• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.271-280
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• 2024

본 연구는 지하수 내 질산염 오염관리를 위한 유럽연합(EU)의 정책 동향을 분석하고, 한국에서의 지속가능한 지하수 관리정책에의 시사점을 도출하고자 수행되었다. EU의 지하수 질산염 관리 정책은 1991년 질산염 지침 도입으로 구체화되었다. 이 지침에서는 농업활동에서 발생하는 질산염 오염 감소를 목표로 하여 회원국들에게 지속가능한 농법 적용, 질산염 농도 모니터링, 그리고 기준치 초과 지역에 대한 질산염 취약 지역 지정을 요구하였다. 2000년 수질 프레임워크 지침(WFD)은 이를 확장, 모든 수역의 좋은 상태 달성 목표를 설정했으며, 2006년 지하수 지침(GWD)은 질산염 지침을 보완하여 지하수 보호를 위한 포괄적 접근 제공과 함께 오염물질 문턱값(threshold) 설정 등을 명시하였다. 2019년에는 그린딜(Green Deal) 발표와 함께 환경 및 기후변화 대응 목표에 부합하기 위해 질산염과 관련한 조치는 더욱 강화되었다. 본 논문에서는 이러한 변천사를 살펴봄으로써 질산염 오염 감소를 위한 주요 전략과 동향을 확인하고 현재 당면한 문제를 해결하기 위해 EU는 어떠한 노력을 기울이고 있는지 파악하고자 하였다. 연구는 EU의 동향을 기반으로 국내의 질산염 오염 문제의 현황과 이를 해결하기 위한 통합 관리 방식, 규제 체계, 농업 교육 프로그램 등 주요 시사점을 도출하고자 하였다. 본 연구 결과는 예방적 조치의 강화와 이해관계자 간 협력 증진이 한국 지하수의 질산염 오염문제를 해결하고 지하수 품질을 향상시키는 단서가 될 수 있음을 제시한다.

• 한국유기농업학회지
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• 제9권1호
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• pp.91-108
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• 2001

농업영농활동으로 인한 지하수와 지표수오염이 증가함에 따라 유럽연합(EU)과 각국 정부는 상수원보호를 위한 규제를 마련해 나가고 있다. 농민들의 영농활동을 제한하는 이러한 각종 규제에도 불구하고, 농지로부터 유입되는 상수원의 질산염 함량과 농약농도는 계속적으로 증가하고 있다. 지하수 용탈(질산염)과 지표수 유거(인산염, 농약)는 상수원오염은 주범으로 인식되고 있으며, 어느 지역 상수원의 질산염 오염 위험성은 1) 년간 양분균형 계산, 2) 규칙적 토양질산염 분석 등에 의해 파악이 가능하다. 질산염 용탈 이전에 토양질산염 분석을 통한 토양진단은 질산염 용탈 위험성과 작부체계의 지속성에 대한 필수적인 정보들을 제공하게 된다. 유기질비료를 다량 투입하는 유기농업의 지속성은 1) 양분균형의 과다 계산(질소, 인산, 칼리), 2) 토양질산염진단법, 3) 경운층의 토양인산진단법 등에 평가될 수 있다. 상수원을 가장 효과적으로 보호하기 위해서는 토양진단 최적시비전략과 작부체계가 함에 개발되어져야 한다.

• 지질공학
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• 제12권4호
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• pp.471-484
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• 2002

