• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.15-23
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• 2012

$CO_2$ 소화설비의 소화성능 시험방법에는 직접시험방법이 가장 좋지만, 고비용과 환경문제 그리고 시험절차의 어려움으로 간접시험방법을 사용하는 경우가 많다. 그러나 석유화학플랜트나 원자력발전소와 같은 국가 중요위험시설은 화재가 발생하면 대형피해가 발생할 수 있으므로 직접방사시험을 통해 소화성능을 검증할 필요가 있다. 본 연구는 국가 중요위험시설에 설치된 전역방출방식의 $CO_2$ 소화설비 중에서 표면화재 방호구역과 심부화재 방호구역을 각각 선정하여 $CO_2$ 소화설비의 소화성능을 검증해 보았다. 소화성능은 방호구역 내에 방사된 $CO_2$의 농도가 설계농도기준(NFSC 및 NFPA)에 만족해야 그 성능을 인정받을 수 있다. 여기서, 설계농도는 $CO_2$ 소화약제가 화염을 제어할 수 있는 소화농도에 여유율 20 %를 감안한 농도를 의미한다. 시험결과 표면화재와 심부화재 방호구역 모두 $CO_2$ 설계농도를 확보하고 있음을 확인하였고 심부화재의 경우에는 20분 이상 설계농도가 유지되었다. 본 연구를 통해 국가 중요위험시설에 대한 직접방사시험 방법 및 판정방법을 소개하였고 향후 이와 같은 국가 중요위험시설에는 직접방사시험을 통해 소화설비의 신뢰성을 검증해야 할 필요성을 제기하였다.

• 자원환경지질
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• 제33권6호
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• pp.469-489
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• 2000

The hydrogeochemical and isotopic studies on deep groundwater (below a 550 m depth from the ground surface) in the Munkyeong area, Kyeongbuk province were carried out. Two types of deep groundwater (${CO_2}$-rich groundwater and alkali groundwater) occur together in the Munkywong area. ${CO_2}$-rich groundwater (Ca-${HCO_3}$ type) is characterized by low pH (5.8~6.5) and high TDS (up to 2,682 mg/L.), while alkali groundwater (Na-${HCO_3}$ type) shows a high pH (9.1~10.4) and relatively low TDS (72~116 mg/L). ${CO_2}$-rich water may have evolved by ${CO_2}$ added at depth during groundwater circulation. This process leads to the dissolution of surrounding rocks and Ca, Na, Mg, K and ${HCO_3}$ concentrations are eniched. The low $Pco_2$ ($10^{-6.4}$atm) of alkali groundwaters seems to result from the dissolution of silicate minerals without a supply of ${CO_2}$. The ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}^D$values and tritium data indicate that two types of deep groundwater were both derived from pre-thermonuclear meteoric water and have evolved through prolonged water-rock interaction. The carbon isotope data show that dissolved carbon in the ${CO_2}$-rich water was possibly derived from deep-seated ${CO_2}$ gas, although further studies are needed. The ${\delta}^{34}S$ values of dissolved sulfate show that sulfate reduction occurred at great depths. The application of various chemical geothermometers on ${CO_2}$-rich groundwater shows that the calculated deep reservoir temperature is about 130~$l75^{\circ}C$. Based on the geological setting, water chemistry and environmental isotope data, each of the two types of deep groundwater represent distinct hydrologic and hydrogeochemical evolution at depth and their movement is controlled by the local fracture system.

• 자원환경지질
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• 제34권1호
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• pp.71-88
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• 2001

