• 대한지하수환경학회지
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• 제4권4호
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• pp.199-211
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• 1997

방사성폐기물의 지하심부 처분을 위한 수리지구화학적 기초자료를 얻기 위하여 국내 화강암질암을 대수층으로 하는 지표수 및 지하수를 대상으로 시료채취와 문헌조사를 통하여 dataset을 구축하였다. 심도에 따른 용존물질의 절대 및 상대함량과 거동특성을 통계적으로 파악하고 지하수의 화학적 조성의 원인이 되는 물-암석반응을 열역학적 해석과 결부하여 규명하였다. 화강암질암 대수층에서 총용존물질량은 심도에 따라 통계적으로 유의하게 증가함으로써 심부로 갈수록 물-암석반응을 많이 거친 물이 존재함을 나타낸다. 지하수의 조성은 초기의 $Ca^{2＋}$－(C $l^{－}$＋S $O_4$$^{2－}$ ) 또는 $Ca^{2＋}$-HC $O_3$$^{－}$ 유형에서 시작하여 점차 $Ca^{2＋}$-HC $O_3$$^{－}$ 유형을 거친 후 최종적으로 $Na^{＋}$-HC $O_3$$^{－}$ 또는 $Na^{＋}$－(C $l^{－}$＋S $O_4$$^{2－}$ ) 유형으로 진화하는 경향을 보인다. 이러한 특징은 $Ca^{2＋}$, $Na^{+}$ , $SiO_2$(aq)가 대표하는 다음의 세 가지 기제에 의하여 설명이 가능하다. 1) 천부지하수의 화학조성을 조절하는 가장 주된 반응은 방해석의 용해이나 중간지하수를 거치면서 방해석 포화상태에 이르러 광물상으로 침전되며 심부지하수에서는 $Ca^{2＋}$의 함량이 감소한다. 2) 심부지하수에서는 사장석의 용해가 주도적인 반응으로 작용하며 $Na^{＋}$를 공급하므로써 함량을 증가시킨다. 3) 중간 및 심부지하수에서는 kaolinite-smectite 또는/그리고 kaolinite-illite 간의 반응이 평형에 도달함으로써 용존 $SiO_2$(aq) 함량을 유지시키며 또한 이들 반응은 심부지하수에서 $Mg^{2＋}$ 및 $K^{＋}$가 결핍되는 현상의 중요한 원인이 된다.

• 자원환경지질
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• 제32권5호
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• pp.469-483
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• 1999

Two different types of deep groundwaters occur together in the Jungwon area: $CO_2$-rich water and alkali water. Each water shows distrinct hydrogeochemical and environmental isotopic characteristics. The $CO_2$-rich waters are characterized by lower pH(6.0~6.4), higher Eh (25~85mV) and higher TDS content (up to 3,300 mg/l), whereas the alkali type waters have higher pH (9.1~9.5), lower Eh (-136~-128mV) and lower TDS content (168~254 mg/l). The CO2-rich waters ($Pco_2$=up to 1atm) were probably evolved by the local supply of deep $CO_2$ during the deep circulation, resulting in enhanced dissolution of surrounding rocks to yield high concentrations of $Ca^{2+}, Na^+, Mg^{2+}, K^+\; and \;HCO_3\;^-$ under low pH conditions. On the other hand, the alkali type waters ($Pco_2$=about 10-4.6 atm) were evolved through lesser degrees of simple wate/rock (granite) interaction under the limited suppy of $CO_2$. The alkali waters are relatively enriched in F- (up to 14mg/l), whereas the F- concentration of$CO_2$-rich water is lower (2.2~4.8 mg/l) due to the buffering by precipitation of fluorite. The oxygen-hydrogen isotopes and tritium data indicate that compared to shaltion ($\delta$18O=-9.5~-7.8$\textperthousand$),two different types fo deep groudwaters (<1.0TU)were both derived from pre-thermonuclear (more than 40 years old) meteoric waters with lighter O-H isotopic composition ($\delta$18O=-9.5~-7.8$\textperthousand$) and have evolved through prolonged water/rock interaction. The $CO_2$-rich waters also show some degrees of isotopic re-equilibration with $CO_2$ gas. The $\delta^{34}S$ values of dissolved sulfates (+24.2~+27.6$\textperthousand$) in the $CO_2$-rich waters suggest the reduction of sulfate by organic activity at depths. The carbon isotope data show that dissolved carbon in the $CO_2$-rich waters were possibly derived either from dissolution of calcite or from deep $CO_2$ gas. However, strontium isotope data indicate Ca in the $CO_2$-rich waters were derived mainly from plagioclase in granite, not from hydrothermal calcites.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권6호
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• pp.29-37
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• 2007

