• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.454-454
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• 2017

국내 상수도가 보급되지 않은 지역 내 취약 계층은 약 214만 명으로 대부분은 노후관정 및 미신고 관정에서 지하수를 먹는물로 이용하고 있다. 이들은 대부분 미신고 관정이기 때문에 실태파악이 어렵고 정기적인 수질 검사를 실시하지 않아 수질상태에 대한 안전 대책이 미흡한 실정이다. 우리나라의 경우 농촌지역의 관정은 천부지하수의 의존도가 크고 강우에 의한 지표오염물질(축산분뇨, 비료 등)이 관정 내부로 유입 가능성이 매우 높다. 기존 연구에서도 천부지하수 관정의 조사 결과, 질산성질소 및 총대장균군에 의한 수질 오염이 심각하다고 보고된다(Chae et al., 2004; Min et al., 2003). 따라서 상수도 미보급지역 지하수 관정의 지하수 수질 현황을 파악하고, 고농도 오염 관정 및 지역의 경우 정밀조사를 통해 오염 원인을 규명해야 한다. 또한 오염 원인에 대한 향후 개선방안 및 대책안을 마련하여 지하수 수질 안정성 확보를 도모할 필요가 있다. 이를 위해 환경부 산하 국립환경과학원에서는 안심지하수 지원 사업을 2012년 "지하수 안심이용 무료 수질검사 시범사업"부터 시작하여 2016년 "상수도 미보급지역 2016년 안심지하수 지원사업 연구"로 이어지며 수행하였다. 이 사업은 수질분석, 관정내부 탐사, 마을 공용 음용관정 설치지원, 고농도 오염지역 중 시범사업 지역 선정, 고농도 오염지역 수질개선 시범사업으로 구성된다. 수질 분석은 2012년 TA군 내 8개 읍 면의 1,200개 관정, 2013년 경기 북동부권 8개 시 군 11,861개 관정, 2014년 전국 14,494개 관정, 2015년 전국 25,900 관정, 2016년 전국 25,914 관정에 대해 수질 분석을 실시하였다. 수질분석 결과를 바탕으로 고농도 오염지역의 지하수 관정 내부 탐사를 실시하여 소유주에게 주변 환경 개선 조치 및 대민 지원(마을 공용 음용관정 설치)을 수행하고, 시범조사 대상지역을 선정하여 오염지역의 오염원 현황, 수질조사, 지하수 유동 모델링을 실시하여 오염 원인을 파악하였다. 추가로 2014년에는 안심지하수 수질보전 연구로드맵을 작성하여 환경부에 제시하였고, 2015년은 수질개선 사업에 대한 경제성 분석, 수질자료 DB 구축이 완료되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.77-81
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• 2003

일반세균, 질산성질소, 탁도로 오염된 지하수 관정의 2개공에 대해 수질개선을 시행하였다. 그 결과 2개공 모두 음용수 기준에 적합한 수질개선 효과를 가질 수 있음으로 하여 수질오염 발생의 주요 요인 중의 하나가 지하수 지표하부 오염방지 시설인 그라우팅이 부실함으로써 기인함을 규명할 수 있었다. 따라서, 본 연구를 통해 수질이 오염된 지하수 관정의 수질개선이 가능하다는 확인은 물론 또한, 지하수 관정내 지표수의 유입을 방지하기 위해서 지하수 상부오염방지 시설의 설치가 적극적으로 추진되어야 할 것이다. 지하수 오염을 예방하기 위해서는 지하수 개발 단계에서부터 지하수 지표하부 오염방지 시설이 연암 암반층까지 견실하게 적용되어져야 한다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.2026-2031
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• 2010

