국내 심부 암반지하수에서의 고농도 불소의 산출을 지배하는 지질 및 수리지구화학적 환경을 이해하고자, 온천 개발 목적으로 착정한 심부지하수 관정(평균 심도 약 600m)에서 취득된 총 367개의 지하수 분석 자료에 대하여 지구화학적 고찰을 수행하였다. 이들 지하수에서의 불소 농도는 매우 높아 평균 5.65mg/L에 이르며, 특히 연구 대상 지하수 중 $72\%$에서 먹는 물 수질기준(1.5mg/L)을 초과하였다. 불소 함량은 일차적으로 지질 조건의 지배를 강하게 나타냄을 확인하였는데 가장 높은 농도는 화강암류 및 화강편마암 지역에서 산출되는 반면 화산암 및 퇴적암 지역에서는 가장 낮았다. 지하수의 수리지구화학상과 관련하여 보면, 중성 내지 약알칼리성인 $Ca-HCO_3$형 지하수에 비하여 알칼리성의 $Na-HCO_3$형 지하수가 현저히 높은 불소 함량을 나타내었다. 화강암류 및 화강편마암 지역에서 지하수의 심부 순환에 수반되는 장기간의 물-암석 반응이 고농도 불소 산출의 가장 중요한 이유로 생각된다. 방해석 침전 또는 양이온교환에 의한 Ca 이온의 감소, 그리고 뒤따라 발생하는 사장석과 불소 함유 수산화광물(특히 흑운모)의 용해로 특징되는 일련의 수리지구화학 반응이 이러한 환경 하에서의 고불소 지하수 생성의 원인으로 해석된다. 따라서 불소과다에 의한 물 공급 문제의 발생 가능성은 높은 pH 및 매우 높은 Na/Ca농도비를 나타내는 화강암류 및 화강편마암 지역의 지하수에서 가장 높다고 볼 수 있다
국내 심부 암반지하수에서의 고농도 불소의 산출을 지배하는 지질 및 수리지구화학적 환경을 이해하고자, 온천 개발 목적으로 착정한 심부지하수 관정(평균 심도 약 600m)에서 취득된 총 367개의 지하수 분석 자료에 대하여 지구화학적 고찰을 수행하였다. 이들 지하수에서의 불소 농도는 매우 높아 평균 5.65mg/L에 이르며, 특히 연구 대상 지하수 중 $72\%$에서 먹는 물 수질기준(1.5mg/L)을 초과하였다. 불소 함량은 일차적으로 지질 조건의 지배를 강하게 나타냄을 확인하였는데 가장 높은 농도는 화강암류 및 화강편마암 지역에서 산출되는 반면 화산암 및 퇴적암 지역에서는 가장 낮았다. 지하수의 수리지구화학상과 관련하여 보면, 중성 내지 약알칼리성인 $Ca-HCO_3$형 지하수에 비하여 알칼리성의 $Na-HCO_3$형 지하수가 현저히 높은 불소 함량을 나타내었다. 화강암류 및 화강편마암 지역에서 지하수의 심부 순환에 수반되는 장기간의 물-암석 반응이 고농도 불소 산출의 가장 중요한 이유로 생각된다. 방해석 침전 또는 양이온교환에 의한 Ca 이온의 감소, 그리고 뒤따라 발생하는 사장석과 불소 함유 수산화광물(특히 흑운모)의 용해로 특징되는 일련의 수리지구화학 반응이 이러한 환경 하에서의 고불소 지하수 생성의 원인으로 해석된다. 따라서 불소과다에 의한 물 공급 문제의 발생 가능성은 높은 pH 및 매우 높은 Na/Ca농도비를 나타내는 화강암류 및 화강편마암 지역의 지하수에서 가장 높다고 볼 수 있다
To understand the geologic and hydrogeochemical controls on the occurrence of high fluoride concentrations in bedrock groundwaters of South Korea, we examined a total of 367 hydrochemistry data obtained from deep groundwater wells (avg. depth=600 m) that were drilled fur exploitation of hot springs....
