• 공업화학
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• 제3권4호
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• pp.595-604
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• 1992

음이온기를 갖는 카보네이트형 폴리우레탄을 NCO-말단 프레폴리머법으로 제조하여 이를 제막하고 에탄올수용액분리 성능을 검토하였다. 우레탄수지의 물성을 향상시키기 위해 카보네이트형 폴리올(PTMCG)을 사용하였고, 친수성 향상에는 사슬연장제로 ${\alpha}^{\prime},{\alpha}^{{\prime}{\prime}}$-dimethylpropionic acid를 이용하였으며, trimethylamine으로 우레탄 사슬내의 카르복실기를 이온화시켰다. 우레탄 사슬내의 음이온기 형성을 확인하기 위해 모델반응을 실시하여 IR 분광분석을 행하였으며, 합성한 우레탄수지의 IR 스펙트럼과 비교하였다. 사슬연장제와 폴리올의 반응몰비율이 3:1에서 5:1인 범위에서는 hard segment의 농도, 수소결합 등이 우레탄수지의 물성을 기여하고 있음을 알 수 있었다. DSC에 의한 열분석결과 카르복실기를 함유한 카보네이트형 폴리우레탄수지(PU)는 $Tg-25^{\circ}C$ 및 Tm $45^{\circ}C$의 값을 갖는 것으로 나타났으며, 이를 이온화하여 사슬내에 음이온성기를 갖게한 카보네이트형 폴리우레탄수지(APU)의 경우 PU 수지보다 $8{\sim}10^{\circ}C$ 정도씩 낮은 온도 영역으로 전이되는 경향을 나타내었다. PU 및 APU 수지를 용매로 N, N-dimethylformamide(DMF), 가교제로 hexamethylene diisocyanate(HMDI)를 사용하여 캐스팅법으로 투과증발막을 제조하였다. 팽윤도 측정결과 혼합물중 에탄올농도에 따라 증가하는 경향을 나타내었고, 가교를 통하여 막의 팽윤도를 조절하였으며, 이를 투과증발에 응용한 결과 선택도 2.3~9.8, 투과유량 $27{\sim}79.5g/m^2hr$를 갖는 것으로 나타났다. 또한 폴리올의 분자량을 2,000에서 1,000으로 줄임으로 분리성능을 향상시킬 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.249-255
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• 2009

미생물연료전지(Microbial fuel cell, MFC)의 효율은 산화전극부내의 유기물 산화율, 전기활성박테리아에 의한 전자 전달, 수소이온 전달, 환원전극내의 전자수용체의 농도 및 환원율, 내부저항 등 다양한 요소에 영향을 받는다. 특히 산소를 전자수용체로 이용하는 MFC의 경우, 환원전극내 산소농도는 MFC의 제한요소로 작용한다고 알려져 있다. 한편 MFC의 전기발생량을 높이기 위하여 여러 개의 MFC를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기발생량을 높이는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 acetate를 산화전극부의 기질로 이용하고 산소를 환원전극의 전자수용체로 이용하는 단일 MFC와 직렬연결 MFC에서 환원전극의 용존산소 농도의 변화가 MFC 효율에 미치는 영향을 평가하였다. 단일 MFC의 전력밀도값(W/$m^3$)은 DO 5 > 3 > 7 > 9 mg/L으로 나타났으며, 최대전력밀도값은 42 W/$m^3$으로 나타났다. 직렬연결 MFC의 전력밀도값은 DO 5 > 7 > 9 > 3 mg/L으로 나타났으며, 최 대전력밀도값은 20 W/$m^3$이었다. 이러한 결과로부터 환원전극의 DO 농도는 MFC 설계 및 운전시에 중요한 제어인자로 고려해야 될 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 직렬연결 MFC의 운전 시, 일부 MFC에서 염의 축적으로 인한 전위역전 현상이 발생하여 전체 전기발생량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 전기생산량을 높이기 위하여 MFC를 직렬로 연결하는 것보다 병렬로 연결하는 것이 보다 타당한 것으로 사료되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.6008-6014
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• 2013

