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문제 정의
- 본 연구는 1999년 이후 개발된 지역을 연구대상으로 삼아 이 지역 지하수의 수질특성을 해석하고, 지질과 수질 간의 통계학적 분석을 통하여 상관성을 규명하여 수질 변화를 결정하는 주요소인 물-암석간 반응 메커니즘을 해석하는 것이 목적이다.
- 특정한성분의 거동은 마그마로부터 화강암이 형성되어 마그마분화작용을 거치면서 정치(emplacement)되는 일련의 과정에서 화학적 친화도나 결정화 작용에 의하여 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 주원소를 중심으로 이들이 심도별 또는 풍화과정동안 얼마나 유사한 거동을 하는지 또는 반대의 경향^을 나타내는지를 파악하고자 한다. 특히 연구지역의 지하수에는 불소의 함량이 식수기준치 이상으로 검출되는 경우도 일부 관찰된다.
제안 방법
- Table 3. The correlation analysis of water quality in the diorite area.
- Table 4. The correlation analysis of water quality in the gneiss area.
- Table 2. The correlation analysis of water quality in the granite area.
- Table 6. The correlation analysis of water quality in the sedimentary rocks area.
- 지하수 내 무기물의 성분 분석을 위한 채수는 현장에서수소이온농도(pH), 전기전두-두(EC, electrical conductivity)및 수온을 측정하였다. 간이수질을 측정한 후, 지하수를 현장에서 0.45 pun membrane 필터를 사용하여 부유물을 제거한 다음에 무균용기에 채수하였다. 모든 지하수 시료는 냉장보관을 하여 실험실로 운반한 다음에 양이온과 음이온을 각각 분석하였다.
- 먹는물 기준 수질검사항목 46개 항목 중 가장 흔히 검출되는 13개 항목에 대하여 수질특성을 분석하였다. 지하수 내 무기물의 성분 분석을 위한 채수는 현장에서수소이온농도(pH), 전기전두-두(EC, electrical conductivity)및 수온을 측정하였다.
- 45 pun membrane 필터를 사용하여 부유물을 제거한 다음에 무균용기에 채수하였다. 모든 지하수 시료는 냉장보관을 하여 실험실로 운반한 다음에 양이온과 음이온을 각각 분석하였다. 연구지역(거창, 합천, 창녕) 농촌생활용수 조사지역의 수질검사 결과를 기준으로 강조되는 주요 수질항목들을 살펴보면 pH, 탁도, 경도, 증발잔류물, 불소, 염소, 질산성질소, 과망간산칼슘소비량, 아연, 철, 망간, 황산이온, 알루미늄 등이다.
- 연구지역(거창, 합천, 창녕) 농촌생활용수 조사지역의 수질검사 결과를 기준으로 강조되는 주요 수질항목들을 살펴보면 pH, 탁도, 경도, 증발잔류물, 불소, 염소, 질산성질소, 과망간산칼슘소비량, 아연, 철, 망간, 황산이온, 알루미늄 등이다. 수질과 지질간의 상관성을 해석하기 위하여 암석시료를 분석하였다. 시추작업중에 회수된 암편과 대표성이 있는 야외 암석 노두를 채취하여 주원소와 불소를 분석하였다.
- 수질과 지질간의 상관성을 해석하기 위하여 암석시료를 분석하였다. 시추작업중에 회수된 암편과 대표성이 있는 야외 암석 노두를 채취하여 주원소와 불소를 분석하였다. 연구 작업동안 실제의 불소 고함량 지하수 시추공에서 시추 코아를 제대로 회수하기가 현실적으로 불가능하였다.
- 암석 내 주요 성분들간의 함량변화가 지하수의 수질 특성에 영향을 미치는 정도를 파악하기 위하여 분석된 주요 항목을 대상으로 상관성 분석을 수행하여 결정계수(coefficients of determination)를 계산하였다. 특정한성분의 거동은 마그마로부터 화강암이 형성되어 마그마분화작용을 거치면서 정치(emplacement)되는 일련의 과정에서 화학적 친화도나 결정화 작용에 의하여 영향을 받게 된다.
