• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.719-729
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• 2008

본 연구에서는 지구화학 모델을 활용하여 지하수 환경에서의 우라늄의 존재 형태, 흡착 및 이동 특성을 모사해 보았다. 흡착에 의한 우라늄의 지연 이동을 효과적으로 모사하기 위하여 3차원 지하수 유동 모델과 반응성 용질 이동 모델을 활용하였다. 모사 결과, $pCO_2=10^{-3.6}$조건에서 대부분의 우라늄 흡착(최대 99.5%)은 pH 5.5와 띠에서 발생하였다. $pCO_2$가 $10^{-2.5}$인 경우 우라늄이 대부분 흡착되는 pH범위는 6에서 7사이로 매우 좁았으며, 반면 $pCO_2=10^{-4.5}$인 경우에는 흡착되는 pH가 범위가 상대적으로 넓어 pH 5.5에서 8.5사이에서 대부분 흡착되었다. 음이온 화합물을 고려한 경우에는 pH 6 이하에서는 불소착물의 형성에 의해 우라늄 흡착이 감소하였다. 본 연구를 통하여, 우라늄 이동이 pH, $pCO_2$ 및 음이온의 종류와 농도 등 지하수의 지화학적 조건에 의해 상당히 영향을 받음을 알 수 있었다. 향후 여러 부지 조사 및 평가와 관련하여 우라늄 및 기타 유해성 화합물의 환경 영향을 예측하는데 있어 지구화학 모델이 중요한 도구로 활용되어야 할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.657-672
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• 2008

본 연구의 목적은 금산 생활쓰레기 매립장을 대상으로 지하수의 수리지 화학적 특성과 통계분석을 통하여 침출수의 누출원인과 누출경로 및 영향범위를 파악하고, 매립지로부터 발생되는 오염물질인 침출수의 누출이 연구지역의 지하수환경에 미치는 위해요인에 대해 정량적으로 평가하는 것이다. 본 연구를 위해서 수질 검층, 침출수와 지하수 수질 분석 및 통계분석, 그리고 오염물질 이동모델링 기법 등을 이용하였다. 수질검층 결과 침출수 집수정 부근에서 침출수가 주변 대수층으로 누출되고 있었으며, 매립장과 인접한 하류부 관측정의 4-12m 깊이에서 지하수에 대한 침출수의 영향을 확인할 수 있었다. 침출수는 유출 범위는 매립장으로부터 70-100m 내외이며 오염된 지하수에서 전기전도도는 $400-750{\mu}S/cm$를 나타내었다. 주성분분석수행 결과 주성분 1과 2는 각각 침출수과 대수층의 매질 특성을 나타내었다. 주성분분석결과는 또한 침출수의 영향을 받는 지하수의 수질 변화에 의해 나타내어지는 양이온교환반응, 흡착 및 미생물 생분해 같은 자연저감과정을 나타내었다. 지하수 흐름 및 오염물 이동 모델링 결과 지하수는 매립장에서 서쪽으로 계곡을 따라 흐르며, 오염물질은 그에 따라 이동함을 알 수 있었다.

• 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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• 제14권1호
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• pp.93-104
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• 2004

본 논문은 지하시험시설을 이용한 수리지질환경 연구의 대안으로 지하 유류 저장시설 건설과정 중 도출된 자료를 이용하여 저장공동 심도에서의 지하수체계를 해석해 보고자 하였다. 지하공동굴착과 동시에 지표 관측공 28개를 통해 지하수위가 계측되었고, 수평 수벽공 95개와 수직 수벽공 63개에 의해 압력 및 주입량이 일일주기로 측정되었다. 또한 수리적 연결성 확인을 위한 수벽 공간 수리간섭시험이 수행되었다. 저.고 경사의 투수성 단열의 수리적 연결성에 따라 주입압의 분포양상이 다르게 나타났다. 수평 수벽공의 압력분포에 의해 수리특성을 달리하는 세 개의 수리영역으로 구분 가능하였고, 공동 C-2 < C-1 < C-3 영역 순으로 지하수압이 높은 것으로 해석되었다. 지하수압이 높은 C-3 영역은 1차 적인 지구화학 자료에 의해 심부 지하수를 많이 포함하는 특성을 보이고 있고, 일부 수벽공은 천부지하수의 특성을 나타내며 다른 구역보다 높은 지하수압을 유지하고 있다. C-2 상부의 수벽공은 지하수압이 낮고 주입량도 많지 않아 상부 지하수체와의 수리적 연결성이 불량한 지하수 영역으로 해석할 수 있다. 본 연구결과는 단열암반의 불균질성 및 규모종속성에 따른 규모별 지하수부존체계를 이해하고 지하수체계에 대한 지표조사시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제24권3호
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• pp.319-327
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• 1991