울산항의 물리 및 이화학적 요인과 크기그룹별 식물플랑크톤 생체량의 계절변이 이해를 위해, 2007년 2월부터 2009년 11월까지 계절 조사를 수행하였다. 조사기간 중 수온과 염분은 각각 8.94-$24.26^{\circ}C$와 25.06-34.54 psu의 범위에서, 용존산소는 4.30-10.73 mg/L, 수소이온농도는 7.97-8.53, 화학적 산소요구량은 0.66-40.70 mg/L, 그리고 총 부유물질은 57.4-103.3 mg/L의 범위에서 변이를 나타냈다. 이 요인들은 무기영양염과 생체량을 지시하는 총 엽록소-a 농도 분포특성과 달리 뚜렷한 공간적 분포차이가 없었다. 무기영양염 중 인산염은 0.01-3.03 ${\mu}M$의 범위에서, 질산염은 0.05-21.62 ${\mu}M$, 그리고 규산염은 0.01-27.82 ${\mu}M$의 범위에서 변이를 나타냈는데, 특히 내측정점의 농도가 외측정점에 비해 약 2배 이상 높은 특징을 나타냈다. 총 엽록소-a 농도는 0.36-7.11 ${\mu}gL^{-1}$의 범위로, 내측정점 (평균 1.88 ${\mu}gL^{-1}$)에서 외측정점 (평균 0.90 ${\mu}gL^{-1}$)에 비해 높게 나타나 무기영양염의 분포특성과 유사하였다. 소형플랑크톤은 봄철 (34.0-81.2%), 여름철 (35.1-65.6%) 및 겨울철 (3.9-62.0%)에 전체 생체량의 높은 비율을 차지했고, 가을철에는 미소 및 초 미소플랑크톤이 각각 58.2-74.5%와 22.4-38.2%의 높은 비율을 나타냈다. 그러나 각 크기그룹별 생체량의 점유율의 내측 및 외측 정점 간의 공간분포는 뚜렷한 차이가 없었다. 따라서 동해 울산항의 식물플랑크톤은 계절적으로 가을철을 제외한 모든 시기에 소형플랑크톤 그룹 (평균 52.3%)에 의해 주도되었고, 이는 무기영양염의 농도와 밀접함을 지시하였다 (p<0.05).

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권3호
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• pp.38-45
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• 2005

본 연구는 현장 관측정 자연표류 실험 (SWNDT, Single-Well Natural Drift Test) 을 이용하여 트리클로로에틸렌 (TCE, trichloroethylene) 으로 오염된 지하수의 생물학적 복원 가능성 조사 방법 및 결과 해석법을 제시하였다. 현장 SWNDT 실험에 사용한 용액은 일정 양의 추적자 (브롬이온), 생분해 기질 (톨루엔, 에틸렌, 용존산소, 질산성질소) 을 현장 지하수에 용해시켜 준비한다. 준비된 실험용액을 대수층에 주입하고, 주입 시 시료를 채취하여 추적자와 생 분해 기질들의 초기 농도를 측정한다 주업 후 시간에 따라서 시료를 채취하여 추적자, 생분해 기질, 생분해 부산물들의 농도를 측정한다. 현장 SWNDT 실험은 생분해 기질과 추적자의 상대적 거동을 평가하기 위한 Push-pull Transport Test (PPTT), 토착 미생물의 양과 활성도를 증가시키기 위한 Drift Biostimulation Test (DBT), 트리클로로에틸렌과 미생물 반응이 유사하리라 예상되는 기질을 시험하기 위한 Drift Surrogate Activity Test (DSAT) 순으로 진행되었다 SWNDT 실험 양수 시 추적자로 사용한 브롬이용의 농도변화 곡선은 톨루엔, 에틸렌, 용존산소, 질산성 질소 농도변화와 유사한 경향을 나타냈다. 즉 대수층에서의 생분해 기질들의 이송이 추적자와 유사함을 나타내는 결과이다. 토착 톨루엔산화 미생물의 존재를 톨루엔 농도의 감소에 따른 이산화탄소의 발생 및 용존산소 농도의 감소로 확인하였고, 그 톨루엔 산화 미생물은 트리클로로에틸렌 생분해 유사기질로 사용된 에틸렌을 분해하며, 부산물로 산화에틸렌 (ethylene oxide) 을 생성하였다. 이는 DBT 실험을 통하여 활성화된 톨루엔 분해 미생물이 트리클로로에틸렌 분해능이 있음을 나타낸다. 본 연구에서 제시한 현장 SWNDT 실험 방법 및 결과 해석 방법은 트리클로로에틸렌으로 대표되는 염화 지방족 탄회수소화합물(Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons, CAHs)로 오염된 지하수의 생물학적 복원 타당성 평가를 위한 경제적이고 용이한 현장 실험 방법이다.

