국내 지하수의 라돈 함량 예비조사

조병욱,성익환,조수영,박선구,Cho, Byong-Wook,Sung, Ig-Hwan,Cho, Soo-Young,Park, Sun-Ku 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.5

국내 지하수의 라돈 함량을 파악하기 위하여 1999년부터 2002년까지 4년에 걸쳐서 615개 지하수 시료에 대한 분석이 이루어졌다. 조사된 농도범위는 4 pCi/L에서 40,010 pCi/L까지로 나타났으며, 평균값과 중간값은 각각 1,862 pCi/L와 920 pCi/L이었다. 조사한 지하수시료를 지질조건에 따라 5개의 집단으로 구분한 결과 평균 라돈함량은 화강암 지역 지하수에서 2,595 pCi/L로 가장 높았으며, 제주화산암 지하수에서는 238 pCi/L로 가장 낮았다. 또한, 풍화대와 암반지하수에서 2,298 pCi/L로 가장 높았으며, 충적층지하수에서는 672 pCi/L로 가장 낮게 나타났다. 국내 지하수중 라돈의 평균 함량과 최고 함량은 유사한 지질환경을 가지는 외국의 경우와 비교하면 낮은 편이나 보다 확실한 결론을 위해서는 추가 분석자료가 필요하다. A survey was performed to evaluate the distribution of radon concentrations in groundwater of South Korea. Groundwaters of 615 wells were sampled for this study during the four years from 1999 to 2002. The results showed radon values ranging from 4 pCi/L to 40,010 pCi/L with a mean and a median of 1,862 pCi/L and 920 pCi/L, respectively. The samples were classified into five groups according to the rock types; granite, sedimentary rocks, metamorphic rocks, Ogcheon metamorphic rocks, and Cheju volcanics. Mean radon concentrations were highest (2,595 pCi/L) in granites and lowest (238 pCi/L) in Cheju volcanic rocks. The groundwaters generally showed the highest radon content (2,298 pCi/L) in the weathered and the fractured bedrock complex and the lowest level (672 pCi/L) in the alluvium. The results showed that the radon concentrations in South Korea are low relative to those reported from other countries. But further investigations are suggested to confirm our results.

양수시험에 의한 포항 흥해지역 심부지열수의 수리지화학적 규명

조병욱,윤욱,송윤호,Cho Byong-Wook,Yun Uk,Song Yoon-Ho 한국지하수토양환경학회 2006 지하수토양환경 Vol.11 No.3

Hydrogeochemistry of deep geothermal water (temperature: $42.2-47.9^{\circ}C$) at Heunghae, Pohang was evaluated using core logging, temperature and electrical conductivity (EC) logging before and after pumping tests, chemical analysis of geothermal water with depth, and observation of water quality variations during pumping tests. The geology of the area is composed of highly fractured marine sedimentary rocks. The hydrogeochemistry of geothermal water varies with drilling depth, distance from the coast, and pumping duration. According to the temperature and EC variations during 4 times of pumping tests, main aquifer of the area is considered as the fractured zones (540 to 900 m) developed in rhyolitic rocks. The high content of Na and $HCO_3$ in geothermal water can be explained by the inflow of deep groundwater from inland regulated by dissolution of silicates and carbonates. High TDS, Na and Cl concentrations indicate that the geothermal water was also strongly affected by seawater. The molar ratios of Na:Cl ($0.88{\sim}2.14$) and Br:Cl ($21.0{\sim}24.9{\times}10^{-4}$) deviate from those of seawater (0.84 and $34.7{\times}10^{-4}$, respectively), suggesting that water-rock interaction also plays an important role in the formation of water quality. 코아검층, 양수시험 전후의 온도와 전기전도도 검층, 섬도별 지열수의 수질분석, 양수시험시 지열수의 수질변화 관측 을 통하여 포항 흥해지역 심부지열수 ($42.2-47.9^{\circ}C$) 의 수리지화학적 특성을 고찰하였다. 연구지역의 지하지질은 파쇄 정도가 심한 해성 기원의 퇴적암류로 구성되어 있으며, 지열수의 수질은 굴진심도, 해안으로부터의 거리, 양수시간에 따라 달라짐을 보였다. .4 차례의 양수시험시 수온, 전기전도도 변화를 볼 때, 연구지역 지열수의 주 대수층은 심도 540-900 m까지의 유문암에 발달된 파쇄대로 판단된다. 연구지역 지열수의 Na 와 $HCO_3$ 함량이 높은 것은 탄산염과 규산염의 용해가 활발한 내륙쪽에서 유입되는 심부 지하수의 기여 때문으로 판단된다. 연구지역 지열수는 높은 총고용물질, Na, Cl 함량으로 보아 해수의 영향을 많이 받았으나, Na:Cl 몰비가 $0.88{\sim}2.14$ 로 해수의 0.84 보다 높으며, Br:Cl 함량비도 $21.0{\sim}24.9{\times}10^{-4}$ 으로 해수의 $34.7{\times}10^{-4}$ 에서 벗어나고 있어서 물-암석반응에 의해서도 영향을 받았음을 지시한다.

