• 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.

• 환경영향평가
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• 제21권3호
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• pp.483-501
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• 2012

본 연구에서는 2005 - 2006년 기간 동안 국내 인공호의 환경영향평가를 위해 LEHA 다변수 생태모형(Lentic Ecosystem Health Assessment Model)을 청평호에 적용하였고, 생태 건강도 모델값을 산정하였다. LEHA 생태 평가모형은 생물학적 변수($B_p$), 물리적 변수($P_p$), 화학적 변수($C_p$)의 11개 주요 메트릭으로 구성되었고, 이를 통합하여 생태 건강도 등급을 평가하였다. 생물학적 변수($B_p$)는 수환경의 질적 저하에 따라서 감소하는 민감종 메트릭($M_2$, NSS) 및 충식종 메트릭($M_5$, % $I_n$)이 이용되었고, 두 메트릭 모델값은 각각 1.5%, 32.4%로서 낮게 나타났다. 반면, 내성종($M_3$, % $T_s$)과 잡식종 메트릭($M_4$, % $O_m$) 값은 43%, 62%로서 높게 나타나 호수생태계의 질적 저하가 확인되었다. 물리적 서식지 변수($P_p$)는 수변 식피율($M_9$, % $V_c$)로서 1차 조사에 비해 2차 조사에 높게 나타났으며, 상류에서 하류로 갈수록 메트릭 모델 값이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 정수역의 증가로 서식환경의 단순화와 인근 수체에서 실시되고 있는 잦은 골재 채취로 인한 서식지의 하상구조 변경이 악영향을 준 것으로 사료되었다. 한편, 화학적 수질특성 변수($C_p$)는 수체의 이온(양이온/음이온) 특성을 나타내는 전기전도도($M_{10}$, $C_I$)와 부영양 상태를 평가하는 Chl-a의 부영양화 지수($M_{11}$, $TSI_{CHL}$)로서 메트릭 모델값은 계절별 변이는 크게 나타났고, 지점 간의 공간변이는 미미한 것으로 나타나, "양호상태"로 평가되었다. LEHA 다변수 모델에 의거한 청평호의 환경영향평가에 의하면, 생태 건강도 LEHA 모델값은 1차 조사에서 30.7로 "보통-악화상태", 2차 조사에서 28로 "악화상태"를 보여 계절 변이 특성을 보였다. 지점별 LEHA 모델값은 호수의 정수대(S5)에서 28로 최소치를 보였고, 그 외 지점들도 29 - 30으로 지점 간 미미한 차이를 보였다. 청평호의 종합적인 환경영향평가에 의하면, 이 화학적인 수질기준 측면에서는 "양호상태"를 보인 반면, 생물학적 기준에서는 "악화상태"를 보였는데, 이는 빈번한 준설작업으로 인한 물리적 서식지 교란이 영향을 준 것으로 사료되었다.

• 한국가축번식학회지
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• 제23권4호
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• pp.313-321
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• 1999

본 연구는 체외생산된 배반포기배의 vitrification 을 위한 용기로서 glass micropipette(GMP)을 이용할 수 있는지, GMP 와 OPS 로 동결융해 후 생존율의 비교 및 GMP vitrification 후 hatching 율의 향상을 위하여 실시하였다. GMP vessel은 열전도율과 수정란을 포함하는 적은 질량 때문에 OPS 보다 동결 및 융해속도를 높일 수 있다. 3개의 체외수정란을 vitrification 용액에 노출시키고 OPS 또는 GMP vessel에 loading 시킨 후 액체질소에 침적하는데까지 20~25초 이내에 실시하였다. 동결ㆍ융해한 배반포기배는 0.25와 15 M sucrose solution 및 TCM 1999에 각각 5분씩 차례로 희석한 후 10% FCS가 첨가된 TCM 199에 24시간동안 배양하였다. OPS(75.9%)와 GMP(80.0%) 방법간의 re-expanding 율은 유의적 (P＜0.05)인 차이가 없었다. OPS(34.1%)와 GMP(37.5%) 방법에서 hatching 율은 intact group(54.3%) 보다도 유의적 (P＜0.05)으로 낮았다. 비록 GMP straw 당 3개 이하의 blastocysts 를 loading 하였더라도 narrow portion(83.3%) 보다도 wide portion(S6.7%)에서 vitrified 되었다면 re-expanding 율이 유의적 (P＜0.05)으로 낮았다. 비록 30초 처리군과 무처리군 간에는 유의적인 차이가 없었지만 0.05% pronase 용액에 30, 60 및 90초간 처리군 (45.9, 54.7 및 57.5%)의 hatching 율은 무처리구 (35.0%) 보다 유의적 (P＜0.05)으로 높았다. 이러한 결과들은 OPS와 GMP vitrification vessel은 체외생산된 배반포기배의 높은 생존율을 얻을 수 있다. 그러나 GMP vessel은 L$N_2$침적 후 vessel의 floating을 방지하기 위한 또 다른 cap 이 필요하지 않다는 유리한 점을 가지고 있다. 수정란의 loading 위치, 즉 narrow 또는 wide portion에 따라 소 체외 생산된 배반포기배의 생존력에 제한적인 요인으로 고려된다. 0.5% pronase 용액에 60 또는 90초간의 노출은 융해후 hatching 율을 향상시킬 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.578-583
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• 2010

