• 제목/요약/키워드: interaction of soil water and groundwater

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A geochemical study on the saline waters circulating in an ash disposal pond of Seocheon Power Plant. Korea

  • Kim, Kang-Joo;Park, Seong-Min;Kim, Jin-San;Natarajan Rajmohan;Hwang, Gab-Soo;Yun, Seong-Taek;Kim, Hyun-Jung;Kim, Suk-Hwi
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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    • pp.338-341
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    • 2004
  • This study was carried out to understand the geochemistry of saline water circulating in an ash disposal pond of Seocheon power plant, Korea. For this study, ash pond waters, slurry water and seawater samples were collected and analyzed for major ions and trace elements. Results show that ash pond waters and slurry water are alkaline in nature due to high calcium content, and have high concentration of Ca, B, Li, As, Ba, Al, Si and Mn over seawater, suggest that these elements leached from fly ash even at high alkaline condition and ionic strength. Slurry water has high concentration of B, Ba, Li, Mn, Si and Sr compare to ash pond waters, expresses that these elements seem to be easily reached at initial stage fly ash-water interaction, and also might be associated with the surface of the fly ash particles. Additionally, PHREEQC program predicted several secondary solid phases, which are also influenced in the leaching of elements in to the saline water.

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옥천계변성암 지역의 먹는샘물 지하수의 수리지구화학적 특성 (Hydrochemistry of Groundwater at Natural Mineral Water Plants in the Okcheon Metamorphic Belt)

  • 추창오;성익환;조병욱;이병대;김통권
    • 한국토양환경학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.93-107
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    • 1998
  • 옥천계변성암 지역에 분포하는 15개 먹는샘물 업체의 지하수 원수의 수질은 다른 지역의 지하수와는 상이한 특성을 보여준다. 특히 전기전도도, 경도, Ca, Mg, $HCO_3$는 전국의 여러 지역중에서 가장 높다. 대부분의 업체의 지하수의 양이온 함량비는 Ca>>Mg, Na>K의 순이며, 음이온의 함량비는 $HCO_3$>$SO_4$>Cl>F의 순을 보인다. 특히 중탄산의 함량은 다른 지역에 비하여 월등히 높으며 수질유형은 Ca-Mg-$HCO_3$>Ca-$HCO_3$>Ca-Na-$HCO_3$순으로 나타난다. 옥천계변성암 지역의 지하수는 대체로 탄산염의 용해작용에 의하여 영향을 받은 것으로 보인다. 원소별 상관계수는 Mg-$HCO_3$가 0.92로서 가장 높으며 Ca-$HCO_3$(0.88), Ca-Mg(0.80), Ca-Cl(0.78), Mg-$SO_4$(0.78), Ca-$SO_4$(0.71) 등도 비교적 좋은 상관계수를 보인다. 이같은 현상은 탄산염 석고나 경석고의 용해작용과 관련되는 것으로 보인다. Ca와 EC간의 관계는 결정계수(determinative coefficient)가 R2=0.87인데 비하여, EC와 (K+Na+Ca)원소 전체의 관계는 결정계수가 R2=0.89로서 EC에 대한 Ca의 기여도는 주요 양이온들 가운데서 가장 크다. Ca와 HCO$_3$, Ca와 Mg간의 결정계수는 양호한 편인데, 이들은 서로 화학적 관련성을 가지면서 거동함을 나타낸다. 실리카 상들을 제외한다면 대부분의 지하수는 방해석의 포화도에 가장 근접한 상태를 보여 주며 돌로마이트도 점차 포화상태에 가까워 지고 있다. 그러나 석고, 경석고, 형석에 대하여는 불포화정도가 다소 큼을 나타낸다. 탄산염은 물-암석과의 반응이 어느 정도 더 진행되면 곧 포화상태에 도달하게 되어 더 이상 지하수의 수질화학에 영향을 주지 못하게 될 것으로 보인다.