연구지역인 수영지역은 부산 동남부 해안가에 위치한 도심지역으로서 수영만과 수영강에 직접 접하고 있어 해수침입의 가능성이 존재하고 있다. 본 연구의 목적은 해안가에 위치한 도심지역에서 해수면 이하의 지하수 수위가 분포하고 있고, 이에 따른 지하수 수위 하강의 발생 원인과 해수침입에 의한 지하수 수질 오염에 관한 연구를 수행하였다. 연구지역에서 지하수 수위 및 현장 간이수질(수온, 수소이온농도, 산화-환원전위, 전기전도도, 염도, 용존산소)의 현장조사는 갈수기(2007년 12월)와 풍수기(2008년 7월과 2009년 8월)로 구분하여 약 140여개 관정을 대상으로 실시하였다. 또한, 정밀 지하수 수질 분석을 위하여 2009년 8월에 50지점의 수질 시료(지하수 44지점, 유출지하수 1지점, 수영강 2지점, 해수 3지점)를 대상으로 지화학적 분석을 실시하였다. 지하수 수위 및 수질을 조사한 결과, 갈수기와 풍수기에 상관없이 지하수 수위가 해수면 이하인 지역에서는 해수침입의 가능성이 나타났다. 지하수 수질 유형은 일반 지하수를 지시하는 $Ca(HCO_3)_2$ 유형, 해수침입이나 인위적인 오염 가능성을 지시하는 $NaHCO_3$ 유형, $CaSO_4$ 유형 및 $CaCl_2$ 유형과 직접적인 해수침입을 지시하는 NaCl 유형으로 분류되었다. 연구지역에서 지하수 수위 하강의 원인을 규명하기 위해 지하수 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수량의 조사를 실시하였다. 지하수 이용량 조사 결과, 306개소에서 $1,531,000m^3$/년을 이용하는 것으로 나타났고, 지하철의 유출지하수량은 6개의 역사에서 $751,000m^3$/년이 발생하고, 이는 지하수 개발가능량인 $951,000m^3$/년의 2.4배를 초과하여 지하수가 배출되어 지하수 수위하강을 초래하고 있다. 지하수 수위의 하강이 발생하는 지역과 비교 분석한 결과, 수영만에 위치한 광안리해수욕장의 유락시설이 밀집한 지역과 유출지하수가 발생하는 역사 주변 지역에서 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고 있는 것으로 나타났다. 연구지역에서는 지하수의 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수에 의해 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고, 이들 지역에 해수침입에 의한 지하수 수질 오염이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 또한, 수영강과 인접한 지역에서는 해수의 영향을 받고 있는 수영강의 유입으로 지하수가 염수화 되어 가고 있는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.78-80
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• 2000

대전광역시에 분포하는 민방위 비상용 지하수 급수시설은 현재 총 225개소가 확보되어 있고 확보된 수량은 약 51,597톤/일이다. 비상용 지하수 중 정부지원시설은 년간 4회에 걸쳐 수질분석을 실시하고 있다. 1996년∼1999년 사이에 수질분석 내용을 보면 약 36% 정도가 음용수 부적합한 것으로 나타났다. 주요 부적합 항목으로 일반세균, 대장균, 질산성질소, 불소 등이다. 수질분석자료를 근거로 보면 동구와 중구의 구도심권의 수질이 나쁜 상태이고, 도시계획도상 녹지지역이 가장 많은 유성구가 가장 좋은 수질특성을 보인다. 대덕구는 공단지역 등을 중심으로 수질이 저하되어 있고, 서구는 신도시보다는 기존도심지의 지하수의 수질이 저하되어 있음을 보이는데, 이는 대전시 지하수의 수질특성이 토지이용 및 도시발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다. 이러한 대전 지하수의 수질 향상을 위하여, 부적합 판정을 받은 급수시설에 대해서는 정밀한 조사를 통하여 오염물질의 종류와 농도변화, 오염의 원인, 오염물의 확산 등에 대한 정밀조사를 실시한 후, 오염정화를 통한 복구나 폐공처리 조치 또는 관측정으로의 전환 등을 모색하여야 할 것이다. 그리고 표본지역에 대한 양수시험결과 기록된 지하수량과 실제치에서 상당한 차이를 보여주어 비상급수시설에 대한 정확한 1일 적정 채수량을 다시 산정할 필요가 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.155-158
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• 2002