To understand the geologic and hydrogeochemical controls on the occurrence of high fluoride concentrations in bedrock groundwaters of South Korea, we examined a total of 367 hydrochemistry data obtained from deep groundwater wells (avg. depth=600 m) that were drilled fur exploitation of hot springs. The fluoride concentrations were generally very high (avg. 5.65mg/L) and exceeded the Drinking Water Standard (1.5 mg/L) in $72\%$ of the samples. A significant geologic control of fluoride concentrations was observed: the highest concentrations occur in the areas of granitoids and granitic gneiss, while the lowest concentrations in the areas of volcanic and sedimentary rocks. In relation to the hydrochemical facies, alkaline $Na-HCO_3$ type waters had remarkably higher F concentrations than circum-neutral to slightly alkaline $Ca-HCO_3$ type waters. The prolonged water-rock interaction occurring during the deep circulation of groundwater in the areas of granitoids and granitic gneiss is considered most important for the generation of high F concentrations. Under such condition, fluoride-rich groundwaters are likely formed through hydrogeochemical processes consisting of the removal of Ca from groundwater via calcite precipitation and/or cation exchange and the successive dissolution of plagioclase and F-bearing hydroxyl minerals (esp. biotite). Thus, groundwaters with high pH and very high Na/Ca ratio within granitoids and granitic gneiss are likely most vulnerable to the water supply problem related to enriched fluorine.
To understand the geologic and hydrogeochemical controls on the occurrence of high fluoride concentrations in bedrock groundwaters of South Korea, we examined a total of 367 hydrochemistry data obtained from deep groundwater wells (avg. depth=600 m) that were drilled fur exploitation of hot springs. The fluoride concentrations were generally very high (avg. 5.65mg/L) and exceeded the Drinking Water Standard (1.5 mg/L) in $72\%$ of the samples. A significant geologic control of fluoride concentrations was observed: the highest concentrations occur in the areas of granitoids and granitic gneiss, while the lowest concentrations in the areas of volcanic and sedimentary rocks. In relation to the hydrochemical facies, alkaline $Na-HCO_3$ type waters had remarkably higher F concentrations than circum-neutral to slightly alkaline $Ca-HCO_3$ type waters. The prolonged water-rock interaction occurring during the deep circulation of groundwater in the areas of granitoids and granitic gneiss is considered most important for the generation of high F concentrations. Under such condition, fluoride-rich groundwaters are likely formed through hydrogeochemical processes consisting of the removal of Ca from groundwater via calcite precipitation and/or cation exchange and the successive dissolution of plagioclase and F-bearing hydroxyl minerals (esp. biotite). Thus, groundwaters with high pH and very high Na/Ca ratio within granitoids and granitic gneiss are likely most vulnerable to the water supply problem related to enriched fluorine.
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문제 정의
본 논문에서는 온천수 개발 목적의 지하수 관정평 균 심도 약 600 m)에서 획득된 국내 심부 암반 지하수 총 367개 시료에 대하여 수리지구화학 연구를 수행함으로써, 심부 암반 지하수 환경에서의 불소의 기원 및 거동(특히, 지질 및 지구화학적 조절 요인)에 대하여 고찰하였다. 주요 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
본 연구는 한국학술진흥재단 선도연구지원사업(과제 번호 : 2003-04LC20288)의 연구비 지원에 의하여 수행되었기에 이에 감사한다. 연구 대상 지하수 관정들의 현황 자료를 수집함에 있어 협조해주신 지질자워 연구원 연구원들께 감사를 표한다.
본 연구를 위하여, 그동안 국내에서 온천 개발을 목적으로 시공한 심부 지하수 관정의 조사 자료를 광범위하게 수집 정리하였다. 심부 지하수는 대부분 인위적인 오염원과 격리되어 있으므로, 심부 지하수의 화학성은 지질환경의 지구화학적 상태를 효과적으로 반영해 줄 수 있다.