괴산지역 지하수의 라돈 함량

조병욱,Cho, Byong-Wook 한국지하수토양환경학회 2017 지하수토양환경 Vol.22 No.5

Radon concentrations were measured in 250 groundwater samples collected from the Goesan area where uraniferous black slate and granites abundantly occur in the formations. The measured radon levels ranged from 0.90 to 7,218.7 Bq/L with the median value of 54.3 Bq/L, similar to the value measured in the nationwide survey in 4,853 wells (52.1 Bq/L). The median value was highest in the Cretaceous granite area (390.0 Bq/L) while it was as low as 20.0~58.8 Bq/L in the Ogcheon meta-sedimentary rock areas. About 23.6% of the total samples exceeded the WHO guideline value of 100 Bq/L established in 2011. The exceeding rate was 69.0, 39.4, and 7.0~13.7% in the Cretaceous granite area, Jurassic granite area, and Ogcheon meta-sedimentary rock areas, respectively.

상주시 임곡리 굴착공의 적정양수량 결정

조병욱,윤욱,문상호,이병대,조수영,김용철,황세호,신제현,하규철,Cho, Byong-Wook,Yun, Uk,Moon, Sang-Ho,Lee, Byeong-Dae,Cho, Soo-Young,Kim, YongCheol,Hwang, Seho,Shin, Jehyun,Ha, Kyoochul 대한지질공학회 2017 지질공학 Vol.27 No.3

상주시 임곡리에 굴착된 심도 100 m 지하수공(PW-2)의 적정양수량을 산정하였다. 시추코아와, 물리검층 자료에 의하면 지하수 산출 심도는 26.1~26.5, 28.0~30.0, 33, 58, 71 m로 해석된다. 단계양수시험에 의하면 40, 55, 70, 90, $132m^3/d$의 양수량으로 70일간 양수시 수위강하량은 각각 6.48, 11.56, 18.07, 28.99, 60.26 m로 예상되었다. $117m^3/d$으로 250분간 실시한 일정량양수시험에서는 양수 경과시간 120~150분에 영향추가 불투수층 경계조건에 도달하여 급격한 수위강하가 일어나 PW-2의 한계채수량은 $90m^3/d$로 산정하였으며 이때의 수위강하량은 28.82~31.27 m이다. 적정양수량은 한계채수량의 범위내의 정류상태여야 하기 때문에 PW-2의 적정양수량은 $70{\sim}90m^3/d$로 제시하였다. 불투수층 경계조건에서 직선의 기울기가 급해지며 지하수의 DO와 ORP가 증가하는 것으로 보아 PW-2를 중심으로 한 기반암지하수의 발달은 제한적인 것으로 추정된다. We have determined the optimal pumping rate of the PW-2 water well (depth=100 m) at Imgokri, Sangju City. Cutting analysis and geophysical logging data reveal water-producing horizons at 26.1-26.5, 28.0-30.0, 33, 58, and 71 m. For pumping rates of 40, 55, 70, 90, and $132m^3/d$ over 70 days, the estimated drawdown from the PW-2 well was 6.48, 11.56, 18.07, 28.99 and 60.26 m, respectively. During a constant-rate pumping test at a rate of $117m^3/d$, the cone of depression intersected an impermeable boundary after 120-150 min of pumping. Therefore, we consider the critical pumping rate for well PW-2 to be $90m^3/d$. After pumping at $90m^3/d$ for 70 days, the calculated drawdown was 28.82-31.27 m. We suggest an optimal pumping rate for well PW-2 of $70-90m^3/d$, as the optimal pumping rate should be similar to the critical pumping rate. Sharp increases in the slope of the time-drawdown relationship, dissolved oxygen concentrations, and oxidation-reduction potential during the constant-rate pumping test indicate the limited development of bedrock aquifers around PW-2.

