본 연구는 대전지역 기존 지하수중 우라늄 및 라돈-222와 같은 자연방사성 물질의 농도가 높은 것으로 알려진 한 지점을 선정하여 121 m 심도의 연구용 시추공을 확보하여 심도별 지하수내 우라늄 및 라돈-222의 산출특성 밝히고, 시추코어를 이용하여 우라늄의 기원에 대한 지화학적 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 더블패커를 이용하여 시추공내 심도별로 6개 지하수 시료를 채취하여 화학성분 분석, 우라늄과 라돈-222의 함량을 분석하였다. 분석결과 지하수의 pH는 중성내지는 알카리성이며, 화학성분상 $Ca-HCO_3(SO_4+Cl)$ 유형에 속한다. 그리고 우라늄과 라돈-222의 농도는 각각 169~1,020 ppb와 $9,190{\pm}96{\sim}32,800{\pm}180$ pCi/L를 보여 심도별 뚜렷한 농도차이를 보이며, 모두 미국 EPA 권고치를 초과하였다. 지하수내 우라늄은 지하 45~50m 심도에서 가장 높은 함량을 보인다. 이 구간 지하수는 약알카리성의 산환환경이며 높은 $HCO_3$의 함량으로 우라늄 용존에 유리한 환경으로 보인다. 지하수내 우라늄의 형태는 우라닐탄산염화합물{$(UO_2CO_3)^0$ 혹은 $(UO_2HCO_3)^+$}이 우세한 것으로 보인다. 라돈-222 함량은 심도가 깊어질수록 증가하는 경향을 보인다. 시추코어에 의한 지질주상도특성을 보면 모암은 복운모화강암이며 페그마타이트가 수 곳에서 확인되었고, 중성질 암맥이 100 m 내외에서 확인되었다. 암석내 우라늄과 토륨의 함량은 0.372~47.4 ppm과 0.388~11.2 ppm의 범위를 보여 기존 국내에서 보고된 함량보다 높은 값을 보인다. 암석현미경 관찰 및 전자현미분석결과 방사성원소를 함유하는 광물로는 장석과 흑운모내 포획된 모자나이트, 인회석, 녹염석 광물로 확인되었으며, 광물내 주요성분을 치환하여 주로 존재한다.
본 연구는 대전지역 기존 지하수중 우라늄 및 라돈-222와 같은 자연방사성 물질의 농도가 높은 것으로 알려진 한 지점을 선정하여 121 m 심도의 연구용 시추공을 확보하여 심도별 지하수내 우라늄 및 라돈-222의 산출특성 밝히고, 시추코어를 이용하여 우라늄의 기원에 대한 지화학적 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 더블패커를 이용하여 시추공내 심도별로 6개 지하수 시료를 채취하여 화학성분 분석, 우라늄과 라돈-222의 함량을 분석하였다. 분석결과 지하수의 pH는 중성내지는 알카리성이며, 화학성분상 $Ca-HCO_3(SO_4+Cl)$ 유형에 속한다. 그리고 우라늄과 라돈-222의 농도는 각각 169~1,020 ppb와 $9,190{\pm}96{\sim}32,800{\pm}180$ pCi/L를 보여 심도별 뚜렷한 농도차이를 보이며, 모두 미국 EPA 권고치를 초과하였다. 지하수내 우라늄은 지하 45~50m 심도에서 가장 높은 함량을 보인다. 이 구간 지하수는 약알카리성의 산환환경이며 높은 $HCO_3$의 함량으로 우라늄 용존에 유리한 환경으로 보인다. 지하수내 우라늄의 형태는 우라닐탄산염화합물{$(UO_2CO_3)^0$ 혹은 $(UO_2HCO_3)^+$}이 우세한 것으로 보인다. 라돈-222 함량은 심도가 깊어질수록 증가하는 경향을 보인다. 시추코어에 의한 지질주상도특성을 보면 모암은 복운모화강암이며 페그마타이트가 수 곳에서 확인되었고, 중성질 암맥이 100 m 내외에서 확인되었다. 암석내 우라늄과 토륨의 함량은 0.372~47.4 ppm과 0.388~11.2 ppm의 범위를 보여 기존 국내에서 보고된 함량보다 높은 값을 보인다. 암석현미경 관찰 및 전자현미분석결과 방사성원소를 함유하는 광물로는 장석과 흑운모내 포획된 모자나이트, 인회석, 녹염석 광물로 확인되었으며, 광물내 주요성분을 치환하여 주로 존재한다.