금강 유역의 충적층(면적 $3,029\textrm{km}^2$)에는 총 81억톤에 이르는 지하수가 부존하는 것으로 알려져 있으나, 과도한 농업활동에 의해 질소계 비료의 사용량이 증가함(250 N kg/ha 이상)에 따라 질산염 오염이 증가하고 있다 본 연구에서는 금강 권역의 대표적인 충적층 분포 지역의 충적층 지하수를 대상으로 질산염의 오염 현황 및 거동 특성을 파악하고자 광역적인 수리지구화학 연구를 수행하였다. 채취된 지하수 시료(총 186개)는 대체적으로 높은 질산염 농도(평균 42.2 mg/L, 최대 295 mg/L)를 보여주어 심하게 오염되어 있음을 나타내었다. 특히, 채취된 시료의 약 29%는 먹는물 수질 기준(44 mg/L $NO_3$)을 초과하고 있다. 연구지역 내 지하수 중의 질산염의 분포는 충적 대수층의 지구화학적 환경에 따라 크게 좌우되고 있다. 특히, 충적층 지하수의 산화-환원 전위(Eh)의 감소는 질산염의 농도 및 철과 망간의 농도 감소와 뚜렷한 상관성을 나타내었다. 따라서, 충적 대수층 지질매체 자체의 퇴적 환경의 차이를 반영하는 것으로 판단되는 산화-환원 상태(redox state)의 변화는 충적층 지하수 내의 질소계 오염물질의 거동을 지배함은 물론 탈질(denitrification)에 의한 자연저감을 조절하고 있는 것으로 판단된다. 특히, 탄소가 풍부한 실트질 충적층의 존재는 혐기성 환경을 조성함으로써, 질산염 오염에 대하여 상당한 정도의 완충 능력을 지니게 하는 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권4호
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• pp.40-53
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• 2008

지하수의 오염 예측 기법의 개선을 위하여 미국 환경청(U.S. EPA)에서 개발된 지하수 오염 취약성 평가방법인 DRASTIC 모델(Aller et al., 1987), Panagopoulos et al.(2006)가 제안한 M-DRASTIC, Rupert(1999)가 제안한 LSDG 방법을 충남 금산 지역에 적용하였다. 충남 금산 지역은 농업을 비롯한 다양한 토지이용 특성과 아울러 다양한 지질, 지형, 토양 분포를 나타내어 지하수 오염예측 기법의 개선을 위한 연구에 최적의 조건을 갖추고 있다. DRASTIC 평가를 위하여 149개의 충적층 관정에 대한 수질 및 수리지질 조사가 수행되었으며, 지하수의 질산염 이온의 농도와 각 예측 방법으로부터 도출된 지수와의 상관관계 분석을 통하여 예측방법의 효용성을 평가하였다. EPA DRASTIC은 지하수 심도, 순 충진량, 대수층 매질, 토양 매질, 지형 경사, 비포화대 매질, 수리전도도 등 수리지질학적 인자들을 이용하여 지하수 오염 취약성을 상대적으로 평가하는 방법으로, 지하수의 잠재오염원에 대한 정보가 포함되지 않으므로 지하수 오염을 예측하는데 비효율적이다. 본 연구 결과, 관정 주변 150 m 영역의 DRASTIC 지수와 해당 관정의 질산염 이온 농도의 상관관계는 0.058로 낮게 나타났다. 한편, M-DRASTIC의 경우 DRASTIC과 사용하는 인자는 같으나 등급과 가중치를 실제 질산염 이온 농도의 비율로부터 산출한다. 등급만을 수정하였을 경우 0.245, 등급과 가중치를 모두 수정하였을 경우 질산염 이온 농도와의 상관관계는 0.400로 지하수 오염 예측율이 개선되었다. LSDG 방법은 토지이용(Land use), 토양 배수(Soil drainage), 지하수면 심도(Depth to water), 지질(Geology)를 특성에 따라서 구분하고 해당 지역의 질산염 이온 농도 평균의 차이를 통계적으로 분석하여 등급을 산정하는 기법으로, 금산 지역에 적용한 결과 질산염 이온 농도와의 상관관계가 0.415로 개선되었다. 결과적으로 LSDG를 적용하였을 경우 EPA DRASTIC 보다 질산염 이온 농도와의 상관관계가 0.357만큼 개선되었다. M-DRASTIC과 LSDG의 예측율이 증가하는 것은, 이 방법들의 등급과 가중치에는 현재의 오염현황이 반영되기 때문으로 질산염 이온 오염 가능성을 귀납적으로 예측하기 때문이다. LSDG의 예측율이 가장 높은 이유는 LSDG에는 잠재오염원으로 분류되는 토지이용이 포함되었기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.332-335
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• 2005