이에 본 논문에서는 그동안 국내 온천 개발 과정에서 취득된 총 367개의 지하수 화학 분석자료를 종합적으로 해석함으로써, 국내 심부 암반 지하수 내에서의 불 소 산출 특성을 일반화하고, 지하수의 수리지구 화학적 진화, 즉 물-암석 반응과 관련하여 고농도 불소의 산출 원인을 해석 코자 하였다. 특히, 지질 특성과 관련하여 심부지 하수의 수리지구화학상(hydrogeochemical facies) 변화를 해석하고 이를 불소 농도의 변화 경향과 관련 하여 고찰함으로써, 고농도 불소의 산출을 지시할 수 있는 지구화학적 파라메터를 도출하고자 하였다.
화강암은 구성 광물의 조성이 비교적 균질하다. 이에, 본 절에서는 화강암류 분포지역에서의 수리지구 화학적 진화과정에 대한 고찰을 통하여 불소의 기원과 거동에 대하여 보다 구체적으로 검토하고자 한다. 왜냐하면, 심부 지하수에서 불소 농도가 수리지구화학상의 진화에 따라 체계적으로 변화하는 양 상을 보이는 것은, 지하수의 심부 순환에 수반되는 물-암석 반응의 증가와 더불어 불소를 포함하는 광물의 점진적인 용해가 일어남을 지시하기 때문이다.
이에 본 논문에서는 그동안 국내 온천 개발 과정에서 취득된 총 367개의 지하수 화학 분석자료를 종합적으로 해석함으로써, 국내 심부 암반 지하수 내에서의 불 소 산출 특성을 일반화하고, 지하수의 수리지구 화학적 진화, 즉 물-암석 반응과 관련하여 고농도 불소의 산출 원인을 해석 코자 하였다. 특히, 지질 특성과 관련하여 심부지 하수의 수리지구화학상(hydrogeochemical facies) 변화를 해석하고 이를 불소 농도의 변화 경향과 관련 하여 고찰함으로써, 고농도 불소의 산출을 지시할 수 있는 지구화학적 파라메터를 도출하고자 하였다. 본 연 구결과는 국내 심부 암반 지하수의 개발 이용에 있어 불소 농도의 수준과 지화 학적 거동을 예측하는데 도움 이 될 것이며, 나아가서는 용수 이용 극대화와 관련하여 효과적인 불소 제어기법을 수립하는데도 활용될 수 있을 것이다.
제안 방법
각각의 심부 지하수 자료를 대수층의 지질에 근거하여 화강암류, 화강편마암, 화산암, 변성퇴적암, 퇴적암 및 여러 지질이 혼재된 혼합층의 6개 지질 집단으로 분류하였다. 지질 특성별로 연구 대상 시료들의 공간적인 분포를 살펴보면, 남한 전 지역에 고루 분포하고 있다(Fig.
본 연구에서 수집한 화강암 지역 심부 지하수의 자료에 대하여 이러한 관계를 고찰해 보고자, 형석과 방해석의 포화지수(saturation index)를 계산하고 불소와 칼슘 이온 농도와의 상관성을 도시하여 보았다(Fig. 8). 이를 보면, 불소 이온의 농도 증가와 더불어 형석은 점 차 침전 조건에 도달하지만(Fig.
심부 지하수 시료를 대수증 지질(화강암류, 화강편마암, 화산암, 변성퇴적암, 퇴적암, 여러 지질이 혼재된 혼합층의 6개 집단)에 따라 분류하고, 각 집단 내의 평균 불소 함량을 고찰하여 보았다. 그 결과, 불소의 평균값은 지질 집단별로 의미 있는 차이를 보여주었다.
우선적으로, 화강암류 분포지역 지하수의 수질 양상을 상 안정도 (stability diagram)에 도시하여 물-암석(광물) 반응의 변화 양상을 해석하여 보았다(Fig. 6). Ca(Na)-HCC)3 유형 지하수의 화학성은 대부분 카올리나이트 안정 영역에 머물러있지만(Fig.
