• 지질공학
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• 제28권4호
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• pp.565-582
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• 2018

울릉도 북면 천부리에 소재하는 자분샘인 추산용출소 지하수의 수질특성을 규명하고, 이를 통하여 대수층의 발달특징을 고찰하였다. 상류구배인 나리분지 일대에 광범위하게 분포하는 부석층과 화산쇄설층, 칼데라 함몰과 관련된 단층과 절리와 같은 파쇄대는 투수계수가 높아 용출소의 지하수함양에 유리한 조건을 제공한다. 특히 다공성이며 표면적이 넓은 알칼리성 화산쇄설물로 구성된 화산암류로 인해 상류하천수와 용출소는 독특한 수질특성을 보인다. 용출소의 수질유형은 $Na-HCO_3$형이며, 상류의 샘과 하천수는 $Na-HCO_3$형과 Na-Cl형의 경계에 놓인다. EC과 상관성이 높은 성분으로는 $HCO_3$와 Na를 비롯하여 F, Ca, Mg, Cl, $SiO_2$, $SO_4$ 등이 있다. 높은 Na, Cl 함량은 울릉도 지질 전반에 알칼리계열의 화산암이 분포하며, 고기 화산활동에 영향을 받은 것으로 판단된다. 물-암석반응을 잘 반영하는 요소인 Eh와 pH는 어떤 수질성분과도 상관성이 거의 없는 것으로 나타났다. 요인분석결과에 의하면, 요인 1의 영향력은 54%로 나타났으며, 요인 2의 경우 25.8%이다. 요인 1에 높은 적재량을 가지는 성분은 F, Na, EC, Cl, $HCO_3$, $SO_4$, $SiO_2$, Ca, $NO_3$, Mg 등이다. 요인 2에 대해 적재량이 높은 성분은 Mg, Ca이며, 음의 적재값이 높은 성분은 K, $NO_3$, DO 등이다. 이 지역의 독특한 수질특성 즉 높은 Na, Cl, F, $SO_4$ 등은 알칼리계열의 화산쇄설암류의 세립질 입자, 높은 공극률 등이 물-암석반응을 가속화시킨 결과로 해석된다. 그러나 울릉도의 수질특성과 대수층의 발달, 수리순환을 규명하기 위하여서는 광범위한 지구물리탐사와 더불어, 동위원소, 미량원소, 추적자 등을 통한 추가연구가 필요하다.

• 환경영향평가
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• 제19권3호
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• pp.281-296
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• 2010

방그라데시 북부에 위치한 풀바리 우파질라 지역의 지하수에서 pH, EC, 주요 양이온 ($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Fe^{3+}$, and $As^{3+}$), 주요 음이온 (${CO_3}^{2-}$, $HCO_3{^-}$, $NO_3{^-}$, ${SO_4}^{2-}$ and $Cl^-$) 그리고 total dissolved solids (TDS) 등의 용존물질 함량을 측정하였다. 또한 sodium adsorption ratio (SAR), soluble sodium percentage (SSP), residual sodium carbonate (RSC), 경도 등의 지표도 계산하였다. 전체적으로 지하수의 pH는 약알칼리성 (6.24 - 8.10)을 띄었으며, 주요 양이온은 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$ and $Na^+$ 이었고, 주요 음이온은 $HCO_3{^-}$ and $Cl^-$ 으로서 전형적인 담수의 이온조성을 보였다. $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$ and $Fe^{3+}$ 의 최대 농도는 각각 1.71, 0.606, 0.125 mg/L 이었다. 방글라데시의 여러 지역에서는 비소에 의한 지하수의 오염이 흔히 나 타나고 있으나 이지역에서 비소의 최대농도가 0.41 mg/L로서 기준치인 0.05 mg/L 보다 낮은 오 염도를 보였다. TDS와 SAR, SSP 등으로 볼 때 이 지역의 지하수는 대부분 양호한 수질을 가지는 담수인 것으로 평가된다. $As^{3+}$, $Zn^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Fe^{3+}$, ${SO_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$ and $Cl^-$ 등의 농도는 음용수로 적합한 수준이었으나 일부 항목은 특정 산업용도로는 부적합한 농도를 보였다. 현재로서는 이지역 의 지하수는 대부분 음용이 가능하고 일부 산업용에 대해서만 부적합성을 보였다. 그러나 앞으로 지 하수의 이용과 산업활동이 증가하면 방글라데시의 많은 다른 지역의 지하수에서 발생한 사례와 같 이 용존물질의 농도가 증가하여 물의 용도에 제한을 받게 될 우려가 있다.