괴산지역 지하수의 우라늄 함량

조병욱,Cho, Byong-Wook 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol.50 No.5

괴산지역은 우라늄 함량이 높은 탄질점판암이 국부적으로 분포하고 있으며 화강암의 분포비율이 절반 정도나 되어 지하수의 우라늄 함량이 높을 것으로 예상되었다. 250개 지하수에서 우라늄 함량을 분석하였고 250개 지하수 중 200 개 지점에서 암석내 우라늄 함량을 측정하였다. 연구지역의 지질을 5개 (옥천 변성사질암대 (Og1), 옥천 하부천매암대 (Og2), 옥천 함력천매암대 (Og3), 쥬라기화강암(Jgr), 백악기화강암(Kgr))으로 대분하면 암석의 우라늄 함량 중앙값은 Kgr에서 8.2 mg/kg으로 가장 높았으며 Og2의 우라늄 함량은 나머지 Jgr, Og1, Og3 (3.05~3.90 mg/kg)의 범위로 비슷하게 나타났다. 250개 지하수의 우라늄 함량 범위는 $0.01{\sim}293.0{\mu}g/L$(중앙값 $0.87{\mu}g/L$)으로 국내 전체 지하수의 우라늄 중앙값 $0.74{\mu}g/L$와 비슷한 것으로 나타났다. 지질별 지하수의 우라늄 함량은 Kgr이 $4.74{\mu}g/L$으로 높고 Og1, Og2, Og3는 $0.35{\sim}0.74{\mu}g/L$으로 낮게 나타났다. 전체 지하수의 WHO의 음용수 가이드라인 $30{\mu}g/L$ 초과율은 국내 전체와 비슷한 2.8%이나 Kgr 지역의 초과율은 20.7%나 되어 추가 연구가 필요하다. Uranium concentration in groundwater of the Goesan area was anticipated high because the area contains Ogcheon metamorphic rock zone which partly includes coal bed bearing high uranium content and nearly half of the area is covered by granitic rocks. Groundwater samples collected from 250 wells in five 5 lithology (Ogcheon meta-sandy rock zone (Og1), Ogcheon lower phyllite zone (Og2), Ogcheon pebble bearing phyllite zone (Og3), Jurassic granite (Jgr), Cretaceous granite (Kgr)), of the area were analyzed and equivalent uranium concentrations (e(U)) from 200 rocks near sampled wells were measured using portable gamma spectrometry. Higher median value of e(U) (8.2 mg/kg) was found on Kgr outcrops. The median e(U) value of Og2 was not as high as that of Kgr and similar to those of Jgr, Og1, and Og3 (3.05~3.90 mg/kg). The uranium level in groundwater of the area ranged from 0.01 to $293.0{\mu}g/L$ with a median value of $0.87{\mu}g/L$ which is similar to the national median uranium level of $0.74{\mu}g/L$. The uranium concentration was high in the samples from the Kgr (median $4.74{\mu}g/L$) and low samples from the Og1, Og2, and Og3 (median $0.35{\sim}0.74{\mu}g/L$). The percentage of total samples having uranium level above $30{\mu}g/L$ was 2.8%, on the other hand, that of Kgr is 20.7%, reflecting additional survey on the Kgr area is needed.

