Hydrogeochemical Characteristics of Groundwater in Kwangiu City

광주광역시 지하수의 수리지화학적 특성 연구

  • 이인호 (한국지질자원연구원 환경지질연구부) ;
  • 조병욱 (한국지질자원연구원 환경지질연구부) ;
  • 이병대 (한국지질자원연구원 환경지질연구부) ;
  • 성익환 (한국지질자원연구원 환경지질연구부) ;
  • 임용수 (한국원자력안전기술원)
  • Published : 2002.09.01

Abstract

To distinguish the anthropogenic inputs from the chemical weathering with water-rock interaction on the chemical compositons of groundwater in Kwangju city, four different water groups were established based on the landuse type, lithology and topology. The sample from greenbelt area belongs to Group Ⅰ, whereas those from green buffer zone, urban area and industrial area belong to Group II, Group Ⅲ and Group Ⅳ, respectively. The geology of this city mainly consists of biotite granite and granitic gneiss. The concentration of main cations is subject to the behavior of feldspars, micas and carbonate minerals. Cl$\^$-/ and NO$_3$$\^$-/ are supplied by anthropogenic inputs such as domestic sewage whose concentration of these anions is highest in the Group Ⅲ samples. With the Piper diagram, the groundwaters of Group Ⅲ are mainly plotted in CaSO$_4$-CaCl$_2$ type, whereas those of other groups are plotted in Ca(HCO$_3$)$_2$ type, The calculation for the activities of ions and saturation indices of some minerals shows that most of the minerals are undersaturated and plotted in the area of equlibrium with kaolinite. Three factors were extracted from the factor analysis for chemical data. Factor 1 controlled by HCO$_3$$\^$-/, Ca$\^$2-/, SO$_4$$\^$2-/, Mg$\^$2+/ and Na$\^$+/, explains the dissolution of carbonate minerals. mica and plagioclase. Factor 2, controlled by Cl$\^$-/ and NO$_3$$\^$-/, explains the influence of artificial pollution. Factor 3, controlled by Mn, Fe and Zn is subject to the industrial waste water, but the evidence is not clear. Factor 1 is dominant in the Group I and II, indicating that those samples are subjected to natural chemical weathering, The higher scores of factor 2 in the Group Ⅲ samples indicate the potential artificial pollution.

광주광역시에 분포하는 지하수의 수질을 인위적인 오염과 물-암석 반응에 의한 화학적 풍화의 결과로 구분하기 위하여, 토지이용현황, 지형 및 지질을 참고하여 본 역을 4개의 Group으로 구분하였다. Group I은 개발제한구역, Group II는 완충녹지, Group III는 기존시가지, Group IV은 공단지역을 포함한다. 연구지역의 본 역의 지질은 주로 흑운모화강암과 화강편마암으로 이루어져 있으며 지하수 중 주 양이온 함량은 장석류, 운모류, 탄산염광물의 지화학적 거동에 의해 결정된다. Cl$^{-}$와 NO$_3$$^{-}$은 인위적인 오염원에 의해 공급되며 Group H에서 가장 높게 나타난다. Piper diagram에 의하면 Group III은 CaSO$_4$-CaCl$_2$형에 우세하게 점시되고 나머지는 대부분 Ca(HCO$_3$)$_2$형으로 나타난다. WATEQF를 이용하여 계산한 활동도와 광물의 포화지수에 의하면 광물들 대부분이 불포화 상태이며 상안정다이아그램에 의하면 모두 캐올리나이트 안정 영역에 점시된다. 요인분석 결과에 의하면 3개의 요인으로 추출 및 계산된다 HCO$_3$$^{-}$, $Ca^{2+}$, SO$_4$$^{2-}$ , $Mg^{2+}$, $Na^{+}$의 규제를 받는 요인 1은 탄산염 광물, 운모, 사장석의 용해로 설명되고, Cl$^{-}$, NO$_3$$^{-}$의 규제를 받는 요인 2는 생활하수의 유입을 설명한다. Mn, Fe, Zn의 규제를 받는 요인 3은 공장폐수의 영향으로 추측된다. 요인 1은 Group I과 Group II에서 우세하므로 화학적 풍화의 영향을 받으며, Group III에서 높은 점수를 보이는 요인 2는 인위적인 오염원의 가능성을 지시한다.

Keywords

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