수원과 태안에 위치한 농업지역에서 영농기간 중 강우의 화학적 특성을 알아보기 위하여 2009년 4월부터 11월까지 강우 53점을 채수하여 강우 중의 이온조성, 산성도 및 강우량을 고려한 가중평균 이온농도 변화를 평가하였다. 강우의 조성에서 양이온 구성은 $Na^+>{NH_4}^+>Ca^{2+}>H^+>Mg^{2+}>K^+$의 순이었으며, $Na^+$와 ${NH_4}^+$ 성분이 전체 양이온 조성의 65% 이상을 차지하였다. 음이온은 ${SO_4}^{2-}>{NO_3}^->Cl^-$ 순으로 ${SO_4}^{2-}$가 약 61%를 차지하였다. 조사 기간 중 평균 sulfate 함량은 수원 130.2 ${\mu}eq\;L^{-1}$ 태안121.3 ${\mu}eq\;L^{-1}$이었으며, 이중 비해염 sulfate (NSS-${SO_4}^{2-}$)함량이 92%를 차지하여 강우 중에 함유된 sulfate의 대부분이 인위적인 발생원에 기인된 것을 알 수 있었다. 강우량을 고려한 월별 질소 부하량은 약 1~2 kg $ha^{-1}$정도로 토양에 공급되는 것을 볼 수 있었다. 특히, 수원지역의 7월 강우사상별 강우량은 7.3 mm 이상으로 총질소는 6 kg $ha^{-1}$로 가장 많이 부하되는 것으로 나타났다. 주요 영농기인 4~10월 동안 ${SO_4}^{2-}$, $Ca^{2+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$의 부하량은 수원에서 각각 56.0, 7.4, 5.7, 1.4 kg $ha^{-1}$ 이었고, 태안에서 각각 42.8, 4.7, 2.6, 1.4 kg $ha^{-1}$ 이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제9권2호
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• pp.99-105
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• 1976