먹는물 수질기준(0.3 mg/L)을 자주 초과하는 고농도의 용존 철(Fe)은 특히 국내 충적층 지역 천부 지하수의 개발 이용(특히, 강변여과 적용)을 제한하는 중요한 원인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 반응성용질이동모델링을 이용하여 지하수 내 용존 철을 효과적으로 저감하기 위한 하나의 방법으로서 '산소가 풍부한 물을 대수층에 주입한 후 양수하는 기법의 효용성에 대하여 모사해 보았다. 모사 결과, 산소가 풍부한 물을 주입함으로써 양수된 지하수의 철 농도를 뚜렷이 저감할 수 있으며, 양수량이 주입량에 비해 4배가 되더라도 용존 철의 농도는 먹는물 수질기준 이하로 매우 낮게 유지됨을 보여주었다. 또한, 대수층 내에서의 철수산화물 침전에 의해 야기될 수 있는 크로깅 및 투수율 저하도 미미한 수준인 것으로 평가되었다. 본 논문에서는 주입-양수 기법에 의한 대수층 내에서의 철 저감의 기작과 공간적 규모에 대해서도 토의하였다.

• 자원환경지질
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• 제36권5호
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• pp.339-347
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• 2003

울산광역시에 대한 해수침입 가능성을 171개 지하수 수질분석 자료를 이용하여 연구하였다. 연구지역에서 Cl의 함량이 높은 지역은 남구의 태화강 주변 저지대로서 최대 11,300 mg/L이고, 동구 해안일대는 지질학적 특성 때문에 상당히 낮은 Cl 함량을 보인다. Cl의 함량이 낮을수록 해수의 Br:Cl 함량비인 $34.7{\times}10^{-4}$에서 크게 벗어나지만, Cl의 함량이 100 mg/L 이상인 지하수는 해수의 Br:Cl 비인 $34.7{\times}10^{-4}$에 근접함을 보인다. 171개 지하수 중 Cl의 함량이 500 mg/L이상 되는 11개 시료의 Cl, Br, K, Na의 조성비는 해수와 비슷하나, Ca, Mg, $SO_4$, $HCO_3$, $SiO_2$의 조성비는 해수와 다르다. Cl함량이 500 mg/L 이상인 11개 지하수 시료의 Na/Cl 몰비는 0.35∼2.08의 범위이며(해수 0.75), Ca/Cl 몰비는 0.001∼0.20의 범위(해수 0.02), Mg/Cl 농도비는 0.001∼0.22의 범위(해수 0.09)를 보인다. 따라서 현재 태화강 일대 지하수의 Cl 함량이 높은 것은 해수침입보다는 과거 도시화 이전 충적층에 축적되어 있었던 염분이 고립되어 나타나는 현상으로 추정되며, 이 염분의 농도는 지하수 유출량보다는 유입량이 더 많은 도시지역 지하수 시스템을 고려할 때 시간이 지남에 따라서 점점 낮아질 것으로 예상된다.

• 자원환경지질
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• 제49권5호
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• pp.361-370
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• 2016

하수관거에 지하수가 침투하고 우수가 유입(I/I)되게 되면 하수의 양이 크게 늘어나 하수처리장의 부하가 가중되고, 하수의 처리효율도 크게 감소되기 때문에, 하수 중의 I/I를 알아내는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 산소 및 수소 동위원소를 이용한 I/I 측정가능성 검토를 목적으로 수행되었으며, 이를 위하여 전주시 덕진공원 유역 내 관정 지하수 및 수로수, 상수도 등에 대하여 동위윈소적 조사를 수행하였다. 본 연구를 통하여 전주지역의 상수도는 전주에서 내륙으로 약 40 km 떨어진 고지대에 위치한 용담댐을 수원으로 하기 때문에 지역 강우와는 뚜렷이 다른 동위원소적 특성을 보이고, 시간에 따른 조성의 변화도 거의 없음을 알게 되었다. 하수는 기본적으로 상수도에서 발생하므로, 상수도와 지역강우를 양극단으로 하여 하수로 내 지역강우의 함량을 계산할 수 있다. 이러한 방법으로 덕진공원 유역 내하수로 1개 지점에서 지역강우의 함량을 계산한 결과, 강우가 시기에 따라 하수의 50%에서 90%를 차지하는 것으로 확인되었다. 이러한 계산결과는 오염농도가 높지 않은 하수의 수질을 통하여도 잘 뒷받침된다. 같은 방법으로 계산된 지하수내 상수도의 함량도 약 46%나 되었으며, 이는 상수도의 누수가 중요한 지하수원이 되고 있음을 지시하는 것이다. 이러한 동위원소 조성을 갖는 지하수는 하수로에 유입되어도 하수의 동위원소에는 크게 영향을 주지 않기 때문에 실제로 하수로에 유입되는 우수와 지하수의 량은 계산 결과보다 훨씬 클 것으로 예상된다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권3호
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• pp.257-261
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• 2006

