The Effects of Bed-rock Formations on Water Quality and Contamination : Statistical Approaches

This study was objected to identify the difference of water quality and the characteristics of water contamination in adjacent bed-rock areas of Upper Hwajeonni and Guryongsan Formations in Miwon, Choongchungbuk-do, Korea. Water samples showed mainly (Ca, Mg)-$HCO_3$ type in Upper Hawjeonni Formation and (Ca, Mg)-$SO_4$ and (Ca, Mg)-$HCO_3$ types in Guryongsan Formation indicating the enrichment of $SO_4$ in major compositions. Groundwater quality could be divided into two groups based on the major weathering processes, implied by the ratio of bicarbonate to silica. Carbonate-silicate weathering predominates in Upper Hwajeonni Formation, and silicate weathering in Guryongsan Formation. Stream-water quality also appeared to be controlled by water-rock interaction. Cluster analysis identified three groups of groundwater and four groups of stream-water with distinctive geochemical characteristics. The results of factor analysis indicated that the levels of each chemical constituent in water samples derived from both natural weathering reactions and anthropogenic contamination sources. To delineate the pollution potential of water resources, Modified Pollution Index(M.P.I.) was developed. M.P.I. scores of water samples ranged from -0.08 to 0.18, with mostly positive along the rock quarry in Guryongsan Formation areas. M.P.I. scores appeared to be a useful predictor of metal contamination of water resources.

수자원의 수질과 오염에 대한 기반암의 영향 연구 : 통계학적 접근

이 연구는 충북 미원면 일대 옥천대 흑색셰일 분포지의 상부 화전리층과 구룡산층 지역에서 기반암의 종류에 따른 수질과 오염특성의 변화를 규명하려는 목적으로 수행되었다. 배경수질은 상부 화전리층 지역 시료에서는 주로 (Ca, Mg)-$HCO_3$ 유형이, 구룡산층 지역 시료에서는 $SO_4$의 상대적인 부화로 인하여, 주로 (Ca, Mg)-$SO_4$, (Ca, Mg)-$HCO_3$ 유형이 나타났다. 지하수 시료의 경우, 상부 화전리층 시료에서는 탄산염 및 규산염 광물의 풍화가, 구룡산층 시료에서는 규산염 광물의 풍화가 주를 이루고 있다. 하천수 시료의 경우도 대부분 물-암석 반응의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다 군집분석의 결과, 지하수 시료는 크게 3그룹으로, 하천수 시료는 크게 4그룹으로 분류된다. 요인분석의 결과, 물 시료내의 각각의 화학원소의 함량은 주로 자연적인 풍화의 요인과 일부 인위적인 오염의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 변형된 오염지수(M.R.I.)를 사용하여 연구지역의 수질오염을 살펴본 결과 -0.08∼0.18 사이로 나타나며, 주로 구룡산층 채석장 지역 시료에서 0이상을 나타내었다. 이 연구에서 도입된 변형된 오염지수는 앞으로 수질 오염 예측 및 관리자를 위한 유용한 도구로 사용될 수 있을 것이다.