제주도(濟州島)는 화산암(火山岩)과 화산쇄설오퇴적층으로 형성(形成)된 한반도(韓半島)에서 가장 큰 섬이다. 지형(地形)은 저지대(低地帶)로 현무암(玄武岩)이 넓게 분포(分布)하며 섬 중앙(中央)에는 1950m의 화산(火山)이 우뚝 솟아 있으며 정상에는 화산분출(火山噴出)에 의(依)해 형성(形成)된 화구(火口)가 존재(存在)한다. 지표수(地表水)의 유출(流出)은 대단히 빈약하여 용수이용(用水利用)은 지하수(地下水)와 용출수(湧出水)에 거의 의존(依存)한다. 본(本) 도(島)에는 약(約) 1650여개소의 지하수개발공(地下水開發孔)이 있는데 대부분 $1,000{\sim}2,000m^3/day$의 산출(産出)이 가능(可能)하다. 근래에 와서 지하수이용증대(地下水利用增大)에 따라 해안(海岸) 인접지역 특(特)히 동부지역중(東部地域中) 일부(一部)에서는 해수침입현상(海水侵入現象)이 일어나고 있다. 이 지역(地域)의 지형(地形)은 아주 평저하고 지하수위(地下水位)도 해수면(海水面)가까이에 위치(位置)하여 지하수의 과잉 양수(揚水)는 결국 해안(海岸)으로부터 최고(最高) 6km 내륙까지 해수침입(海水侵入)을 초래하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위(爲)하여서는 장기(長期) 수리화학적(水理化學的)인 감시체계망 설치가 무엇보다도 필요(必要)하다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.116-124
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• 2000

본 연구에서는 남한에 분포하는 23개의 약수지역을 대상으로 탄산수의 수질 특성과 탄소의 기원을 연구하기 위하여 용존 이온 및 동위원소 분석연구를 수행하였다. 지질 특성별로 분류.비교된 국내 탄산수는 대체로 Ca-HC $O_3$형에 속하며 pH는 5.3~6.3의 범위이다. 탄산수내 대부분은 양이온과 음이온의 농도가 각각 $Ca^{2＋}$>$Na^{＋}$>M $g^{2＋}$>S $i^{4+}$>F $e^{2＋}$> $K^{＋}$ 와 HC $O_3$$^{－}$>S $O_4$$^{2－}$ >C $l^{－}$의 순이다. 탄산수의 수질 유형은 대체로 Ca-HC $O_3$형에 해당되나 지역별로 다소 차이가 나타나 강원 지역의 선캄브리아기 변성암류 및 쥬라기 화강암지역(GI)의 탄산수는 Ca-HC $O_3$형이 우세하나 전형적인 Na-HC $O_3$형을 보여주는 경우도 있다. 경상 퇴적분지내의 중생대 퇴적암 및 화강암류 지역(GII)의 탄산수는 Ca-HC $O_3$형 내지 Ca(-Mg)-HC $O_3$형이 우세하다. 옥천 변성퇴적암류 및 화강암류 지역(GIII)의 탄산수는 Ca-HC $O_3$내지 Ca(-Na)-HC $O_3$형을 보여준다. 산소 및 수소 동위원소 분석 결과, 탄산수의 기원은 탄산수 지역 부근의 순환수 기원이며 지형 특성에 따라 동위원소 고도 효과 및 위도 효과를 반영하고 있다. 탄산수의 탄산이온의 탄소의 $\delta$$^{13}$C(PDB)값은 -6.2~0.0$\textperthousand$범위이며, 그 기원은 대수층인 지층내 탄산염암 또는 탄산염 광물의 용해에서 유래한 무기기원 탄소로 해석된다.다.