본 연구에서는 유기성 화학물질로 오염된 지하수, 수질 및 토양의 효과적인 복원제로 활용되고 있는 ZVI의 반응성 및 안정성을 높이기 위하여 ZVI에 montmorillonite를 첨가하여 합성된 ZVI-Mt 복합체의 특성과 유기염소계 오염물질의 효과적인 제거제로서의 활용가능성을 조사하였다. X-선회절분석 결과 ZVI는 $44.9^{\circ}$ 부근에서 broad reflection peak를 나타내었으며, ZVI-Mt 복합체는 ZVI와 montmorillonite의 전형적인 peak가 관찰되었다. ZVI-Mt 복합체의 형태는 montmorillonite 층이 추형의 ZVI 입자를 부분적으로 둘러싸고 있었으며, ZVI가 공기 중의 산소에 의해 급격히 산화되는 것을 방지할 수 있는 구조적 형태를 나타내었다. ZVI-Mt 복합체에 의한 chlorothalonil의 분해율이 ZVI에 비해 보다 빠르고 높게 나타났으며, 반응 60분 후에는 chlorothalonil이 완전히 분해되었다. ZVI, ZVI-Mt(2:1) 및 ZVI-Mt (1:1) 모두 pH가 낮을수록 chlorothalonil의 분해가 잘 일어났으며, 모든 pH 영역에서 ZVI 보다 ZVI-Mt에 의한 chlorothalonil의 분해 효율이 높게 나타났다. 그러므로 기존의 방법에 의해 ZVI를 합성하는 것 보다는 montmorillonite를 혼합하여 복합체를 형성하는 것이 montmorillonite 층의 card section현상에 의해 ZVI의 환원력과 안정성을 증가시키는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제23권3호
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• pp.293-304
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• 2013

국내 현행 지하수법에서는 오염방지 시설에 관한 개략적인 설치규정만이 설정되어 있어서 대수층의 특성을 고려하지 않은 일률적인 오염방지 시설 기준이므로 지질에 따라 다양하게 발달하는 우리나라의 지하수자원을 효과적으로 보호해 주지 못한다. 최근에는 지하수오염방지에 중요한 기술과 장치로서 패커개발이 점차 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 경북 안동시 서후면, 충남 연기군의 오염된 지하수공에 대하여 하부지하수오염방지시설로서 팩커의 적합성을 검토한 결과, 그 효과는 우수한 것으로 나타났다. 연구대상지인 경북 안동시 서후면 창풍리의 경우 팩커를 시공한 결과 탁도는 94%, 연기군 남면 눌왕리의 경우 질산성 질소는 60% 감소효과를 나타내었으며, 이로 인해 모든 수질검사항목에서 적합수질을 보였다. 지하수오염방지를 위해서는 정확한 관정카메라 촬영과 오염원 모니터링 분석을 실시하고, 이에 근거하여 지질특성, 풍화대심도, 파쇄대 발달, 대수층의 수리경사, 오염물의 이동경로를 파악한 후, 통합적으로 지하수오염 가능성을 평가하고, 이를 통하여 적절한 그라우팅과 케이싱 작업이 이루어져야 한다. 유용한 대수층 구간을 확보하여 오염물을 차단하는 그라우팅, 팩커장치, 케이싱은 지하수의 활용과 오염방지에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제47권1호
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• pp.61-69
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• 2014

