Hydrochemistry and Nitrogen and Sulfur Isotopes of Emergency-use Groundwater in Daeieon City

The purpose of this study is to investigate the hydrochemical characteristics of emergency-use groundwater in the Daejeon area, and to elucidate the contamination source of $NO_3-N$ and the origin of sulfate in the groundwater. The groundwater shows weak acidic pH, the electrical conductivity ranging from 142 to $903{\;}\mu\textrm{S}/cm$, and the hydrochemical types of $Ca-HCo_3$ and $Ca-Cl(SO_4,{\;}NO_3)$. The Box-Whisker analysis and the Krigging analysis of chemical data of groundwater were made to demonstrate the concentration distribution of hydrochemical composition, and to compare the trend of hydrochemical data. The groundwater in the area of Dong-gu, Jung-gu and Daeduk-gu, where are old town, shows higher electrical conductivity, nitrate content, sulfate and $EpCO_2$ levels than groundwater in new town area of Seo-gu and Yusung-gu. ${\delta}^{15}N$ of groundwater in the area of Seo-gu and Yusung-gu ranges from +7.4 to $+9.6{\textperthousand}$, indicating that major contamination source of $NO_3-N$ is the leakage from municipal sewage pipe lines. ${\delta}^{15}N$ of groundwater in the old town area of Tong-gu, Jung-gu and Daeduk-gu shows the range between +10.2 and $+23.5{\textperthousand}$, meaning that major contamination source is leakage of septic tank. ${\delta}^{34}S$ of groundwater shows the range of $+3~13.4{\;}{\textperthousand}$. Sulfur isotope indicates the possibility of a sulfate reduction and the input of anthrophogenic source.

대전지역 민방위 비상급수용 지하수에 대한 수리화학과 질소 및 황 동위원소 연구

이 연구에서는 대전지역 민방위 비상급수용 지하수의 수리화학적 특성을 밝히고 질소 및 황 동위원소를 분석하여 질산성 질소와 황산염의 기원을 해석하고자 하였다. 지하수의 수질화학적 특성은 전반적으로 약산성화 되어 있으며, 전기전도도 값은 $142~903{\;}\mu\textrm{S}/cm$의 범위로 평균 $352{\;}\mu\textrm{S}/cm$을 보인다. 지하수의 화학적 유형은 $Ca-HCO_3$ 형에서 Ca-Cl ($SO_4,NO_3$) 형까지 넓게 분포한다. 지하수의 $CO_2$ 함량과 pH에 의해 결정되는 $EpCO_2$ 값을 유기오염의 지수로 활용하였다. 지역별 지하수의 성분을 비교하고 성분별 농도분포를 알아보기 위하여 박스-휘스커(Box-Whisker) 다이아그램과 등치선도를 작성하였다. 수리화학적 자료를 종합하면 동구와 중구, 대덕구 일대 구도심권의 지하수가 약산성의 높은 전기전도도 특성과 높은 $NO_3$, $SO_4$, $EpCO_2$ 분포를 보여 서구와 유성구에 비해 오염이 많이 진행된 상태를 보인다. 지하수 22개 시료에 대한 ${\delta}^{15}N$ 분석 값은 서구와 유성구의 지하수에서 ${\delta}^{15}N$ 값이 $+7.4~+9.6{\textperthousand}$ 범위를 보여 지하수내 질산성질소 오염은 생활하수의 가능성이 높다. 그리고 동구, 중구, 대덕구 등 구도심권 지하수의 ${\delta}^{15}N$ 값은 $+10.2~+23.5{\textperthousand}$의 범위를 보여 정화조에서의 누출수가 주요 오염원일 가능성이 있다. 그리고 지하수의 ${\delta}^{34}S$ 값은 $+3~13.4{\textperthousand}$의 범위를 보인다. 일부 지하수 시료는 황산염 환원반응을 거쳐 $10{\textperthousand}$이상의 높은 ${\delta}^{34}S$ 값을 보이고, $7{\textperthousand}$ 내외의 ${\delta}^{34}S$ 값을 보이는 지하수는 황철석과 대기기원 외에도 인위적 오염에 의한 황 성분의 유입 가능성을 배제할 수 없다.