권호 표지

한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경 (Journal of Soil and Groundwater Environment) (Journal of Soil and Groundwater Environment)

한국지하수토양환경학회 (Korean Society of Soil and Groundwater Environment)

  • 격월간
  • /
  • 1598-6438(pISSN)
  • /
  • 2287-8831(eISSN)

Aim & Scope

The Journal of Soil and Groundwater Environment is the offi cial peer-reviewed publication of Korean Society of Soil and Groundwater Environment(KoSSGE). The journal was launched in 1996, and accepts original research articles, reviews, technical notes, technical reports, special features, discussions and editorials in the fi eld of soil and groundwater environments. The KoSSGE aims to contribute to the social benefi t including an effi cient development and a proper conservation of environmental resources through the journal publication. The journal promotes communication among academia, industry, government, and non-governmental organizations who are instrumental in the solution of soil and groundwater environmental problems. The journal is published bimonthly in February, April, June, August, October and December each year. Supplementary issues are published occasionally. The offi cial title of the journal is ‘Journal of Soil and Groundwater Environment’ and the abbreviated title is ‘J. Soil Groundwater Environ.’ All submitted manuscripts are peer-reviewed by three reviewers. The text may be written in Korean or English. The abstract, the titles of fi gure and table should be written in English. All of the articles in this journal are indexed in KCI and DOI/Crossref. The circulation is 450 numbers. Manuscript should be uploaded to the online-submission system through the Journal’s homepage (www.ijsge.org). The full text of the Journal is available through the URL www.ijsge.org, www.kossge.or.kr, society.kisti.re.kr, www.kci.go.kr, ieg.or.kr, and www.riss.kr. The journal was supported by the ‘Korean Federation of Science and Technology Societies’ Grant funded by the Korean Government, ‘Korean Federation of Water Science and Engineering Society(KFWSES)’.

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제13권1호

  1. 정찬호;;김규한;최훈공;;박지선;박충화;이종익;허순도 1
    PDF KSCI
    이 연구는 한반도 동해안 일대에 분포하고 있는 주요 온천에 대하여 화학성분, 안정동위원소, 삼중수소 그리고 헬륨과 아르곤 같은 영족기체의 동위원소 특성을 분석하여 온천유형별 온천수의 지화학적 특성을 밝히고, 영족기체의 기원을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 동해안 일대의 6개 온천지에서 11개의 온천수 시료와 14개의 가스시료를 채취하여 분석하였다. 온천수의 수리화학적 특성을 보면 오색탄산온천수를 제외한 모든 온천수의 pH는 $7.0{\sim}9.1$ 범위의 약알카리성 내지 알카리성을 보이며 오색탄산온천의 pH는 5.7의 약산성의 특성을 보였다. 온천수의 토출온도는 $25.7{\sim}68.3^{\circ}C$ 범위를 보였으며 전기전도도는 $202{\sim}7,130{\mu}S/cm$의 넓은 범위로 해운대와 동래온천은 평균 $3,890{\mu}S/cm$으로 높은 값을 보인다. 온천을 용존성분에 따른 분류하면 오색, 척산, 백암, 덕구온천은 소량의 유황가스 함유한 알카리성의 Na-$HCO_3$형으로 분류되고, 해운대와 동래온천은 높은 TDS(총용존고형물질)의 해수형 Na-Cl형을 보인다. 그리고 오색탄산온천은 약산성으로 탄산을 함유한 Na-$HCO_3$형으로 분류된다. 연구지역 온천수의 ${\delta}^{18}O$와 ${\delta}D$값은 각각 $-7.8{\sim}-11.7%o$과 $-57.3{\sim}86.4%o$의 범위를 보여 온천수가 순환수 기원임을 지시한다. 위도가 높아질수록 낮은 동위원소 조성 값을 보이는 위도효과가 잘 나타난다. 일부 해수형온천수의 삼중수소 함량은 거의 0 TU에 가까운 값을 보여 최소 약 50년 이상 체류한 물임을 알 수 있다. 오색탄산온천수를 제외한 온천수의 $^3He/^4He$ 동위원소비는 $0.1{\times}10^{-6}{\sim}1.1{\times}10^{-6}$ 범위를 보여, 대기-지각 혼합선보다 상위에 분포한다. 이는 온천수내 He 가스가 대부분 대기와 지각기원이며, 일부는 맨틀기원의 He 가스가 부분적으로 존재한다는 것을 의미한다. 판 경계부에 위치한 일본의 온천수내 He가스는 대부분이 맨틀기원으로 알려져 있어 판 경계부에서 떨어진 우리나라의 경우와 뚜렷한 차이를 보인다. 그러나, 오색탄산온천에서는 대기기원 He 동위원소비보다 2.4배 높은 값인 $3.3{\times}10^{-6}$을 보여주어 지하 심부의 맨틀기원의 가스가 지각상부 대수층까지 공급된 것으로 해석된다. 온천수의 $^{40}Ar/^{36}Ar$ 비는 대기기원의 값과 유사한 범위를 보인다.
