[논문]낙동강 강변여과수 개발부지 지하수 수질의 수직분포 특성

현승규; 우남칠; 신우식

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현승규 (연세대학교 지구시스템과학과) , 우남칠 (연세대학교 지구시스템과학과) , 신우식 (에코솔루션)

국내 충적층의 철, 망간 문제는 지속적으로 지적되어오던 수질항목이다. 충적층 지하수 내 철과 망간의 용존 특성을 확인하고자 강변여과수 부지에서 지하수의 수리지화학적 특성을 조사하였다. Fe와 Mn에 의해 오염된 관정은 D-2와 DS-3로 모두 3월에 채취한 시료이며 NO$_3$-N는 모두 0 m/L 이다. NO$_3$-N에 대해 다른 관정은 2 mg/L NO$_3$-N를 넘고 있으며, DS-8와 DS-3에서 11.30과 20.2 mg/L NO$_3$-N의 값으로 먹는물 수질기준을 초과하고 있다. Mn에 대해 오염된 관정은 SJ-3이다. 10월에 채취한 시료에서 DS-2+l8 m에서 채취한 시료가 1.16 mg/L인 것을 제외하고 대부분의 시료가 2 mg/L를 초과하고 있고, DS-6+l3 m과 SJ-3＋10 m에서 채취한 시료가 각각 10.71과 10.31 mg/L NO$_3$-N로 먹는물 수질기준을 초과하고 있다. DO 검층 자료와 NO$_3$-N 농도를 이용하여 Fe와 Mn이 먹는물 수질 기준을 초과하는 D-2와 DS-2 관정의 지하수 체의 혐기성 상태임을 확인하였다. 강변여과수 지역은 전반적으로 NO$_3$-N에 대해 인위적인 오염이 발생하고 있으며, 혐기성 상태 구간이 존재함에 따라서 Fe와 Mn이 먹는물 수질 기준을 초과하여 용존 상태로 존재한다.

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문제 정의

본 연구는 창원시 대산면 강변여과수 부지에서 지하수의 수리지화학적 특성을 조사하여 지하수 내 철과 망간의 용존 특성을 확인하고자 연구를 하였다.

제안 방법

45 ㎛ 멤브레인 필터를 이용하여 부유물을 제거하였으며, 음이온 분석 시료는 4 °C 로 보관하여 실험실로 이동하여 IC(DIONEX, DX-80, AS14A anion column)을 이용하여 F-, C1-, Br-, NO3-, PO43< 분석하였고, HC6-는 적정법을 이용하였다. 양이온 분석 시료는 pH를 2이하로 유지하여 한국기초과학지원연구소 서울분소의 ICP-AES(Jobin Yvon 138 Ultrace)를 이용하여 주요 양이온( K+, Na+, Mg", Ca2+, Si)과 미량 중금속(Fe, Mn, Al)을 분석하였다.
명확하다고 생각되는 지점을 선정하여 시료를 채취하였다. 3월과 10월 두 번에 걸쳐서 Diver-OTD를 이용하여 관측공 내 지하수의 DO 같은 화학적 변화를 측정하였다.
검층자료를 이용하여 지하수 체의 수직적인 특성을 분석하였고, DO 검층과 이온 분석 자료 중NO3-N, Fe 및 Mn와 관련성을 이용하여, Mchael et al.(2002)의 기준과 채 등(2002)의 연구에서 나타난상관성을 바탕으로 Fe와 Mn의 이온상 존재를 규명하였다.
측정하였다. 분석을 위한 시료는 채취 후 0.45 ㎛ 멤브레인 필터를 이용하여 부유물을 제거하였으며, 음이온 분석 시료는 4 °C 로 보관하여 실험실로 이동하여 IC(DIONEX, DX-80, AS14A anion column)을 이용하여 F-, C1-, Br-, NO3-, PO43< 분석하였고, HC6-는 적정법을 이용하였다. 양이온 분석 시료는 pH를 2이하로 유지하여 한국기초과학지원연구소 서울분소의 ICP-AES(Jobin Yvon 138 Ultrace)를 이용하여 주요 양이온( K+, Na+, Mg", Ca2+, Si)과 미량 중금속(Fe, Mn, Al)을 분석하였다.
연구지역에 대한 시료의 채취 및 OTD 조사는 2003년 3월과 10월 두 번에 걸쳐서 실시하였다. 첫 번째 조사(2003 년 3월)에서는 8개 관측공에 대해 조사하였다.
이런 문제를 야기하는 Fe와 Mn의 중적층 지하수 내 용존 특성을 조사하기 위하여 창원시 대산면 강변여과수 부지에서 수리지화학적 조사와 DO검층을 실시하였다.
채취된 시료는 EC, pH 및 온도에 대해 Hydrolab Mini-sonde를 사용하여 채수와 동시에 현장에서 직접 측정하였다. 분석을 위한 시료는 채취 후 0.

대상 데이터

두 번의 조사 중 3월에는 지표 하 1개 지점에 대해서 시료를 채취하였고, 10월에는 OTD를 이용하여 지하수의 층 구분이 명확하다고 생각되는 지점을 선정하여 시료를 채취하였다. 3월과 10월 두 번에 걸쳐서 Diver-OTD를 이용하여 관측공 내 지하수의 DO 같은 화학적 변화를 측정하였다.
두번째(2003년 10월) 조사에는 일부 조사공의 유실로 5개 공(과

1은 연구지역의 지질분포를 나타내는 지질도이다. 본 연구지역은 경상남도 창원시 대산면 일대로써 낙동강과 인접한 대규모 충적층 지역이다. 이지역은 경상도 전역에 분포하는 중생대 백악기의 상부 경상 누층군의 유전층과 이를 관입한 불국사 화강암류와 이들을 부정합으로 피복하고 있는 주 연구 대상인 제4기 충적층으로 구성되어 있다(과학기술부, 1998; 서형기 등, 2002).

성능/효과

1차 시료 채취 결과 지하수 시료 중 4개의 공(D-2, DS-2, DS-3, SJ-3)에서 Fe 또는 Mn이 음용수 기준(0.3 mg/L) 이상으로 높게 나타나고 있으며, NO3-N에 대해 먹는 물 수질 기준을 초과하는 관정은 DS-3와 DS-8에서 나타나고 있다. 또한 #축에 존재하는 관정에서 SJ-1 에서 DS-3로 접근할수록 NO_3-N이 5.

(2002)은 지화학과 질산염의 발생 사이의 강한 상관성을 관찰한 후 지화학적 정보에 기초한 대수층 민감도 방법을 개발하였다 여기서 이들은 세 개의 그룹으로 시료를 분류하였다. 현장 시료에 대한 DO 측정은 없었으나 D-2와 DS-2에서 Fe와 Mn^ 농도가 각각 13.30, 11.50 mg/L Fe와 1.71, 2.76 mg/L Mn이고 NCh-N이 0 mg/L이라는 사실에서 D-2와 DS-2 내부가 혐기성 상태로 존재하여 탈질이 일어난다는 것을 유추할 수 있다.

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