[논문]괴산군 연풍면 일대 지하수 중 라돈 함량 분포와 변동

조병욱; 조수영; 오종현; 이병대

doi:10.9720/kseg.2023.4.587

괴산군 연풍면 일대 지하수 중 라돈 함량 분포와 변동
Distribution and Change of Radon Concentration of Groundwater in the Area of Yeonpung-myeon, Goesan-gun, Korea 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.33 no.4, 2023년, pp.587 - 598

조병욱 (한국지질자원연구원 지하수환경연구센터) , 조수영 (한국지질자원연구원 지하수환경연구센터) , 오종현 (과학기술연합대학원대학교) , 이병대 (한국지질자원연구원 지하수환경연구센터)

초록
AI-Helper

지하수의 라돈 함량이 높은 것으로 알려진 연구지역 지하수의 라돈 함량분포와 시기별 함량변화를 파악하기 위하여 10개 지하수공과 1개 하천수를 대상으로 2개월 간격으로 12회에 걸쳐서 라돈 함량 분석과 DTW(Depth to water table)를 측정하였다. 연구지역 중앙에 위치한 지하수의 라돈 함량은 37.0~2,675.2 Bq/L로 높았으나 연구지역 외곽에서는 10.6~37.9 Bq/L로 낮았다. 연구지역 중앙에 위치한 지하수의 라돈 함량이 높은 것은 옥천층군을 관입한 화강반암과 이에 따른 파쇄대가 발달하였기 때문으로 해석된다. 연구지역 외곽에 위치한 지하수의 라돈 함량이 낮은 것은 화강반암 관입부로부터 떨어진 옥천층군에 위치하고 있기 때문으로 해석된다. 연구지역 중앙에 위치한 지하수의 라돈 함량 변화가 크게 일어나는 것은 연구지역 중앙이 저지대일 뿐만 아니라 계절별 지하수위 변화가 크게 일어나며 이로 인해 천부의 저 함량 라돈 지하수가 고 함량 라돈 지하수에 유입되기 때문으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

To assess the distribution and temporal changes in radon concentration within a region in Yeonpung-myeon, Goesan-gun, known for elevated groundwater radon levels, we conducted a series of analyses, measuring radon concentration and DTW (Depth to water table) at 2-month intervals over 12 cycles. The investigation covered 10 groundwater wells and one stream within the designated area. The groundwater in the central part of the region exhibited high radon concentrations, ranging from 37.0 to 2,675.2 Bq/L. Conversely, the peripheral zones displayed comparatively lower radon concentrations, ranging from 10.6 to 37.9 Bq/L. This variation is attributed to the presence of granite porphyry that intruded into the Okcheon Formation, forming a fracture zone and contributing to elevated radon levels in the central part. In contrast, the peripheral locations, located within the Okcheon Formation and away from the granite porphyry intrusion, demonstrated lower radon concentrations. The observed significant fluctuation in radon concentration in the central area is associated with its low-lying topography. The pronounced seasonal changes in groundwater levels contribute to the migration of shallow, low-radon groundwater into areas with higher radon concentrations, explaining the observed variations in radon levels within the central part of the studied area.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Ggeological map of the study area with location of sampled wells and stream.
표 Table 1. Information on groundwater wells and stream where water samples were periodically collected
표 Table 2. Bi-monthly measured radon concentration (Bq/L) of 10 groundwaters and 1 stream water over 2 years
그림 Fig. 2. Distribution of groundwater radon levels of the area (May 2019).
표 Table 3. Statiscal analysis on radon concentrations (Bq/L) of 10 groundwaters and 1 stream water
표 Table 4. Groundwater radon concentrations by depth in well 181-1
그림 Fig. 3. Bi-monthly DTW variations in three wells located in the central part (181,181-1, 201) and three wells located on the peripheral parts of the area (206, 214,216).
그림 Fig. 4. Bi-monthly groundwater radon level variations in nine wells in the study area.
그림 Fig. 5. Relationship between radon level and ground water overflow rate in well 181-1.
표 Table 5. DTW of 9 wells measured at 2-month intervals for 2 years
그림 Fig. 6. Relationship between groundwater radon level and DTW in well 206.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구는 정밀조사에서 보고된 우리나라 지하수 중 라돈 함량이 가장 높았던 지점에서 장기간에 걸쳐 모니터링하고, 시기별 지하수 중 라돈 함량의 공간적 분포와 변화 등을 파악하는 것이다.