- 먹는물 기준 수질검사항목 46개 항목 중 가장 흔히 검출되는 13개 항목에 대하여 수질특성을 분석하였다. 지하수 내 무기물의 성분 분석을 위한 채수는 현장에서수소이온농도(pH), 전기전두-두(EC, electrical conductivity)및 수온을 측정하였다. 간이수질을 측정한 후, 지하수를 현장에서 0.
대상 데이터
- 본 연구를 위해 거창, 합천, 창녕 지역을 대상으로 시료 채취를 하였으며 총 126개 지구를 샘플로 선정하였다. 먹는물 기준 수질검사항목 46개 항목 중 가장 흔히 검출되는 13개 항목에 대하여 수질특성을 분석하였다.
- 암석의 XRF분석과 불소분석은 한국기초과학지 원 연구원 서울분소에서 수행되었다. 이 논문은 2006년도 안동대학교 특성화 추진 지원사업에 의하여 연구되었다.
- 모든 지하수 시료는 냉장보관을 하여 실험실로 운반한 다음에 양이온과 음이온을 각각 분석하였다. 연구지역(거창, 합천, 창녕) 농촌생활용수 조사지역의 수질검사 결과를 기준으로 강조되는 주요 수질항목들을 살펴보면 pH, 탁도, 경도, 증발잔류물, 불소, 염소, 질산성질소, 과망간산칼슘소비량, 아연, 철, 망간, 황산이온, 알루미늄 등이다. 수질과 지질간의 상관성을 해석하기 위하여 암석시료를 분석하였다.
- 합천지역은 총 57개 시료를 선정하였으며 다양한 기반암이 존재하여, 화강암류, 편마암류, 섬록암류, 안산암류, 퇴적암류 등 본 연구에서 구분한 모든 암종이 나타난다. 합천읍을 끼고 흐르는 황강을 중심으로 하부(대양면, 용주면, 삼가면, 쌍백면, 쌍책면, 청덕면, 초계면 등)는 퇴적암이고, 황매산을 중심으로 한 대병면, 가야면, 야로면, 봉산면 등은 편마암 및 화강암이 분포하고 있다.
데이터처리
- 특히 연구지역의 지하수에는 불소의 함량이 식수기준치 이상으로 검출되는 경우도 일부 관찰된다. 이것의 원인을 파악하기 위하여 주요 성분과 불소와의 상관성을 도출하기 위하여 마찬가지로 결정계수를 계산하였다.
성능/효과
- 심도에 대해서는 탁도가 다소 역상관성을 나타내며 탁도에 대해서는 염소이온, 철, 망간 등이 상관성을 보인다. 경도는 증발잔류물, 염소, 철 등이 다소 상관성을 나타내며, 증발잔류물 대 질산성 질소, 망간이 다소 상관성을 보이는 것으로 분석되었다.
- 경도는 증발잔류물, 황산이온과 상관성이 있으며 증 발잔류물은 불소, 철, 황산이온, 알루미늄과 상관성이 높 다. 또한 불소는 철과 알루미늄과 매우 높은 상관성을 나타내며, 염소는 질산성질소, 황산이온과 높은 상관성 을 보이는 것으로 분석된다. 과망간은 망간과 상관성을 나타내며, 아연은 철과 황산이온과 상관성을 보이며, 철 은 황산이온, 알루미늄과 상관성을 나타내며, 망간은 알 루미늄과 상관성을 보인다.
- 또한, 두 변수간의 상관계수(r)의 절대값이 1.00이면 완전한 상관관계, 0.90이면 매우 높은 상관관계, 0.70- 0.80이면 높은 상관관계, 0.50~0.60이면 보통의 상관관계, 0.40이하면 약한 상관관계가 있다고 할 수 있다. 그러나 이러한 기준도 일반적인 것이며 절대적 기준이라고는 할 수 없으며 연구자나 연구 분야에 따라 다소 다르게 적용되기도 한다.
- 샘플로 선정된 48개 지하수 개발공 중 수질성적의 상관성이 약한 15개 샘플을 제외하고 나머지 33개 자료만 정리한 결과 화강암류와 편마암이 주종을 이룬다. 이들 지역은 대체로 대수층의 발달이 양호하여 지하수개발의 어려움은 없으나 남하면, 마리면 등 황강유역에서 개발된 지하수에서 간혹 불소가 기준치 이상으로 검출되기도 한다.
