초록
이 연구는 충북 음성군지역 지하수를 대상으로 모암과 심도에 따른 지하수의 수리화학적 특성을 비교하였다. 그리고 금속광산의 광화대가 지하수의 화학성분에 미치는 영향에 대해서도 알아보았다. 연구지역은 쥬라기 화강섬록암과 백악기 퇴적암층이 단층으로 경계를 이루고 있다. 천부지하수는 쥬라기 화강암지 역에서 개발되어 대부분 농업용수로 사용되는 반면 심부지하수는 백악기 퇴적암을 모암으로 하여 생활용수로 이용되고 있다. 천부 지하수는 전반적으로 약산성화되어 있으며, 전기전도도 값은 $126\~613\;{\mu}S/cm$의 범위를 보인다. 지하수의 화학적 유형은 $Ca-HCO_3$형에서 $Ca-Cl(SO_4,\;NO_3)$ 형까지 넓게 분포한다. 일부 지하수에서는 질산염$(NO_3)$의 농도가 높게 검출되어 농업등 인간활동과 관련된 오염의 특성을 보인다. 일부 지하수는 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn)등 중금속의 함량이 수 ppm이상의 높은 농도를 보여 금속광산의 광화대 영향을 시사한다. 심부지하수는 중성내지는 알카리성으로 천부 지하수에 비해 높은 전기전도도를 보인다. 그리고 지하수의 화학적 유형은 $Ca-HCO_3$의 특성을 보인다. 광산의 배출수는 산성배수의 특성을 보이지 않지만 황산염과 중금속의 함량이 약간 높은 특성을 보인다. 동위원소 조성에서는 천부지하수에 비해 심부지하수가 보다 결핍된 낮은 수준을 보여 심도에 다른 동위원소의 조성차이가 뚜렷하다. 이상을 종합하면 연구지 역 지하수의 화학성분은 단층을 경계로 화강섬록암, 퇴적암으로 뚜렷이 구분되는 모암성분의 차이, 지하수공 심도차이, 농업활동의 유무, 그리고 광화대의 영향 등이 복합적으로 반영되었음을 알 수 있다.
The purpose of this study is to investigate the hydrochemical characteristics of groundwater in the Umsung area, and to elucidate the effect of host rock type, well depth and mineralization zone on the groundwater chemistry. The geology of the study area consists of Jurassic granite and Cretaceous sedimentary rocks, which are bounded by a fault. Most of shallow groundwaters exploited in the Jurassic granite area are used for agricultural purpose, whereas the deep groundwaters in the Cretaceous sedimentary rocks are used for a drinking water. The shallow groundwater shows weak acidic pH, the electrical conductivity ranging from $142\;to\;903\;{\mu}S/cm$, and the chemical type of $Ca-HCO_3\;to\;Ca-Cl(SO_4,\;NO_3)$. A few of shallow groundwaters are contaminated by nitrate, and show high concentration of Fe, Mn and Zn, that reflects the effect of a mineralization zone. The deep groundwater shows neutral to weak alkaline pH, higher electrical conductivity than that of shallow groundwater, and the chemical type of $Ca-HCO_3$. The seepage water from the abandoned mines does not have the characteristics such as acidic pH, high concentration of heavy metals and high sulfate content. The hydrogen and oxygen isotopes of groundwater indicates an altitude effect of the recharge area between deep groundwater and shallow groundwater. In conclusion, the chemical composition of groundwater complicately reflects the effects of their host rocks, well depth, agricultural activity and mineralization zone in the study area.