대상 데이터
본 논문에서 사용한 분석 항목은 온도, 'pH 및 전기 전도도(EC)와 함께 주요 양이온(Na, K, Ca, Mg), 음 이온(Cl, S04, HCO3, C03)F) 및 용존실리카(Sio)의 농도 자료이다. 불소를 포함한 음이온 및 양이온의 분석을 위하여 한국지질자원연구원에서는 원자 흡광분 석 기(AA)와 유도결합플라즈마질량분석기 QCP-MS)를 이용하였고, 고려대학교에서는 이온 크로마토그래피 (IC) 와 유도결합플라즈마분광분석 기 (ICP-AES)를 이용하였다.
결국, 온천공 토출 지하수에는 심부에서의 수질 특성이 비교적 잘 보존되므로, 국내 심부 암 반지하수의 지구화학적 특성을 대표할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 활용한 수집 자료는 1982년부터 1998년 사이에 한국지질자원연구원, 고려대학교 지구화 학연 구실, 한국수자원공사에서 부정기적으로 보고한 자료들로서 총 367개소의 지하수 시료에 대한 지하 수화 학, 대수층 지질, 관정 심도 등의 자료이다. 본 논문에는 지면 관계상 방대한 자료를 모두 수록하지 못하며, 자료가 필요하면 교신저자에게 문의하길 바란다.
연구 대상 심부 지하수의 수질은 크게 4가지 수리지 구화학상(hydrogeochemical facies), 즉 Ca(Na)-HCO3 유형, Na(Ca)-HCO3 유형, Na(Ca)-Cl 유형 및 산성 (acidic)의 Ca-HCQj 유형으로 분류되었다(Fig. 2B; Fig. 4). 한편, 이들 상(相)은 모든 대수층 지질에서 나타났는데, 이는 국내 심부 암반 지하수의 수리지구화학 적 진화경로, 즉 지하수의 수질을 좌우하는 중요한 물 一암석 반응들이 크게 보면 지질 특성에 상관없이 유사함을 지시해준다.
불소를 포함한 음이온 및 양이온의 분석을 위하여 한국지질자원연구원에서는 원자 흡광분 석 기(AA)와 유도결합플라즈마질량분석기 QCP-MS)를 이용하였고, 고려대학교에서는 이온 크로마토그래피 (IC) 와 유도결합플라즈마분광분석 기 (ICP-AES)를 이용하였다. 한편, 최초 수집한 자료들에 대하여 전하 균형 (C.B.)을 계산하고, 그 값이 오차범위 10% 범위에 들지 못하는 부적절한 시료들(총 419개 시료 중 52개 시료)은 본 연구에서 사용치 않았다. 아울러, A1 등 미량원소의 함량에 대해서는(특히, 지질자원연구원 자료) 분석의 신뢰도를 확인하지 못하여 본 논문에서는 규산염광물의 포화지수 계산 등 정밀한 해석을 수행하지 않았다.
데이터처리
6개 지질 집단별로 불소의 농도가 유의하게 차이가 나는지를 재확인하기 위하여, 그룹들간 평균값의 유의 한 차이를 분석 코자 t-test를 수행하였다(Eble 1A). 표에서 유의수준을 나타내는 p 값(p-value)이 0.
O=Ca(Na)-HCO3 type water, ・=Na(Ca)・HCO3 type water. Activities of the considered ions were calculated using a computer program PHREEQC (Parkburst and Appelo, 1999).
Table 1. Results of t-test on the statistical differences of fluoride concentrations, in terms of geology (in A) and hydrogeochemical facies (in B).
이론/모형
, C03)F) 및 용존실리카(Sio)의 농도 자료이다. 불소를 포함한 음이온 및 양이온의 분석을 위하여 한국지질자원연구원에서는 원자 흡광분 석 기(AA)와 유도결합플라즈마질량분석기 QCP-MS)를 이용하였고, 고려대학교에서는 이온 크로마토그래피 (IC) 와 유도결합플라즈마분광분석 기 (ICP-AES)를 이용하였다. 한편, 최초 수집한 자료들에 대하여 전하 균형 (C.