• 자원환경지질
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• 제31권1호
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• pp.11-20
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• 1998

카올리나이트에 의한 세슘-137 및 스트론튬-90 흡착에 대한 지하수의 주요 양이온 ($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $Na^+$ 및 음이온 ($SO_4{^{2-}}$, $HCO_3{^-}$)의 영향을 그리고 pH의 영향을 뱃치실험을 통하여 알아보았다. 세슘 및 스트론튬 흡착에 대한 지하수 양이온들의 농도, 전하, 이온반경사이의 상대적인 영향을 알아보기 위하여 통계적 방법으로 디자인된 3차원적인 Kd 모델링 방법이 시도되었다. 모델링결과 흡착에 미치는 정도는 양이온의 수화반경이 가장 큰 영향을 미치며, 그다음 이온들의 전하, 농도의 순서임이 밝혀졌다. pH변화에 따른 카올리나이트의 제타전위를 측정하고 amphoteric 반응측면에서 Cs, Sr 흡착 특성을 설명하였다. 카올리나이트의 Cs 및 Sr 흡착에 대한 경쟁양이온들의 이온강도가 pH 보다는 더 큰 영향을 미친다. 탄산수소이온의 농도는 스트론튬의 흡착거동에 상당한 영향을 미친다. 이는 탄산수소이온 ($HCO_3{^-}$)의 농도변화에 다른 pH의 변화에 기인하는 것 뿐만아니라, WATWQ4F 프로그램을 이용한 열역학적 계산에 의하면 Strontianite ($SrCO_3$)의 침전에 의한 것으로 해석된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.73-81
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• 1996

실험실 내에서 부피비로 약 50%내외의 수분함량을 가진 3개의 서로 다른 깊이의 토양에서 염소와 중수의 확산계수는 4.8$\times$ $10${-7}$ 부터 7.2$\times$ $10${-7}$ $\textrm{cm}^2$/sec와 5.5 $\times$ $10${-5}$ 부터 1.6$\times$ $10${-4}$ $\textrm{cm}^2$//sec였다. 한편, 물과 물질의 이동성에 대한 연구는 중간사로 구성된 토양층 위에 위치하는 점토로부터 미사질 양토에 속하는 약 70cm깊이의 토양에서 실시되었고, 87일간의 실험기간동안 리터당 15.2$m\ell$의 염소와 0.6bq의 중수로 처리된 물을 일정한 유량(2cm/일)으로 관개하였다. 토양의 깊이와 시간에 따른 염소와 중수의 변동위치는 suction probe에 채취된 토양수를 가지고 측정하였는데 실험지 안에서 서로 다른 깊이 또는 동일 위치에서 염소와 중수가 발견되었다. 이러한 실험의 결과로부터 추정컨대 토양수의 유속과 표면확산 계수가 염소와 중수의 분포에 직접적인 영향을 미쳤고 24개의 suction probe에서의 결과는 실질적 물질과 토양의 상호작용의 효과를 나타내는 순수치의 25% 내외에서 평가치를 추정할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.673-683
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• 2008

