초록
본 연구에서는 해수침투를 방지하기 위해 실험실에서 제조한 하수 방류수를 이용하였으며, 각각의 함양 및 양수 조건에 따른 해수침투 진행 과정을 지표미생물인 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis를 이용하여 평가하였다. 해수침투의 대표적인 화학적 지표인자인 Cl$^-$와 Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ 및 비전도도값 등은 해수에 의해 인공 대수층내의 지질매체와 양이온간의 이온 교환이 발생되는 수조 내에서 동시에 분석되었다. 지표 생물로 이용된 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis 모두 해수침투에 따라 증가하는 염분 농도에 민감하게 반응하였으며, Enterococcus faecalis의 경우 Escherichia coli 보다 염분 농도에 더 큰 저항을 보였다. 시간에 따른 Enterococcus faecalis / Escherichia coli 값은 함양과 양수가 10 mL/min으로 동일할 경우에는 E. coli 초기 주입 농도가 90% 이상의 사멸을 보이는 18시간 이후에 50$\sim$100배 이상으로 증가하였다. 그러나 함양과 양수가 5 mL/min의 경우에는 E. coli의 완만한 사멸율로 인해 운전 시간 내내 2.5$\sim$5.0 사이의 일정한 비를 유지하였다. 또한 본 연구에서 분석된 염소 이온과 비전도도, Ca$^{2+}$ 및 Mg$^{2+}$농도는 서로간에 0.9 이상의 높은 상관관계를 나타내었으며, 인공 해수가 인공 대수층내로 침투되면서 일어나는 양이온 교환 반응의 진행 여부는 음의 $\Delta$Na, $\Delta$Mg값과 양의 $\Delta$Ca의 관측을 통해 효과적으로 확인할 수 있었다.
In this study, seawater intrusion was assessed employing a kind of biological parameters such as Escherichia coli and Enterococcus faecalis while lab-prepared reclaimed water was recharged to prevent seawater intrusion. Chemical factors indicating seawater intrusion such as Cl$^-$, Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ and specific conductivity were also simultaneously investigated where an ion exchange between a matrix in artificial aquifer and cations in solution was estimated. Both Escherichia coli and Enterococcus faecalis were shown to be very sensitive against degree of salinity during saline water intrusion. Enterococcus faecalis more strongly resisted against salinity than that of Escherichia coli. The ratio of Enterococcus faecalis divided by E. coli in the process of seawater intrusion increased up to more than 50$\sim$100 times in 18 hours whereas E. coli was died off more than 90% during pumping and recharge rate kept at 10 mL/min. However, when the rates of both recharge and pumping was kept at 5 mL/min, Enterococcus faecalis / Escherichia coli was sustained in the range of 2.5$\sim$5.0, while Escherichia coli showed dimished death rate. Chemical factors such as Cl$^-$, Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ and specific conductivity showed more than 0.9 of high correlation each other well explaining the degree of seawater intrusion. The degree of ion exchange between artificial aquifer and saline water can be efficiently interpreted by both minus $\Delta$Na, $\Delta$Mg variation and positive $\Delta$Ca variation.