The Journal of Engineering Geology (지질공학)

The Korean Society of Engineering Geology (대한지질공학회)
권호 표지

Origin of B, Br and Sr in Groundwater from Bukahn-myeon, Yeongcheon, Gyeongbuk Province, with Emphasis on Hydrochemistry

지하수의 수질화학적 특징과 붕소, 브롬, 스트론튬 성인에 대한 고찰

  • Choo, Chang-Oh (Ecological River Environment Technology Institute) ;
  • Lee, Jin-Kook (Ecological River Environment Technology Institute) ;
  • Lee, Chang-Joo (Dept. of Earth and Environmental Sciences, Andong National University) ;
  • Park, Ki-Ho (Ecological River Environment Technology Institute) ;
  • Jeong, Gyo-Cheol (Dept. of Earth and Environmental Sciences, Andong National University)
  • 추창오 (하천환경종합기술연구소) ;
  • 이진국 (하천환경종합기술연구소) ;
  • 이창주 (안동대학교 지구환경과학과) ;
  • 박기호 (하천환경종합기술연구소) ;
  • 정교철 (안동대학교 지구환경과학과)
  • Published : 2009.06.30
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Abstract

Environmental elements such as B, Br, and Sr in groundwater from Bukahn-myeon, Yeongcheon, Gyeongbuk Province, were investigated in order to know their origin with emphasis on hydrochemistry. pH ranges from 7.37 to 8.39. B content is 0.41${\sim}$4.62 mg/L with an average 1.74 mg/L and Br content is 0${\sim}$3.24 mg/L with an average 2.22 mg/L, and Sr content is 0.93${\sim}$8.64 mg/L with an average 2.76 mg/L. The water types plotted by the Piper diagram are different but mostly $Ca-HCO_3$. Some constituents contributing to EC are Na, $SO_4$, Cl with high determinative coefficients($R^2$) of 0.85, 0.70, 0.90, respectively. The coefficients($R^2$) of Cl to Na, K, $SO_4$ are 0.54, 0.68, 0.53, respectively. It should be noted that there are high cocfficients($R^2$) of B-Sr and $Sr-SO_4$ with 0.65, 0.64, respectively. The Cl/Br ratios are 5.21${\sim}$30.70 due to significant depletion of Cl. The $SO_4/Cl$ ratios are 1.32${\sim}$27.24 with an average of 5.92, ascribed to abundant introduction of $SO_4$ or significant depletion of Cl. Chemical speciation calculated shows that B exists mostly as $H_3BO_3$ with less $H_2BO^-_3$ and Br exists as only $Br^-$. Sr exists mostly as $Sr^2$ with less $SO_4$. Saturation index represents that goundwater is supersaturated with respect to barite, kaolinite, illite, K-mica, and smectite while it is slightly undersaturated with respect to silica, gypsum, anhydrite, talc, chrysotile, feldspar, kaolinite, illite, K-mica, and smectite. The saturation index of celestine is -2.23${\sim}$-0.13 indicating more Sr can be incorporated into groundwater. Groundwater is still much undersaturated to halite. It is likely that the origin of S and Sr was related to the Yucheon volcanic rocks. Br might be originated from the local geological features with introduction of anthropogenic matters.

경북 영천 북안면 일대 지하수의 수질화학적 특정과 붕소, 브롬, 스트론튬 성인에 대하여 연구하였다. pH는 7.37${\sim}$8.39 범위로서 중성 내지 약알칼리성이다. B는 0.41${\sim}$4.62mg/L범위로 평균 1.74mg/L 함유된다. Br은 0${\sim}$3.24mg/L 범위, 평균 2.22mg/L 함유되어 있다. Sr은 0.93${\sim}$8.64mg/L 범위, 평균 2.76mg/L 함유되어 있다. 지하수의 수질유형은 $Ca-HCO_3$가 가장 흔하다. EC에 가장 크게 기여하는 주요 성분들은 Na, $SO_4$, Cl 등인데, 이들의 결정계수는 각각 0.85, 0.70, 0.90이다. 염소이온에 대한 Na, K, $SO_4$는 결정계수가 각각 0.54, 0.68, 0.53으로서 서로 비례함을 나타낸다. 특히 B-Sr와 $Sr-SO_4$간의 결정계수는 각각 0.65, 0.64로 상관성이 높다. 지하수의 경우 Cl/Br 비는 5.21${\sim}$30.70 범위인데 이는 염소가 상당히 결핍되어 있음을 지시한다. $SO_4/Cl$의 비는 1.32${\sim}$27.24 평균 5.92범위인데, 이는 지하수에 다량의 $SO_4$ 이온이 유입되거나, 염소결핍 현상으로 해석된다. 화학종의 존재형태를 계산결과 B는 대부분 $H_3BO_3$형을 가지며, 일부는 $H_2BO_3$로서 존재한다. Br은 $Br^-$ 이온으로서만 존재한다. Sr은 대부분 $Sr^{2+}$로서 존재하며, 일부는 $SrSO_4$로 존재한다. 포화지수를 계산한 결과 중정석, 카올리나이트, 일라이트, K-운모, 스멕타이트와 같은 점토광물군은 과포화상태이며, 실리카 광물, 석고, 경석고, 활석, 녹니석, 크리소타일, 장석 등은 거의 포화상태에 근접한다. 셀레스타이트의 포화지수는 -2.23${\sim}$-0.13 범위로서 여전히 불포화상태이다. halite의 경우 상당한 불포화상태에 있다. B, Sr의 경우 본 역에 널리 분포하는 백악기말-신생대초의 유천층군 화산활동과 관련되었을 가능성이 가장 높다. 본 지역에서의 Br은 주로 지질과 관련되나 외부 오염물의 유입에 의한 특징도 있다고 볼 수 있다.

Keywords

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