• 대한화학회지
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• 제30권5호
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• pp.415-422
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• 1986

${\gamma}-Al_2O_3$와 $SiO_2$에 입혀진 CuO계에서 지지체와 금속과의 상호 작용을 X선 회절법과 승온 환원법으로 연구했다. CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계의 CuO X선 회절 피크는 구리의 농도가 약 5.0wt % 이상일 때 관찰될 수 있었으며 CuO/$SiO_2$계에서는 2.5wt%의 구리 함량에서도 볼 수 있었다. CuO/${\gamma}-Al_2O_3$의 수소에 의한 승온 환원 실험에서는 145${\circ}C$, 185${\circ}C$, 210${\circ}C$, 그리고 250${\circ}C$부근에서 네개의 주 피크가 나타났으며 CuO/$SiO_2$의 경우는 425${\circ}C$에서의 작은 피크와 함께 250${\circ}C$에서 큰 피크가 나타났었다. 1000${\circ}C$에서 소성시킨 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$의 Cu$Al_2O_4$에 대한 승온 환원 피크들과 145${\circ}C$, 200${\circ}C$ (185${\circ}C$, 210${\circ}C$), 250${\circ}C$ 부근의 피크들을 비교해 보면 그들은 각각 ${\gamma}-Al_2O_3$와 상호작용하는 CuO격자에 있는 $Cu^+$이온, ${\gamma}-Al_2O_3$의 결함 자리들에 존재하는 $Cu^+$이온, 그리고 입자가 큰 CuO층에 있는 $Cu^{2+}$이온에 대응시킬 수 있었다. 이러한 결과들로 부터 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계에서는 지지체와 금속간에 상당한 상호작용이 있으며 이 상호 작용이 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계의 $Cu^{2+}$이온을 안정화 시킴을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제42권6호
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• pp.527-539
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• 2009

금호강의 하천수는 상류의 화산암 지대와 하류의 퇴적암 지대를 지나며 낙동강과 합류하기 전 대구의 염색공단과 같은 산업시설을 유하하여 지구화학적으로 다양한 영향을 받는다. 금호강 하천수는 상류에서 하류로 갈수록 풍화와 오염물질의 유입에 의해 전반적인 용존 이온의 증가를 보여주고 있다. 하천수에 용해된 양이온은 Ca>Na>Mg>K 순으로, 그리고 음이온은 $HCO_3$>$SO_4$>Cl>$NO_3$ 순으로 높게 나타났다. 이는 방해석과 같은 탄산염암을 함유하고 있는 사암과 셰일의 풍화에 의하여 Ca와 $HCO_3$가 다른 원소들보다 우세하게 나타난 것으로 보인다. 그러나 하류지역에서는 공단 폐수와 생활 하수의 영향으로 Na와 $SO_4$가 Ca와 $HCO_3$보다 높게 나타났다. 또한 상류 시료 채취점 네 곳에서는 Si의 함량이 상대적으로 높게 나타났는데 이는 화산암 내의 규산염광물의 풍화의 의한 것으로 해석된다. 하천수의 화학적 유형을 알기 위하여 파이퍼도에 도시해본 결과 금호강은 상류에서 하류로 흘러감에 따라 Ca-$HCO_3$, Ca-Cl/Ca-$SO_4$, Na-Cl/Na-$SO_4$ 유형 순으로 나타났다. 5월 갈수기와 비교하였을 경우 7월 우기시 용존 이온의 농도가 전반적으로 감소하였는데, 이는 강우에 의한 희석의 영향을 받은 것으로 해석된다. 그러나 7월의 경우 Ca 함량이 상대적으로 증가하였는데, 이는 토양내 Ca과 비료에서 유래된 Ca가 빗물에 의하여 강물에 섞인 결과로 해석된다. 금호강 하천수의 물은 주로 강수에서 직접 기인하며 용존 이온들은 탄산염 광물의 풍화와 생활 하수, 공장 폐수와 같은 오염물질에 의해서 공급되는 것으로 보인다. 산소와 수소 동위원소의 조성은 7월의 경우 5월에 비하여 일반적으로 높게 나타났는데 이것은 아마도 상류에 있는 영천댐의 영향일 것으로 생각된다. 질소 동위원소의 경우 전제적으로 7월의 값들이 5월에 비하여 낮은 것으로 나타났다. 이는 7월의 다량의 강수에 의하여 토양내의 질산염이나 경작지의 질산염 비료 등이 혼입되어서 나타난 결과로 해석된다. 전체적으로 하류로 가면서 질소 동위원소의 값은 증가함을 보여 오수와 가축분뇨 등의 영향이 하류에서 증가함을 보인다.