경상지역에서 산출되는 탄산약수 중 신촌약수에 대하여 지화학적 및 동위원소 연구를 수행하였다. 신촌 탄산약수는 높은 $CO_2$분압 ($10^{-0.35}$ ~$10^{0.29}$ atm) 및 높은 총용존이온함량 (835~3,144 mg/L)을 가진 전형적인 탄산수 특성을 보이며 지화학적으로는 Ca (Na)-HCO$_3$형으로 분류된다. 지화학 및 환경동위원소 분석결과는 탄산수내 이산화탄소가 심부기원임을 지시한다. 따라서 심부기원의 $CO_2$에 의해 생성된 탄산수가 다양한 물-암석 반응을 거치면서 주로 심부의 화강암과 반응에 의해 현재의 탄산수로 진화된 것으로 판단된다. 주된 물-암석 반응은 사장석과의 반응이며 방해석의 침전이 수반되면서 Ca의 용존량이 조절되어 Na의 함량이 높아진 것으로 보인다. 이처럼 탄산수의 지화학적 특성은 주로 심부의 화강암과 반응에 의한 특징을 보여주지만 높은 K 및 $SO_4$함량으로 미루어 탄산수가 지표로 상승하는 과정에서 주변모암인 퇴적암과의 반응에 의해서도 일부 영향받은 것으로 추정된다. 또한 탄산수 내 $NO_3$함량 및 삼중 수소함량은 일반 천부지하수의 혼입가능성을 지사하고 있다. 신촌지역 자연수들의 산소 및 수소 동위원소 조성은 전체적으로 지구순환수선과 평행하게 도시되어 순환수 기원으로 추정할 수 있으며, 일부 $CO_2$분압이 높은 탄산수 시료는 동위원소적으로 더 가벼운 $CO_2$가스와 동위원소적으로 재평형을 이루었음을 보여주기도 한다. 탄산수의 탄소 동위원소 조성은 전체적으로 심부기원 $CO_2$의 영역에 해당되며, 심부기원 $CO_2$영역내에서 동위원소적으로 무거운 영역에 속하는 특징을 보인다.

• 자원환경지질
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• 제24권4호
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• pp.335-346
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• 1991

It is observed that calcareous nodules of the Hwajeol Formation are locally skarnized in the Sangdong district, in which the skarn mineralization extends 5 Km westward from the Sangdong mine area to the Hwajeolchi area. After a hidden granite beneath the Sangdong mine was discovered by exploration drillings, the exploration teams of the Sangdong mine and the Korean Mining Promotion Corporation have assumed that the skarn nodule of the Hwajeol Formation was derived from emplacement of a granite in deep place and the occurrence of hidden ore bodies below the skarn, and they have discovered high grades of tungsten orebody in the same horizon of the Sangdong ore body. Mutual genetic relatioships between epidote and garnet may be explained by following chemical reactions $Ca_2FeA_{12}$ $Si_3O_{12}(OH)+CaCO_3=Ca_3(Fe,\;Al)_2$ $SiO_{12}+1/2CO_2+1/2H^+Ca_3FeSi_3O_{12}+SiO_2+CO_2=2CaFeSi_{12}O_6+CaCO_3+1/2O_3$. It is concluded that epidote and garnet are useful as target minerals indicating a potential occurrence of deep seated hidden ore body. Since the epidote may inform the emplacement of the granite, while the garnet in the skarn nodule of the Hwajeol Formation may reflect a strong hydrothermal mineralization taking place from the depth.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.87-90
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• 2000

The hydrogeochemical and isotopic studies on deep groundwater in the Munkyeong area, Kyeongbuk province were carried out. $CO_2$-rich groundwater (Ca-HC $O_3$ type) is characterized by low pH (5.8~6.5) and high TDS (up to 2,682 mg/L), while alkali groundwater (Na-HC $O_3$ type) shows a high pH (9.I~10.4) and relatively low TBS (72~116 mg/L). $CO_2$-rich water may have evolved by $CO_2$ added at depth during groundwater circulation. This process leads to the dissolution of surrounding rocks and Ca, Na, Mg, K and HC $O_3$ concentrations are enriched. The low Pc $o_2$ (10$^{-6.4}$atm) of alkali groundwaters seems to result from the dissolution of silicate minerals without a supply of $CO_2$. The $\delta$$^{18}$ O and $\delta$D values and tritium data indicate that two types of deep groundwater were both derived from pre-thermonuclear meteoric water. The carbon Isotope data show that dissolved carbon in the $CO_2$-rich water was possibly derived from deep-seated $CO_2$ gas. The $\delta$$^{18}$ S values of dissolved sulfate show that sulfate reduction occurred at great depths. The application of various chemical geothermometers on $CO_2$-rich groundwater shows that the calculated deep reservoir temperature is about 130~175$^{\circ}C$. Based on the geological setting, water chemistry and environmental isotope data, each of the two types of deep groundwater represent distinct hydrologic and hydrogeochemical evolution at depth and their movement is controlled by the local fracture system.m.

