폐수
광산폐수, 공장폐수, 쓰레기 매립지의 침출수, 생활하수, 농약 등 다양한 오염원의 오염물질들이 지하수계의 대수층에 유입되어 지하수를 오염시키고 있습니다. 각종 오염물질은 하천과 같은 지표수를 오염시키고, 비포화 토양내에 이동 또는 흡착되어 토양오염을 일으키기도 합니다.
특히, 원유 저장탱크와 방사성 폐기물 저장소 등과 같은 지하 구조물에서 새어 나오는 원유와 방사성 물질은 토양과 지하수계를 오염시켜 심각한 문제가 되기도 합니다. 하지만 지하에 분포하는 토양과 암석의 종류, 지질구조 등에 따라 이러한 물질이 유입되는 것을 막을 수 있습니다. 예를 들면 레스 토양은 오염물질을 흡수하여 대수층으로 이동을 막고 있습니다. 또한 대기 중으로 휘발시킨다든가 미생물에 의한 오염물의 분해 등 물리, 화학, 생물학적인 방법으로 오염물질이 대수층으로 유입되는 것을 방지할 수 있습니다. 고저가 다른 두 위치의 주택에서 발생한 지하수의 오염 사례를 보면, 지형적으로 더 높은 곳에 위치하고 더욱 깊은 지하수의 우물을 파더라도 지하지층의 구조와 투수성층과 불투수층의 분포에 따라 오염이 발생함을 알 수 있습니다. 그리고 지하수 개발과정을 통하여 지표의 오염원에 의한 지하 심부 대수층이 오염의 발생빈도가 높습니다. 따라서 개발과정은 오염물질이 유입되지 않도록 과정관리를 철저히 하여야 합니다. 산업폐기물 등에 의한 지하수의 오염을 방지하기 위하여 지하수계의 수문학적 연구가 필요합니다. 최근 지하수계의 오염원의 이동과 확산 등에 의하여 컴퓨터를 이용한 수치모델링을 통하여 오염의 특성을 밝히고, 지하수의 양수와 주입 방법을 이용하여 오염물질이 대수층으로 유입을 막거나 유입속도를 조절하는 연구가 이루어지고 있습니다. 특히 용해되기 쉬운 유기화합물과 비수성 액체 등의 정수를 위하여 지하수의 불포화대에 포착시키는 방법의 기술이 개발되었습니다. 이 방법은 가솔린, 솔벤트, 기타 휘발성 화합물의 정수에도 유용합니다. 그리고 영양소, 산소, 미생물 등을 지하에 주입시켜 생물학적으로 분해 가능한 유기화합물을 제거하는 법이 있습니다. 지하수의 이동을 막기 위하여 벽을 쌓는 방법 등도 있습니다.
수질오염의 유형
광산폐수에 의한 오염 공장폐수, 광산폐수, 쓰레기 매립지에서 유출되는 침출수 등이 하천과 지하 수계를 오염시키고 있습니다. 광산폐수에 의한 수질 및 토양오염의 예로는 일본의 미쓰이 금속광업 가미오카 광업소의 조업과정에서 발생한 폐수와 광미퇴적물의 침출수 중 카드뮴이 도야마겐 진즈가와 하천으로 유입되어 하천수 및 토양을 오염시킨 사건을 들 수 있습니다. 이로 인한 카드뮴 중독으로 발생한 이타이이타이병은 카드뮴이 인체의 신장혈관 장애를 일으켜 칼슘 손실과 체내의 칼슘 불균형으로 골경화증을 일으킨 병으로 1978년까지 확인된 환자는 210명, 관찰을 요하는 환자 661명이다. 가미오카 광산은 연아연동 광산으로 아연광물인 섬아연석 광물내에는 Zn²+ 대신에 Fe²+ 또는 Cd²+가 치환되어 함유되어 있습니다. 일반적으로 금속광산이나 석탄광산의 개발과 개발 후의 갱내폐수, 선광장, 광미 등에서 산성폐수 유출이 빈번합니다. 예를 들면 탄질 셰일 중에 포함된 황철석은 다음과 같이 산화되어 하천수를 산화시킵니다. 다른 예로 일본의 아시오 동광산의 광독사건은 메이지 10년 동제련소에서 사용한 산과 알칼리 폐수가 와다라세가와 하천에 유출되어 하천이 오염되고, 메이지 23년 대홍수시에 이들 광미가 400km²를 덮어 50만 명의 피해자를 발생시킨 사건입니다.
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