A drilling project was undertaken to characterize the geochemical relationship and the occurrence of radioactive materials at a test site among public-use groundwaters previously known to have high occurrence of uranium and radon-222 in the Daejeon area. A borehole (121 m deep) was drilled and core ...
A drilling project was undertaken to characterize the geochemical relationship and the occurrence of radioactive materials at a test site among public-use groundwaters previously known to have high occurrence of uranium and radon-222 in the Daejeon area. A borehole (121 m deep) was drilled and core rocks mainly consist of two-mica granite, and associated with pegmatite and dykes of intermediate composition. The groundwater samples collected at six different depths in the borehole by a double-packed system showed the pH values ranging from neutral to alkaline (7.10-9.3), and electrical conductivity ranging from 263 to 443 ${\mu}S/cm$. The chemical composition of the borehole groundwaters was of the $Ca-HCO_3(SO_4+Cl)$ type. The uranium and Rn-222 contents in the groundwater were 109-1,020 ppb and 9,190-32,800 pCi/L, respectively. These levels exceed the regulation guidelines of US EPA. The zone of the highest groundwater uranium content occurred at depths of 45 to 55m. The groundwater chemistry in this zone (alkaline, oxidated, and high in bicarbonate) is favorable for the dissolution of uranium into groundwater. The dominant uranium complex in groundwater is likely to be $(UO_2CO_3)^0$ or $(UO_2HCO_3)^+$. Radon-222 content in groundwater shows an increasing trend with depth. The uranium and thorium contents in the core were 0.372-47.42 ppm and 0.388-11.22 ppm, respectively. These levels are higher values than those previously been reported in Korea. Microscopic observations and electron microprobe analysis(EPMA) revealed that the minerals containing U and Th are monazite, apatite, epidote, and feldspar. U and Th in these minerals are likely to substitute for major elements in crystal lattice.
A drilling project was undertaken to characterize the geochemical relationship and the occurrence of radioactive materials at a test site among public-use groundwaters previously known to have high occurrence of uranium and radon-222 in the Daejeon area. A borehole (121 m deep) was drilled and core rocks mainly consist of two-mica granite, and associated with pegmatite and dykes of intermediate composition. The groundwater samples collected at six different depths in the borehole by a double-packed system showed the pH values ranging from neutral to alkaline (7.10-9.3), and electrical conductivity ranging from 263 to 443 ${\mu}S/cm$. The chemical composition of the borehole groundwaters was of the $Ca-HCO_3(SO_4+Cl)$ type. The uranium and Rn-222 contents in the groundwater were 109-1,020 ppb and 9,190-32,800 pCi/L, respectively. These levels exceed the regulation guidelines of US EPA. The zone of the highest groundwater uranium content occurred at depths of 45 to 55m. The groundwater chemistry in this zone (alkaline, oxidated, and high in bicarbonate) is favorable for the dissolution of uranium into groundwater. The dominant uranium complex in groundwater is likely to be $(UO_2CO_3)^0$ or $(UO_2HCO_3)^+$. Radon-222 content in groundwater shows an increasing trend with depth. The uranium and thorium contents in the core were 0.372-47.42 ppm and 0.388-11.22 ppm, respectively. These levels are higher values than those previously been reported in Korea. Microscopic observations and electron microprobe analysis(EPMA) revealed that the minerals containing U and Th are monazite, apatite, epidote, and feldspar. U and Th in these minerals are likely to substitute for major elements in crystal lattice.
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문제 정의
45 µm 여과지를 이용하여 부유물과 이물질을 제거한 후 양이온 및 미량원소 분석용 60 mL, 음이온 분석용 60 mL으로 각각 구별하여 채취하였다. 양이온 분석용 시료에는 폴리에틸렌 용기에 담은 후 농질산을 첨가하여 pH 2이하로 산성화시켜 이온들의 침전이나 용기 벽에 흡착되는 것을 방지하고자 하였다.
이번 연구에서는 대전지역 복운모화강암 지질지역에 존재하는 지하수중 자연방사성물질의 함량이 높았던 지역을 선정하여 시추지질조사를 통하여 시추코어의 암종별 방사성원소의 존재 상태와 분포 특성을 알아보고자 하였으며, 아울러 시추공에서 더블패커를 이용한 심도별, 시기별로 지하수를 채취하여 지하수내 자연방사성물질의 함량과 수리지화학적 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 종합적으로 조명하여 자연방사성물질의 산출을 지배하는 대수층 심도, 주요 근원광물, 그리고 수리화학적 상관성을 알아보고자 하였다.