우리나라 남해안(南海岸)에 분포(分布)된 간척지토양중(干拓地土壤中)의 하나인 구포통(鳩浦統)에 대(對)한 형태적(形態的) 물리적(物理的) 및 화학적(化學的) 특성(特性)을 조사(調査)하였는 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 남해안일대(南海岸一帶) 리아해안(海岸)에 분포(分布)된 간척지(干拓地)는 저구릉(低丘陵) 또는 구릉곡간(丘陵谷間)에 위치(位置)한 해안곡간간척지(海岸谷間干拓地)로서 대부분(大部分)이 하천(河川)의 영향(影響)없이 퇴적(堆積)되었고 구릉(丘陵)과 매우 가깝게 접(接)하고 있어 내륙곡간지토양(內陸谷間地土壤)과 유사(類似)하며 모래함량(含量)이 높고 미사(微砂)와 점토함량(粘土含量)이 낮아 서해안(西海岸) 일대(一帶)의 넓은 하해혼성평탄지(河海混成平坦地)에 분포(分布)된 토양(土壤)과 구별(區別)된다. 2. 형태적(形態的) 특성(特性)을 보면 표토(表土)는 회갈색(灰褐色)에 약간(若干)의 황갈색(黃褐色) 반문(斑紋)이 있는 사양토(砂壤土)이며 기층(基層)은 회색(灰色) 사양토(砂壤土)로 약간(若干)의 석력(石礫)(약(約) 10%)이 있고 지하수위(地下水位)는 10-30cm로 높다. 간척후(干拓後) 토양생성작용(土壤生成作用)을 받은지 얼마되지 않은 새로운 퇴적층(堆積層)으로 단면(斷面)의 발달(發達)은 없다. 3. n계수(係數)가 0.8내외(內外)로 높아 미열성토양(未熱成土壤)에 속(屬)한다. 4. 화학적특성(化學的特性)에 있어 pH는 표토(表土)로부터 기층(基層)까지 8.0 이상(以上)으로 알카리성(性)이며 유기물함량(有機物含量)은 표토(表土) 1.16%, 그이하(以下) 토층(土層)은 모두 0.5% 내외(內外)로 매우 낮고 양(陽) ion치환용량(置換容量)은 7-9m.e/100g로 낮다. 표토(表土)의 치환성(置換性) 양(陽) ion 즉(卽) Ca: Mg: Na: K의 비(比)는 20:7:4:1이고 염기포화도(鹽基飽和度)는 60% 이상(以上)이다. ($NH_4OAc$법(法)). 전기전도도(電氣傳導度)는 7-12mmhos/cm로 높은 편(便)이고 유효인산함량(有効燐酸含量)이 25ppm 이하(以下)로 매우 낮다. 5. 물리적열성(物理的熱成)을 기준(基準)하여 분류(分類)하면 "Unripe soils with half-ripe subsoils"로 볼수 있고 미칠차시안원안(美七次試案原案)에 의(依)하면 "Hydric Haplaquents"로 되어 물리적열성도(物理的熱成度)를 나타 낼수 있으나 동증보안(同增補案)에 의(依)하면 "Typic Haplaquents"로 되어 타숙성토(他熟成土)와 특성비교(特性比較)가 어렵게 되었다. 그러나 칠차시안(七次試案)의 종결안(終結案)이라 볼 수 있는 토양분류(土壤分類)에 의(依)하면 "Haplic Hydraquents"로 분류(分類)할 수 있어 토양(土壤)의 숙성도(熟成度)를 포함(包含)한 제특성(諸特性)이 잘 반영(反映)되었으며 수개(數個)의 타분류안(他分類案)에서는 물리적숙성도(物理的熟成度)를 나타낼수 없었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.237-245
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• 2017

본 연구는 전라북도 내 하수처리장 방류수를 효율적으로 재이용하기 위해 일일 방류량이 $5,000m^3$ 이상 되는 12개 하수처리장을 대상으로 방류수 수질을 조사하고 처리장 주변 현황을 파악하여 용도별 재이용 가능성을 제안하는데 목적을 두었다. 추가적으로 방류수를 재처리하기 위한 실험실규모의 실험도 수행하였다. 방류수는 7개 용도별 수질기준에 근거하여 중금속 16개 항목을 포함한 총 28개 항목을 수질 분석하였다. 분석결과 부적합 항목은 색도, BOD, TN, SS, 염화물, 전기전도도 등 6개 항목이며, 색도와 TN이 각각 8개소, 5개소로 가장 높았다. 유입원수가 공단폐수 및 음식물처리수가 유입되는 처리장의 경우 염화물과 전기전도도가 높았다. 방류수 재처리없이 직접 재이용수로 가능한 처리장은 4개소였다. 실험실 규모의 실험(Lab test)은 모래여과(SF)-활성탄흡착(GAC)-정밀여과(MF)-역삼투압(RO) 순으로 실험을 수행하였다. 총대장균군, 색도, 부유물질(SS) 제거는 SF와 GAC조합이 경제성과 처리 효율면에서 가장 적절하였으며, 염화물과 전기전도도는 SF, GAC, MF에서는 큰 효과가 없었으며, RO처리 후 90% 이상의 제거효율을 보였다. $UV_{254}$는 원수가 0.3651/cm에서 SF-GAC공정 후 0.0306/cm로 92% 이상의 높은 제거효율을 보였다. 중금속 중 총붕소(B-total)는 SF-GAC-MF-RO 처리 후 0.7054 mg/L에서 0.0854 mg/L로 88% 제거효율을 보였다. 결론적으로 각 처리장은 방류수 수질분석결과와 주변 지형을 고려하여 방류수 재이용 용도를 선택하여야 한다. 또한 재처리가 필요한 경우 처리할 수질 항목과 처리비용을 고려한 처리방법을 결정하는 것이 적절하다고 판단된다.