경안천변의 충적층 지하수를 대상으로 농업활동 및 양수에 수반된 지하수 오염과 수리적 변동에 따른 수리지구화학 변화를 연구하였다. 사행하는 경안천에 의해 넓게 형성된 충적층 지역에서는 사계절 비닐하우스 농업이 활발히 이루어지고 있으며, 이를 위해 강변에 설치된 대형 관정을 통하여 지하수를 대량 양수하고 있다. 이러한 상황은 여러모로 강변여과 현장과 흡사하다. 지하수 내 주요 용존 이온의 공간적 분포는 양수에 수반된 수리적 변동과 밀접한 상관관계를 나타내었다. 즉, 대단위 양수에 의하여 충적 지하수계로의 하천수 유입이 가속화되며, 이에 따른 희석 효과에 의해 충적 지하수의 질산염 농도가 감소하는 경향을 보여주었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권1호
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• pp.57-67
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• 2003

지하수 의존도가 큰 농촌지역에서 주로 사용하는 천부지하수는 오염에 민감하므로, 인간활동에 의한 질산성 질소 오염이 생활용수 공급에 큰 문제가 되고 있다. 농경활동과 함께 다양한 규모의 축사가 운영되고 있는 경기도 일죽지역 천부지하수에 대한 질산염 연구결과, 인위적 오염물질 유입이 예상되는 지점이 77%, 먹는물 수질기준을 초과하는 지점이 32～42%로 나타났다. 질소동위원소 분석 결과, 인위적 오염물질 유입이 예상되는 지점은 모두 $\delta^{15}$N-$NO_3$가 5$\textperthousand$ 이상으로 나타났으며, 59%지점이 동물분뇨에서 유래된 질소의 영향을 강하게 받고 있는 것으로 나타났다. 연구지역 천부지하수의 질산성 질소 주 오염 원인은 밀집된 축사로 밝혀졌으며, 운영이 종료된 축사라도 오랫동안 지하수질에 영향을 미치는 것으로 보인다. 축종에 따라 오염원의 화학적 특성이 다른데, 지표수게는 그 영향이 나타나지만, 지하로 유입되는 동안 반응에 의하여 일부 용질이 제거되므로 지하수에서는 오염원 차이에 의한 영향이 나타나지 않았다.

• 환경영향평가
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• 제4권2호
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• pp.105-121
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• 1995

지하수의 질산오염 문제는 한국을 포함한 세계의 여러나라에서 보고되어 왔다. 질산염은 청색증 유발물질로서 뿐만 아니라 발암물질일 가능성도 동물실험을 통해 제기되고 있다. 대부분의 경우에 지하수 질산염의 주요 오염원은 농작물 생산량의 향상을 위해 사용하는 비료이다. 그밖에 가축의 분뇨, 산업폐기물 및 생활하수도 지역에 띠라 질산염 오염원이 될 시기는 언제인가를 결정하기 위하여 의사결정권자는 여러가지의 작물경작방법에 따라 지하수 질산오염이 어떻게 변하는지를 시계열로 예측할 필요성이 있다. 그러나 직물경작방법에 따른 지하수 질산오염을 예측하는데 필요한 토질특성, 비료의 사용량, 작물의 종류 같은 자료의 대부분은 불확실성을 내포하고 있다. 이러한 불확실성은 경제성 때문에 자료의 불충분한 조사와 인간지식의 부족으로 인해 발생한다. 본 논문에서는 불확실성을 고려하면서 작물경작방법에 따른 지하수 질산오염의 변화를 예측하는 방법을 실제적인 사례를 통해 보여준다. 그리고 자료의 불확실성을 표현하기 위해 퍼지집합이론(fuzzy set theory)은 본 논문에서 응용되었다.