성능/효과
2B), 수질 유형에 따라 불소의 평균 농도가 뚜렷한 차이를 나타냄을 알 수 있다. 특히, Na(Ca)-HCO3 유형과 Ca(Na)-HCO3 유형 간의 차이가 가장 뚜렷하였는데, 총 367개 중 196개 시료에서 인지된 Na(Ca)-HCO3 유형에서 불소의 평균 농도가 7.62 mgl로서 가장'"높았으며, 4개 시료가 속한 Ca(Na)- HCO3 유형에서는 가장 낮은 평균 농도값(1.79 mg/L)을 나타내었다. 수질 유형에 따라 불소의 평균 농도가 유의한 차이를 가지는지를 평가하기 위한 분산분석(t-test)의 결과를 보면 (Eble IB), Na(Ca)-Cl 유형과 산성의 Ca- HCO3 유형 간에는 유의수준(p-value)이 0.
1) 연구 대상 심부 지하수 중의 불소의 평균 농도는 5.65 mg/L(표준편차 5.56mg/L)로 매우 높으며, 특히 전체 시료의 72%에서 먹는 물 수질 기준(1.5 mg/L)을 초과하였다. 따라서 고농도 불소 산출은 우리나라 심부 지하수의 일반적이고도 중요한 특징이며, 또한 취수원으로 개발 이용할 때 가장 문제가 되는 항목임이 확인되었다.
2) 지질 특성별로 불소의 농도 변화 추이를 살펴보면, 화강암류, 화강편마암, 그리고 이들의 혼합층 지역에서 뚜렷이 높음이 확인되었다. 반면 화산암 및 퇴적암 분포 지역에서는 대부분이 낮은 농도 수준을 나타내었다.
반면 화산암 및 퇴적암 분포 지역에서는 대부분이 낮은 농도 수준을 나타내었다. 3) 심부 지하수의 수리지구화학(수질) 유형은 크게 4가 지 유형 (Ca(Na)-HCC)3 유형, Na(Ca)-HCC)3 유형, Na (Ca)-Cl 유형, 산성 (acidic)의 Ca-HCO3 유형)으로 분류되었다. 국내 심부 지하수에서는 두 번째 유형(Na(Ca)- HCO3 유형)이 가장 우세하였으며, 이 들은 그 다음으로 많은 Ca(Na)-HCO3 유형의 지하수에 비하면 물-암 석반응에 의해 보다 진화된 지하수로 해석된다.
4) 화강암류 지역 심부 지하수의 불소 농도는 Na 농도 및 pH와는 정(+)의 상관관계를, Ca 농도와는 뚜렷 한 부(-)의 관계를 보여주었다. 따라서 높은 pH 및 WCa 비가 고농도 불소 산출의 효과적인 지시자라고 판단된다.
형석의 침전은 매우 진화된 일부 심부지 하수에서만 제한적으로 일어나는 것으로 보여진다. 5) 여러 수리지구화학 자료의 경향을 종합하여 고찰하면, 우리나라 심부 암반 지하수에서의 고농도 불소의 기원물질로는 형석보다는 수산기 중에 불소를 함유하는 광물들, 특히 흑운모의 가능성이 큰 것으로 생각된다.
05 이하이면 두 그룹 간에 차이가 유의함을 나타낸다. 그 결과, 화강암류, 화강편마암, 화강암-편마암 혼합층 및 변성퇴적암 지역에서의 불소 농도가 화산암 및 퇴적암 지역에서의 농도에 비해 유의하게 높음을 확인하였다. 즉, 화강암류 분포 지역 및 화강편마암을 위주로 하는 변성암 분포 지역의 심부 지하수 내에서 불소 함량이 가장 높음을 알 수 있다.
5 mg/L)을 초과하였다. 따라서 고농도 불소 산출은 우리나라 심부 지하수의 일반적이고도 중요한 특징이며, 또한 취수원으로 개발 이용할 때 가장 문제가 되는 항목임이 확인되었다.