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Chemical Characteristics of Groundwater in Carbonate Rock Areas of Korea

  • Kabir, Mohammad Lutful;Park, Youngyun;Lee, Jin-Yong
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제19권2호
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    • pp.7-15
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    • 2014
  • This study was conducted to understand the chemical characteristics of groundwater in carbonate areas of Korea. In this study, data on pH, electric conductivity (EC), $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Cl^-$, $SO_4{^{2-}}$, and $HCO_3{^-}$ were collected from 97 wells which were installed in various carbonate rock regions of Korea. The pH values ranged from 5.7 to 9.9, and the average value was 7.3. The concentration range showed differences between the maximum value of $HCO_3{^-}$ and the medium to minimum values of $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, $Cl^-$, $SO_4{^{2-}}$, and $K^+$ in the study area. The average value of EC was $374{\mu}S/cm$, higher than in granite and gneiss areas, where the value is $176{\mu}S/cm$. Most of the groundwater was type $Ca-HCO_3$, and some was type $Mg-HCO_3$. The relationship between $Ca^{2+}$, $Cl^-$, and $HCO_3{^-}$, respectively, and EC showed relatively significant positive correlations compared to the other dissolved components. However, the determination coefficients for $Mg^{2+}$, $Na^+$, $SO_4{^{2-}}$, and $K^+$ were very low less than 0.2. These results indicate that the source of $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ is relatively simple (carbonate dissolution) compared to other sources. The sources of $Na^+$, $K^+$, $Cl^-$, $SO_4{^{2-}}$, and $HCO_3{^-}$ might be not only water-rock interactions, but also irrigation return flow, because many groundwater wells had been developed for irrigation purposes. Subsequently, the influence of agriculture on groundwater chemistry was evaluated using a cumulative plot of $SO_4{^{2-}}$. The threshold value of $SO_4{^{2-}}$ calculated from the cumulative frequency curve was 29.2 mg/L. Therefore, 12.4% of all the groundwater wells were affected by agricultural activity.

Effects of NaOH Treatment on the Adsorption Ability of Surface Oxidized Activated Carbon for Heavy Metals

  • Min-Ho Park;So-Jeong Kim;Jung Hwan Kim;Jae-Woo Park
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제28권6호
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    • pp.16-23
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    • 2023
  • Heavy metal (Zinc, Cadmium, Lead) adsorption onto surface modified activated carbon was performed in order to better understand the effect of sodium ion addition to activated carbon. Surface modification methods in this research included water washing, nitric acid washing, and sodium addition after nitric acid washing. These surface modifications generated oxygen functional groups with sodium ions on the surface of the activated carbon.. This caused the change of the specific surface area as well as in the ratio of the carboxyl groups. Heavy metal adsorption onto sodium-containing activated carbon was the most among the three modifications. After the adsorption of heavy metals, the carboxyl group ratio decreased and sodium ions on the surface of the activated carbon were almost non-existent after the adsorption of heavy metals onto sodium-containing activated carbon. The results from this research indicated that ion exchange with sodium ions in carboxyl groups effectively improved heavy metal adsorption rather than electrostatic adsorption and hydrogen ion exchange.

지하수 분산오염원에 대한 공간적분모형과 공간분포모형의 비교 (Comparison between the Spatially Integrated Model and the Spatially Distributed Model in the Nonpoint Source Contaminants of Groundwater)

  • 이도훈;이은태;정상만
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권2호
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    • pp.177-187
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    • 1998
  • 하천과 대수층이 연결된 계에서 분산오염원이 유입될 경우에 지하수 수질을 평가할 수 있는 공간적분모형을 제안하였다. 제안된 공간적분모형은 불포화대의 영향이 고려되었으며, 다양한 수문 및 대수층 모의 조건에서 Richards 방정식과 이송-분산 방정식의 공간분포모형에 대한 수치해와 비교를 통하여 공간적분모형을 테스트하였다. 비교 결과에 의하면, 분산도비와 대수층의 두께가 큰 경우를 제외하고는 공간적분모형과 공간분포모형사이의 포화대수층의 평균농도 및 지하수유출의 평균농도는 일치된 반응을 보여주고 있다. 그리고 분산도비와 대수층의 두께가 큰 계에서는 비선형 공간적분모형이 선형 공간적분모형보다 더 좋은 결과를 보여주었다.