질산성질소 및 탁도로 오염된 지하수공에 대하여 환경성 복원을 위한 오염방지 시설을 시범 설치하였다. 지하수공에 대한 오염 정도를 조사한 결과 PS-1, CW-1, 그리고 CW-2 공이 질산성질소로 오염되어 먹는물 수질기준을 초과하였고, CW-3 공은 탁도가 먹는물 수질기준을 초과하였다. 오염원은 지하수공 개발시 수량 확보를 위하여 그라우팅을 제대로 하지 않은 불량시공으로 인한 오염된 지표수의 유입으로 기인되었다. 금번 연구는 오염된 지하수의 환경성 복원을 위한 것으로, 오염원과 지하수를 격리시켜 오염물질의 지하수 내 유입을 방지할 수 있도록 패커 그라우팅을 완벽하게 다시 실시하였으며, 오염방지시설을 설치하였다. 이 연구를 위하여 먼저 대수층의 분포 및 특성팍악, 지하수공내 지표수의 유입구간 규명, 지하수 오염원, 오염실태, 오염경로 등을 파악하였다 오염방지시설을 설치한 후, 설치 전,후의 질산성질소와 탁도의 함량을 비교하기 위하여 수질 분석을 실시하였다. PS-1의 경우, 오염방지시설 설치전의 질산성질소 함량은 16.1 mg/L 이었으나, 설치후에는 8.1 mg/L, 7.9 mg/L로써 설치전에 비하여 51% 감소되었으며, CW-1은 10.3 mg/L에서 6.3mg/L으로 39%, 그리고 CW-2는 14.9 mg/L에서 9.0 mg/L 으로 40% 감소되었다. CW-3 공의 탁도는 157 NTU에서 0.97 NTU로 완벽하게 복원되었다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.230-233
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• 2003

우리나라에서 지하수 수질오염은 갈수록 심해지고 있다 지하수 오염원은 공장폐수, 생활하수, 정화조, 주유소, 농약(살충제, 제초제, 살균제), 비료, 축산폐수, 광산배수, 폐기물 처분장 침출수 등 이다. 특히, 농업지역에서는 농약에서 유래하는 지하수 오염이 점점 증대할 것으로 예상된다. 그러나, 우리나라 먹는물 수질기준에 규정되어 있는 농약 성분은 다이아지 논, 파라티온, 말라티온, 페니트로티온, 카바릴이다. 국내에서 시판되는 농약의 품목 수는 1981년 이전까지는 226종이던 것이 1990년에는 467종, 2001년에는 961종으로 증가하였다(제주도, 2001). (중략)

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.442-446
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• 2003

이 연구는 제주도 한림 지역에서 지하수의 수질과 오염의 특성을 규명하고자 시행되었다. 2002년 8월과 11월에 걸쳐 34개 지점에서 지하수 시료를 채취하였고, 이를 분석하여 지하수의 수질을 유형별로 분류하였다. 연구지역은 주로 (Na,Mg)-HCO$_3$ 유형이 나타나며, 일부 지점에서는 Mg-(HCO$_3$+Cl), (Ca,Mg)-HCO$_3$ 유형 등이 나타난다. 이는 지하수의 유동 경로를 따라 서로 다른 수리지화학적 반응이 일어나며, 지표 오염물질의 유입 등이 지하수의 수질에 영향을 미치고 있음을 지시한다. 질산성 질소의 경우, 국내 먹는물 수질기준치 10 mg/L를 초과한 시료는 전체 시료의 8월 조사에서 약 32%, 11월 조사에서 약 27% 이었고, 공간적 분포 특성은 비교적 낮은 고도 150m 이하의 저지대에서 채취한 시료에서 주로 나타났다. 인위적인 오염물질의 유입 가능성이 있는 지점은 전체 시료의 79.4% 이었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 공동 심포지엄 및 추계학술발표회
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• pp.19-26
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• 1998

토양과 지하수 오염은 오염원이나 그 정화 방법에 있어서 서로 밀접한 관계를 가지고 있으며, 수질오염이나 대기오염과 달리 일단 한번 오염이 되면 오염 정화과정이 매우 복잡하고 어려우면서도 비용이 많이 드는 특성을 갖고 있기 때문에 오염원의 형태에 따른 통합된 관리 및 효율적 정화기술의 적용이 무엇보다 필요하다. 따라서 표준화된 오염조사 절차 (Environmental Site Assessment)를 통해 대상부지를 조사한 후, 확인된 오염원의 정화를 위한 기술을 선정함에 있어 필요한, 오염원·대상부지 특성 및 사업환경에 따른 정화기술에 대해 설명하고, 토양 및 지하수 통합 정화기술의 적용 예를 들어 토양과 지하수를 통합·관리함이 필요함을 살펴보고자 한다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.225-228
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• 2002

