낙동강 분류 및 지류, 2019년 채수된... 190