• 자원환경지질
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• 제45권1호
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• pp.23-30
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• 2012

농업지역인 충북 영동 지역 지하수의 지화학적 특성과 질산염의 기원을 규명하기 위하여 지화학 및 질소동위원소 연구가 수행되었다. 지하수의 pH는 평균 7.2 (6.0~8.2)로 약산성 내지 약알칼리성으로 나타났다. 지하수의 평균 전기전도도, 산화환원전위 및 용존산소량은 각각 369 ${\mu}S/cm$ (70~729 ${\mu}S/cm$), 165.6 mV (29-383.2 mV), 4.3 mg/L(1.8~8.0 mg/L)이다. 지하수 내 양이온을 함량이 높은 순으로 나열하면, $Ca^{2+}$>$Na^{2+}$>$Mg^{2+}$>$K^{2+}$이고, 음이온의 경우는 ${HCO_3}^-$>${NO_3}^-$>${SO_4}^{2-}$>$Cl^-$>$F^-$이다. 연구지역 지하수의 대부분은 물-암석과의 반응으로 기인된 Ca-$HCO_3$ 유형으로 나타났으며, Ca-Cl 유형 (2.5%) 과 Na-$HCO_3$ (2.5%) 유형은 농업활동 등의 영향으로 전이된 것으로 밝혀졌다. 지하수 내 질산성 질소의 함량은 10.2 mg/l~26.9 mg/l 범위로 검출되어 오염이 우려되는 것으로 밝혀졌다. 지하수 내 질산성 질소의 기원을 파악하기 위한 질소 동위원소 분석 결과, 질산성 질소의 동위원소비 (${\delta}^{15}N_{-}NO_3$)는 1.9‰~19.4‰ (평균 10.1‰)로 측정되었으며, 동위원소비에 따른 질산염의 기원은 축사의 동물 분뇨나 농지에 시비된 유기물 비료임을 나타낸다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.111-125
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• 2024

본 연구는 금강 유역 지하수 대수층에서 강우가 전기전도도(EC)와 질산염 농도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 지하수위와 수질의 변동을 조사하였다. Mann Kendall과 Sen's Slope 추세 분석 기법을 사용하여 추세를 분석하고 추세의 크기를 추정하였고, 적용 된 추세 분석 기법은 연구 지역의 각 행정구역 내에서 이러한 매개변수의 추세를 평가하는 데 사용되었다. EC, 지하수 수위(GWL), 강수량에 대한 최근 17년 간(2005년~2021년)의 데이터와 최근 6년 간(2015년~2020년까지)의 질산염 농도 데이터가 이 분석에 사용되었다. 그 결과 대부분의 행정구역에서 질산염 농도와 EC가 증가한 반면 강수량은 하류에서 약간 감소하고 상류에서 증가하는 추세를 보였다. 이 매개변수들 사이에 계산된 상관계수는 강수량이 질산염과 EC에 미치는 직접적인 영향은 없지만 GWL과 EC 사이에는 음의 상관관계가 관찰되었다. 질산염 농도의 가장 중요한 증가 추세는 농업 활동이 많은 지역에 해당하는 지역에서 나타나며, 약 50%가 농업활동에 종사하고 있는 익산 및 군산 지역에서 대표적으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.29-34
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• 2009

본 연구에서는 질산염(${NO_3}^-$)과 용존산소(DO)에 의한 생물학적 퍼클로레이트 환원의 저해 그리고 전자공여체를 차지하기 위한 이러한 전자수용체들의 경쟁적 관계를 조사하고자 염소이온프로브(chloride ion probe)를 직접적인 측정방법으로 사용하였다. 퍼클로레이트 환원미생물을 포함하는 플라스크에서 염소이온프로브를 이용하여 염소생성 (=퍼클로레이트 환원)을 모니터링하였다. 2 mM 퍼클로레이트의 생물학적 환원은 2 mM의 질산염에 의해 저해를 받았으며, 염소이온 생성율이 퍼클로레이트가 단독으로 존재하는 경우에 비해 30% 정도 감소하였고, 아세테이트가 제한된 상태이며 질산염과 퍼클로레이트가 공존하는 경우는 염소이온의 생성율이 약 70% 정도 감소하였다. 7-8 mg/L의 용존산소와 2 mM의 퍼클로레이트가 공존하는 조건에서 아세테이트의 공급정도와 상관없이 퍼클로레이트의 생물학적 환원작용이 완벽하게 저해를 받았다.