[논문]다중 회귀 분석을 이용한 논산 북부 지역 지하수의 질산성 질소 오염 예측

김은영; 고동찬; 고경석; 여인욱

다중 회귀 분석을 이용한 논산 북부 지역 지하수의 질산성 질소 오염 예측
Prediction of Nitrate Contamination of Groundwater in the Northern Nonsan area Using Multiple Regression Analysis 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.13 no.5, 2008년, pp.57 - 73

김은영 (전남대학교 지구환경과학부) , 고동찬 (한국지질자원연구원) , 고경석 (한국지질자원연구원) , 여인욱 (전남대학교 지구환경과학부)

초록
AI-Helper

논산 북부지역의 천부 및 암반 지하수는 질산성 질소 농도가 최고 49 mg/L이고, 22%의 시료가 먹는물 수질기준을 초과해 질산성 질소 오염이 심각함을 보여 주었다. 토지 이용 별로 통계적으로 의미있는 농도 차이를 보여 토지 이용이 이 지역 질산성 질소 오염에 대한 주요 지배 요인임을 지시하였다. 이 지역의 질산성 질소 오염을 예측하기 위해 토양 특성, 지형 구배, 토지 이용 등의 지표 수리지질 인자, 관정의 심도와 고도 등의 관정 제원 인자와 현장수질(T, pH, DO, EC)을 변수로 하며, 천부 지하수와 암반 지하수의 두 그룹으로 나누어 다중 회귀 분석을 실시하였다. 수리지질 인자는 관정을 중심으로 하는 원형 버퍼내에서 차지하는 면적 비율을 구하여 변수로 결정하였다. 회귀 분석은 가능한 모든 변수 조합에 대해 실시하였으며 모형의 수정 결정 계수 기준으로 최적 모형을 선정하였다. 수리지 질 인자를 이용한 회귀 분석에서 버퍼 반경에 따라 천부지하수는 50 m, 암반지하수는 300 m에서 가장 높은 결정 계수가 나타났다. 천부 지하수는 암반 지하수보다 높은 결정계수를 보여 지표 수리지질 인자에 더 민감함을 보여 주었다. 천부 지하수에서는 토지 이용, 암반 지하수에서는 토양 특성이 주요 변수였고, 토지 이용 중 주거 지역은 두 그룹에서 모두 중요 변수였다. 수리지질 인자와 현장 수질 항목을 사용한 회귀 분석에서는 천부지하수에서는 EC, 논지역, pH 등이, 암반 지하수에서는 DO, EC, 자연지역 등이 주요 변수였다. 현장 수질 항목이 수리지질 인자보다 월등히 강한 설명력을 보여 일상적으로 측정되는 현장 수질 항목이 질산성 질소 오염 평가에서 개별 관정에 대해 중요한 정보를 제공할 수 있음을 보여 주었다. 이번 연구에서 결정된 최적 버퍼 반경은 관정으로의 오염 물질 유입 시간 추정에 활용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Nitrate concentrations were measured up to 49 mg/L (as $NO_3$-N) and 22% of the samples exceeded drinking water standard in shallow and bedrock groundwater of the northern Nonsan area. Nitrate concentrations showed a significant difference among land use groups. To predict nitrate concentration in groundwater, multiple regression analysis was carried out using hydrogeologic parameters of soil media, topography and land use which were categorized as several groups, well depth and altitude, and field parameters of temperature, pH, DO and EC. Hydrogeologic parameters were quantified as area proportions of each category within circular buffers centering at wells. Regression was performed to all the combination of variables and the most relevant model was selected based on adjusted coefficient of determination (Adj. $R^2$). Regression using hydrogelogic parameters with varying buffer radii show highest Adj. $R^2$ at 50m and 300m for shallow and bedrock groundwater, respectively. Shallow groundwater has higher Adj. $R^2$ than bedrock groundwater indicating higher susceptibility to hydrogeologic properties of surface environment near the well. Land use and soil media was major explanatory variables for shallow and bedrock groundwater, respectively and residential area was a major variable in both shallow and bedrock groundwater. Regression involving hydrogeologic parameters and field parameters showed that EC, paddy and pH were major variables in shallow groundwater whereas DO, EC and natural area were in bedrock groundwater. Field parameters have much higher explanatory power over the hydrogeologic parameters suggesting field parameters which are routinely measured can provide important information on each well in assessment of nitrate contamination. The most relevant buffer radii can be applied to estimation of travel time of contaminants in surface environment to wells.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	논산 북부지역의 천부 및 암반 지하수의 질산성 질소 농도는 어떠한가?	논산 북부지역의 천부 및 암반 지하수는 질산성 질소 농도가 최고 49 mg/L이고, 22%의 시료가 먹는물 수질기준을 초과해 질산성 질소 오염이 심각함을 보여 주었다. 토지 이용 별로 통계적으로 의미있는 농도 차이를 보여 토지 이용이 이 지역 질산성 질소 오염에 대한 주요 지배 요인임을 지시하였다.
	지하수의 질산성 질소는 아질산성 질소로 환원되어 아질산염이 된다. 이 아질산염의 문제점은 무엇인가?	, 1982; Canter,1997). 또한, 아질산염의 섭취는 몇몇 유행병학적 연구에 따르면 질산염의 노출과 암 위험성 사이에는 상당한 상관관계가 있음이 보고되었다(Tannenbaum and Green,1985; Kleinjans et al., 1991).
	이 지역의 질산성 질소 오염을 예측하기 위해 어떻게 하였는가?	토지 이용 별로 통계적으로 의미있는 농도 차이를 보여 토지 이용이 이 지역 질산성 질소 오염에 대한 주요 지배 요인임을 지시하였다. 이 지역의 질산성 질소 오염을 예측하기 위해 토양 특성, 지형 구배, 토지 이용 등의 지표 수리지질 인자, 관정의 심도와 고도 등의 관정 제원 인자와 현장수질(T, pH, DO, EC)을 변수로 하며, 천부 지하수와 암반 지하수의 두 그룹으로 나누어 다중 회귀 분석을 실시하였다. 수리지질 인자는 관정을 중심으로 하는 원형 버퍼내에서 차지하는 면적 비율을 구하여 변수로 결정하였다.