본 연구에서는 만경강에 의해 형성된 충적대수층에서 나타나는 고비소지하수를 지구화학적으로 고찰하였다. 연구지역에서는 조사된 관정 29개 중 15개에 해당하는 총 52%가 WHO의 비소 먹는물기준치($10{\mu}g/L$)를 초과하는 것으로 조사되었다. 비소가 부화된 지하수는 다른 지하수에 비하여 낮은 Eh값과 낮은 $NO_3$ 및 $SO_4$농도, 그리고 높은 pH, alkalinity와 Fe, $NH_4$ 및 $PO_4$농도를 보였다. 이는 세계최대의 비소오염지역인 벵갈만 충적층지역에서 흔히 관찰되는 비소용출기작인 철, 망간수산화물의 환원적 용해현상과 일치하는 수질특성이며, 국내의 충적층 지하수도 비소오염으로부터 자유롭지 못함을 지시하는 결과이기도 하다. 특히, 연구지역에서는 농업기원화학종인 $NO_3$와 $SO_4$의 존재가 비소 농도를 낮추는데 크게 공헌함으로써 농업활동이 비소의 농도를 낮추는 역할을 하였다.

• 한국토양환경학회지
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• 제3권2호
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• pp.127-145
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• 1998

인간의 건강에 관련된 수질이나 대기의 기준설정과는 달리, 토질은 지협적이고 한정적인 토양의 기능과 이와 관련된 환경요소에 근거한다. 적정한 토질평가제도는 안전한 식품을 생산하거나, 인간과 동물의 건강증진, 그리고 토양의 퇴화 과정을 나타내는 토양성능 지표의 역할을 하여야 한다. 이에 필요한 요소는 첫째로 수분이동과 흡착의 용이성, 둘째로 식물생장의 유지, 셋째로 토양의 물리적 붕괴에 대한 저항성, 넷째로 안전한 식품생산 기반이다. 그리고 끝으로 비용 절감 농업관리와 식품생산 요소로서 토양은 토양과 수질의 영역, 식품사슬, 지속성과 효용성, 환경과 경제성을 포함하여야 한다. 토질지표는 기본 골격 내에서 각각의 기능에 대하여 여러 단계로 분리되며, 각각의 지표는 체계의 원칙에 근거하여 다목적 접근방법을 사웅하여 상대적 중요도를 반영하는 우선 순위와 가중치를 정한다. 각각의점수 환산체계는 낮은 단계부터 높은 단계로 또는 0주터 10의 범위에서 여러 단계로 등급화되어야 한다. 그리고 각각의 범위 수치에 가중치를 곱하고 그리고 토양의 여러 가지의 물리화학적 특성이 고려된 종합 토질등급으로 결론지어져야 된다. 토질 평가 방법을 개발하는데 필요한 기본 골격과 과정은 해당 지역의 대체 또는 기존의 농업방식으로 얻어진 정보를 사용함으로서 결정된다. 토질에 있어서 부수적인 과정, 관리방법, 그리고 정책의 효과를 검증하기 위한 확장된 기본골격의 용도 또한 고려되어져야 한다. 이외에도 하나의 가능한 토질지수의 형태를 개발하기 위해서는 토양의 특성과 토양 내로 유입되는 또는 기존의 화학물질을 연계시켜야된다. 이 연구는 토질의 평가 시 고려되어야 될 요소를 찾기 위한 접근 방법을 제시하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권3호
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• pp.149-159
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• 2019

암석구성성분검층(중성자-감마스펙트로스코피검층)은 중성자선원의 비탄성산란과 중성자포획 작용으로부터 생성되는 감마선을 측정하여 지층의 원위치 광물조성을 추정할 수 있는 기술이다. 일반적으로 지층의 광물조성 평가는 코어에 대한 X선 회절법, X선 형광분석법 등의 실내 시험자료를 주로 이용하고 있으나 이는 조사 구간의 극히 일부분에 대한 결과이며 특히, 유체의 유동 경로 구간은 주로 파쇄대 및 사질층인데 이 구간들의 코어 회수율이 불량하여 조사 구간 전체에 대한 광물조성 평가는 한계가 있다. 따라서 시추공 전 구간에 대한 원위치 광물조성 추정 기술개발은 지중환경 평가에 중요한 역할을 할 수 있다. 이 기술은 전통, 비전통 저류층 평가를 중심으로 최근까지 장비 개발 및 관련 연구가 활발히 진행되고 있는 분야이지만 몇 개 서비스회사의 독점기술로 자세한 정보 미공개, 다양한 지층 및 인공모형을 이용한 화학-광물학 데이터베이스 구축 문제 등으로 국내 연구에 직접적으로 적용하기에는 어려움이 있었다. 이 해설논문에서는 암석구성성분검층의 기본원리, 시스템 구성, 교정시설, 국외 기 개발된 검층시스템 분석 및 연구개발 동향 등을 통해 해당 기술을 소개하고, 국내 시스템 제작을 위한 기술 적용 방안을 검토하였다.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.529-541
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• 2009