이번 연구에서는 대전지역 복운모화강암 지질지역에 존재하는 지하수중 자연방사성물질의 함량이 높았던 지역을 선정하여 시추지질조사를 통하여 시추코어의 암종별 방사성원소의 존재 상태와 분포 특성을 알아보고자 하였으며, 아울러 시추공에서 더블패커를 이용한 심도별, 시기별로 지하수를 채취하여 지하수내 자연방사성물질의 함량과 수리지화학적 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 종합적으로 조명하여 자연방사성물질의 산출을 지배하는 대수층 심도, 주요 근원광물, 그리고 수리화학적 상관성을 알아보고자 하였다.
가설 설정
Location map showing the borehole test site (DJ-1) in the Daejeon area. P1 : emergency groundwater facilities.
후자는 상부 및 하부 대수층의 함량원이 각각 상이하여 상부는 수직침투에 의한 토양층과 지하수공 주변 도심권 오염원의 영향으로 이온성분의 함량이 높은 것으로 보이고, 하부대수층은 주요 함양원이 인접한 산지로 물-암석 반응에 의한 화학성분뿐만 아니라, 천부 지하수와의 혼합된 것으로 보인다. 이러한 가설은 기본적으로 지하수의 화학적 유형이 유사하며, 천부 지하수가 심부지하수보다 Cl, SO4 NO3의 함량이 다소 높은 것에 근거를 찾을 수 있을 것이다.
제안 방법
광물내 방사성원소의 존재 상태를 보다 명확하게 알아보기 위하여 전자현미분석(EPMA)을 실시하였다. EPMA 분석은 후방산란 전자영상(Backscattered electron image, BSE)으로 방사성원소의 존재 상태를 명암으로 확인하고, 확인된 입자에 에너지분산분광기(Energy dispersive spectrometer, EDS)의 전자빔을 주사하여 정성분석을 실시하여 방사성원소 존재를 확인하였다.
광물내 방사성원소의 존재 상태를 보다 명확하게 알아보기 위하여 전자현미분석(EPMA)을 실시하였다. EPMA 분석은 후방산란 전자영상(Backscattered electron image, BSE)으로 방사성원소의 존재 상태를 명암으로 확인하고, 확인된 입자에 에너지분산분광기(Energy dispersive spectrometer, EDS)의 전자빔을 주사하여 정성분석을 실시하여 방사성원소 존재를 확인하였다.
암석시료의 주요원소 성분에 대한 정량 및 정성분석을 위하여 X-선 형광분석을 실시하였다. 그리고 우라늄과 토륨 등 우라늄계열의 원소를 포함한 미량원소 분석을 위하여 유도결합쌍 프라즈마 질량분석(Fison model PQ, ICP-MS)을 실시하였다. 화학성분 분석은 기초과학 지원연구원 서울분원의 기기를 이용하였다.
그리고 음이온 성분인 SO42−, Cl−, NO3−, F− 이온은 한국기초과학지원연구원 부산분소의 이온크로마토그래피 (IC, Dionex 500)을 이용하여 분석하였다.
액체섬광계측기용 20 mL 저농도 칼륨 유리병에 전처리를 거치지 않은 시료 5 mL와 섬광액 15 mL를 혼합하여 액체섬광계측기로 측정하였다. 라돈-222분석은 한국 기초과학지원연구원 오창센터에서 분석하였다.
화학분석자료의 정확성을 검토하기 위해서 분석된 총 양이온과 총 음이온 함량을 당량으로 환산하여 전하균형을 계산하였다. 라돈-222의 측정은 라돈의 반감기가 3.82일인 점을 고려하여 현장에서 채취 즉시 밀봉하고 최단시간내 분석이 이루어지도록 하였다. 액체섬광계측기용 20 mL 저농도 칼륨 유리병에 전처리를 거치지 않은 시료 5 mL와 섬광액 15 mL를 혼합하여 액체섬광계측기로 측정하였다.
시추공에서의 지하수 시료채취는 더블패커 시스템을 이용하여 심도별로 지하수를 채취하였다. 더블패커 시스템에 대한 내용은 Jeong et al(2011; 2012)에 의해 이미 설명된 바 있으므로 여기서는 세부적 설명은 생략하였다.