  2. 하광현;이상은;정성래;천병식 13
    PDF KSCI
    오염물질로 오염된 퇴적점토의 강도, 변형 및 투수특성 변화를 파악하기 위하여 NaCl 수용액과 매립장 침출수를 시료의 간극수(포화수)로 교체하여 삼축압축시험과 압밀시험을 수행하였다. 또한, 채취된 점토시료의 화학적 특성을 규명하기 위하여 주사전자현미경(SEM) 관찰과 에너지분산분광(EDX) 분석이 수반된다. 화학성분 분석결과 O, C, Si, Al, Fe 크기 순의 구성비가 얻어졌으며, 삼축압축시험 및 압밀시험결과는 NaCl의 농도가 증가할수록 극한응력(강도)은 증가하고 압축성과 투수성이 커지는 경향을 보이는데, 이는 전해질의 농도가 증가할수록 확산이중층(DDL)의 두께가 감소되어 면모화되기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 점토 차수재를 투과한 침출수가 지하수 오염에 미치는 영향을 분석하기 위하여 MT3D 해석모델이 이용되었으며, 지하수 오염거동 해석결과 초기 염소이온 농도가 클수록 측정농도도 커지며, 시간경과에 따라 지하수 오염농도는 비선형적으로 증가되었다. 지하수 오염농도 감쇄 관계식을 유도하여 지하수 오염 이동거리를 예측한 결과, 초기농도가 클수록 지하수 오염 이동거리도 크게 나타났다.
  3. 황기철;민지은;박인선;박재우 24
    PDF KSCI
    혼합균에서 분리 배양한 황환원균에 의해 발생되는 황화수소가 염소계유기오염물질인 트리클로로에틸렌의 환원에 어떠한 영향을 미치는지, 또한 염소계유기오염물질에 대한 환원력이 있다고 알려진 2가철은 황화수소가 존재할 경우 트리클로로에틸렌의 환원과 어떠한 관계에 있는지를 알아보기 위하여 본 실험을 수행하였다. 황환원균에 독성을 나타내지 않는 수준의 트리클로로에틸렌의 농도에서 황화수소 발생 및 트리클로로에틸렌의 분해 실험을 수행한 결과 황산염의 환원으로 발생한 황화수소의 농도는 4.38 mM, 트리클로로에틸렌의 농도는 큰 변화가 없는 것으로 관찰되었으며 이를 통하여 황환원균에 의해 발생되는 황화수소의 농도가 트리클로로에틸렌을 환원시키기에는 부족하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 황화수소의 농도가 위 실험에서 발생된 농도보다 100배 정도 높을 경우(438 mM)에는 트리클로로에틸렌에 대한 환원력이 있음을 확인하였다. 대표적인 산화철인 $Fe_2O_3$(3가철)를 첨가하였을 경우, 황환원균의 생장에 따라 황화수소, 2가철 및 트리클로로에틸렌의 농도변화를 관찰하였으며 이를 통하여 황환원균에 의해서 발생된 황화수소가 산화되면서 3가의 산화철을 2가철로 환원시키고 황화수소에 의하여 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해하여 농도를 감소시키는 것을 확인하였다. 위의 실험결과를 바탕으로 낮은 농도의 황화수소는 트리클로로에틸렌의 환원에 영향을 미치지 못하며 다만, 황화수소에 의해 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해시키는 주요한 요인임을 알 수 있었다. 또한 실제 해수중에서 황환원균과 $Fe_2O_3$가 공존할 경우의 트리클로로에틸렌의 제거 효과를 살펴보기 위한 실험을 한 결과 황환원균이 황화수소를 생성하여 트리클로로에틸렌의 제거에 영향을 줄 수 있는 반응들은 황환원균 생장에 필수적인 탄소원의 농도가 확보될 때 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.