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카본나노튜브에 흡착된 휴믹산의 탈착에 관한 연구 (Desorption of Adsorbed Humic Acid on Carbon nano Tubes)

  • 조미현;이재영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제18권7호
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    • pp.81-89
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    • 2013
  • Concerns have been raised over the impact of nano materials on soil and groundwater environment with the increasing attention to the potential applications of carbon nano materials in various fields. Particularly, carbon nano materials introduced into water environment readily make complexes with humic acid (HA) due to their hydrophobic nature, so there have been increasing numbers of studies on the interaction between HA and carbon nano materials. In this study, we investigated the solubility of HA and multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) in three different surfactant solutions of sodium dodecyl sulfate (SDS), Brij 30 and Triton X-100, and evaluated whether the HA can be effectively desorbed from the surface of MWCNT by surfactant. The objective of this study was to determine the optimal adsorption condition for HA to MWCNT. Futhermore, sodium dodecyl sulfate (SDS), Brij 30, Triton X-100 were used to elucidate the effect of desorption and separation on adsorbed HA on MWCNT. As a result, HA solution with 12.7 mg of total organic carbon (TOC) and 5 mg of MWCNT showed the highest adsorption capacity at pH 3 reacted for 72 hrs. Weight solubilizing ratio (WSR) of surfactants on HA and MWCNT was calculated. HA had approximately 2 times lower adsorption capacity for the applied three surfactants compared to those of MWCNT, implying that the desorption of HA may occur from the HA/MWCNT complex. According to the results of adsorption isotherm and weight solubilizing ratio (WSR), the most effective surfactants was the SDS 1% soluiton, showing 53.63% desorption of HA at pH 3.

양수시험에 의한 포항 흥해지역 심부지열수의 수리지화학적 규명 (Evaluation of Hydrogeochemistry of Geothermal Water at Heunghae, Pohang Using Pumping Test Results)

  • 조병욱;윤욱;송윤호
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권3호
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    • pp.20-30
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    • 2006
  • 코아검층, 양수시험 전후의 온도와 전기전도도 검층, 섬도별 지열수의 수질분석, 양수시험시 지열수의 수질변화 관측 을 통하여 포항 흥해지역 심부지열수 ($42.2-47.9^{\circ}C$) 의 수리지화학적 특성을 고찰하였다. 연구지역의 지하지질은 파쇄 정도가 심한 해성 기원의 퇴적암류로 구성되어 있으며, 지열수의 수질은 굴진심도, 해안으로부터의 거리, 양수시간에 따라 달라짐을 보였다. .4 차례의 양수시험시 수온, 전기전도도 변화를 볼 때, 연구지역 지열수의 주 대수층은 심도 540-900 m까지의 유문암에 발달된 파쇄대로 판단된다. 연구지역 지열수의 Na 와 $HCO_3$ 함량이 높은 것은 탄산염과 규산염의 용해가 활발한 내륙쪽에서 유입되는 심부 지하수의 기여 때문으로 판단된다. 연구지역 지열수는 높은 총고용물질, Na, Cl 함량으로 보아 해수의 영향을 많이 받았으나, Na:Cl 몰비가 $0.88{\sim}2.14$ 로 해수의 0.84 보다 높으며, Br:Cl 함량비도 $21.0{\sim}24.9{\times}10^{-4}$ 으로 해수의 $34.7{\times}10^{-4}$ 에서 벗어나고 있어서 물-암석반응에 의해서도 영향을 받았음을 지시한다.

응력 -간극수압 연계해석을 이용한 흙막이 굴착시 지하수저하에 따른 지반침하에 관한 연구 (Urban Excavation - Induced Ground Movement in Water Bearing Ground Using Stress-pore Pressure Coupled Analysis)

  • 최고니;유충식
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.17-31
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    • 2011
  • 본 연구에서는 흙막이 굴착 공사시 지하수저하에 의한 주변 지반의 공학적 거동에 관한 수치해석 연구내용을 다루었다. 먼저 2차원 간극수압-응력 연계해석을 통하여 굴착공사가 지반침하 거동에 미지는 영향을 알아보았으며 그 결과를 토대로 벽체 수평변형, 벽체배변 변형, 소성변형률 분포, 유효응력분포 및 버팀보 축력분포 등을 분석을 수행하였다. 한편 다양한 지층조건과 초기 지하수위 조건에 대한 매개변수 연구를 통하여 주변지반 및 버팀보의 거동을 분석하였으며 해석 결과를 토대로 특정조건의 최대 지반변형범위를 제안하였다.