• 지질공학
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• 제22권1호
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• pp.123-134
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• 2012

본 연구에서는 경북 청송지역 달기탄산약수를 대상으로 수리화학적 특성을 밝히고, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ 분석과 영족기체 동위원소 ($^3He/^4He$, $^{20}Ne/^{22}Ne$)의 존재비를 분석하여 영족기체와 연계한 탄산가스의 기원을 밝히고자 하였다. 달기 탄산약수의 수리화학적 특성은 pH 5.93~6.33 범위로 약산성의 특성을 보이고, 전기전도도 값은 1,950~$3,030{\mu}S/cm$ 범위로 높은 값을 보인다. 탄산약수의 수리화학적 유형은 Ca(Mg)-$HCO_3$ 형에 속하며, Na의 함량도 매우 높은 값을 보인다. 모든 약수는 Fe, Mn의 함량이 음용수 수질기준치를 초과하고, 일부에서는 As의 함량이 높은 값을 보인다. 탄산약수의 주요 이온성분 함량은 1999년에 보고된 함량보다 전반적으로 약간 높은 값을 보인다. 달기 탄산약수의 ${\delta}^{13}C_{DIC}$값은 -6.70~-4.47‰범위를 보여 $CO_2$의 기원은 맨틀과 마그마와 같은 지하 심부기원임을 지시한다. 달기탄산약수는 $^3He/^4He$비가 $7.67{\times}10^{-6}{\sim}8.38{\times}10^{-6}$ 범위로 높은 값을 보이고, $^4He/^{20}Ne$비는 21.32~725.7 범위를 보여, 대기-맨틀-지각 기원의 3성분계상에서 헬륨가스의 기원이 맨틀과 같은 심부기원(혹은 화산성기원)의 영역에 도시된다. 이와 같은 연구결과는 과거 달기약수내 $CO_2$가 무기기원이라는 해석과는 달리 보다 분명한 심부기원의 $CO_2$공급원을 제시하는데 의미가 있다.

• 자원환경지질
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• 제35권2호
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• pp.121-136
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• 2002

경북에서는 16개 지역에서 탄산수가 산출된다. 탄산수의 산출은 중생대 화강암과 경상누층군의 퇴적암류(또는 선캠브리아기 변성암)의 지질경계부 또는 단층대를 따라서 집중된다. 경북지역 탄산수는 매우 높은 $CO_2$의 함량( $P_{CO_2}$ =0.46~5.21 atm)과 422~2,280$\mu\textrm{S}$/cm 범위의 전기전도도, Ca-HC $O_3$형의 수리화학적 특성을 보인다. 아울러 대부분 의 탄산수는 다량의 F7를 함유하는 것이 특징이다. 탄산수에 대한 $\delta$D과 ${\delta}^{13}$18/O 분석 값은 탄산수가 순환수 기원임을 지시한다. 탄산수의 높은 $CO_2$ 압력과 탄산염 침전물에 대한 Sl3c 값이 -1.5 ~-6.7$\textperthousand$ PDB 범위를 보여 탄산성분은 지하 심부에서 상승한 $CO_2$ 가스와 탄산염광물의 용해반응에 기원한 것으로 해석된다. 탄산수와 광물사이에 열역학적 평형관계와 탄산수의 수리화학적 특성을 보면 탄산수의 화학성분을 결정한 주요 근원광물은 사장석, 정장석, 탄산염 광물 및 철산화물임을 지시한다. pH가 약산성이고, 높은 $CO_2$ 압력하에서 일부 탄산수를 제외한 대부분의 탄산수는 탄산염광물 및 앨바이트에 대해서 열역학적으로 용해성 환경에 있다.

