초록
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.
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.