• 한국산림과학회지
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• 제83권3호
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• pp.280-285
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• 1994

인공산성우(人工酸性雨)(pH2.0, 3.0, 4.0, 5.6)의 투수(透水)($100ml{\times}12$회(回))매험(賣驗)에 의(依)한 우리나라 주요(主要) 삼림토양(森林土壤)(갈색삼림토양(褐色森林土壤)(B), 암적색삼림토양(暗赤色森林土壤)(D R), 회갈색삼림토양(灰褐色森林土壤)(GrB), 적황색삼림토양(赤黃色森林土壤)(R Y), 화산회삼림토양(火山灰森林土壤)(Va))별(別) 치환성(置換性) 염기(鹽基)의 용탈변화(溶脫變化)와 그에 따른 영향(影響)을 분석검토(分析檢討)한 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 토양(土壤) 침출액중(侵出液中)의 용출(溶出) Ca 농도(農度)는 각(各) 공시토양(供試土壤) 공(共)히 pH2.0 처리(處理)에서 가장 높았으며 처리(處理) pH 값이 낮아질수록 용탈농도(溶脫農度)는 급격(急激)히 증가(增加)하였다. 또 암적색(暗赤色) 삼림토양(森林土壤)에서는 pH2.0 처리(處理)를 제외(除外)하고는 큰 변화(變化)가 없었다. 2. Mg의 용탈(溶脫) 양상(樣相)은 pH 처리간(處理間)에 완만(緩慢)한 감소(減少) 경향(傾向)을 보였다. K 용탈변화(溶脫變化)는 처리(處理) 초기(初期)부터 처리(處理) 회수(回數)가 증가(增加)할수록 점차(漸次) 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였으며 인공산성우(人工酸性雨)의 pH가 낮을수록 K의 용탈(溶脫)은 점차(漸次) 증가(增加)하였고, 공시토양간(供試土壤間)의 차이(差異)는 적게 나타났다. Na의 용탈(溶脫)은 Mg과 비슷한 경향(傾向)을 보였는데, pH 처리간(處理間)에는 큰 차이(差異)가 없었으며, 암적색(暗赤色) 삼림토양(森林土壤)에서 가장 큰 용탈량(溶脫量)을 나타냈다. 그리고, 적황색(赤黃色) 산림토양(山林土壤)에서는 치환성(置換性) 염기중(鹽基中) Na의 용탈(溶脫)이 가장 많았다. 3. 토양(土壤) 침출액(侵出液)의 각종(各種) 치환성(置換性) 염기(鹽基) 농도(農度)는 공시토양간(供試土壤間)에 다소(多少)의 차이(差異)를 나타냈으나 이들 공(共)히 pH2 처리(處理)에서 가장 높았고 pH가 높아짐에 따라 점차(漸次) 감소(減少)하여 pH5.6의 경우(境遇)에 있어서 가장 낮게 나타났다. 그리고 각(各) 공시토양(供試土壤) 중 치환성(置換性) 염기(鹽基)에 의(依)한 수소이온 소비능력(消費能力)이 가장 큰 삼림토양(森林土壤)은 암적색(暗赤色) 삼림토양(森林土壤)이었고, 그 다음이 화산회(火山灰) 삼림토양(森林土壤), 적황색(赤黃色) 삼림토양(森林土壤), 회갈색(灰褐色) 삼림토양(森林土壤), 갈색(褐色) 삼림토양(森林土壤)의 순(順)이었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권3호
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• pp.160-167
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• 2006