제안 방법

10개 지하수공 중에서 2개 지하수공에서는 간헐적으로 자분이 일어나 DTW를 측정하지 못하였다. 2개 자분 지하수공 중에서 수중펌프가 설치되어 있지 않아서 자분량 측정이 가능한 지하수공(181-1)에서는 베일러로 일정량의 지하수를 배출시킨 다음 다시 자분시까지의 시간을 측정하여 자분량을 산정하였다.
지하로부터 하천으로 유입되는 기저유출(baseflow) 지하수의 라돈 함량을 추정하기 위해, 자분정으로부터 근접한 하천 지점(S1)에서 하천수를 채수하였다. 시료채취 간격은 지하수 시료채취 기간 및 간격과 동일한 12회였다.
지하수 중 라돈 함량과 지하수위와의 관계를 파악하기 위하여 시료채취 시 DTW(Depth to water table)도 측정하였다. DTW는 각 지하수공 외부 케이싱 상단에서 지하수면(water table)까지의 거리이다.
지하수의 라돈 함량이 높은 것으로 알려진 연구지역의 라돈 함량 분포와 함량 변화 특성을 파악하기 위하여 10개 지하수공과 1개 하천수에서 2년에 걸쳐 2개월 간격으로 12번의 라돈 함량 분석, 지하수공의 DTW(Depth to water table)와 자분량을 측정하였다.

대상 데이터

라돈 분석용 시료채취는 2 mL의 섬광용액(Optiphase HiSafe3)이 채워진 22 mL 바이알(vial)을 사용하였다. 와류(tubulent flow)로 인한 인위적인 폭기(aeration)는 라돈 저감을 일으키므로, 채수 시 기포가 발생하지 않도록 채수 밸브를 조절하여 22 mL 바이알에 8 mL를 채수하였다.
라돈 함량분석을 위해 정기적으로 시료 채취가 이루어진 10개 지하수공 중 1개는 지하지질 파악을 위해 심도 120 m까지 굴착된 시험시추공(181-1)으로서 공경은 3"이다
0 Bq/L이다. 연구지역 가운데 위치한 지하수공 181-1과 인접한 하천수 S1에서 라돈 함량이 가장 높고, 다음은 하류(S3), 상류(S2)의 순이다(Table 2). 이 결과로부터 소하천 하류의 라돈 함량은 높은 라돈 함량을 갖는 지하수가 하천 중류에서 유입되어 상류의 낮은 라돈 함량을 가지는 하천수와 혼합된 결과로 추정할 수 있다.
연구지역의 지형은 남서에서 북동 방향으로 발달한 골짜기이다. 골짜기를 따라서 폭이 100 m, 길이가 약 1.
시료채취 시기는 강우가 지하수의 라돈 농도에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 강우 후 적어도 3일 이상 지난 뒤 이루어졌다. 지하수 시료채취 기간은 2018년 3월부터 2020년 1월까지이며, 시료채취 간격은 2개월 단위이다. 시료채취는 총 12회이나, 현장 사정상 10개 지하수공 중 4개는 12회를 채우지 못했다.

성능/효과

10개 지하수공 중에서 연구지역 중앙에 위치한 2개 지하수공의 라돈 함량 변화는 최대 함량과 최소 함량의 차가 50~80배에 이르는데 이는 라돈 함량이 높은 심부 기원의 지하수에 라돈 함량이 낮은 천부 지하수가 유입되기 때문으로 보인다. 따라서 천부 지하수의 유입을 막는 케이싱, 그라우팅 정도가 지하수의 라돈 함량 변화에 큰 영향을 주는 것으로 판단된다.
연구지역 가운데 위치한 지하수공 181-1과 인접한 하천수 S1에서 라돈 함량이 가장 높고, 다음은 하류(S3), 상류(S2)의 순이다(Table 2). 이 결과로부터 소하천 하류의 라돈 함량은 높은 라돈 함량을 갖는 지하수가 하천 중류에서 유입되어 상류의 낮은 라돈 함량을 가지는 하천수와 혼합된 결과로 추정할 수 있다. 이러한 하천수의 위치별 라돈 함량 변화는 지하수 중 라돈 함량이 연구지역 가운데 위치한 지하수공에서 높고, 가장자리에 위치한 지하수공에서 낮은 것과 유사하다.
이로부터 유추할 때, 라돈 방출이 높은 화강반암의 파쇄대로 공급되는 지하수량이 줄어들 경우, 라돈 방출이 적은 화전리층을 매질로 하는 천층 지하수가 쉽게 유입되어 라돈 함량이 희석된 결과로 추정된다. 지하수공 181-1에서 2019년 5, 7, 9월 측정된 라돈 함량은 각각 377.1, 37.0, 73.5 Bq/L을 보인다(Table 2와 Table 5).

