• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권4호
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• pp.60-71
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• 2007

제주도의 관정 지하수에 대해 2개월 간격으로 1년 동안 수행한 주기 조사에서 주요 양이온, $SiO_2$ 등은 10% 이내의 변동폭을 보여 계절적인 수질 변화가 크지 않음을 지시하였지만, $NO_3$, 용존 산소 (DO) 등은 비교적 큰 변동을 보였다. DO 변동 수준은 산화-환원 환경이 변화하는 수준은 아니었다. $NO_3$는 동일한 계절적인 변동 경향을 보여주지는 않지만 상당수 관정에서 10% 이상(최대 35%)의 변동폭을 보였다. CFCs를 이용하여 결정한 지하수 연령은 15-25년 내외의 연령을 가지는 지하수 관정들에서 10월에 일시적으로 5년 정도 감소하는 경향을 보이는데, 이는 여름 철 강수에 의해 함양되는 지하수가 기저 지하수에 지연되어 도달하여 기저 지하수의 연령을 감소시키기 때문인 것으로 보인다. 기온과 비교하여 변동폭은 월등히 작지만 위상차가 없는 지하수 온도 변동 특성은 강수에서 유래되는 유입수에 의해 온도 변화가 거의 없는 기저 지하수가 함양되는 모형으로 설명될 수 있다. 지하수의 CFC 연령과 지하수 온도의 비교적 작은 연간 변동폭은 대수층 저류량 면에서 빠른 경로를 통해 유입되는 지하수 함양이 기저 지하수에서 차지하는 비중이 작음을 지시한다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제2권2호
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• pp.72-77
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• 1995

수학모델 개발, 현장수리시험, 그리고 연구지점에서 샘플링한 강수 및 지하수의 트리튬농도를 분석하여, 삼광광산 주변의 편마암에서의 지하수의 유동시간을 평가했다. 이 연구의 결과는 다음과 같다: (1) 연구지역에 1961∼1993년 동안 내린 강우의 트리튬농도를 고려하여, 지하수의 연령을 계산할수 있는 수학모델을 개발했다. (2) 지표면으로부터 44, 92, 102, 205 m 밑의 터널내의 지하수의 연령은 각각 2.0, 4.0, 4.5, 9.0 년으로 평가되었다. 이들 결과는 1991∼1993 년 동안 터널내의 지하수의 트리튬 농도에 관한 자료로 검증했다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 공동 심포지엄 및 추계학술발표회
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• pp.114-118
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• 1998

농촌지역인 공주시 유구읍 명곡리 지역의 천부지하수와 먹는 샘물 공장의 취수정 심부 지하수을 대상으로 지화학적 특성을 밝히고, 물-암석 상호반응과 오염물질 유입에 대해서 토의하였다. 천부 지하수의 화학적 유형은 Ca-HCO$_3$형에서 Ca-Cl(SO$_4$)형으로 전반적으로 약산성화 되어있고, $K^{＋}$, Cl$^{-}$, NO$_3$$^{-}$오염이 상당히 진행되어 70 %이상이 음용수로 불가능한 상태이다. 군집방법에 의하면 신선한 물과 오염된 물사이에 뚜렷한 경향의 차이를 보인다. 천부지하수의 주요 오염원은 각가정에 있는 재래식 화장식, 생활하수, 가축의 축사, 비료등으로 보인다. 심부지하수는 알카리성의 Na-HCO$_3$형에서 Na(Ca)-HCO$_3$형의 화학적 유형이며, 2 TU 이하의 삼중수소 함량으로 1950년대 이전에 함양된 비교적 오랜 물-암석 상호반을 거친 물로 판단된다. 반면 천부형 지하수는 1950년대 이후에 충전된 상당히 젊은 연령의 지하수로 보인다. $^{18}$ O/$^{16}$ O, D/H 환경동위원소 조성값으로 볼 때 심부지하수의 함양지역은 고도의 효과를 보인다. 이 연구결과는 농촌지역의 지하수 수질 오염에 대한 하나의 사례연구로 향후 전국을 대상으로 한 농어촌지역의 지하수 오염연구에 기본방향을 제시하는데 의의 가 있을 것이다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제2권2호
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• pp.49-57
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• 1995