  4. 안치규;우승한;박종문 32
    PDF KSCI
    오염 토양 세척 공정에서의 계면활성제 비용을 줄이기 위해 활성탄을 이용한 선택적 흡착을 통해 계면활성제의 회수와 재이용 공정을 제안하였다. 본 연구에서는 토양 세척 공정, 계면활성제 회수 공정, 계면활성제 재이용에 의한 토양 재세척 공정으로 구성된 전체 공정에 대한 전산모사를 수행하여 운전변수에 대한 영향을 분석하였다. 계면활성제 첨가량은 미셀 생성 농도의 6-10배 정도가 최적이었으며, 활성탄 첨가량이 너무 많을 경우 계면활성제 재이용 효율이 감소하는 결과를 얻었다. 토양 흡착 효율 인자는 세척 공정에 크게 영향을 미치지 않는 반면, 활성탄 흡착 효율 인자는 회수 공정에 큰 영향을 미칠 수 있었다. 계면활성제 회수 및 재이용 공정을 적용할 경우 기존 세척 공정에 비해 계면활성제 요구량을 20-30% 수준으로 줄일 수 있을 것으로 보이며 발생하는 폐수에서의 오염도도 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서 개발된 모델을 통해 실제 복잡한 실험 이전 단계에서 전체 공정의 성능을 예측할 수 있으며 다양한 운전조건을 모사하여 최적의 운전조건을 도출하기 위한 기본적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
  5. 김유리;우남칠;이상덕;홍태경;김준 43
    PDF KSCI
    광릉 수문연구부지 내 원두부 소유역에서 천부 관측정 G1, G4를 대상으로 2006년 2월부터 10월까지 5분 간격으로 관측한 지하수위 변동자료에 대한 주기적 변동원인과 그 영향을 분석하였다. 지하수위는 일주기의 반복성을 보이며, 겨울에서 여름으로 갈수록 변동폭이 증가하였다. 지하수위 관측 자료의 파워스펙트럼 분석 결과, 24.38시간의 일주기 성분과 12.19시간의 반일주기 성분이 나타나며, 이는 각각 지구 조석 성분 중 $P_1$ 분조와 $L_2$ 분조에 근접하다. 일주기 성분은 겨울에 비해 여름에 더 큰 power를 나타내어 지하수위가 조석 뿐 아니라 증발산에 의한 영향까지 함께 받고 있음을 보여준다. 또한 강우 직후의 지하수위 자료에서는 일주기 성분이 감소하는 현상 역시 일주기 성분에 증발산이 큰 영향을 미치고 있음을 지시한다. 조석과 증발산에 의한 지하수위 변동은 일주기 성분이 $0.4{\sim}4.2$ cm, 반일주기 성분은 $0.2{\sim}0.7$ cm 정도의 영향을 미친다.
  6. 김명진;김태석 52
    PDF KSCI
    흡착은 비소가 토양에 축적되는 주요 과정이다. 그러므로 토양에서 비소종의 흡착 및 탈착 특성을 이해하는 것은 비소종의 거동을 예측하고 토양으로부터 비소를 제거하는 적절한 정화방법을 수립하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 칼럼을 이용하여 토양에서 As(III)와 As(V)의 흡착 및 탈착실험을 수행하였다. As(III)에 대한 실험은 환원환경에서, 그리고 As(V)에 대한 실험은 산화환경에서 실시했다. 실험이 진행되는 동안 대부분의 As(III)는 그 산화상태를 유지하였다. As(III)의 흡착 및 탈착속도는 As(V)보다 빨랐다. 칼럼실험에서 비소종의 흡착 및 탈착반응은 완전히 가역적은 아니었다. 또한 As(V)는 회분식실험에서보다 칼럼실험에서 더 빠르게 토양에 흡착되었다.
  7. 김효식;최상일 60
    PDF KSCI
    본 연구에서는 실제 납 탄알로 오염된 사격장 토양에 대해 토양세척기법을 적용하기위한 lab-scale 실험을 수행하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 토양오염공정시험법과 EPA Method 3050B 분석결과 각각 4,803.5 mg/kg, 9,443 mg/kg으로 나타났다. 회분식 토양세척 실험에서 HCl을 세척제로 사용한 경우 농도증가에 따른 제거율은 로그적인(logarithmic) 경향을 나타내었고 0.1M에서 약 90% 정도 제거되었으며, EDTA는 농도에 비례하여 제거율도 증가하여 0.1 M에서 약 98%의 제거율을 보였다. 교반강도에 따른 시간별 세척효율을 분석한 결과, HCl과 EDTA를 사용한 경우 모두 교반강도의 증가와 비례하여 토양내 제거율이 증가하였으나 200 rpm과 300 rpm에서의 제거율은 유사한 것으로 나타났으며, 반응 초기 10분 이내에 대부분의 용출이 이뤄지고 60분 경과 후에는 제거율 증가가 둔화되었다.