• 지질공학
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• 제26권4호
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• pp.515-529
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• 2016

본 연구에서는 제주 서귀포지역에서 산출되는 온천수 2지점과 탄산수 2지점에 대한 화학성분, CFCs (Chlorofluorocarbons) 동위원소, ${\delta}^{18}O$, ${\delta}D$, ${\delta}^{13}C$ 동위원소, 영족기체(He, Ne) 동위원소 분석을 통하여 탄산온천수와 탄산수의 수리화학적 특성, 생성연령, 영족기체의 기원과 $CO_2$ 가스의 기원을 해석하였다. 연구지역의 탄산수의 pH는 6.21~6.84의 범위의 약산성과 매우 높은 전기전도도 값($1,928{\sim}4,720{\mu}S/cm$)의 특성을 보인다. 화학적 유형은 $Mg(Ca,Na)-HCO_3$ 내지는 $Na(Ca,Mg)-HCO_3$ 유형을 보인다. 환경추적자인 CFCs 농도를 이용하여 지하수 연령측정결과, 탄산수는 약 47.5~57.2년, 지하수는 약 30.3~49.5년으로 추정되었다. 탄산수의 ${\delta}^{13}C$값은 -1.77~-7.27‰의 범위를 보여 $CO_2$ 가스의 기원은 심부기원과 일부 심부-무기기원의 혼합 기원으로 도시되었지만, 영족기체 조성비($^3He/^4He$, $^4He/^{20}Ne$)에서 헬륨가스가 심부기원의 농도가 절대적으로 높은 값을 보여 화산활동과 관련한 심부 마그마 기원임을 보여준다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제57권1호
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• pp.65-72
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• 2014

바이오차는 바이오매스의 열분해를 통해 생산되는 물질로써 최근 토양 내 탄소격리, 토양질 개선, 환경 중 오염물질의 정화 등에 우수한 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 외래 유해 식물인 가시박을 $300^{\circ}C$ 및 $700^{\circ}C$에서 열분해하여 바이오차를 생산하였으며, 생산된 바이오차에 대한 물리 화학적 특성평가 및 수용액 중 항생물질의 흡착제거연구를 실시하였다. 연구결과 열분해 온도가 증가함에 따라 생산된 가시박 바이오차의 pH, EC, 회분, 고정탄소함량은 증가하였으며, 수득률, 휘발분함량, 작용기는 감소하였다. 특히, H/C atomic ratio의 경우 바이오차의 방향성, O/C atomic ratio의 경우 극성과 관련된 인자로서 고온 열분해 시 바이오차의 방향성 구조의 형성이 촉진되었고, 반대로 극성작용기들이 제거되면서 극성은 감소하는 것으로 나타났다. 또한 고온에 의한 가시박 바이오매스의 인장 강도 감소로 인해 생산된 바이오차의 입자크기는 감소하였다. 수용액 중 항생물질 제거효율은 바이오차 생산 온도가 상승함에 따라 증가하였는데, BM, BC300 및 BC700의 항생물질 초기농도 대비 TC의 제거효율은 각각 38, 95, 99%, SMZ의 제거효율은 각각 6, 7, 35%인 것으로 나타나 TC에 대한 제거효율이 상대적으로 높았다. 가시박 바이오차에 의한 수용액 중 항생물질의 제거는 바이오차와 항생물질이 함유한 방향성 구조 간에 발생하는 ${\pi}-{\pi}$ EDA 작용에 의한 흡착제거기작에 기인한 것으로 판단되었다. 본 연구결과 바이오차는 여러 유기오염물질의 제거에 광범위하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 이외에도 여러 가지 바이오매스, 다양한 열분해 온도조건 및 화학적 활성화를 통해 생산되는 바이오차의 특성평가와 실제 적용에 관한 연구가 필요하며, 오염물질의 제거와 동시에 토양 적용을 통한 탄소격리, 토양질 개선 등에 관한 연구도 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권10호
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• pp.591-598
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• 2017

