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옥천군 북부 지역 지하수의 비소 분포와 비소 광물의 용해도 특성
Arsenic Distribution and Solubility in Groundwater of Okcheon Area 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.22 no.4 = no.62, 2009년, pp.331 - 342  

전철민 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ,  김구영 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ,  고동찬 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ,  최미정 ((주)지오그린21)

초록
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옥천층군이 주요 지질인 옥천군 북부지역 지하수 조사 관정에서 지하수 내 비소 농도 범위는 0.0051~0.0887 mg/L이다. 지하수 내 비소의 농도는 주 양이온음이온 등의 주요 수질인자와 뚜렷한 상관관계를 찾을 수 없었을 뿐만 아니라 주요 지질 및 공간분포와도 관련이 없었다. 코어 암석 시료에 대한 박편분석, X-선회절분석, 전자현미분석 결과 황철석, 황동석, 유비철석 등의 황화광물들이 확인되었는데 이러한 황화광물류의 산화가 일차적인 비소의 기원으로 판단된다. 용해도 특성 분석 결과, 방해석$(CaCO_3)$, 돌로마이트(CaMg$(CO_3)_2$) Magnesite $(MgCO_3)$ 등의 탄산염광물들과 포화상태임을 확인하였다. 비소는 일차적으로 함비소 황화광물의 산화에 의해 발생되지만 본 연구 지역과 같이 알칼리 산소 조건(pe+pH>10)의 지하수 환경에서 이차적으로 탄산염광물과 평형을 이루는 $Ca_3(AsO_4)_2(c)$$Mn_3(AsO_4)_2(c)$ 등의 비소 광물들의 침전과 용해 평형과정이 지하수 내 비소의 최대 농도를 제한할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Groundwater samples were collected from the bedrock aquifers related with Okcheon metasedimentary rocks. Arsenic (As) concentrations in the samples varied between 0.0051 and 0.887 mg/L, with an average of 0.0248. Cations and anions of groundwaters had no relationship with As contents as well as with...

주제어

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문제 정의

  • 그러나 대부분의 연구에서 지하수 내 비소의 분포를 제시하고 산출 기원을 추정하였을 뿐, 지하수와 비소 관련 광물의 용해도 특성과 관련된 지구화학적 연구가 심도있게 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 옥천계 변성 퇴적암이 주요 지질인 연구 지역에서 지하수 내 비소의 분포를 분석하고 지하수와 비소 광물의 용해도 특성을 파악함으로써 이 지역 지하수에서 비소의 기원 및 산출양상을 추정하고자 한다.
  • 5가 비산염의 경우 산성 지하수 시료에서 가장 우세한 용존 비소 이온의 화학종은 H2AsO4-이며 염기성 지하수 시료에서는 HAsO42-가 가장 우세하다(Sadiq and Alam, 1996). 따라서 본 절에서는 HAsO42-와 관련된 비소 광물들과 대수층 광물들의 용해도 곡선을 계산하여 도시하고, PHREEQC로부터 계산된 비소 농도를 함께 도시함으로써 이차적 비소광물로부터 지하수계로의 비소 산출 양상을 파악하고자 하였다. 여기서 지하수 내 Ca의 농도는 염기성(pH > 7) 일 경우 방해석(CaCO3)과, 산성(pH < 7)일 경우 석고(CaSO42H2O)와 평형상태임을 가정하였다.

가설 설정

  • 또한 Fe의 농도는 pe+pH 5의 경우는 ferrosic oxide인 Fe3(OH)8(Fe3O44H2O)의 침전/용해 평형에 지배받는다고 가정하였다.
  • 또한 Fe의 농도는 pe+pH < 5일 경우는 황철석(FeS2)의, pe+pH > 5의 경우는 ferrosic oxide인 Fe3(OH)8(Fe3O44H2O)의 침전/용해 평형에 지배받는다고 가정하였다. 마지막으로 Mn과 Al의 농도는 각각 로도크로사이트(MnCO3)와 깁사이트(Al(OH)3)와 평형을 이룬다고 가정하였다 (Sadiq, 1997). 이 계산에 사용된 열역학적 자료 및 반응식은 주로 Sadiq (1992)와 Lindsay (1979)의 계산 자료에서 얻었는데, 본 연구에서 사용된 관련 식과 평형상수 값은 표 3에 제시하였으며, 계산된 용해도 곡선 도면은 그림 9에 제시하였다.
  • 여기서 지하수 내 Ca의 농도는 염기성(pH > 7) 일 경우 방해석(CaCO3)과, 산성(pH < 7)일 경우 석고(CaSO42H2O)와 평형상태임을 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
충남 옥천군 북부 지역의 지형은 어떠한가? 77 mm/년으로 나타났다. 이 지역의 지형은 금강(대청호) 상류에 해당하는 산악지역이며, 지질은 동남부 지역에 쥬라기 보은화강암 및 시대미상의 대안리층 반려암이 일부 분포하지만 대부분 창리층, 마전리층, 황강리층, 문주리층 등으로 세분되는 옥천층군에 해당한다 (김옥준 등, 1977). 창리층은 탄질물을 협재한 흑색 내지 암회색의 천매암 내지 슬레이트로 대표된다.
지하수의 비소 오염은 어디서 기원하는가? 다른 여러 독성 화학종과는 달리 지하수의 비소 오염은 대부분 자연에서 기원한다. 현재 대부분의 비소 관련 음용수 문제는 충적층에 배태된 대수층과 연관이 있는데, 이곳에서의 비소 축적은 비소를 다량 함유한 퇴적물의 환원적 용해나 건조지역에서 순환하는 염기성 산화 지하수에 의한 비소 용출 및 이동에 기인한다(Smedley et al.
지하수의 수질에 가장 중요한 변수는? , 2003). 국내의 경우 먹는샘물 제조업체의 수질조사결과를 토대로 비소함량과 지하수에 대한 연구를 수행한 바 있는데, 인위적이며 관정외적인 요인이 없다고 가정되기 때문에 지질요인이 지하수의 수질에 가장 중요한 변수가 되며 지질별로 선캠브리아기 변성암이나 화강암 지역에서보다 옥천계 변성암 지역의 먹는샘물 비소함량이 높은 것으로 보고하였다(조병욱 등, 2002). 또한 이해훈(2002)은 우리나라 지질특성과 관련하여 전남 화순 지역 일대 주요 지질 중 편암(161.
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참고문헌 (26)