- 섬록암류 기반암 지역의 지하수에 대하여 수질과 상 관성 분석한 결과 심도는 탁도, 경도, 증발잔류물, 염소, 철, 황산이온과 높은 상관성을 보이며, 수소이온농도 대 불소, 아연, 철, 망간, 황산이온, 알루미늄이 다소 상관성 이 있는 것으로 분석되며, 탁도 대 증발잔류물, 염소, 질산성질소, 철, 망간, 알루미늄 등이 상관성이 있는 것으로 분석되었다(Table 3).
- 경도, 증발잔류물, 황산이온 등은 화강암을 포함한 모든 암종에서 서로 높은 상관성을 나타내며 특히, 퇴적암에서 더욱 밀접한 관계를 나타낸다. 암반지하수 수질은 심도가 깊어짐에 따라 물-암석과의 반응을 많이 거치면서 일반적으로 불소, 경도, 증발잔류물, 황산이온 등이 증가하지만, 본 연구에서는 공 심도와 수질결과와의 상관성은 미약한 것으로 나타났다. 이는 본 지역 대수층의 수리 지질학적 요소가 복잡하거나, 심도에 따른 물-암석반응의 경로에 일관성이 결여되었기 때문인 것으로 보인다.
- 특히 합천, 창녕의 경우, 경도, 증발잔류물, 황산이온 등이 수질 기준을 초과하는 경우가 흔하다. 암종과 수질과의 상관성을 분석한 결과 불소는 섬록암류에서는 철과 알루미늄, 안산암류에서는 염소와 질산성 질소의 상관성이 크다. 경도, 증발잔류물, 황산이온 등은 화강암을 포함한 모든 암종에서 서로 높은 상관성을 나타내며 특히, 퇴적암에서 더욱 밀접한 관계를 나타낸다.
- 전체적으로 경도와 증발잔류물간의 상관성이 0.95로 매우 높게 분석되었으며 다음으로 경도 대 황산이온, 증발 잔류물 대 황산이온 등이 높게 나타난다. 탁도는 과망간, 철, 알루미늄과 상관성이 다소 있는 것으로 분석되었으며, 이외 이온들 간에는 철과 망간 및 알루미늄 이상 관성이 조금 있는 것으로 분석되었다.
- 조사지역의 지하수공에 대하여 먹는물 수질검사기준에 대하여 분석한 자료를 종합적으로 상관 분석한 결과 지하수의 암종과 상관성이 다소 있는 항목은 수소이온농도, 경도, 증발잔류물 등이며, 이외의 항목은 상관 성이 거의 없는 것으로 분석되었다(Table 1).
- 95로 매우 높게 분석되었으며 다음으로 경도 대 황산이온, 증발 잔류물 대 황산이온 등이 높게 나타난다. 탁도는 과망간, 철, 알루미늄과 상관성이 다소 있는 것으로 분석되었으며, 이외 이온들 간에는 철과 망간 및 알루미늄 이상 관성이 조금 있는 것으로 분석되었다. 이외의 항목은 거의 상관성이 없는 것으로 분석되었다.
- 심도와 수소이온농도, 불소 등이 상관성이 있으며, 탁도, 불소, 망간 등은 역 상관관계를 보인다. 특이한 점은 심도와 증발잔류물과의 상관관계가 거의 없다는 것이며 증발 잔류물, 황산이온 등의 상관관계는 큰 것으로 나타났다(Table 5). 심도가 깊을수록 탁도, 질산성질소, 망간은 감소하는데 이는 천부지하수일수록 외부로부터 오염물이 쉽게 유입됨을 의미한다.
- 화강암류의 수질항목에 대하여 상관성분석을 한 결과 수소이온농도와는 증발잔류물, 질산성질소 등이 다소 역상 관성을 보인다(Table 2). 심도에 대해서는 탁도가 다소 역상관성을 나타내며 탁도에 대해서는 염소이온, 철, 망간 등이 상관성을 보인다.
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