국내 마을상수도 지하수의 라돈 자연저감

조병욱,윤욱,추창오,Cho, Byong-Wook,Yun, Uk,Choo, Chang-Oh 대한자원환경지질학회 2010 자원환경지질 Vol.43 No.1

The purpose of this study was to understand the degree of natural radon removal efficiency of small-scale water supply systems. Six sites were selected for this study, and data on well characteristics (depth, pumping rate, water tank capacity, distance from well to tap water) were obtained. Water samples both from raw water and three tap waters at each site were collected and analyzed for radon concentration. Average radon removal efficiency of the five sites (A-E) in Nov. 2006 was 26.0% while that of the same sites in Dec. 2006 was 45.6% indicating seasonal difference in natural radon removal efficiency. Meanwhile short-term (April 23, April 30, May 8, 2007) radon removal efficiency from the site F was 44.1-49.0%, implying only a little difference in natural radon removal efficiency. The degree of radon removal at tap water was influenced mainly by pumping rate rather than distance from the well and water tank capacity. 마을상수도 지하수의 라돈의 자연저감 정도를 파악하기 위하여 6개 지점을 대상으로 지하수공의 제원, 저수조의 크기, 지하수 사용량, 원수로부터 꼭지수까지의 거리를 측정하고 원수와 3개 꼭지수의 라돈함량을 분석하고 비교하였다. 5개 마을상수도 지하수(A-E)에서 2회에 걸친 원수와 꼭지수의 라돈 자연저감은 2006년 11월에는 26.0%, 2006년 12월에는 45.6%로 나타나 계절별 지하수 사용량에 따른 자연저감율에 차이가 있는 것으로 나타났다. 그러나 마을상수도 F에서 2007년 4월 일주일 간격으로 3회 분석된 꼭지수의 라돈함량은 원수의 44.1-49.0%로 나타나 단기간에 걸친 라돈 자연저감에는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 한편 꼭지수에서의 라돈의 저감은 원수로부터의 거리, 저수조의 크기보다는 지하수의 사용량에 더 영향을 받는 것으로 나타났다.

국내 지하수의 지질별 라돈 함량

조병욱(Byong-Wook Cho) 대한지질학회 2019 대한지질학회 학술대회 Vol.2019 No.10

이천 화강암지역 지하수의 우라늄과 라돈 함량 특성

조병욱 ( Byong Wook Cho ),추창오 ( Chang Oh Choo ),김문수 ( Moon Su Kim ),이영준 ( Young Joon Lee ),윤욱 ( Uk Yun ),이병대 ( Byeong Dae Lee ) 대한지질공학회 2011 지질공학 Vol.21 No.3