  1. 김옥준, 이대성, 이하영 (1977) 한국지질도(1:50,000) 보은도폭 및 설명서. 자원개발연구소, 1-35 

  2. 박맹언, 성규열, 이민희, 이평구, 김민철 (2005) 비소로 오염된 달천광산 토양의 자연저감 능력에 대한 pHEh 영향. 자원환경지질, 38, 513-523 

  3. 석탄산업합리화사업단 (2005) 휴.폐금속광산 정밀실태조사 연구, 석탄산업합리화사업단, 기술총서 05-02, 371p 

  4. 신우식, 이병선, 문상기, 정성욱, 김연태, 우남칠 (2003) 괴산-보은 일대 옥천대 분포지역의 지하수 수질 특성 연구. 한국지하수토양환경학회 춘계학술발표회초록집, 4월 18-19일, 246-249 

  5. 안주성, 고경석 (2008) 충남 금산군 일대 지하수내 비소의 지구화학적 분포. 한국지구시스템공학회지, 45, 505-515 

  6. 안주성, 고경석, 전철민 (2007) 국내 지하수의 비소 산출양상. 지하수토양환경, 12, 64-72 

  7. 윤욱, 조병욱, 성규열 (2004) 울산지역 지하수중 비소의 산출 및 존재형태. 자원환경지질, 37, 657-667 

  8. 이해훈 (2002) 화순 남부지역 지표수 및 지하수의 비소분포 특성, 전남대학교 대학원, 박사학위논문, 197p 

  9. 조병욱, 이병대, 이인호, 추창오 (2002) 국내 먹는샘물의특정 수질 항목에 대한 고찰. 대한지질공학회, 12, 395-404 

  10. 최미정, 우남칠 (2000) 괘산-보은의 흑색셰일 분포지역의 천부지하수 수질특성. 한국지하수토양환경학회 춘계학술발표회초록집, 5월 26-27일, 321 

  11. Aiuppa, A., D'Alessandro, W., Federico, C., Palumbo, B., and Valenza, M. (2003) The aquatic geochemistry of arsenic in groundwaters from southern Italy. Appl. Geochem. 18, 1283-1296 

  12. Aiuppa, A., D'Alessandro, W., Federico, C., and Valenza, M. (2001) The abundance and speciation of arsenic in groundwaters from volcanic areas: Data from Etna, Vesuvius and Vulcano Island. In: Proc. 10th International Symposium Water. Rock Interaction, Villasimius, Italy Cidu, R. (Ed.), 10.15 July, pp. 957-960 

  13. Lindsay, W.L. (1979) Chemical Equilibria in Soils. Wiley Interscience, New York 

  14. Macpherson, G.L. (2009) $CO^{2}$ distribution in groundwater and the impact of groundwater extraction on global C cycle. Chem. Geol., 264, 328-336 

  15. Nimick, D.A., Moore, J.N., Dalby, C.E., and Savka, M.W. (1998) The fate of geothermal arsenic in the Madison and Missouri rivers, Montana and Wyoming. Water Resour. Res. 34, 3051-3067 

  16. Parkhurst, D.L. and Appelo, C.A.J. (1999) User's guide to PHREEQC (version 2)--A computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations: U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 99-4259, 312p 

  17. Sadiq and Alam (1996) Arsenic chemistry in a groundwater aquifer in the eastern province of Saudi Arabia. Water, Air, and Soil Pollut., 86, 67-76 

  18. Sadiq, M. (1992) Toxic Metal Chemistry in Marine Environments. Marcel Dekker, New York 

  19. Sadiq, M. (1997) Arsenic chemistry in soils: an overview of thermodynamic predictions and field observations, Water Air Soil Pollut., 93, 117-136 

  20. Sadiq, M., Zaidi, T.H., and Mian, A.A. (1983) Environmental behavior of arsenic in soil: theoretical. Water, Air, Soil Pollut., 20, 369-377 

  21. Smedley, P.L. and Kinniburgh, D.G. (2002) A review of the source, behaviour and distribution of arsenic in natural waters. Appl. Geochem., 17, 517-568 

  22. Smedley, P.L., Knudsen, J., and Maiga, D. (2007) Arsenic in groundwater from mineralized Proterozoic basement rocks of Burkina Faso, Appl. Geochem., 22, 1074-1092 

  23. Smedley, P.L., Nicolli, H.B., and Luo, Z. (2000) Arsenic in Groundwater from Major Aquifers: Sources, Effects and Potential Mitigation (Brit. Geol. Surv. Tech. Rep., WC/99/38) 

  24. Welch, A.H., Lico, M.S., and Hughes, J.L. (1988) Arsenic in groundwaters of the Western United States. Groundwater, 26, 333-347 

  25. Woo, N. C. and Choi, M. C. (2001) Arsenic and metal contamination of water resources from mining wastes in Korea, Environ. Geol., 40, 305-311 

  26. Yokoyama, T., Takahashi, Y., and Tarutani, T. (1993) Simultaneous determination of arsenic and arsenious acids in geothermal water. Chem. Geol., 103, 103 

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