지하수에 대한삼중수소농도의 측정치가 발표된 충청남도 청양, 제주도 지역 및 미국 조지아지역에 대해 평균체제시간을 계산하는 지하수연령측정 모델인 PFM, CMM, DBM과 평균체제시간과 분산매개변수를 동시에 계산하는 DNM, DM( $C_{FF}$ )모델을 적용하여 그 결과를 비교하였다. 입력자료인 강우의 삼중수소 농도의 부족한 측정자료를 보완하기 위하여 한국의 포항, 카나다의 오타와지역의 강수자료를 이용하여 입력함수를 작성하였다. 내재적으로 적은 분산을 가정하는 PFM과 DBM모델에 의한 결과는 유사하게 계산되었으며, 동일한 지역에서도 특이하게 높은 농도를 보이는 지점은 CMM에 의한 계산이 되지 않았다. 평균체제시간과 분산매개변수가 동시에 계산된 DNM과 DM( $C_{FF}$ )모델의 결과는 PFM, CMM, DBM의 결과를 이용하여 매개변수값을 한정시켰다. 동일지역에서도 삼중수소농도의 변화가 큰 경우는 각 지점마다 특징적인 지하수유동특성을 보이는 것으로 판단되어, 전 지 역에 걸쳐 동일한 모델을 일률적으로 적용하는 것은 바람직하지 않은 것으로 사료된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권4호
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• pp.177-191
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• 1998

경북 풍기읍 일대의 선캠브리아기 편마암 지역에 부존하는 지하수계의 수리지구화학.수리지질학적 특성을 규명하기 위하여, 지표수, 천층 지하수(심도＜70 m) 및 심층 지하수(심도 500~810 m)를 대상으로 수리화학, 다변량 통계, 열역학, 환경 동위원소(삼중수소, 산소-수소, 탄소, 황) 및 질량 보존 모델링을 포함한 종합적인 연구를 수행하였다. 천층 지하수의 수질은 Ca, Mg, SO$_4$및 NO$_3$의 함량이 높은 'Ca-HCO$_3$' 유형으로 특징되는 반면, 심층 지하수는 Na, Ba, Li, H$_2$S, F 및 Cl의 함량이 높고 방해석에 대해 포화 상태를 보이는 'Na-HCO$_3$' 유형으로 특징된다. 본 지역 자연수의 수질은 크게 두 유형, 즉 1) 지표수 및 천층 지하수와 2) 심층 지하수 및 일부천층 지하수로 대분되며, 앞의 유형은 계절적인 조성 변화를 나타낸다. 다변량 통계 분석 결과, 심층 지하수의 수질을 지배하는 세 개의 요인이 도출되었다. 이들 요인은 총 86%의 설명력을 가지는데, 1) 사장석의 용해와 방해석의 침전, 2) 황산염의 환원, 3) 수산화 광물(특히 운모류)의 산성 가수 분해 반응으로 요약될 수 있다. 열역학적 해석 결과와 결합한 질량 보존 모델링을 통하여, 심층 지하수의 수질 특성을 지배하는 수/암 반응을 적절히 설명해 주는 네 개의 모델을 제시하였다. 각 모델은 사장석, 고령토 및 운모류 용해와 방해석, 일라이트, 로몬타이트, 녹니석 및 스멕타이트의 침전을 보여준다. 산소 및 수소 동위원소 연구 결과, 심층 지하수의 경우는 먼 거리의 고지대(소백산 일대)에서 충진된 강우로부터 기원한 후 광역적인 심층 순환을 하면서 상당한 정도의 수/암 반응을 수반한 반면, 천층 지하수는 근처의 저지대에서 충진되었음을 알 수 있다. 삼중수소 자료에 따르면, 심층 지하수(0.2 TU)의 충진 연령은 핵실험 이전인 반면, 천층 지하수(5.66~7.79 TU)는 핵실험 이후였다. 용존 황산염의 황동위원소 조성 분석을 통하여, 본 지역의 심층 지하수에서 특징적으로 높은 함량을 보이는 황화수소(최대 3.9mg/l) 는 황산염의 환원에 기인함을 밝혔다. 또한, 용존 탄산염의 탄소 동위원소비는 토양 이산화탄소에 의한 탄산염 광물의 용해(천층 지하수의 경우), 또는 방해석의 재침전(심층 지하수의 경우)에 의해 조절되고 있음을 확인하였다. 본 지역에 부존하는 지하수의 기원과 유동 및 화학적 진화를 종합적으로 보여주는 모델을 제시한다.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.671-687
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• 2022