시추코어의 암석특성, 단열충전광물 특성, 파쇄대 및 절리발달의 특성, 코어 회수율 등을 포함하는 정밀한 주상도를 작성하였다(Fig. 3). 시추공의 수직적 지질특성을 보면 지표에서 지하 4.
암석시료의 주요원소 성분에 대한 정량 및 정성분석을 위하여 X-선 형광분석을 실시하였다. 그리고 우라늄과 토륨 등 우라늄계열의 원소를 포함한 미량원소 분석을 위하여 유도결합쌍 프라즈마 질량분석(Fison model PQ, ICP-MS)을 실시하였다.
채취한 암석시료에 대해 암석박편을 제작하고 현미경 관찰을 통해 자연방사성원소의 존재 및 분포특성을 알아보았다. 암석현미경 관찰시 확인된 특정 광물내 자연방사성원소의 존재를 파악하기 위하여 후방산란전자영상(Backscattered electron image)관찰과 화학성분에 대한 정성 및 반정량분석은 에너지분산분광기(Energy dispersive spectrometer, EDS)을 실시하였다. 사용한 기기는 경북대학교 공동기기센터의 EPMA(Shimazu 1600 electron microprobe)를 이용하였다.
82일인 점을 고려하여 현장에서 채취 즉시 밀봉하고 최단시간내 분석이 이루어지도록 하였다. 액체섬광계측기용 20 mL 저농도 칼륨 유리병에 전처리를 거치지 않은 시료 5 mL와 섬광액 15 mL를 혼합하여 액체섬광계측기로 측정하였다. 라돈-222분석은 한국 기초과학지원연구원 오창센터에서 분석하였다.
지하수 시료 채취는 지하수공 구간별로 충분히 양수를 실시하여 시추과정에서 주입된 주입수의 영향을 최소화한 후 대수층의 지하수를 채취하였다. 지하수 양수시에는 토출관을 통하여 흐르는 지하수를 일정시간 동안 지속하여 수소이온농도(pH), 산화환원전위(Eh), 용존산소량(DO), 전기전도도(EC), 중탄산(HCO3)을 외부의 공기와 접촉시키지 않은 조건에서 측정하였다.
지하수 시료 채취는 지하수공 구간별로 충분히 양수를 실시하여 시추과정에서 주입된 주입수의 영향을 최소화한 후 대수층의 지하수를 채취하였다. 지하수 양수시에는 토출관을 통하여 흐르는 지하수를 일정시간 동안 지속하여 수소이온농도(pH), 산화환원전위(Eh), 용존산소량(DO), 전기전도도(EC), 중탄산(HCO3)을 외부의 공기와 접촉시키지 않은 조건에서 측정하였다. 지하수의 현장수질측정은 Orion 5 star 모델의 휴대용 측정기를 이용하였으며, 중탄산은 0.
지하수의 진화특성을 반영하는 pH를 기준으로 주요 양이온의 변화특성을 알아보았다(Fig. 7). pH의 증가에 따라서 Ca + Mg, HCO3의 함량은 약간 증가한 후 감소하는 경향을 보여주는 반면 Na + K, Cl + SO4의 농도는 지속적으로 감소하는 경향을 보여준다.
채취된 물 시료는 화학분석 및 동위원소분석을 위하여 간이 진공펌프를 이용하여 셀룰로즈 질산염막 필터 0.45 µm 여과지를 이용하여 부유물과 이물질을 제거한 후 양이온 및 미량원소 분석용 60 mL, 음이온 분석용 60 mL으로 각각 구별하여 채취하였다.
채취한 물 시료의 주요 양이온 성분과 미량원소 성분은 기초과학지원연구원의 원자흡광분광분석기(Unicam model 989, AAS), 유도결합쌍 플라즈마 원자광출분광분석기(Shimadzu model ICPS-1000 III, ICP-AES), 유도 결합쌍 플라즈마 질량분석기(Fison model PQ III, ICPMS) 등의 장비로 분석하였다. 그리고 음이온 성분인 SO42−, Cl−, NO3−, F− 이온은 한국기초과학지원연구원 부산분소의 이온크로마토그래피 (IC, Dionex 500)을 이용하여 분석하였다.