서울 지하철 A설계구간에서의 전체 21개 지하수 시료에 대하여 수질분석을 실시하였다. 배경수질은 주로 Ca-HCO$_3$ type으로 전 지역에서의 물-암석 반응 자체는 큰 차이가 없음을 보인다. 본 조사에서 실시한 분석요소 중, 먹는 물 기준치를 초과하지 않은 시료는 3개이며, 나머지 18개 시료는 중금속과 불소, 황산염 등에 의해 이미 오염되어 있는 것으로 나타났다. 지하수 오염도는 BH-l~5 지역에서 보이는 카드뮴에 의한 오염현상과 BH-6~23 지역에서 보이는 다른 중금속 이온들에 의한 오염으로 뚜렷한 지역적인 차이가 보이는데, 이는 자연적인 지하매질과 지하수의 물-암석 반응에 의한 것이기보다는, 이들 지역에 매립된 인위적인 오염물질의 차이에 의해 결정되는 것으로 추정된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.15-15
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• 2023

2020년 기준 국내 상수도 보급률은 99.1% 차지하고 있으며(환경부, 2019), 수도관리차원에서 수돗물은 먹는 물로 시판되어질 만큼 우수한 관리체계를 유지하고 있다. 그 반면에 지하수는 생활용수, 식품가공, 농·축산, 양어, 군부대를 비롯한 전국지역에서 연간 10억 8천만톤 용수를 소비하고 있음에도 (환겨례 신문, 2013; 환경부, 2019) 사용되는 지하수의 약 65%가 음용수 불가판정을 받았으며, 최근 지하수의 오염비율은 급격히 증가하는 추세이다. 특히, 지하수관정의 관리부주의에 의한 수질오염 및 수인성 다제내성균(슈퍼박테리아) 등에 의한 오염사례가 국내는 물론, 국제적으로 다수 보고되고 있는 실정이다 (환경부, 2013). 현재 지하수 수질관리는 공공기관 및 지자체 지정기관을 통해 진행되고 있으며, 검사기간은 수질채취로부터 통상 7~15일정도 소요되어 수질 관리 및 기준, 검사주기에 대한 애로가 많다. 현장 지하수관정에서 실시간 수질을 모니터링하고 이에 연동된 자동 수처리 시스템의 개발 및 도입은 나날이 심각해지는 환경오염 상황에서 선제적 예방과 해결방법으로 중요한 요소기술이다. 현재 지하수오염 및 부적합 음용의 수질처리는 화학약품, 필터여과, UV살균, O₃ (플라즈마)을 이용하는 것이 대표적이나, 화학약품의 경우 2차 오염이나 식품 세척 및 가공에 있어 부적합성의 한계점이 있다. 필터여과의 대표적인 RO필터의 경우 약 50% 순손실이 발생하고, UV 살균의 경우 UV에 의한 사용관리자의 위험 및 장비의 광부식 문제, O₃ 의 경우 고압전류 사용에 따른 위험성 등의 한계점이 나타나고 있다. 지하수 수질정화를 위한 광유도 활성산소(¹O₂, ·O^-₂)는 광감응제에 가시광의 빛 조사를 통해 생성되는 활성산소로의 에너지 및 전자 전이가 동시 진행되어 단일항 산소(¹O₂)와 슈퍼옥사이드 이온(·O^-₂)을 생성하게 된다. 생성된 활성산소는 유해미생물 또는 유기화학물과 개열, 제거, 치환 반응 등을 통해 미생물사멸 및 유해화학물질들이 분해 가능하다. 이를 이용한 지하수 유해미생물 사멸기술, 장비, 실시간 지하수의 분석기술 및 정수처리, 지하수 물순환 시스템 개발뿐만 아니라 지하수 음용수 및 오염개선, 지하수 기저유출에 의한 오염원 저감으로부터 지류·지천, 하천 본류 수질개선 등의 대상지역에 활용 가능하다. 또한 광유도 활성산소는 기존 상수도 수처리에 있어 오존(O₃) 처리와 이산화티탄을 이용한 AOP과정을 단일처리 공정으로, 기존 O₃ 의 특성상 확산 거리가 매우 길어 사람을 포함한 생체 내에 유입 시 다양한 부작용 발생과 O₃ 차폐시설 요구의 문제점 극복의 대안으로 환경 및 인체에 무해한 광유도 활성산소 시스템을 적극적으로 도입 및 적용해야 한다. 본 연구 목적은 정류상태 흡광분광기술을 이용한 실시간 수질 모니터링과 광유도 활성산소를 이용한 유해 미생물의 멸균효능 및 지하수 수질관리 기술로의 적용 가능성을 제시하고자 한다.