  8. 조진욱;박은규 67
    PDF KSCI
    본 연구에서는 지하수위 변동모델과 비포화대 함수모델을 적용한 지하수 함양율 산정 기법을 제안하였다. 기법의 적용성을 살펴보기 위하여 연구지역인 국내 4개 국가지하수 관측소를 선정하였으며 1996년부터 2005년에 이르는 국가 지하수 관측망(포항 연일, 기북, 순천 외서, 홍천 홍천) 수위자료와 포항, 순천, 홍천의 기상청 강우자료가 이용되었다. 각 관측소 주변 토양형에 따른 지하수 함양율은 홍천 관측소가 최소 0.5%에서 최대 61.4%, 포항 연일 관측소는 1.1%에서 27.4%, 포항 기북 관측소는 5.1%에서 41.4%, 및 순천 외서 관측소는 1.1%에서 8.3%의 분포를 보였다. 본 연구에서 이용된 지하수위 변동예측 모델은 지하수위 변동이 강우에 의해서만 발생하는 것으로 가정하였으며 향후 보다 정확한 지하수위 예측을 위해서 지하수 채수나 증발산의 영향을 추가 고려할 필요가 있을 것이라 판단된다. 또한 제안된 기법의 보다 넓은 범위의 적용을 위해서는 비포화 암반의 함수 모델을 도입할 필요가 있을 것이라 판단된다. 현재 본 연구를 공간적으로 확장하여 지역화 하기 위한 연구가 진행 중이다. 본 연구에서 제안하는 지하수 함양율 산정 기법은 가정을 최소화함으로써 방법론적으로 합리적이며 실제 지하수 시스템을 잘 반영하는 과학적인 모델로 기존 지하수 함양율 산정 기법을 충분히 대체할 수 있을 것이라 판단된다.
  9. 이현주;박은규;김강주;박기훈 77
    PDF KSCI
    본 연구에서는 지하수 오염 취약성 평가 방법 중 가장 활용도가 높은 DRASTIC 기법 및 지하수 수치모사 기법을 병행하여 충청남도 부여군 부여읍 일대의 지하수 오염 취약성 변화를 평가하였다. 특히, DRASTIC 기법에서 사용되는 7가지 수리인자들 중 취약성에 대한 민감도가 상대적으로 높고 비교적 장기간 자료의 획득이 용이하지 않은 '지하수위(depth to water)' 인자에 대하여 수치모사 기법을 적용하여 시-자료에 대한 동적 보간을 실시하였으며, 이를 통하여 시간에 따른 지하수위 변화가 지하수 오염 취약성에 미치는 영향을 검토하였다. 연구의 대상 지역은 부여군 부여읍 일대로 충적 대수층을 대상으로 기 실시된 지하수 수위자료를 보정대상으로 하였으며 연구지역의 지하수위 분포양상을 모사하기 위하여 유한차분모델인 MODFLOW를 이용하였다. 지하수 수치모사에는 정류 및 부정류 모사가 모두 실시되었다. 그 결과 기존 지구통계기법을 통한 지하수위 보간에서 가장 큰 가중치를 갖는 지형적 요인뿐만 아니라 유역 암상이나 지질특성 등과 같은 제반 수리지질학적 요인까지 복합적으로 반영하는 지하수위 자료를 얻을 수 있었다. 기존 연구에서 수위자료를 보완할 때 주로 이용되는 기법인 크리깅은 수치모사와는 달리 강우나 계절적 영향, 암상이나 지질등과 같은 요인들은 반영하지 못한다. 또한 수치모사를 통하여 얻어진 수위자료는 부정류 모사가 가능함으로 인하여 풍수기와 갈수기 그리고 평수기의 지하수위 변화 등도 파악할 수 있다는 장점이 있다. 모사를 통하여 얻어진 지하수위 자료와 공동크리깅 방법을 통해 얻어진 지하수위 자료를 입력자료로 하여 연구지역에 지하수 오염 취약성을 비교 평가한 결과 평수기의 경우 유사한 경향의 지하수 오염 취약성을 보였다. 또한 공동크리깅을 통해 분석이 어려운 분기별 지하수 오염 취약성 평가 결과 강우량이 많은 여름철을 포함한 분기와 강우량이 가장 적은 겨울철을 포함한 분기가 뚜렷한 취약성 차이를 보이는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제시하는 바와 같이 지하수 오염 취약성 평가에 있어 가장 큰 민감도를 갖는 수위자료의 수가 공간적 혹은 시간적으로 부족한 경우 수치모사 적용을 통해 자료의 한계성을 보완할 수 있으며 시간적인 보간이 이루어질 수 있어 유용할 수 있을 것이라 판단된다.