시추코어에 대한 암석 및 광물의 지화학 성분을 분석하기 위하여 토양시료 1개(DJ-1), 암석시료 20개(DJ2~DJ-19, DJ-21, DJ-22), 파쇄대 시료 1개(DJ-20) 등 총 22개 시료를 구간별 암종별로 구분하여 채취하였다. 채취한 암석시료에 대해 암석박편을 제작하고 현미경 관찰을 통해 자연방사성원소의 존재 및 분포특성을 알아보았다. 암석현미경 관찰시 확인된 특정 광물내 자연방사성원소의 존재를 파악하기 위하여 후방산란전자영상(Backscattered electron image)관찰과 화학성분에 대한 정성 및 반정량분석은 에너지분산분광기(Energy dispersive spectrometer, EDS)을 실시하였다.
그리고 음이온 성분인 SO42−, Cl−, NO3−, F− 이온은 한국기초과학지원연구원 부산분소의 이온크로마토그래피 (IC, Dionex 500)을 이용하여 분석하였다. 화학분석자료의 정확성을 검토하기 위해서 분석된 총 양이온과 총 음이온 함량을 당량으로 환산하여 전하균형을 계산하였다. 라돈-222의 측정은 라돈의 반감기가 3.
대상 데이터
암석현미경 관찰시 확인된 특정 광물내 자연방사성원소의 존재를 파악하기 위하여 후방산란전자영상(Backscattered electron image)관찰과 화학성분에 대한 정성 및 반정량분석은 에너지분산분광기(Energy dispersive spectrometer, EDS)을 실시하였다. 사용한 기기는 경북대학교 공동기기센터의 EPMA(Shimazu 1600 electron microprobe)를 이용하였다.
0m에서 확인되었다. 시추 지점은 기존 2개의 비상용 민방위 급수시설 지하수공사이의 지점으로 선정하였다(Fig. 1).
시추심도는 121 m이며, 시추구경은 NX 규격이다. 시추는 2009년 7월 17일~20일 사이에 진행되었다. 시추공의 케이싱의 심도는 지하 15.
시추코어에 대한 암석 및 광물의 지화학 성분을 분석하기 위하여 토양시료 1개(DJ-1), 암석시료 20개(DJ2~DJ-19, DJ-21, DJ-22), 파쇄대 시료 1개(DJ-20) 등 총 22개 시료를 구간별 암종별로 구분하여 채취하였다. 채취한 암석시료에 대해 암석박편을 제작하고 현미경 관찰을 통해 자연방사성원소의 존재 및 분포특성을 알아보았다.
그 외 구간에서 코어회수율은 95-100%정도로 매우 견고한 암질상태를 보인다. 시추코어에 대한 정밀 주상도 자료는 지하수 시료채취 구간의 설정에 기준자료로 활용되었다.
채취된 암석의 주요 화학성분 및 우라륨과 토륨의 함량에 대한 자료는 Table 1에 제시되어있다. 암석의 주요 화학성분 분석은 복운모화강암, 페그마타이트, 풍화된 화강암, 중성질 암맥과 같이 4개 암종으로 구분하여 분석이 수행되어졌다. SiO2와 Na2O+K2O 함량 상관관계에서 화강암은 아알칼리(sub-alkaline) 영역에 속하고, 페그마타이트와 복운모화강암은 SiO2 함량이 71.
연구대상지역으로 선정된 대전광역시 서구 갈마 1동 392-6번지 한마음어린이공원내의 부지에서 시추지질조사를 실시하였다. 시추심도는 121 m이며, 시추구경은 NX 규격이다.
연구지역은 대전광역시 서구 갈마 1동 392-6번지 한마음어린이공원 지역으로 선정하였다(Fig. 1). 이 지역에는 2개의 민방위비상급수용 지하수가 1996년에 개발되어 음용수로 이용되어 왔으나, 환경부의 자연방사성물질 조사과정에서 우라늄의 농도가 3,607ppb, Rn-222의 함량이 23,000 pCi/L로 미국의 제안치인 30ppb와 4,000pCi/L를 크게 초과하여 지금은 지하수 공급이 중단된 상태이다.
지하수 시료채취는 지하 120 m 심도에서 시작하여 10 m 간격으로 상향이동 시키면서 지하수 시료를 채취하였다. 현장에서 양수 등의 과정을 거치면서 최종적으로 지하수를 채취할 수 있는 대수층 구간은 6개 구간으로 확정하였으며, 심도는 지하 105 m~115 m 구간(DJGW1), 95 m~105 m 구간(DJ-GW2), 55 m~65 m 구간(DJ-GW6), 45 m~55 m 구간(DJ-GW7), 35 m~45 m 구간(DJ-GW8), 20 m 상부 구간(DJ-GW9)이다.