우리나라 서·남해 연안 지대는 해안으로부터 10 km 범위 내 관정의 약 47%가 해수의 영향을 받은 것으로 보고되었고, 지하수의 염분화 원인이 해수 침투 때문일 것이라 해석되어 왔다. 서천지역의 길산천은 금강하구둑이 건설·운영되어 매립 농지로 이용되기 전까지는 감조하천으로서 유역 내에는 해수에 의한 퇴적물이 생성되고 그 내부에는 염분 공극수가 존재했을 것으로 추정된다. 길산천 소유역 내 지하수는 EC 값이 111~21,000 µS/cm 범위로서 매우 높은 염분 지하수가 존재하며, 수질 유형은 Ca(or Na)-HCO₃, Ca(or Na)-HCO₃(Cl), Na-Cl(HCO₃), Na-Cl 등 다양하게 나타나고 있다. 이러한 수질의 다양성은 강수 및 지표수로부터 유입 생성되는 담수 지하수 수질과 해수 수질의 혼합 현상 때문에 기인되는 것으로 판단된다. 금번 연구에서는 이러한 수질 다양성 및 염분 지하수의 존재가 현재 진행 중인 해수 침투 때문인지 아니면 조간대 퇴적물 내 고(古)염분 공극수가 씻겨나가는 과정에서 잔존하기 때문인지를 논의하였다. 이를 위해, 연구지역 내 강수, 지표수, 해수, 지하수에 대하여 수질 특성을 비교하고, 삼중수소 함량, 산소/수소 안정동위원소 조성, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 비 등을 비교·검토하였다. 산소/수소 안정동위원소 조성으로 볼 때, EC 값이 큰 염분 지하수들의 물 성분은 담수 지하수와 지표수 물이 혼합된 물로 구성되어 있으며, 삼중수소 함량에 의해 추정되는 연령이 젊은 지하수들은 NO₃ 함량이 높은 지표 영향을 많이 받은 것들로 나타나, 연구지역의 지하수 수질 진화 과정에는 담수 지하수 및 지표수가 지속적으로 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 또한, 담수 지하수/지표수와 해수를 2개의 단성분으로 가정하고 Cl 함량 변화에 따른 Na/Cl ratio와 나트륨흡착도(SAR)의 변화 패턴을 고려하면, 연구지역 지하수들은 해수 침투가 아니라 고염분 지하수의 씻김 현상을 겪고 있는 것으로 해석되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권3호
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• pp.189-197
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• 2012

KURT 지하수의 지구화학적 특성을 조사하기 위하여 단열충전광물과 지하수의 지구화학적 성분이 조사되었다. KURT내의 시추공들로부터 얻어진 시추코아로부터 방해석(calcite), 일라이트(illite), 로먼타이트(laumonite), 녹니석(chlorite), 녹염석(epidote), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 카올리나이트(kaolinite) 및 일라이트와 스멕타이트(smectite)의 혼합층상광물 등이 감정되었다. 시추공 DB-1, YS-1, YS-4에서 채취한 대부분의 지하수는 pH 8이상의 알칼리 환경을 보여주었으며 YS-1을 제외한 두 관측공의 전기전도도는 약 2$200{\mu}S/cm$를 나타냈으며 이들 시추공에서 천부지하수는 $Ca-HCO_3$ 와 $Ca-Na-HCO_3$ 유형 이였으며 심부 250m이하에서는 $Na-HCO_3$ 유형을 나타냈다. DB-1 공의 심부지하수에서 낮은 용존산소량(DO)와 Eh값의 감소를 측정하였으며 이는 환원환경을 지시한다. KURT의 지하수 시료의 $Cl^-$ 이온의 농도는 5 mg/L 이하이며 전 샘플링구간에서 커다란 변화 없이 일정하게 나타났다. 이러한 현상은 KURT 지역의 천부와 심부지하수가 혼합(mixing)되어 $Cl^-$의 농도가 깊이에 따라 큰 변화가 없는 것으로 해석된다. 지하수 시료의 ${\delta}^{18}O$과 ${\delta}D$ 분석 값은 각각 -10.4~-8.2‰과 -71.3~-55.0‰의 범위로 지하수가 순환수 기원임을 보여준다. 긴 순환경로를 거친 심부지하수의 수소, 산소 동위원소 값은 천부지하수에 비해 감소하며 이러한 값은 일반적으로 높은 불소농도를 동반하였다. 이는 불소함량이 높은 지하수가 물-암석 반응에 의해 생성되었음을 보여준다. KURT 지역에서 채취한 지하수의 $^{14}C$를 이용한 연대측정분석에서 지하수의 체류시간(residence time)이 약 2,000~6,000년으로 측정되었다. 이러한 체류시간은 KURT 지역의 화강암에 존재하는 지하수가 다른 유럽의 화강암지역(예, 스트리파 지역, 스웨덴)보다 상대적으로 지하수의 연령이 오래되지 않은 것으로 측정되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.57-60
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• 2001