참고문헌 (40)

김경호, 윤성택, 채기탁, 최병영, 김순오, 김강주, 김형수, 이철우, 2002, 금강 권역 충적층 지하수의 질산염 오염: 질산성 질소의 기원과 거동 고찰 및 안전한 용수 공급을 위한 제언, 지질공학회지, 12, 471-484
김계훈, 김길용, 김정규, 사동민, 서장선, 손보균, 양재의, 엄기철, 이상은, 정광용, 정덕영, 정연태, 정종배, 현해남, 2006, 토양학, 향문사, 58-59
김연태, 우남칠, 2003, 축사가 밀집된 농촌지역 천부지하수의 질산염 오염특성, 한국지하수토양환경학회지, 8, 57-67

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논산시, 2007, 제47회 논산통계연보
문상기, 우남칠, 2002, 수리지질학적 변수들의 지하수 함양률에 대한 기여도 평가, 자원환경지질, 35, 479-490
오종철, 김현철, 2004, 통계분석을 위한 SAS 통계 패키지, 민영사, p. 355
우남칠, 김형돈, 이광식, 박원배, 고기원, 문영석, 2001, 지하수의 수질 관측에 의한 제주도 대정수역의 지하수계 및 오염특성 분석, 자원환경지질, 34, 485-498

원문보기 상세보기
이사로, 김윤종, 1996, Drastic system이용한 지하수 오염 가능성 및 위험 분석 연구, 한국 GIS 학회지, 4, 1-11

원문보기 상세보기
이인호, 조병욱, 이병대, 성익환, 임용수, 2002, 광주광역시 지하수의 수리지화학적 특성 연구, 한국지하수토양환경학회지, 7, 115-132

원문보기 상세보기
장태우, 황재하, 1980, 지질도폭 설명서, 1:50,000, 논산도폭
정정화, 장승표, 김호일, 정연태, 허기술, 박호, 1995, 유출율 추정을 위한 토양 수문군의 분류, 한국농공학회지, 37, 12-33
정찬호, 황정, 박충화, 1998, 공주시 유구읍 명곡리지역 천부 및 심부지하수의 지화학적 수질특성과 오염, 자원환경지질, 31, 485-498

원문보기 상세보기
함세영, 정재열, 김무진, 김인수, 황한석, 2004, DRASTIC과 지하수 수질에 의한 창원시 지하수 오염취약성 평가, 자원환경지질, 37, 631-645

원문보기 상세보기
함형범, 2007, SAS 프로그래밍과 데이터 분석, 연학사, p. 328
환경부, 2006, 전국 지하수 수질측정망 운영결과
Aller, L., Bennett, T., Lehr, J.H., Petty, R.J., and Hackkett, G., 1987, Drastic: A standard system for evaluating groud water pollution potential using hydrogeologic settings, U.S. Environmental Protection Agency, Washington DC, p. 455
Barringer, T.H., Dunn, D., Battaglin, W.A., and Vowinkel, E.F., 1990, Problem and methods involved in relating land use to ground-water quality, Water Resources Bulletin, 26, 1-9
Bauder, J.W., Sinclair, K.N., and Lund R.E., 1993, Physiograohic and land use characteristics associated with nitrate-nitrogen in montana groundwater, Journal of Environmental Quality, 22, 255-262

