• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.551-574
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• 2014

중생대 경상누층군(Gyeonsang Super Group)의 백악기 퇴적암과 화성암류가 분포하는 경상남북도 지역의 201개 지하수공을 대상으로 자연방사성물질인 우라늄과 라돈의 함량특징과 수리지질학적 관련성을 규명하였다. 이를 위하여 요인분석을 통하여 방사성물질과 주요 수질성분과의 상관성을 해석하였으며, 또한 이들의 함량분포와 지질을 고려하여 자연방사성물질의 함량분포도를 작성하였다. 경상남북도지역의 지하수는 대부분 Ca-Na-$HCO_3$가 우세한 유형을 보여 전형적인 칼슘-나트륨-중탄산형의 수리화학적 특징을 보인다. 우라늄의 함량이 미국 EPA의 MCL $30{\mu}g/L$를 넘는 지점은 1개소, 라돈함량이 미국 EPA의 AMCL 4,000 pCi/L를 넘는 지점은 3개소였으며, 전알파의 함량이 15 pCi/L 또는 라듐함량이 5 pCi/L를 넘는 지점은 없었다. 우라늄의 함량범위는 $0.02{\sim}53.7{\mu}g/L$, 평균 $1.56{\mu}g/L$, 표준편차 $4.3{\mu}g/L$이고, 중앙값은 $0.47{\mu}g/L$로서 매우 낮다. 우라늄의 평균치는 신동층군 > 중생대 화강암 > 하양층군 > 유천층군 > 신생대 제3기 퇴적암의 순으로 높다. 전체지역의 라돈의 함량범위는 2~8,740 pCi/L, 평균 754, 중앙값 510, 표준편차는 907 pCi/L이다. 라돈의 평균치는 중생대 화강암 > 유천층군 > 신생대 제3기퇴적암 > 하양층군 > 신동층군의 순으로 높다. 경상남북도의 주요 지질단위를 구분하여 요인분석을 실시한 결과, 우라늄과 라돈의 상관성은 매우 낮았으나, 우라늄과 라돈은 일부 중요 수질항목과 높은 상관관계를 보인다. 요인분석 결과에 의하면 특정한 요인이 자연방사성원소의 거동특성에 크게 영향을 주지 않으므로 이들은 다소 독립적인 거동특성을 하는 것으로 볼 수 있다. 광역적인 방사상물질 연구에서는 행정구역단위 외에도 주요 지질별로 구분하여 방사성원소의 함유특징을 해석할 필요가 있다.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.659-669
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• 2021

본 연구는 다양한 지질의 지하수(대전, 청원, 춘천, 이천, 괴산 지역) 내 우라늄-238 및 라돈-222와 같은 자연방사성물질의 산출과 헬륨 동위원소와의 상관성을 해석하고, 헬륨의 기원별 혼합비를 분석하여 대수층의 지표환경과의 연관성을 추론하고자 하였다. 이를 위하여 연구지역에서 9개의 지하수 시료를 채취하여 우라늄-238, 라돈-222, ³He/⁴He 동위원소를 분석하였다. 분석결과 복운모화강암 지역의 지하수에서 우라늄-238의 농도가 218~477 ㎍ /L의 범위로 높은 함량을 보여주었다. 지하수의 ⁴He 대기-지각 혼합비와 라돈-222 함량과는 상관성 있는 경향을 보여준다. 즉, 지각기원 ⁴He비가 높을수록 라돈의 함량이 높은 경향을 보인다. 그러나 헬륨과 우라늄-238과의 상관성은 거의 보여주지 않는다. 헬륨과 라돈은 불활성기체이므로 지하환경에서 거의 유사한 거동을 보이는 반면, 무기이온인 우라늄-238과 불활성기체인 헬륨은 그들의 거동 자체가 다르기 때문이다. 대기-지각-맨틀 기원의 헬륨 혼합비를 보여주는 3He/⁴He vs ⁴He/²⁰Ne 상관관계도에서 지하수는 3개의 그룹(대기, 대기-지각혼합, 지각-맨틀 혼합)으로 구분된다. 연구결과는 헬륨의 기원별 혼합비를 통하여 지하수 대수층의 환경과 지표환경과의 상관성 해석을 위한 도구로 활용될 수 있음을 시사한다.