촉매 코팅하지 않은 탄소전극(graphite felt)을 이용한 미생물연료전지에서 전력 오버슈트 현상이 발생하였으며 환원전위의 손실이 대부분의 전압 감소 원인으로 파악되었다. 이를 해결하고자 백금-탄소 촉매 코팅한 탄소전극과 싸고 고전도성을 지닌 스테인리스강 수세미 전극을 사용하여 전력 오버슈트 현상 극복과 전압손실에 대한 분석을 하였다. 백금-탄소 촉매 코팅한 탄소전극을 환원전극으로 이용한 미생물연료전지에서는 여전히 전력오버슈트가 발생하였지만 스테인리스강 수세미 전극에서는 낮은 환원용액 공급유속에서도 전력 오버슈트가 발생하지 않았으며 29% 가량의 증가된 최대전력밀도 값($23.9A/m^3$)을 얻을 수 있었다. 탄소전극을 사용한 미생물연료전지의 전력 오버슈트는 환원용액의 유입유속을 증가시킴에 따라 해결할 수 있었다. 또한 탄소전극과 스테인리스강 수세미 전극을 이용한 미생물연료전지 모두 유속 증가에 따라 최대전력밀도 값과 최대전류밀도 값이 2-3.5배 가량 증가하였다. 유입유속 증가에 따른 전압손실을 분석한 결과 활성도 손실, 저항 손실, 물질전달 손실 모든 구간에서 미생물연료전지의 환원전위 손실이 감소하였다. 이에 따라 스테인리스강 수세미는 경제성 있고 전력오버슈트 현상을 예방하는 미생물연료전지의 환원전극으로써 좋은 재료이며 만약 환원전극 문제로 인해 전력 오버슈트 현상이 발생한다면 환원조 내부 유동을 증가시키는 것이 이를 해결할 수 있는 좋은 방법이라 판단된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제3권3호
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• pp.93-107
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• 1998

옥천계변성암 지역에 분포하는 15개 먹는샘물 업체의 지하수 원수의 수질은 다른 지역의 지하수와는 상이한 특성을 보여준다. 특히 전기전도도, 경도, Ca, Mg, $HCO_3$는 전국의 여러 지역중에서 가장 높다. 대부분의 업체의 지하수의 양이온 함량비는 Ca>>Mg, Na>K의 순이며, 음이온의 함량비는 $HCO_3$>$SO_4$>Cl>F의 순을 보인다. 특히 중탄산의 함량은 다른 지역에 비하여 월등히 높으며 수질유형은 Ca-Mg-$HCO_3$>Ca-$HCO_3$>Ca-Na-$HCO_3$순으로 나타난다. 옥천계변성암 지역의 지하수는 대체로 탄산염의 용해작용에 의하여 영향을 받은 것으로 보인다. 원소별 상관계수는 Mg-$HCO_3$가 0.92로서 가장 높으며 Ca-$HCO_3$(0.88), Ca-Mg(0.80), Ca-Cl(0.78), Mg-$SO_4$(0.78), Ca-$SO_4$(0.71) 등도 비교적 좋은 상관계수를 보인다. 이같은 현상은 탄산염 석고나 경석고의 용해작용과 관련되는 것으로 보인다. Ca와 EC간의 관계는 결정계수(determinative coefficient)가 R2=0.87인데 비하여, EC와 (K+Na+Ca)원소 전체의 관계는 결정계수가 R2=0.89로서 EC에 대한 Ca의 기여도는 주요 양이온들 가운데서 가장 크다. Ca와 HCO$_3$, Ca와 Mg간의 결정계수는 양호한 편인데, 이들은 서로 화학적 관련성을 가지면서 거동함을 나타낸다. 실리카 상들을 제외한다면 대부분의 지하수는 방해석의 포화도에 가장 근접한 상태를 보여 주며 돌로마이트도 점차 포화상태에 가까워 지고 있다. 그러나 석고, 경석고, 형석에 대하여는 불포화정도가 다소 큼을 나타낸다. 탄산염은 물-암석과의 반응이 어느 정도 더 진행되면 곧 포화상태에 도달하게 되어 더 이상 지하수의 수질화학에 영향을 주지 못하게 될 것으로 보인다.