중금속류나 방사성 물질로 오염된 지하수를 원위치에서 처리(정화 혹은 고정화)하고자 할 때, 반드시 고려해야 할 지화학적 요소 중의 하나는 지하수의 산화/환원전위 값이다. 우리는 생지화학적 작용에 의한 현장 지하수의 산화/환원전위 변화 특성을 알아보기 위해 실험실 조건에서 한국원자력연구원의 심부지하수를 대상으로 전자공여체(젖산), 전자수용체(황산염) 및 토착미생물을 주입하여 시간별로 산화/환원전위 변화를 관찰하였다. 질소가스-충전 글로브박스에 있는 순수 지하수는 시간이 경과함에 따라 미약한 Eh 상승(약산화)이 있었다. 하지만, 젖산, 황산염 혹은 미생물이 주입된 지하수 대부분의 Eh는 감소(환원)하는 특성을 보여주었다. 특히, 국내 토착 황산염환원미생물인 '바쿨라텀'이 주입되었을 때, 지하수의 Eh가 -500 mV 근처까지 감소하여 강환원성 지하수로 바뀌었다. 이처럼 일반 금속환원박테리아에 비해 황산염환원박테리아의 지하수 환원화 능력이 매우 우수함에도 불구하고, 용존 황산철을 필요로 하였고 최종적으로 황화광물(예; 맥키나와이트)이 생성되면서 추후 반응에 관한 예측을 어렵게 하였다. 결과적으로, 미생물 외에도 미량의 영양물질 주입 여하에 따라 지하수의 산화/환원전위가 크게 달라졌으며, 이는 산화/환원전위의 영향을 받는 용존 오염 물질의 산화수, 용해도 및 수착 등의 특성들이 생물자극법에 의해 바뀌거나 조절될 수 있음을 의미한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권1호
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• pp.25-30
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• 2006

지역에 따른 지하수중의 라돈 과 우라늄의 농도차이를 알기 위하여 대전지역의 지하수를 분석하였다. 대전 5개 지역구에서 사용하고 있는 75개 지하수를 채취하여 라돈 및 우라늄 농도를 분석하였다. 또한 우기 전 후로 40 개시료를 채취하여 지표수 유입에 따른 변화를 알고자 하였다. 지역에 따른 라돈 및 우라늄의 평균농도는 유성구에서는 $270.9{\pm}152.3\;Bq/L,\;43.8{\pm}23.5\;{\mu}g/L$, 서구지역은 $112.9{\pm}65.8\;Bq/L,\;0.45{\pm}0.23\;{\mu}g/L$, 동구지역의 경우는 $41.3{\pm}24.0\;Bq/L,\;4.9{\pm}11.3\;{\mu}g/L$, 대덕구는 $131.8{\pm}99.5\;Bq/L,\;54.3{\pm}127.5\;{\mu}g/L$ 그리고 중구는 $44.0{\pm}43.0\;Bq/L,\;8.1{\pm}11.6\;{\mu}g/L$이었다. 또한 지표수의 영향을 관찰한 시료에서 우라늄 농도는 최소 0.5에서 최대 640 ${\mu}g/L$까지 나타나며 라돈의 경우 최소 0.4에서 최대 729 Bq/L 까지였으며 건기시 채취한 시료가 우기후 시료보다 높은 농도를 나타내었다. 건기시 라돈과 우라늄의 농도는 평균 $253{\pm}14\;Bq/L,\;63{\pm}12.2\;{\mu}g/L$ 이었으며, 우기후는 $195{\pm}11\;Bq/L,\;45.4{\pm}11.7\;{\mu}g/L$를 나타내었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권9호
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• pp.799-807
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• 2016

본 연구는 기상이변과 도시열섬현상으로 국지성 호우가 잦아져 도시침수피해가 매년 반복되고 있으며, 건기시에는 비가 모자라 지하수 부족으로 이어져 하천 건천화 현상이 빈번히 발생하고 있어 이를 해결하고자 "도시침수 저감을 위한 by-pass 빗물침투성 우수관거"를 제안한다. 집중호우로 확률년수 이상의 호우발생시 관거를 확대 교체하지 않고 기존우수 관거를 그대로 사용하며 배제시스템과 연계하여 by-pass 빗물침투성 우수관거를 설치하여 본 연구지역 대한민국 서울특별시 강남구 강남역사거리 지역 3.07 ha에서 관거확대공사와 비교시 평균 27백만원(44%) 공사비절감 및 기존 우수관거 유지로 별도의 우수처리 대책이 불필요하다. "도시침수 저감을 위한 by-pass 빗물침투성 우수관거"는 여름철 확률년수 이상의 비가 오더라도 by-pass관로를 통하여 통수능력을 증가시키며, 봄, 가을에 내리는 소량의 비는 by-pass 침투공을 통하여 전량 지중 수자원 확보에 기여한다.