이론/모형
지하수 양수시에는 토출관을 통하여 흐르는 지하수를 일정시간 동안 지속하여 수소이온농도(pH), 산화환원전위(Eh), 용존산소량(DO), 전기전도도(EC), 중탄산(HCO3)을 외부의 공기와 접촉시키지 않은 조건에서 측정하였다. 지하수의 현장수질측정은 Orion 5 star 모델의 휴대용 측정기를 이용하였으며, 중탄산은 0.05N 농도의 HCl로 산중화적정법으로 측정하였다. 채취된 물 시료는 화학분석 및 동위원소분석을 위하여 간이 진공펌프를 이용하여 셀룰로즈 질산염막 필터 0.
그리고 우라늄과 토륨 등 우라늄계열의 원소를 포함한 미량원소 분석을 위하여 유도결합쌍 프라즈마 질량분석(Fison model PQ, ICP-MS)을 실시하였다. 화학성분 분석은 기초과학 지원연구원 서울분원의 기기를 이용하였다.
성능/효과
(1) 시추코어를 통하여 확인한 지하지질의 모암은 주로 복운모화강암이며 심도별로 거정질의 백운모와 우백질 광물을 포함하는 수십 cm 폭의 페그마타이트가 다수 확인되었고, 다수의 세립질 중성질 암맥이 복운모화강암을 관입하고 있다.
(2) 복운모화강암의 화학성분은 고알루미늄과 아알카리성의 특성을 보이고, 일부 페그마타이트는 분화가 상당히 진행된 화강암의 특성을 보인다. 화강암 및 중성질 암맥내 함유된 우라늄과 토륨은 0.
(3) 더블패커를 이용한 양수시험 결과 시추공내 주요 대수층은 102~115 m 사이의 파쇄대로 확인되었으며, 6개 구간에서 채취된 지하수내 우라늄과 라돈-222의 함량은 각각 109~1,020 ppb와 9,190~32,800 pCi/L의 범위를 보이며, 심도별 농도의 차이가 뚜렷하고, 모두 미국 EPA 기준치를 초과한다. 지하수내 우라늄은 지하 50 m 부근에서 가장 높은 함량을 보인다.
(4) 암석현미경관찰과 EPMA 분석을 통하여 확인된 우라늄, 토륨을 함유하는 광물로는 흑운모내 함유된 부수광물인 모나자이트, 인회석, 장석 등으로 확인되었으며, 모나자이트와 인회석 광물내 우라늄과 토륨은 주요 구성원소를 치환하여 존재하며, 장석에서는 포획된 미립질에서 방사성원소가 검출된다. 백운모에서는 방사성원소를 함유하지 않는 것으로 밝혀졌다.
(5) 연구지역 시추공 지하수에서 높은 우라늄의 산출은 복운모화강암과 중성질 암맥내 높은 우라늄 함량과 파쇄대 발달과 같은 물리적 요소, 그리고 우라늄 용해에 유리한 지하수 화학조건 등의 변수가 관여된 것으로 보인다. 라돈-222와 우라늄과 상관성은 명확하지 않다.
이는 우라늄광물이 암석내에서 수 µm 크기의 미립질로 산출되거나, 부성분 광물에 극소량으로 포함되고, 화학조성이 복잡하고 매우 다양하기 때문에 존재여부를 확인하기가 매우 어렵기 때문이다(Burns and Finch, 1999). 그리고 라돈-222의 함량과 우라늄 농도와의 상관성은 거의 일치하지 않음을 보여주었다. 심도별로 지하수내 우라늄과 라돈의 산출 함량이 큰 차이를 보여주어 특정구간의 암석화학적 특성 및 대수층의 조건이 지하수내 우라늄과 라돈의 용해에 영향을 미치는 것으로 보인다.
이상에서 확인된 U, Th 성분은 장석광물내 포획되어 존재하거나 소량광물인 모나자이트, 인회석과 같은 광물 내 구성원소를 치환하여 존재하는 것으로 판단된다.