녹지 토양내 탄화수소화합물의 분포변화에 관한 모델링 연구 (Model Study of the Fate of Hydrocarbons in the Soil-Plant Environment)

  • Yoon-Young Chang;Kyung-Yub Hwang
    • 한국토양환경학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.91-101
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    • 1996
  • 최근에 식물을 이용한 탄화수소화합물의 정화방법은 특히, 넓은 범위에 거쳐 저농도로 오염되어 있는 토양인 경우에 앞으로 각광을 받을 가능성이 높은 새로운 연구분야로 주목을 받아왔다. 이의 기술을 실제 오염토양에 바로 적용하기전 적절한 설계에 필요한 예측 모델링의 필요성이 함께 요구되고 있다. 현재 녹지토양내의 용질과 식물과의 상호작용에 관한 많은 모델들이 나와있지만 대부분이 이온상태의 무기영향물이나 금속류의 경우에만 한정되어 있다. 본 연구에서는 토양내의 탄화수소화합물의 생물학적정화에 미치는 식물의 영향을 예측하기 위한 기본 수학적 모델식을 제안 하였다. 먼저 토양내의 식물뿌리가 토양수분과 오염물에게 미치는 영향과 비포화계층에서의 오염물의 이동현상 및 토양내 기/액상간의 물질전달을 수학적으로 나타내고자 하였으며 시간의 변화와 토양깊이별 식물의 오염물의 동태에 미치는 영향을 시뮬레이션하기 위하여 식물뿌리의 시간에 따른 양적성장과 깊이별 분포정도를 예측하기 위한 관계식도 아울러 모델링에 포함하였다. 오염물의 식물내의 흡수 및 생물막이론을 이용한 식물뿌리근처에서의 생물학적 분해에 관한 현상도 관계식을 이용 설명하고자 하였다. 본 연구에서 제시한 식물영향하의 탄화수소화합물의 토양내의 동태해석을 위한 모델식은 실제로 탄화수소화합물에 의해 오염된 토양을 식물을 이용하여 정화하고자 할때, 필요한 기본설계도구로서 유용하게 쓰여질 것으로 기대된다.

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서해 연안지역 천부지하수의 수리지구화학 : 연안 대수층의 해수 혼입에 관한 연구 (Hydrogeochemistry of shallow groundwaters in western coastal area of Korea : A study on seawater mixing in coastal aquifers)

  • 박세창;윤성택;채기탁;이상규
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권1호
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    • pp.63-77
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    • 2002
  • Salinization is an important environmental problem encountered in coastal aquifers. In order to evaluate the salinization problem in the western coastal area of Korea, we have performed a regional hydrochemical study on shallow well groundwaters (N=229) collected within 10 km away from the coastline. The concentrations of analyzed solutes are very wide in range, suggesting that the hydrochemistry is controlled by several processes such as water-rock interaction, seawater mixing, and anthropogenic contamination. Based on the graphical interpretation of cumulative frequency curves for some hydrochemical parameters (esp., $Cl^{-}$ and ${NO_3}^-$), the collected water samples were grouped into two major populations (1) a background population whose chemistry is predominantly affected by water-rock interaction, and (2) an anomalous population which records the potential influences by either seawater mixing or anthropogenic pollution. The threshold values obtained are 34.7 mg/l for $Cl^{-}$ and 37.2 mg/l for ${NO_3}^-$, Using these two constituents, groundwaters were further grouped into four water types as follows (the numbers in parenthesis indicate the percentage of each type water) : (1) type 1 waters (38%) that are relatively poor in $Cl^{-}$ and ${NO_3}^-$, which may represent their relatively little contamination due to seawater mixing and anthropogenic pollution; (2) type 2 waters (21%) which are enriched in $Cl^{-}$, Indicating the considerable influence by seawater mixing; (3) ${NO_3}^-$-rich, type 3 waters (11%) which record significant anthropogenic pollution; and (4) type 4 waters (30%) enriched in both $Cl^{-}$ and ${NO_3}^-$, reflecting the effects of both seawater mixing and anthropogenic contamination. The results of the water type classification correspond well with the grouping on a Piper's diagram. On a Br x $10^4$versus Cl molar ratio diagram, most of type 2 waters are also plotted along or near the seawater mixing line. The discriminant analysis of hydrochemical data also shows that the classification of waters into four types are so realistic to adequately reflect the major process(es) proposed for the hydrochemical evolution of each water type. As a tool for evaluating the degree of seawater mixing, we propose a parameter called 'Seawater Mixing Index (S.M.I.)’ which is based on the concentrations of Na, Mg, Cl, and $SO_4$. All the type 1 and 3 waters have the S.M.I. values smaller than one, while type 2 and type 4 waters mostly have the values greater than 1. In the western coastal area of Korea, more than 21% of shallow groundwaters appear to be more or less affected by salinization process.