• 지질공학
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• 제21권1호
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• pp.65-77
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• 2011

본 연구에서는 경북 봉화지역, 강원도 오대산 및 춘천지역에서 산출되는 8개 탄산약수터에서 11개 탄산약수 시료를 대상으로 수리화학적 특성을 규명하고, 용존무기탄소의 동위원소(${\delta}^{13}C_{DIC}$)분석을 통해 탄산가스의 기원을 해석하며, 영족기체 동위원소($^3He/^4He$, $^{20}Ne/^{22}Ne$)의 동위원소 존재비를 분석하여 탄산가스의 기원과 연계한 영족기체의 기원을 밝히고자 하였다. 연구결과 탄산약수의 수리화학적 특성은 pH 5.59~6.04 범위로 약산성의 특성을 보이고, 전기전도도 값은 $302{\sim}864\;{\mu}S/cm$ 범위를 보인다. 모든 탄산약수의 수리화학적 유형은 Ca-$HCO_3$ 형에 속한다. 특히 Fe, Mn의 함량이 높아 음용수 수질기준치를 초과한다. 연구지역 탄산약수의 ${\delta}^{13}C_{DIC}$ 값은 -2.84~5.3‰ 범위를 보이므로 $CO_2$의 기원은 주로 심부기원이며, 물-암석 반응과정에서 탄산염광물등의 영향을 일부 받은 것으로 해석된다. 탄산약수의 $^3He/^4He$ 동위원소비와 $^4He/^{20}Ne$동위원소비 상관관계에서 탄산약수는 기원상 3개의 군으로 분류된다. 맨틀과 같은 심부기원의 영역, 대기기원에 가까운 영역, 맨틀기원과 대기기원의 혼합영역으로 도시된다. 이는 심부기원의 영족기체가 천부지하수와 지표노출에 의해 대기기원과 혼합된 것으로 해석되며, 맨틀과 같은 심부기원의 헬륨가스의 공급은 지질경계 및 단층과 같은 지질구조와 밀접한 관계가 있는 것으로 추정된다.

• 자원환경지질
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• 제32권5호
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• pp.455-468
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• 1999

Carbonated mineral waters fo $Ca(Mg)-HCO_3$ type spring out fissure of Jurassic granite in the valley floor of the Chungsong area. The water has been long as a Dalki medicinal water because of its unique therapeutic effect against clacium deficit, stomach and skin troubles, ect. The water has a high $CO_2$ concentration ($P_{CO_2}$=0.51~1.12atm) and exhibits strong pH buffering (5.9~6.26) by $H_2CO_3/HCO_3$ couple. Electrical conductivity ranges from 1,900 to 3100 $\mu$S/cm. Environmental isotopic data $(^{2}H/^{1}H, ^{18}O/^{16}O \;and \;^3H)$ indicates that the water is of meteoric origin recharged in the Cretaceous sedimetary strata distributed in upper part of the catchment area at least before 1950s, The high $P_{co_2}$ and carbon isotope data (${\delta}^{13}C=-3\sim-0.2\textperthousand$) suggest that the potential source of carbonated mineral water was originated in deep-seated $CO_2$ as wel as aboundant carbonate minerals of sedimentary desimetary rocks. The major source minerals of the dissoved species in the carbonated mineral water appear to be carbonate minerals, albite and K-feld-spar in sedimentrary rocks.

• 대한지하수환경학회지
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• 제6권4호
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• pp.159-170
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• 1999

초정지역에서 산출되는 탄산수에 대한 수리화학적 연구를 수행하였다. 초정탄산수는 낮은 pH(5.0~5.8). 높은 이산화탄소함량($Pco_2$＜$10^{0.31}$atm). 높은 TDS 함량을 갖는 것으로 특징되며. 화학적으로 Ca-$HCO_3$형에 속한다. 탄산수의 화학적특성은 지하수가 심부로 순환하는 과정에서 심부기원의 이산화탄소와의 반응을 통하여 탄산수가 형성되었음을 지시하며. 낮은 pH를 갖는 탄산수는 물-암석(화강암) 반응이 활발히 진행되면서 지화학적으로 진화된 것으로 판단된다. 또한 높은 $NO_3$함량은 탄산수가 천부로 상승되는 과정에서 주변지하수와 혼합된 특성을 지시한다. 초정 탄산수의 진화과정은 이산화탄소의 공급. 물-암석반응 및 혼합작용으로 설명할 수 있다. 이러한 진화과정을 열역화적으로 확인하고자 지화학 반응을 PHREEQC를 이용하여 모델링하였다. 비록 모델링은 사장석자의 반응에 국한되었지만. 탄산수의 진화과정에서 pH 및 Ca와 Na함량 변화양상에 대한 타당한 설명을 제시하고 있다.