• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.103-115
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• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

• 한국조경학회지
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• 제44권6호
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• pp.84-97
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• 2016

본 연구는 폭염 시 어린이공원 내 포장 및 차양의 유형에 따른 온열환경을 규명하고자 하였다. 이를 위해 진주기상대에서 측정한 일 최고기온이 $35.9{\sim}36.8^{\circ}C$를 나타낸 2016년 8월 11일부터 8월 13일까지 3일간 진주시내 어린이공원 2곳(칠암어린이공원: $N\;35^{\circ}11^{\prime}1.4{^{\prime}^{\prim}}$, $E\;128^{\circ}531.7{^{\prime}^{\prime}}$, 표고: 38m; 가호제12어린이공원: $N\;35^{\circ}09^{\prime}56.8{^{\prime}^{\prime}}$, $E\;128^{\circ}6^{\prime}41.1{^{\prime}^{\prime}}$, 표고: 24m)의 모래밭, 고무칩포장지, 쉘터, 녹음지를 대상으로 미기상을 측정하였다. 미기상환경으로서 지상 60cm 높이에서 기온, 흑구온도, 상대습도, 풍속, 6방향의 장파 및 단파 복사를 측정하였고, 이를 바탕으로 열스트레스 지수인 WBGT와 UTCI를 산정 및 분석하였다. 또한 열화상카메라로 포장면과 놀이시설의 표면온도를 측정하였으며, 이를 바탕으로 단시간 피부접촉시 화상의 위험을 평가하였다. 연구결과는 다음과 같다. 어린이공원의 3일 시간 평균 최고 기온은 $36.6{\sim}39.4^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $2.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $1.0^{\circ}C$ 및 $2.3^{\circ}C$ 낮게 나타났다. 시간 평균 최저 습도는 44~50%였으며, 모래밭이나 고무칩포장지에 비해 녹음에서 6%, 쉘터에서 4% 및 6% 높게 나타났다. 열사병위험지수 WBGT 값에 근거하면 폭염 시 어린이공원의 주간의 열사병 위험도는 높은 또는 극심한 정도로 나타났다. 3일 30분 평균 최고 WBGT 값은 $31.2{\sim}33.6^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $2.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $2.3^{\circ}C$ 및 $1.0^{\circ}C$ 낮게 나타났으나, 차양에 의해서도 열사병 위험을 피할 수는 없었다. 체감더위지수 UTCI 값에 근거하면 폭염 시 어린이공원의 주간의 온열 스트레스의 범주는 매우 강한 또는 극심한 정도로 나타났다. 3일 30분 평균 최고 UTCI 값은 $39.9{\sim}48.1^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $7.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $8.2^{\circ}C$ 및 $4.1^{\circ}C$ 낮게 나타났으나, 차양에 의해서도 극심한 또는 매우 강한 온열 스트레스를 강한 또는 적정한 온열 스트레스로 낮출 수는 없었다. 단시간 피부접촉에 의한 화상 온도 기준에 따르면, 놀이시설 및 포장면의 최고 표면온도가 스텐레스 스틸($70.8^{\circ}C$)은 무도장 철재 3초 $60^{\circ}C$, 고무칩포장($76.5^{\circ}C$)은 플라스틱 5초 $74^{\circ}C$, 청색 플라스틱 미끄럼판($68.5^{\circ}C$)과 앉음판($71.0^{\circ}C$)은 플라스틱 1분 $60^{\circ}C$ 기준을 초과한 것으로 나타났다. 하지만 그늘이 진 놀이시설의 표면온도는 햇빛에 노출된 놀이시설의 표면온도에 비해 $20^{\circ}C$ 내외로 낮게 나타나, 차양에 의해 화상의 위험을 현저하게 개선할 수 있을 것으로 판단된다. 폭염 시에는 어린이공원의 온열환경은 어린이들에게 높거나 극심한 열사병 위험에 빠지게 하고, 매우 강한 또는 극심한 온열 스트레스를 주기 때문에 보호자나 관리자가 어린이들의 어린이공원 이용을 제한해야 한다. 그리고 폭염시에는 어린이공원의 포장면 또는 놀이시설에 의한 화상의 위험이 매우 높으므로 이용 시 주의를 해야 하며, 화상의 예방을 위해서는 차양시설을 적극적으로 도입해야 한다.