상세보기
Benefield, L.D., Judikins, J.F., and Weand, B.L., 1982, Process Chemistry for Water and Wastewater Treatment, Prentice Hall Inc, Englewood Cliff, New Jersey, p. 449
Canter, L.W., 1997, Nitrates in Groundwater, Lewis Publishers, Boca Raton, USA, 15-18
Chae, G.-T., Kim, K., Yun, S.-T., Kim, K.-H., Kim, S.-O., Choi, B.-Y., Kim, H.-S., and Rhee, C.W., 2004. Hydrogeochemistry of alluvial groundwaters in an agricultural area: An implication for groundwater contamination susceptibility, Chemosphere 55(3), 369-378

상세보기
Eckhardt, D.A.V. and Stackelberg, P.E., 1995, Relation of groud-water quality to land use on Long Island New York, Ground water, 33, 1019-1033

상세보기
Gardner, K.K. and Vogel, R.M., 2005, Predicting Ground Water Nitrate Concentration from Land use, Ground Water, 43, 343-352

상세보기
Hallberg, G.R. and Keeney, D.R., 1993, Nitrate. In: Alley WM (ed.), Regional Groundwater Quality, Van Nostrand Reinhold, New York, p. 297-322
Helsel, D.R. and Hirsch, R.M., 2002, Statistical Methods in Water Resources. USGS, TWRI-4-A3, p. 310
Kleinbaum, D.G., Kupper, L.L., Muller, K.E., and Nizam, A., 1998, Applied Regression Analysis and Other Multivariable Method, third edition, Duxbury Press, p. 111-135
Kleinjans, J.C.S., Albering, H.J., Marx, A., van Maanen, J.M.S., van Agen, B., ten Hoor, F., Swaen, G.M.H., and Mertens, P.L.J., 1991, Nitrate contamination of Drinking Water: Evaluation of Genotoxic risk in human populations, Environmental Health Perspectives, 94, 189-193

상세보기
Kloiber, S.M., 2006, Estimating nonpoint source pollution for the twin cities metropolotan area using landscape variables, Water, Air, and Soil Pollution, 172, 313-335

상세보기
Kolpin, D.W., 1997, Agricultural chemicals in groudwater of the Midwestern United States: relations to land use, Journal of Environmental Quality, 26, 1025-1037

상세보기
McLay, C.D.A., Dragten, R., Sparling, G., and Selvarajah, N., 2001, Predicting groundwater nitrate concentrations in a region of mixed agricultural land use: a comparison of three approaches, Environmental Pollution, 115, 191-204

상세보기
Medison, R.J. and Brunett, J.O., 1985, Overview of the occurrences of nitrate in groundwater of the united state. U.S. Geological Survey Water Supply Paper, 2275, 93-105
Min, J.-H., Yun, S.-T., Kim, K., Kim, H.-S., and Kim, D.-J., 2003. Geologic controls on the chemical behaviour of nitrate in riverside alluvial aquifers, Korea, Hydrological Processes, 17(6), 1197-1211

상세보기
Panagopoulos, G.P., Antonakos, A.K., and Lambrakis, N.J., 2005, Optimization of the DRASTIC method for groundwater vulnerability assessment via the use of simple statistical method and GIS, Hydrogeology Journal, 14, 894-911

상세보기
Roy, S., Speed, C., Bennie, J., Swift, R., and Wallace, P., 2007, Identifying the significant factors that influence temporal and spatial trends in nitrate concentrations in the dorset and hampshire basin chalk aquifer of southern england, Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 40, 377-392

상세보기
Shapiro, S.D., LeBlanc, D., Schlosser, P., and Ludin, A., 1999, Characterizing a sewage plume using the $^3H-^3{He}$ dating technique, Ground Water, 37, 861-878

상세보기
Tannenbaum, S.R. and Green, L.C., 1985, Selected abstracts on role of dietary nitrate and nitrite in human carcinogenesis, International cancer research data bank program, National Cancer Institute, Washington, D.C
Todd, D.K. and Mays, L.W., 2005, Groundwater Hydrology, Wiley, p. 37-39
Trojan, M.D., Maloney, J.S., Stockinger, J.M., Eid, E.P., and Lahtinen, M.J., 2003, Effects of land use on grounwater quality in the Anoka sand plain aquifer of Minnesota, Ground Water, 41, 482-492

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U.S. Environmental Protection Agency, 1994, Groudwater and wellhead protection, Office of research and development, Office of water, EPA, 625-R-94-001, EPA, Washington DC
Worrall, F., Besien, T., and Kolpin, D.W., 2002, Groundwater vulnerability : interaction of chemical and site properties, Science of the Total Environment, 299, 131-143

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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