Abstract
In urban areas, groundwater pollution is heavily affected by urbanization with land use types. This study aims to characterize groundwater quality and contamination in Sasang industrial area of Busan Metropolitan City where metalworking, machinery and footwear factories are located. Busan Metropolitan City is the highest in the utilization of groundwater resources among the metropolitan cities in Korea. $K^+,\;Na^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-}\;and\;HCO_3^-$ concentrations, and electrical conductivity (EC), total dissolved solids (TDS) and salinity are high in the areas near the Nakdong River. The results are attributed to the influence of salt water which intruded into the coastal sediments during sedimentation. In addition, the dominant chemical type of Ca-Cl indicates the influence of salt water in the geological formations as well as anthropogenic pollution. $SiO_2$ ion is interpreted to originate from both water-silicate mineral reactions and the decomposition of cement concretes. Trichloroethylene (TCE) was detected at 12 sites of total 18 sites. However, tetrachloroethylene (PCE) was detected at f sites and 1.1.1-trichloroethane (TCA) at 3 sites. According to the factor analysis, factor 1 was explained by 49.8%, factor 2 19.8%, and factor 3 11.0% with total 80.6% explanation. pH, TDS, salinity, $Ca^{2+},\;K^+,\;Mg^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+},\;As^{3+},\;Cl^-\;and\;Fe^{2+}$ were positively highly loaded to factor 1. The chemical components loaded to factor 1 represent the chemical characteristics of both industrial pollution and influence by salt water. Based on the cluster analysis and distribution pattern of chemical components, the concentration of $Na^+,\;Ca^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-}\;K^+,\;and\;Mg^{2+}$ is high in the riverside area of the Nakdong River composed of coastal sediments that is influenced by salt water. The downstream area of the Hakjang Stream is judged to be affected by both salt water and artificial pollution. The other part of the study area is interpreted by anthropogenic pollution.
도시지역에서 지하수오염은 도시화에 따른 토지용도에 크게 영향을 받는다. 본 연구는 철강, 기계 및 신발공장들이 밀집되어 있는 부산 사상공단지역의 지하수 수질과 오염 특성을 규명하는데 있다. 부산시는 우리나라의 대도시 중에서 가장 높은 지하수 이용를을 보이고 있다. $K^+,\;Na^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-},\;HCO_3^-$, 전기전도도(EC), 총용존물질(TDS) 그리고 염분농도는 낙동강에 가까운 지역에서 높게 나타나고 있다. 이러한 사실은 퇴적 당시 해안퇴적층에 들어온 염분의 영향이 아직까지 이 지역 지하수 수질에 미치고 있음을 지시한다. 또한 대표적인 지하수 수질형인 Ca-Cl형은 본 연구지역의 지하수가 인위적인 오염뿐만 아니라 퇴적물 속에 함유되어 있는 염분의 영향을 받고 있음을 지시한다. $SiO_2$ 이온은 물-규산염광물 작용과 콘크리트의 분해 산물로 해석된다. TCE는 총 18개소 중 12개소에서 검출되었으며, PCE는 4개소 그리고 TCA는 3개소에서 검출되었다. 요인분석에 의하면, 요인 1의 설명율은 49.8%, 요인2는 19.8% 그리고 요인 3은 11.0%이다. 요인 1에 높은 정의 적재율을 보이는 성분은 pH, TDS, 염분농도, $Ca^{2+},\;K^+,\;Mg^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+},\;As^{3+},\;Cl^-,\;Fe^{2+}$으로서 이들은 공단의 특성과 염분의 영향을 동시에 대표하는 것으로 판단된다. 군집분석과 성분의 공간적 분포에 의하면, 낙동강변과 같이 해안퇴적층이 분포하여 염수의 영향을 받는 지역에서는 $Na^+,\;Ca^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-}\;K^+,\;Mg^{2+}$의 농도가 높게 나타남을 알 수 있다. 그리고 학장천의 하류에서는 염수의 영향과 인위적인 오염의 영향을 동시에 받고 있으며, 그 외 지역에서는 인위적인 오염의 영향이 우세함을 알 수 있다.