• 한국환경보건학회지
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• 제48권2호
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• pp.86-95
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• 2022

Background: As high concentrations of uranium and radon have been detected in some areas in Korea, it is considered necessary to investigate natural radioactive materials in the Gwangju area. Objectives: This study aimed to identify the hydrochemical characteristics of groundwater in Gwangju and investigate the distribution characteristics of uranium and radon, which are naturally radioactive substances. Methods: To determine the uranium and radon concentrations in groundwater according to the geology of the Gwangju area, we measured 62 groundwater wells. A geological distribution map of uranium and radon content was prepared for this study. Results: The groundwater type, defined using a Piper diagram, was mainly Ca-HCO₃. The concentration of uranium in the groundwater ranged from 0 to 29.3 ㎍/L, with a mean of 3.3 ㎍/L and a median of 0.9 ㎍/L. The median concentration of uranium in groundwater was highest in alluvium, granitic gneiss, and biotite granite (classified by geological unit), in that order. The concentration of radon in the groundwater ranged from 4.8 to 313.2 Bq/L, with a mean of 75.6 Bq/L and a median of 59.6 Bq/L. The median concentration of radon in groundwater was highest in biotite granite, alluvium, and granitic gneiss, in that order. As a result of the correlation analysis of groundwater in the study area, there was no significant correlation between uranium and radon. Conclusions: In this study area, uranium was shown to be far below the concentrations allowed by drinking water quality standards, but radon concentrations exceeded drinking water quality monitoring standards in 11% of the samples. It was judged that appropriate measures, such as the installation of radon reduction facilities, will be required after a thorough review of high-concentration radon detection sites of in the research area.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제48권3호
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• pp.233-246
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• 2024

Background: In this research work, epilithic communities of diatoms in macrophytes are listed and described to evaluate the ecological conditions of the surface waters of the Chipoco River, whose basin has been exploited for agricultural and mining purposes, degrading natural ecosystems. The diatoms studied are found in calcareous tufa deposits developed in swampy environments where little of their benthic microbiota has been studied, despite the regional relevance of these calcareous formations within the manganese mining district. To describe the diatoms and evaluate the ecological condition of the surface waters, the Chipoco River was divided into three sectors (North, Center, and South) collecting a total of 15 samples along 10 km. For the taxonomic identification of diatoms, scanning electron microscopy techniques, consultations with specialists and specialized literature were used. To evaluate the ecological conditions of the Chipoco River, the linear correlation coefficient was used, where the relationships between diatom species and environmental variables were evaluated. Likewise, species diversity was determined by applying the Shannon-Wiener index and Simpson's dominance value (D) was calculated to detect diversity impoverishment processes. Results: Ten genera of diatoms were identified in bryophytes of the species Plagiomnium cuspidatum that grow on the banks of said river. The linear correlation coefficient indicated that physicochemical characteristics such as total dissolved solids, temperature, and calcium, and hydrochemical characteristics of the water intervene in the distribution and abundance of four diatoms Rhoicosphenia abreviate, Epithemia turgida, Calloneis bacillum and Achanthidium minutissimum in the different sectors studied. The Shannon-Wiener diversity indices and Simpson's dominance show that there is greater diversity and marked dominance of diatoms in the northern sector compared to the central and southern sectors. Conclusions: Agricultural and mining activities and the poor sanitary infrastructure of human settlements have caused the Chipoco River to have poor ecological quality.

• 대한지하수환경학회지
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• 제6권4호
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• pp.171-179
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• 1999