  10. 정유연;김홍석;황인성 92
    PDF KSCI
    본 연구는 시멘트 구성성분 중 CaO, $Fe_2O_3$, $Al_2O_3$를 중심으로 하여 시멘트/Fe(II) 시스템에서 TCE의 환원성 탈염소화에 관여하는 유효반응성분을 규명하기 위하여 수행되었다. $Al_2O_3$를 함유하는 것으로 밝혀진 hematite($Fe_2O_3$)를 포함하는 hematite/CaO/Fe(II) 시스템에서 시멘트/Fe(II) 시스템과 유사한 TCE 분해능이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Hematite/CaO/$Al_2O_3$/Fe(II) 시스템에서 $Al_2O_3$의 첨가량의 영향을 알아보는 실험을 수행한 결과 $Al_2O_3$:CaO의 비율이 1:10을 유지한 시스템에서 최고의 분해능(k = 0.895 $day^{-1}$)을 보이는 것으로 보아 1 : 10이 최적의 반응비율인 것을 알 수 있었다. SEM 분석 결과 시멘트/Fe(II) 시스템에서 나타났던 막대결정을 hematite/CaO/$Al_2O_3$/Fe(II) 시스템에서도 관찰할 수 있었다. 이러한 막대결정을 TCE 분해의 유효성분으로 추정하고 막대나 침상 결정으로 알려진 goethite와 ettringite를 유효성분 후보군으로 판단하였다. EDS element map을 살펴본 결과, 막대 결정은 Ca를 주성분으로 하고 있었기 때문에 Fe 성분을 다량 함유하고 있는 goethite를 배제하였다. 추가적으로 시멘트 수화반응 중 ettringite가 생성되는 과정을 재연한 실험 결과, ettringite가 생성되는 반응 중 혹은 생성 후에도 TCE 분해능이 발현되지 않았다. 이러한 결과를 바탕으로 하여 시멘트/Fe(II) 시스템의 유효반응성분은 CaO와 $Al_2O_3$를 주성분으로 하는 막대모양의 결정일 것으로 판단된다.
  11. 박연종;양재규;최상일 101
    PDF KSCI
    국내 화학회사에서 발생되는 연마분진 폐기물에 대한 흡착제로서의 재이용성을 평가하기 위하여 연마분진을 $550^{\circ}C$에서 하소시켜 얻어진 무정형 알루미늄 산화물(AMA-L)을 이용하여 양이온 중금속인 구리, 카드뮴, 납 등에 대한 흡착특성을 파악하였으며 MINEQL + 프로그램을 적용하여 AMA-L과 양이온 중금속 이온간의 표면흡착결합 반응을 모사하여 흡착실험결과와 비교하였다. 구리와 카드뮴, 납의 단일성분에 대한 AMA-L의 흡착실험결과, 납 > 구리 > 카드뮴의 순서로 친화력의 차이가 발생하는 것을 확인하였다. 구리와 카드뮴의 농도변화에 따른 AMA-L 흡착실험 결과 구리와 카드뮴의 농도를 증가시킴에 따라 두 성분의 흡착효율은 모두 감소되는 것으로 나타났으며 구리와 카드뮴이 동시에 존재하는 이성분계 흡착의 경우에는 단일성분으로 존재하는 경우와 유사한 흡착율을 나타내었으며 경쟁이온의 영향을 거의 받지 않는 것으로 확인이 되었다. 또한, AMA-L에 대한 흡착특성에 대한 MINEQL+를 이용한 모사결과 단일성분과 이성분계 흡착에 대한 흡착특성은 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.