2°C였다. 또한 평균 pH는 8.6로서 높은 알칼리성을 띄며, 전기전도도(EC)는 100- 30, 000 jiS/cm로서 매우 넓은 범위를 나타내었다. 이러한 특성 자료들은 심부 암반 지하수의 지구화학적 특성을 비교적 잘 반영하고 있다.
4). 또한 화강암류 분포 지역 심부 지하수의 불소 농도를 수리지구화학 유형별로 비교하여 보면, 역시 Na(Ca)-HCC)3 유형의 지하수에서 뚜렷하게 높은 불소 함량(평균 약 7.5mg/L)을 나타내며, 높은 TDS 값을 지니는 Na(Ca)-Cl 유형이나 산성의 Ca-HCO3 유형에서는 불소 농도의 증가가 확인되지 않았다(Fig. 5). 이와 같이 수리지구화학상 간에 불소의 농도 차이가 뚜렷함은 수리지구화학상을 조절하는 물의 진화과정 (즉, 물-암석 반응)에 따라 불소의 발생과 거동이 달라짐을 의미한다.
79 mg/L)을 나타내었다. 수질 유형에 따라 불소의 평균 농도가 유의한 차이를 가지는지를 평가하기 위한 분산분석(t-test)의 결과를 보면 (Eble IB), Na(Ca)-Cl 유형과 산성의 Ca- HCO3 유형 간에는 유의수준(p-value)이 0.05 이상으로서 불소의 평균농도의 차이가 통계적으로 유의하지 않으나 나머지 유형들 간에는 평균 농도의 차이가 매우 유의함(P값<0.05)을 지시하였다.
따라서 화강암류 분포지역의 지 하수가 Ca(Na)-HCO3 유형에서 Na(Ca)-HCO3 유형으로 진화하는 단계에서 보면, 대부분의 지하수는 방해석에 대하여 이미 포화 상태(즉, 침전 조건)에 도달하여 있으며, 함 불소 광물의 용해에 따른 불소의 농도 증가는 시간 및 거동 조절 기작(mechanism) 측면에서 방해석의 거동과는 다소 독립적으로 일어남을 시사한다. 아울러, 형석은 불소의 농도가 증가되어 매우 높게 나타나는 Na(Ca)-HCC)3 유형의 지하수 중 일부에서만 포화 상태를 갖는 것으로 확인되었다(Fig. 8A).
57 (Handa, 1975) 범위로서 비교적 낮아 Ca 성분의 농도 증가와 더불어 용이하게 침전하며, 따라서 지하수 내에서의 불소의 거동을 정확히 설명하기 위해서는 칼슘이 온의 변화도 세심히 함께 고려하여야 한다. 우리나라 화강암류 분포지역 심부 지하수에 관한 자료를 종합적으로 살펴보면, Ca 이온의 함량이 높은 Ca-HCO3 유 형의 지하수에서는 불소 함량이 높지 않지만, Ca 함량이 낮고 보다 진화된 Na-HCO3 유형에서는 불소 함량이 뚜렷이 증가하고 있다(Fig. 7A, B). 따라서 Ca 함량의 변화에 관련되는 지구화학 반응이 함 불소 광물의 용해와 더불어 심부 지하수 내에서 불소 농도를 조절함 은 분명하다.
조사된 심부 지하수 367개 시료의 평균 불소 농도는 5.65 mg/L(표준편차 5.56 mg/L)로서 매우 높은 값을 나타내었으며, 특히 전체 중 72%에서 국내 먹는 물 수 질 기준(1.5 mg/L)을 초과하였다. 이와 같이 국내 심부 지하수의 불소 농도가 매우 높은 것은 남한 전 지역에 걸쳐 화강암류와 화강암질 편마암이 넓게 분포하는 것과 유관한 것으로 판단된다.
그 결과, 화강암류, 화강편마암, 화강암-편마암 혼합층 및 변성퇴적암 지역에서의 불소 농도가 화산암 및 퇴적암 지역에서의 농도에 비해 유의하게 높음을 확인하였다. 즉, 화강암류 분포 지역 및 화강편마암을 위주로 하는 변성암 분포 지역의 심부 지하수 내에서 불소 함량이 가장 높음을 알 수 있다. 암석 유형별 불소 함량에 관 한 문헌 자료에서도 화강암에서는 0.