저서성 요각류 Tigriopus japonicus 는 한국연안에 널리 분포하며, 영양단계에서 1차 소비자로서 중요한 역할을 담당한다. 본 연구에서는 해양생태독성평가를 위한 표준 실험생물로서 가능성을 구명하기 위하여 T. japonicus 유생($100{\sim}200{\mu}m$)을 이용하여 염분 및 수소이온농도(pH) 내성실험과 2종의 표준독성물질(황산구리, 카드뮴) 및 3종의 산업폐수오니(피혁, 염색, 염료공장폐수오니)에 대한 48시간 사망률 실험을 실시하였다. T. japonicus 유생은 $5.0{\sim}35.0psu$ 염분과 pH $6.3{\sim}8.2$ 범위에서 90% 이상 생존하여 염분 및 pH에 대한 강한 내성을 보였다. 또한 표준독성물질에 대한 48시간 $LC_{50}$은 황산구리의 경우 $3.6{\pm}0.7ppm$, 카드뮴은 $1.7{\pm}0.8ppm$ 이었으며, 각각의 반복구간의 사망률 편차는 10% 이하였다. 황산구리에 대한 T. japonicus 유생의 독성반응은 요각류를 포함한 소형 갑각류에 비해 낮은 것으로 나타났다. 그러나 카드뮴에 대한 T. japonicus 유생의 독성반응은 요각류 T. japonicus, Paracalanus parvus 및 윤충류 Brachinonus plicatilis 성체 보다 훨씬 민감하였다. 산업폐수오니의 경우, 염료오니 추출액을 제외한 피혁과 염색오니 추출액은 농도-반응 사이의 선형관계가 뚜렷하였다. 산업폐수오니 추출물에 대한 T. japonicus의 48시간 $LC_{50}$은 피혁 추출물의 경우, $31.1{\pm}1.1%$ 이었으며, 염색 추출물은 $54.4{\pm}15.1%$로 산출되었다. 상기의 실험결과들에 의하면, 요각류 T. japonicus 유생을 이용한 생물검정법은 산업폐수나 화학물질에 대한 해양생태독성평가 시 유용한 평가 수단인 것으로 판단된다. 광범위한 염분 및 pH에 대한 내성, 농도-반응(사망률) 사이의 뚜렷한 선형관계는 본 종이 표준시험종으로써 충분한 가치가 있음을 입증하였다.

• 자원환경지질
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• 제22권3호
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• pp.221-235
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• 1989