국내 화강암지역 지하수의 우라늄과 라돈 함량의 범위와 특성 파악을 위하여 이천지역 74개 지하수를 조사한 결과 우라늄 함량은 0.02~1,640.0 μg/L (중앙값 2.03 μg/L), 라돈 함량은 40~23,400 pCi/L (중앙값 4,649 pCi/L)으로 나타났다. 74개 지하수 중 8개인 10.8%에서 미국 EPA의 우라늄 기준치(30 μg/L)를 초과하였다. 라돈은 44개인 59.5%에서 미국의 음용제안치(AMCL)인 4,000 pCi/L를 초과하였고 핀란드의 음용 제안치인 8,100 pCi/L를 초과하는 시료는 전체의 13.5%인 10개이다. U-HCO3 (0.71), U-Ca (0.69), U-Li (0.45), U-Sr (0.43), U-F (0.42)를 제외하고는 우라늄(라돈)과 주요 성분간의 상관성은 없는 것으로 나타났다. 연구지역 지하수의 우라늄과 라돈 함량은 유사한 지질을 가지는 외국에 비교하면 낮은 것으로 나타났는데, 이는 천부 지하수의 공내 유입으로 인해서 실제 함량보다 낮게 검출되었을 가능성이 크다. Concentrations of uranium (U) and radon (Rn) were measured in groundwater from 74 wells in the Icheon area, with the aim of determining the range and distribution of concentrations in an area underlain by granite (in this case, the Icheon granite). U concentrations ranged from 0.02 to 1,640.0 μg/L (median value, 2.03 μg/L) and Rn concentrations ranged from 40 to 23,400 pCi/L (median value, 4,649 pCi/L). U concentrations in 10.8% of the samples exceeded 30 μg/L, which is the maximum contaminant level (MCL) proposed by the US Environmental Protection agency (EPA), based on the chemical toxicity of U. In addition, U concentrations in 59.5% and 13.5% of the samples exceeded 4,000 pCi/L (the Alternative MCL (AMCL) of the US EPA) and 8,100 pCi/L (Finland`s guideline level), respectively. We found no significant correlations between U (Rn) and other constituents, except for U-HCO3 (correlation coefficient of 0.71), U-Ca (0.69), U-Li (0.45), U-Sr (0.43), and U-F (0.42). U and Rn contents in the groundwater are low relative to those in areas in other countries with similar geological settings, possibly due to the inflow of shallow groundwater to the wells in the Icheon area.

울산지역 지하수, 하수 및 하천수의 VOCs 오염특성

조병욱(Byong-Wook Cho),윤욱(Uk-Yun),임현철(Hyun-Chul Im),성익환(Ig-Hwan Sung),장우석(Woo-Seog Jang) 대한자원환경지질학회 2005 자원환경지질 Vol.38 No.1

울산광역시 일대 지하수내 VOCs 함량을 파악하기 위하여 168개의 지하수, 12개의 하천수, 6개의 하수 시료를 채취하여 61개 성분의 VOCs를 분석하였다. 분석결과 하천수에서는 VOCs가 검출되지 않았고 도심에 위치한 5개 하수의 총 VOCs 함량은 ND-22.3 µg/L으로 낮은 편이었다. 168개 지하수 시료에서 분석된 61개 VOCs 성분 중 1성분 이상 검출된 시료 수는 78개이다. 78개 지하수 시료의 총 VOCs 함량은 0.1 µg/L - 387.1 µg/L의 범위이나, 78개 시료의 84.6%인 66개 시료의 총 VOCs 함량이 10 µg/L 이하이고, 음용수기준치를 넘는 시료는 6개에 불과하다. 검출된 VOCs 성분은 분석된 61개 중 42개 성분으로 방향족탄화수소(Aromatic hydrocarbon)가 25개 성분 중 14개 성분이, 염소계지방족탄화수소(Chlorinated aliphatic hydrocarbon)가 35개 성분 중 27개 성분, 그리고 MTBE가 검출되었다. VOCs 성분의 검출빈도로 보면 클로로포름이 전체 시료의 25.6%에 해당하는 43개로서 가장 높다. 그 다음으로는 methylene chloride 21.4%(36개), TCE 15.5%(26개), 1,1-dichloroehane 11.3%(19개), PCE 9.5%(16개), cis-1,2-DCE 8.9%(15개), tolune 8.3%(14개)의 순서로 검출되고 있다. 연구지역 지하수의 VOCs의 함량범위로 볼 때, 아직까지 VOCs에 의한 지하수 오염은 우려할만한 수준은 아니나, 도시화가 진행되고 있고, 음용수기준치가 강화되는 경향 등을 고려할 때 계속적인 관찰이 요구된다 To investigate the characteristics of the volatile organic compounds (VOCs) concentration in the groundwater around Ulsan, Korea, 168 groundwaters, 12 stream waters, and 6 sewage waters were analyzed for 61 VOCs. Results showed that VOCs were not detected in stream waters and total VOCs concentration in 5 sewage waters was in the range of ND-22.3 µg/L. In 78 groundwater samples more than one VOCs were detected and VOCs concentration of the samples ranged from 0.1 µg/L to 387.1 µg/L. However, VOCs concentration of 66 samples out of 78 samples showed less than 10 µg/L and that of only 6 samples exceeded Korea drinking water limit (KDWL). 42 VOCs detected from the 168 groundwaters were 14 aromatic hydrocarbons out of 25, 27 chlorinated aliphatic hydrocarbons out of 35, and methyl tert-butyl ether (MTBE). Detection rate of each VOCs in the groundwaters was as follows: chloroform in 43 samples (25.6%), methylene chloride in 36 samples (21.4%), TCE in 26 samples (15.5%), 1,1-dichloroethane in 19 samples (1.3%), PCE in 16 samples (9.5%), cis-1,2-DCE in 15 samples (8.9%), and toluene in 14 samples (8.3%). Even though VOCs concentration in the groundwaters of the study area is still low, the city is expanding and the drinking water limit is becoming strict, and therefore continuous monitoring is necessary.