이 연구는 이천과 포천지역 일대에 분포하고 있는 온천에 대하여 화학성분, 산소 및 수소 동위원소, 그리고 헬륨과 아르곤 같은 영족기체의 동위원소 특성을 분석하여 온천별 지화학적 특성을 밝히고, 영족기체의 기원과 지하수의 지화학적 상관성을 해석하고자 하였다. 이를 위하여 연구지역에서 7점의 온천수와 가스성분을 채취하였고, 온천공 주변 지하수와 지표수 17개 시료를 채취하여 분석하였다. 연구지역 온천수는 환원성환경의 중성내지는 약알카리성의 pH 특성을 보이고, 전기전도도는 $310{\sim}735\;{\mu}S/cm$ 범위를 보여준다. 온천수의 수온은 $21.5{\sim}31.4^{\circ}C$ 범위로 저온형이며, 성분상 단순온천에 해당된다. 이천지역 온천수는 중성의 pH 조건과 주변지역 지하수와 유사한 $Ca-HCO_3$ 내지는 $Ca(Na)-HCO_3$ 수리화학적 유형을 보이는 반면, 포천지역 온천수는 알카리성의 pH 조건과 $Na-HCO_3$ 유형으로 지화학적으로 상당히 진화된 특성을 보인다. 이천온천수는 우라늄의 함량이 높고, 포천지역 온천수에는 불소의 함량이 높은 것이 특징이다. 온천수의 $\delta^{18}O$와 ${\delta}D$값은 각각 $-8.85{\sim}-10.1%o$과 $-60.8{\sim}-72.2%o$의 범위로 순환수기원을 보인다. 동위원소 조성을 보면 포천지역 온천수는 지하수에 비해 고지대 함양과 긴 유동경로를 거친 것으로 해석된다. 온천수내 영족기체 동위원소비 분석 결과 $^3He/^4He$ 동위원소비는 $0.094\;{\times}\;10^{-6}{\sim}0.653\;{\times}\;10^{-6}$ 범위를 보인다. 이천지역 온천수는 대기기원의 헬륨이 우세하지만 맨틀(마그마)와 같은 심부기원의 혼합율이 포천지역 온천수보다 높은 특성을 보인다. 포천지역 온천수는 지각기원의 헬륨 혼합율이 높다. 또한 온천수별 동일한 기원의 혼합선상에서도 천부지하수와 심부지하수의 혼합상태에 따라서 서로 다른 $^4He/^{20}Ne$ 비를 보인다. 온천수의 $^{40}Ar/^{36}Ar$ 비는 대기기원의 값과 유사한 범위를 보인다.

• 자원환경지질
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• 제49권6호
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• pp.445-458
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• 2016