참고문헌 (20)

Akerblom, G., Lindgren, J., 1997, Mapping of groundwater radon potential, European Geologists, 5, 13-22.？
Andrews, J.N., Ford, D.J., Hussain, N., Trivedi, D., Youngman, M.J., 1989, Natural radioelement solution by circulating？groundwaters in the Stripa granite, Geochimica et Cosmochimica Acta, 53(8), 1791-1802.？

상세보기
Banks, D., Frengstad, B., Midtgard, A.K., Krog, J.R., Strand, T., 1998, The chemistry of Norwegian groundwaters: I. The？distribution of radon, major and minor elements in 1604 crystalline bedrock groundwaters, Science of The Total Environment, 222, 71-91.？

상세보기
Barcelona, M.J., Gibb, J.P., Helfrich, J.A., Garske, E.E., 1985, Practical guide for groundwater sampling, SWS Contract？Report, 374p.？
Cho, B.W., 2017a, Radon concentrations in groundwater of the Goesan area, Korea, Journal of Engineering Geology,？22(5), 63-70 (in Korean with English abstract).？
Cho, B.W., 2017b, Uranium concentrations in groundwater of the Goesan area, Korea, The Korean Society of Economic？and Environmental Geology, 50, 353-361 (in Korean with English abstract).？
Cho, B.W., 2018, Radon concentration in groundwater of Korea, Journal of Engineering Geology, 28(4), 661-672 (in？Korean with English abstract).？

원문보기 상세보기
Erlandsson, B., Jakobsson, B., Jonsson, G., 2001, Studies of the radon concentration in drinking water from the horst？Soderasen in Southern Sweden, Journal of Environmental Radioactivity, 53(2), 145-154.？

상세보기
Hess, C.T., Michel, T.R., Horton, T.R., Orichard, H.M., Coniglo, W.A., 1985, The occurrence of radioativity in public？water supplies in the United States, Health Physics, 48(5), 553-586.？

상세보기
Kim, M.S., Yang, J.H., Jeong, C.H., Kim, H.K., Kim, D.W., Jo, B.U., 2014, Geochemical origins and occurrences of？natural radioactive materials in borehole groundwater in the Goesan area, Journal of Engineering Geology, 24(4),？535-550 (in Korean with English abstract).？

원문보기 상세보기
Lee, C.H., Kim, J.H., 1972, The geological map of Goesan sheet, Geological Survey of Korea, 22p.
NIER (National Institute of Environmental Research), 1999, Study on the radionuclides concentrations in groundwater,？KIGAM Report, 338p (in Korean with English abstract).？
NIER (National Institute of Environmental Research), 2008, Study on the radionuclides concentrations in the groundwater？(I), KIGAM Report, 293p (in Korean with English abstract).？
NIER (National Institute of Environmental Research), 2012, Study on the naturally occurring radionuclides concentrations？in groundwater of high potential area, KIGAM Report, 245p (in Korean with English abstract).？
NRC (National Research Council), 1999, Risk assessment of radon in drinking water, National Academies Press, Washington DC, 296p.？
Perrier, F., Richon, P., Sabroux, J.C., 2009, Temporal variations of radon concentration in the saturated soil of Alpine？grassland: The role of groundwater flow, Science of The Total Environment, 407, 2361-2371.？

상세보기
Przylibski, T.A., Zebrowski, A., 1999, Origin of radon in medicinal waters of Ladek Zdroj (Sudety Mountains, SW Poland),？Journal of Environmental Radioactivity, 46(1), 121-129.？

상세보기
Scheib, C., Appleton, J.D., Miles, J.C.H., Hodgkinson, E., 2013, Geological controls on radon potential in England,？Proceedings of the Geologists' Association, 124(6), 910-928.？

상세보기
Skeppstrom, K., Olofsson, B., 2007, Uranium and radon in groundwater, European Water, 17/18, 51-62.？
USEPA (United States Environmental Protection Agency), 1999, National primary drinking water regulations; radon-222？proposed rule, Federal Register, 64(211), FR 59246.？

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증