충북 초청지역에서 산출되는 탄산수는 낮은 pH(5.0~5.8), 높은 이산화탄소분압(about 1 atm, Pc $o_2$) 및 높은 총용존이온함량(＜989 mg/L, TDS)을 보이며. 화학적으로 Ca-HC $O_3$ 유형을 갖는 특징을 보인다. 산소. 수소안정동위원소 및 삼중수소 결과에 따르면 초정탄산수는 천수기원이며. 지표수나 천층지하수와 상당히 혼합된 특성을 보여준다. 탄소동위원소결과($\delta$$^{13}$ $C_{{\Sigma}CO2}$)는 탄산수(-8.6~-5.3$ extperthousand$, $\delta$$^{13}$C)는 심부기원으로부터 유래된 특성을 보여주며. 화강암지역 일반지하수 (-14.4~-6.8$\textperthousand$. $\delta$$^{13}$C)는 탄산수의 영향을 받았으며. 변성퇴적암지역 일반지하수(-17.9~-15.2$\textperthousand$. $\delta$$^{13}$C)는 토양기원탄소와 방해석과의 반응에 의해 조절된 특성을 보여준다. 황동위원소특성($\delta$$^{34}$ $S_{SO4}$＝＋3.5~＋11.3$\textperthousand$)은 탄산수와 지표수와의 혼합과정을 뒷받침해준다. 스트론튬동위원소비($^{87}$ Sr/$^{86}$Sr)는 탄산수(0.7138~0.7156)는 천매암중의 방해석(0.7281~0.7346) 또는 부악광산의 방해석(0.7184)과의 반응과는 무관함을 보여준다. 또한 질소동위원소($\delta$$^{15}$ $N_{NO3}$)를 통하여 탄산수내 높은 함량의 질산염(최대 55.0 mg/L, N $O_3$) 기원으로서는 비료와 축산분뇨임을 확인할 수 있었으며. 질소순환과정에서 탈질산화작용이 수반되었을 가능성을 보여준다. 초정지역 탄산수에 대한 수리화학자료와 각종 동위원소자료를 근거로 초정지역 탄산수에 대한 가능한 직화학적 진화모델을 설정하였다. 탄산수는 심부기원의 $CO_2$의 공급으로 형성된 탄산수가 화강암과의 반응을 통해서 진화되었으며. 이러한 탄산수는 천부로 상승하는 과정에서 지표기원의 지하수와 상당히 혼합되어 형성되었음을 지시한다.시한다.

• 자원환경지질
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• 제34권4호
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• pp.329-343
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• 2001

국내에서 가장 높은 용출온도를 보이는 경남 부곡 지열수에 대하여 Yun et al.(1998)에 의하여 기존에 발표된 수리화학 및 동위원소 자료를 토대로 지열수의 심부환경과 지화학적 진화과정을 재해석하였다. 부곡 지열수는 지화학적 특성에 따라 3가지 유형으로 구분되어 진다(지열수I,II,III형). 지열수I형과II형은 높은 온도(55.2~$77.2^{\circ}C$)를 보이며, 화학적으로 Na-$SO_4$형에 속하지만, pH와 Eh가 다소 차이가 나며, $SO_4$함량이 크다는 것이 특징이다. 지열수 중심지역으로부터 외곽부에서 산출되는 지열수 III형은 29.3~$47.0^{\circ}C$의 용출온도를 보이며, Na-$HCO_3SO_4$형을 나타낸다. 지열수 I형에 대하여 다성분계 지질온도계의 적용결과는 심부저장지의 온도가 115~$130^{\circ}C$인 것으로 추정되었다. 다양한 지화학적 특성을 보여주는 부곡 지열수의 지화학적 진화과정은 다음과 같이 해석될 수 있다. 첫째, 부곡지역보다 높은 지형에서 함양된 지하수가 심부로 순환하게 되면서, 퇴적암 또는 심부의 화강암과 물-암석 반응이 진행된다. 이때 퇴적층에 함유되어 있던 황산염 광물의 용해반응으로 지하수는 다량의 $SO_4$를 함유하게 된다. 둘째, 지하수가 계속 심부로 순환하는 과정에서 환원환경에 접하게 되어 $H_2$S가 생성되고, 심부열원에 의하여 약 13$0^{\circ}C$까지 가열되어 규산 염광물과의 반응정도가 높아진다. 이 때 pH는 상승하고 SO$_4$함량은 감소하게 되며, 방해석이 침전조건에 놓이게 됨으로써, 결국 지열수는 Na-SO$_4$형을 띠게 된다. 셋째, 이렇게 형성된 지열수가 유동로를 따라 상승하는 과정에서 덜 깊게 순환하는 지하수와 혼합과정을 거치게 된다. 지열수와 혼합되는 지하수는 퇴적층내 황철석의 산화반응에 의해 다량의 SO$_4$를 함유한 것으로 사료된다. 이렇게 형성된 지열수는 계속 상승하면서 천부환경의 지하수와 혼합되어 부곡지역내 다양한 지화학 특성을 보이는 지열수를 형성하게 된다.