그 결과, 불소의 평균값은 지질 집단별로 의미 있는 차이를 보여주었다. 특히, 화강편마암지역(평균 8.31mg/L)과 화강암류 분포지역(평균 6.08n@L)에서 가장 높은 불소 함량을 나타내었으며, 평균 불소 함량이 낮아지는 순서는 화강편마암, 화강암류, 화강암과 편마암의 혼합층, 변성 퇴적암, 퇴적암, 화산암의 순이었다(Fig. 2A).
화강암류 분포지역의 심부 지하수 만을 대상으로 그 수질 특성을 파이퍼다이어그램 상에 도시한 결과를 보아도 Ca(Na)-HCO3 유형에서 Na(Ca)-HCO3 유형으로 진화하는 경향이 뚜렷하다(Fig. 4). 또한 화강암류 분포 지역 심부 지하수의 불소 농도를 수리지구화학 유형별로 비교하여 보면, 역시 Na(Ca)-HCC)3 유형의 지하수에서 뚜렷하게 높은 불소 함량(평균 약 7.
후속연구
이러한 경향은 Na 농도 및 pH를 증가시키는 사장석의 풍화와 더불어 오히려 Ca를 제거 시키는 기작이 발생하면서 불소의 농도는 증가함을 지시한다. 또한, 우리나라 심부 지하수 내에서의 불소의 농도 및 거동을 설명하고 예측하는데 있어 Ca, Na, pH 등의 파라메터가 효과적인 지시자로 활용될 수 있음을 의미한다.
왜냐하면, 심부 지하수에서 불소 농도가 수리지구화학상의 진화에 따라 체계적으로 변화하는 양 상을 보이는 것은, 지하수의 심부 순환에 수반되는 물-암석 반응의 증가와 더불어 불소를 포함하는 광물의 점진적인 용해가 일어남을 지시하기 때문이다. 또한, 화강암 지역에서의 물-암석 반응에 따른 불소 농도의 변화와 수리지구화학 특성 자료 사이의 연관성을 세밀히 고찰함으로써, 불소의 농도 예측에 도움이 되는 지시 인자(parameter)를 도출할 수 있을 것이다.
본 연구에서 활용한 수집 자료는 1982년부터 1998년 사이에 한국지질자원연구원, 고려대학교 지구화 학연 구실, 한국수자원공사에서 부정기적으로 보고한 자료들로서 총 367개소의 지하수 시료에 대한 지하 수화 학, 대수층 지질, 관정 심도 등의 자료이다. 본 논문에는 지면 관계상 방대한 자료를 모두 수록하지 못하며, 자료가 필요하면 교신저자에게 문의하길 바란다.
특히, 지질 특성과 관련하여 심부지 하수의 수리지구화학상(hydrogeochemical facies) 변화를 해석하고 이를 불소 농도의 변화 경향과 관련 하여 고찰함으로써, 고농도 불소의 산출을 지시할 수 있는 지구화학적 파라메터를 도출하고자 하였다. 본 연 구결과는 국내 심부 암반 지하수의 개발 이용에 있어 불소 농도의 수준과 지화 학적 거동을 예측하는데 도움 이 될 것이며, 나아가서는 용수 이용 극대화와 관련하여 효과적인 불소 제어기법을 수립하는데도 활용될 수 있을 것이다.
)을 계산하고, 그 값이 오차범위 10% 범위에 들지 못하는 부적절한 시료들(총 419개 시료 중 52개 시료)은 본 연구에서 사용치 않았다. 아울러, A1 등 미량원소의 함량에 대해서는(특히, 지질자원연구원 자료) 분석의 신뢰도를 확인하지 못하여 본 논문에서는 규산염광물의 포화지수 계산 등 정밀한 해석을 수행하지 않았다.
, 2005a). 이에 대해서는 추가적으로보다 정밀한 광물학적 연구가 필요하다.
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