미생물 활성도와 그에 따른 유기물의 분해율은 미생물의 호흡률과 직접적인 관계가 있다. 본 연구는 매립종료후 경과기간이 1년인 Y 매립지와 10년인 C 매립지의 오염특성을 조사하였고, 오염토양 미생물의 산소소비속도를 이용하여 매립종료기간에 따른 오염토양의 산소소비율을 비교 평가 하고자 하였다. C 매립지의 오염토양에 대한 SCO $D_{cr}$ TOC는 Y 매립지에 비해 낮은 함량으로 나타났으나 T-N, N $H_3$-N의 함량은 큰 차이를 보이지 않았다. TOC/T-N비로 보았을 때 Y 매립지에 비해 C 매립지가 낮은 것으로 나타나 연령이 많은 경우 분해성 유기물의 함량은 적은 것으로 판단된다. 산소소비율 실험결과 Y 매립지가 산소소비율이 높은 것으로 나타났으며, C 매립지도 대조토양에 비해 높은 산소소비율을 보였다. 따라서 매립종료 후 경과기간이 10년인 매립지의 미생물의 산소소비율을 보았을 때 여전히 생물학적 안정화가 종료되지 않은 것을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.129-140
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• 2007

대기와 물에서의 CFCs(CFC-12, CFC-11, CFC-113)를 분석할 수 있는 시스템을 자체 제작된 퍼지-트랩 추출 장치와 전자포획검출기가 설치된 가스 크로마토그래피를 이용하여 구축하였다. 대기와 물에 대한 시료 채취방법도 확립되었다. 분석 시스템은 실험적으로 최적화되어 최근 대기 시료는 2% 이내, 제주도의 지하수 시료 (CFC-12 농도가 $160{\sim}180pg/kg$)는 5% 이내의 삼중복시료에 대한 재현성을 보였고, 미국지질조사소(USGS)의 분석시스템과 교차 분석을 실시하였으며, 10% 오차 범위내에서 일치하였다. 한반도 중부 지역의 세 지점에 대해 19개월에 걸쳐 대기 중의 CFCs를 관측하여 이 지역에서 국지적인 CFCs 근원이 크지 않음을 확인하였다. 제주도의 한 농업용 공공 관정에서 2개월 간격으로 1년 동안 지하수의 CFCs를 관측한 결과 8월까지 지하수의 CFCs 농도가 감소하고 10월 이후에 다시 증가하는 계절적인 변동을 보여 주었다. 이것은 여름철 우기에 발생한 지하수 함양이 수 개월 지연되어 나타난 결과로 볼 수 있으며, 제주도 현무암 대수층의 높은 투수성을 지시한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제12권2호
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• pp.121-133
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• 2014

사용후핵연료를 포함하는 고준위 방사성폐기물을 지질학적 조건이 안정적인 지하 3~5 km의 심도에 처분할 수 있다면 다음과 같은 많은 장점이 있는 것으로 평가되고 있다. 즉, (1)암반 수리전도도가 매우 낮아 지하수가 생태계까지 도달하는데 속도가 현저히 감소되며, (2)상부층 두께로 인하여 생태계와의 이격거리 확보에 유리하고, (3)지하수가 환원상태이므로 핵종의 용해도가 매우 낮을 뿐만 아니라 (4)오랜 연령의 지하수에서는 핵종이 흡착된 콜로이드 생성과 이동이 극히 제한된다는 점이다. 이와 관련하여 심부시추공 처분(Deep Borehole Disposal) 연구는 심층 처분(Deep Geological Disposal) 시스템에 대한 이상적인 처분 대안기술로서 꾸준하게 진행되어 왔다. 본 논문에서는 최근 심부 시추기술이 비약적으로 발전됨에 따라 의미있게 연구가 진행되고 있는 심부시추공 처분시스템을 국내 적용하기 위한 초기 단계로서 해외의 심부시추공 처분시스템 기술개발 사례를 분석하였다. 이를 통하여 심부시추공 처분에 대한 일반적인 개념과 심부시추공 처분시스템 개념을 도출한 연구사례를 국가별로 정리하였다. 이들 분석결과는 향후 심부시추공 처분기술의 국내 적용을 위한 입력자료로서 유용하게 활용될 수 있을 것이다.