우리나라 수막재배 지역은 성수기에 지속적인 지하수 사용으로 인해 수막재배 말기에 지하수위 하강과 더불어 지하수 고갈 문제로 항시 어려움을 겪고 있다. 최근에 국내에서는 이러한 지역에서의 지하수 부족 현상을 해결하기 위해 몇 가지 인공함양 방법들이 적용되고 있다. 이 연구에서는 인공함양 방식 중 하나인 지중 침투형 갤러리 설치를 소개하고, 이 중 3개 갤러리에서의 인공 주입시험 결과를 이용하여 인공함양의 효율성을 예비적으로 평가하였다. 연구지역은 청주시 상대리 수막재배지이며, 갤러리의 규모는 가로${\times}$세로${\times}$깊이 $50cm{\times}300cm{\times}50cm$이다. 갤러리는 비닐하우스 동 사이의 이격 공간을 활용하여 설치하였으며, 터파기 작업, 자갈석과 규사 메움, 피조미터와 상부 부직포 설치 순서로 진행하였다. 3개 갤러리에 대한 인공 주입시험은 1차 예비, 2차 단계, 3차 장기 주입시험으로 구성된다. 1차 예비 시험에서 B 갤러리는 주입율 $33.29{\sim}33.84m^3/d$, $45.60{\sim}46.99m^3/d$일 때 수위 상승이 각각 20 cm, 30 cm, C 갤러리는 주입율 $21.1m^3/d$, $33.98m^3/d$, $41.69m^3/d$일 때 수위 상승이 각각 0 cm, 16 cm, 33 cm, D 갤러리는 주입율 $48.10m^3/d$, $52.23m^3/d$일 때 수위 상승이 각각 29 cm, 42 cm 정도를 유지한 것으로 나타났다. 단계 및 장기 주입시험 결과를 이용하여 각 갤러리에 대한 주입율과 수위 관계식이 정량적으로 도출되었으며, 이와 같은 인공 주입시험 결과는 수막재배 기간 중에 사용 후 배출되는 지하수가 갤러리를 통해 자연적으로 주입되는 수량을 추정하는 데에 정량적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권2호
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• pp.155-163
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• 1999

상수원 보호지역내 하성충적토의 사력질 벼 재배 논에서 표준시비 농가관행시비, 우분, 우분퇴비, 볏짚퇴비+화학비료감비, 볏짚환원+표준시비 그리고 무비구의 7처리를 하여 벼 재배 과정동안 시비관리방법에 따른 수량과 양분수지 특성을 조사하여 환경친화적 영농방법 설정을 시도하였다. 시비방법에 따른 정조수량은 추천시비구(100)와 우분구(100)에서 가장 우수하였으며, 화학비료 감비구(98) 볏짚환원구(98), 우분퇴비(94), 농가관행구(94) 순으로 감소하는 경향을 보였으나 처리간 통계적 유의성은 없었다. 질소수지는 농가관행구에서 $+39kg\;ha^{-1}$였으며. 유기물 처리구는 $+44{\sim}76kg\;ha^{-1}$로서 동일 포장조건에서 유기물 처리량이 증가할수록 양분수지의 +값이 커, 질소의 지하용탈량이 감소함을 알 수 있었다. 무기태 질소의 지하용탈량은 화학비료만 시용한 추천시비구($58kg\;ha^{-1}$)와 농가관행구($63kg\;ha^{-1}$)에서 가장 높았으며, 퇴비+화학비료 감비처리나 우분이나 우분퇴비로서 화학비료를 대체한 처리는($23{\sim}27kg\;ha^{-1}$) 화학비료 전용구(R. CF)의 절반 이하 수준($25kg\;ha^{-1}$)까지 줄일 수 있었다. 벼 재배기간중 인산의 지하용탈은 거의 없었다. 우분퇴비구(CMC)의 인산의 수지는 $+30kg\;ha^{-1}$으로 장기 연용에 따라 토양내 인산 축적이 가능성이 있을것으로 예측되며, 다른 처리의 인산 수지는 거의 0에 가까워 벼농사에서의 인산의 시비균형은 비교적 잘 이루어졌다. 칼리의 양분수지는 모든 처리에서 음(-)의 값을 보여 토양내 칼리가 용출되어 작물에 의해 흡수, 이용되고 있음을 알 수 있었다. 결과적으로 기존의 화학비료 위주의 추천시비 방식과 양평군 지역에서 주로 이용되고 있는 관행적 시비방법을 우분과 같은 유기질 비료로 적절히 대체 시용하거나, 볏짚퇴비의 환원 등을 통해 화학비료 사용량을 줄임으로써 벼의 수량을 높이면서 오염물질의 지하 유출을 크게 줄일 수 있었다.