지하수의 Br : Cl 함량비를 이용한 울산지역 해수침입 연구

조병욱(Byong-Wook Cho)이변대(Byeong-Dae Lee,),윤욱(Uk-Yun),임현철(Hyun-Chul Im) 대한자원환경지질학회 2003 자원환경지질 Vol.36 No.5

Using 171 groundwater chemistry data, seawater intrusion in the Ulsan area was studied. The area near the down-stream area of the Taehwa River shows the higher Cl concentrations(11,300 mg/L in maximum), whereas the Cl concen-trations are generally low in the eastern coastal area maybe due to the geology of the area. When Cl concentrations are very low, groundwater shows Br : Cl weight ratios significantly deviating from the Br : Cl ratio of seawater(34.7×10-4). However, Br : Cl ratios are very close to the value of seawater when Cl concentrations are higher than 100 mg/L. Eleven groundwater samples having very high Cl concentrations(>500 mg/L) show that ionic ratios for Ca, Mg, SO₄, HCO₃and SiO₂are considerably different from those of seawater. This indicates that the origin of the high Cl groundwaters occur-ring along the Taehwa River are likely to be the residual salines from the salterns previously located on the alluviums rather than the seawaters intruded recently. These waters seem to be accumulated in the sediments before the drastic expansion of the city. Considering the characteristics of the urban groundwater system where the inflow exceeds the out-flow, it is anticipated that the high Cl concentration in the groundwater show a decreasing trend in the future. 울산광역시에 대한 해수침입 가능성을 171개 지하수 수질분석 자료를 이용하여 연구하였다. 연구지역에서 Cl의 함 량이 높은 지역은 남구의 태화강 주변 저지대로서 최대 11,300 mg/L이고, 동구 해안일대는 지질학적 특성 때문에 상당히 낮은 Cl함량을 보인다. Cl의 함량이 낮을수록 해수의 Br:Cl 함량비인 34.7×10-4에서 크게 벗어나지만, Cl의 함량이 100 mg/L 이상인 지수는 해수의 Br:Cl 비인 34.7×10-4에 근접함을 보인다 . 171개 지수 중 Cl의 함량이 500 mg/L 이상 되는 11개 시료의 Cl, Br, K, Na의 조성비는 해수와 비슷하나, Ca, Mg, SO₄, HCO₃, SiO₂의 조성비는 해수와 다르다. Cl 함량이 500 mg/L 이상인 11개 지하수 시료의 Na/Cl 몰비는 0.35∼2.08의 범위이며(해수 0.75), Ca/Cl 몰비는 0.001∼0.20의 범위 (해수 0.02), Mg/Cl 농도비는 0.001-0.22 의범위 (해수 0.09)를 보인다. 따라서 현재 태화강 일대 지하수의 Cl 함량이 높은 것은 해수침입보다는 과거 도시화 이전 충적층에 축적되어 있었던 염분이 고립되어 나타나는 현상으로 추정되며, 이 염분의 농도는 지하수 유출량보다는 유입량이 더 많은 도시지역 지하수 시스템을 고려할 때 시간이 지남에 따라서 점점 낮아질 것으로 예상된다.