6과 같다. 지하수 내 주요 양이온성분에 대한 함량특성을 보면 가장 풍부한 양이온인 Ca2+성분은 37.4~66.4 mg/L의 범위를 보이고, Mg2+ 성분은 0.91~3.5 mg/L의 농도 범위로 낮은 함량을 보인다. Na+ 성분은 13.
현장수질 측정결과 지하수의 pH는 7.10~8.30의 범위를 보이며, 심도별 지하수의 pH는 상부에서 하부 구간으로 향할수록 증가하는 경향을 보인다. 시기별 pH 변화는 큰 차이를 보이지는 않는다.
지하수 시료채취는 지하 120 m 심도에서 시작하여 10 m 간격으로 상향이동 시키면서 지하수 시료를 채취하였다. 현장에서 양수 등의 과정을 거치면서 최종적으로 지하수를 채취할 수 있는 대수층 구간은 6개 구간으로 확정하였으며, 심도는 지하 105 m~115 m 구간(DJGW1), 95 m~105 m 구간(DJ-GW2), 55 m~65 m 구간(DJ-GW6), 45 m~55 m 구간(DJ-GW7), 35 m~45 m 구간(DJ-GW8), 20 m 상부 구간(DJ-GW9)이다.
(2) 복운모화강암의 화학성분은 고알루미늄과 아알카리성의 특성을 보이고, 일부 페그마타이트는 분화가 상당히 진행된 화강암의 특성을 보인다. 화강암 및 중성질 암맥내 함유된 우라늄과 토륨은 0.372~47.42 ppm과 0.388~11.22 ppm의 범위를 보여, 지금까지 알려진 광화대지역이 아닌 국내 화강암지역의 우라늄 함량으로는 상당히 높은 값으로 확인되었다.
후속연구
우라늄과 라돈-222가 인체에 미치는 유해성은 각각 신장질환과 폐암유발로 이에 대해서는 이미 잘 알려져 있다(CEPA, 2001; Shin, 2002). 지하수내 자연방사성물질의 산출과 지질과의 상관성에 대한 규명은 향후 지하수 개발과 이용측면에서 매우 중요한 과제가 되며, 기준치를 초과하는 사용중 지하수에 대한 대책마련에도 매우 중요한 정보를 제공할 수 있을 것이다. 이러한 관점에서 Jeong et al.
pH-Eh 상관관계에서 일부시료를 제외하고는 pH가 높아질수록 Eh값이 낮아지는 경향을 보인다. 지하수의 pH-Eh 조건은 우라늄 용해도와 관련이 있으므로 지하수 화학조건과 우라늄 용해에 대한 논의는 후술될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우라늄이 인체에 미치는 유해성은 무엇이 있는가?
우라늄과 라돈-222가 인체에 미치는 유해성은 각각 신장질환과 폐암유발로 이에 대해서는 이미 잘 알려져 있다(CEPA, 2001; Shin, 2002). 지하수내 자연방사성물질의 산출과 지질과의 상관성에 대한 규명은 향후 지하수 개발과 이용측면에서 매우 중요한 과제가 되며, 기준치를 초과하는 사용중 지하수에 대한 대책마련에도 매우 중요한 정보를 제공할 수 있을 것이다.
우라늄은 어떤 원소인가?
우라늄은 천연에 존재하는 원소중에서 가장 무거운 방사성 원소이다. 천연우라늄은 U-234(0.0058%), U235(0.715%), U-238(99.28%)의 세 개의 동위원소가 존재한다. 연구지역 시추공 심도별 지하수내 우라늄의 농도는 169~1,020 ppb의 범위를 보여주어 전 구간에 걸쳐 미국 EPA의 권고치 30 ppb를 초과하고 있다.
환경부가 주관한 음용 지하수내 자연방사성물질의 산출에 대한 광역 및 정밀조사의 결과는 어떠한가 ?
국내 음용수로 사용되는 지하수에서 우라늄과 라돈-222과 같은 자연방사성물질의 산출은 Han and Park(1996)에 의해 처음 보고된 이후로 환경부 주관으로 전국을 대상으로 음용 지하수내 자연방사성물질의 산출에 대한 광역 및 정밀조사가 현재까지 단계별로 진행되어왔다. 조사결과 다수의 지하수(마을상수도, 간이급수시설, 민방위비상용급수시설)에서 미국 EPA의 먹는물 권고치인 우라늄의 농도 30 ppb와 Rn-222의 4,000 pCi를 초과하는 것으로 알려져 왔다(Cho et al., 2006; 2008; 2009; Sung et al.
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