고령(高靈)-왜관(倭館) 지역 금(金)-은(銀) 광상(鑛床)은 백악기(白堊紀) 신동층군(新洞層群) 내(內)에 발달하는 열하을 충전(充塡), 3회에 거쳐 생성(生成)된 석영(石英) 및 방해석맥(方解石脈)으로 구성된다. 광화작용(鑛化作用)의 시기(時期)는 후기(後期) 백악기(白堊紀)(98 Ma) 이며, 성인적으로 암주상(岩株狀) 흑운모(黑雲母) 화강암(花崗岩)의 매입(買入) 고결작용(固結作用)과 관련된 것으로 고려된다. 유체포유물(流體包有物) 및 안정동위원소(安定同位元素) 연구(硏究)에 의하면, 금(金)-은(銀)의 침전은 1.7~8.7wt.% NaCl 상당(相當) 감농도(監農度)를 갖는 광화유체(鑛化流體)로부터 $280^{\circ}C$에서 $230^{\circ}C$에 걸쳐 진행되었으며, 광화(鑛化) 작용시(作用時)의 압력(壓力)은 <100bar, (심도(深度))는 425~1,150m였다. 유황(硫黃) 안정동위원소(安定同位元素) 연구(硏究)의 결과, 주광화시기(主鑛化時期)인 광화(鑛化)I기(期)중 광화유체(鑛化流體)의 ${\delta}^{34}S_{H_2S}$ 값이 초기(初期) +1.4‰에서 후기(後期) -2.5‰로 점차 감소함은 광화유체(鑛化流體)의 비등(沸騰)에 수반되어 수소(水素)이온농도(濃度)와 산소분압(酸素分壓)이 점진적으로 증가한 결과로 해석된다. 광화유체(鑛化流體)의 수소(水素) 및 산소(酸素) 동위원소(同位元素)값(${\delta}D$ = -90~-100‰${\delta}^{18}O$ = 3.9~-11.4‰)으로부터 열수계(熱水系)에서 천수(天水)가 지배적인 역할을 하였음을 알 수 있으며, 비등(沸騰)하는 유체(流體)가 동위원소(同位元素) 교환반응(交換反應)이 적게 일어난 천수(天水)와 혼합(混合)되면서 냉각(冷却) 및 희석(稀釋)된 결과로 금(金)-은(銀)의 심전(沈澱)이 야기된 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제31권3호
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• pp.185-199
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• 1998

1995~1996년중 부곡 지열수 지역에서 채수한 유형별 자연수를 대상으로 수문지구화학 및 환경동위원소 연구를 수행하였다. 연구 지역에는 물리화학적으로 뚜렷히 구분되는 세 유형의 자연수, 즉 (1) 군접 I (지열수 지역의 중심부에서 산출되고 최대 $77^{\circ}C$의 용출 온도를 갖는 $Na-SO_4$ 유형), (2) 군집 II(외곽부에서 산출되며 다소 낮은 온도를 갖는 $Na-HCO_{3}-SO_{4}$ 유형) 및 (3) 군집 III(지표수나 천층 냉각 지하수로서 $Ca-HCO_3$ 유형)이 함께 산출된다. 군집 I은 Ia 및 Ib로 세분된다. 수문지구화학적 진화는 수 암 반응의 증가에 따라 군집 III$\rightarrow$II$\rightarrow$I의 순으로 진행되었다. 군집 II 및 III의 자연수는 비교적 낮은 수-암 반응, 특히 방해석 및 Na-사장석의 용해 반응에 의해 형성되었지만, 군집 I은 사장석, K 장석, 백운모, 녹려석, 황철석 등과의 높은 수-암 반응에 의해 형성되었다. 용존 황산염의 농도 및 황동위원소 조성은 지열수의 기원 및 전화를 해석하는데 중요한 정보가 된다. 용존 황산염은 퇴적 기원 황철석의 산화에 의해 생성되거나 (군집 Ib의 경우), 또는 열수의 상승 통로인 단열대에 존재하는 마그마 열수기원 황철석의 용해에 의해 생성되었다 (군집 Ia의 경우). 지열 저장지의 온도 규명을 위한 알칼리 이온 지옹계의 적용성은 화학조성을 변화시키는 요인들, 특히 마그네슘이 풍부한 지표수와의 혼합에 의해 제한된다. 그러나 다성분 광물/물 평형계에 대한 열역학적 계산 및 유체포유물 설험 결과, 심부 지열 저장지 (냉각중인 화성암체?)의 온도는 $125^{\circ}C$에 이르는 것으로 판단된다. 환경동위원소 (산소-수소, 삼중수소) 연구에 의하면, 자연수는 모두 상이한 충진 특성을 갖는 강우로부터 기원하였다. 특히 군집 Ia의 물은 심부 지열 저장지까지 심부 순환한 오래된 (40년 이상) 강우로부터 기원하였으며 지표부 물과의 혼합 정도도 낮다. 본 논문에서는 황산염이 풍부한 국내 지열수의 성인 및 진화에 관한 모델을 제시한다.