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수리지구화학적 인자와 환경 추적자의 주기적 관측에 의한 제주도 지하수의 수질과 함양 특성 분석
고동찬,전수현,박기화,Koh, Dong-Chan,Cheon, Su-Hyun,Park, Ki-Hwa 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.4
Groundwater from public wells was monitored during one year with two month interval for hydrogeochemical parameters and chlorofluorocarbons (CFCs) as environmental tracers in Jeju Island. Concentrations of major cations and $SiO_2$ show variation less than 10% whereas $NO_3$ and dissolved oxygen (DO) showed larger variation though DO variation did not change oxic or suboxic condition. $NO_3$ concentration has no consistent seasonal pattern with the largest variation of 35%. Groundwater ages determined by CFCs became temporarily younger by 5 years in October for groundwater with ages of 15 to 25 years, which can be attributed to infiltrating water in rainy season. Compared to air temperature, groundwater temperature has much smaller variation with no phase difference, which can be accounted for by a two-component model consisting of infiltrating water from surface and deeper groundwater with negligible temperature variation. The relatively small variation in groundwater age and temperature indicates that groundwater recharge through fast flow-paths is much smaller compared with basal groundwater in terms of aquifer storage. 제주도의 관정 지하수에 대해 2개월 간격으로 1년 동안 수행한 주기 조사에서 주요 양이온, $SiO_2$ 등은 10% 이내의 변동폭을 보여 계절적인 수질 변화가 크지 않음을 지시하였지만, $NO_3$, 용존 산소 (DO) 등은 비교적 큰 변동을 보였다. DO 변동 수준은 산화-환원 환경이 변화하는 수준은 아니었다. $NO_3$는 동일한 계절적인 변동 경향을 보여주지는 않지만 상당수 관정에서 10% 이상(최대 35%)의 변동폭을 보였다. CFCs를 이용하여 결정한 지하수 연령은 15-25년 내외의 연령을 가지는 지하수 관정들에서 10월에 일시적으로 5년 정도 감소하는 경향을 보이는데, 이는 여름 철 강수에 의해 함양되는 지하수가 기저 지하수에 지연되어 도달하여 기저 지하수의 연령을 감소시키기 때문인 것으로 보인다. 기온과 비교하여 변동폭은 월등히 작지만 위상차가 없는 지하수 온도 변동 특성은 강수에서 유래되는 유입수에 의해 온도 변화가 거의 없는 기저 지하수가 함양되는 모형으로 설명될 수 있다. 지하수의 CFC 연령과 지하수 온도의 비교적 작은 연간 변동폭은 대수층 저류량 면에서 빠른 경로를 통해 유입되는 지하수 함양이 기저 지하수에서 차지하는 비중이 작음을 지시한다.
고동찬,최범규,김용제,Koh, Dong-Chan,Choi, Beom-Kyu,Kim, Yong-Je The Korean Society of Economic and Environmental G 2007 자원환경지질 Vol.40 No.1
대기와 물에서의 CFCs(CFC-12, CFC-11, CFC-113)를 분석할 수 있는 시스템을 자체 제작된 퍼지-트랩 추출 장치와 전자포획검출기가 설치된 가스 크로마토그래피를 이용하여 구축하였다. 대기와 물에 대한 시료 채취방법도 확립되었다. 분석 시스템은 실험적으로 최적화되어 최근 대기 시료는 2% 이내, 제주도의 지하수 시료 (CFC-12 농도가 $160{\sim}180pg/kg$)는 5% 이내의 삼중복시료에 대한 재현성을 보였고, 미국지질조사소(USGS)의 분석시스템과 교차 분석을 실시하였으며, 10% 오차 범위내에서 일치하였다. 한반도 중부 지역의 세 지점에 대해 19개월에 걸쳐 대기 중의 CFCs를 관측하여 이 지역에서 국지적인 CFCs 근원이 크지 않음을 확인하였다. 제주도의 한 농업용 공공 관정에서 2개월 간격으로 1년 동안 지하수의 CFCs를 관측한 결과 8월까지 지하수의 CFCs 농도가 감소하고 10월 이후에 다시 증가하는 계절적인 변동을 보여 주었다. 이것은 여름철 우기에 발생한 지하수 함양이 수 개월 지연되어 나타난 결과로 볼 수 있으며, 제주도 현무암 대수층의 높은 투수성을 지시한다. CFC(CFC-12, CFC-11 and CFC-113) analytical system for air and water was constructed using a customized purge and trap extraction device and a gas chromatograph with an electron capture detector. Sampling methods of air and water for CFCs were also established. The analytical system was experimentally optimized to result in reproducibilities of triplicates less than 2% for current air samples and less than 5% for groundwater samples with CFC-12 concentration of 160 to 180 pg/kg, and verified with respect to the CFC system in USGS, which showed analytical results were in agreement within 10%. CFCs in air were monitored at three sites over 19-month period in the central part of South Korea, and the result indicates no significant local sources of CFCs in those areas. For groundwater in Jeju Island, CFCs were measured over a year with a two-month interval. The time-series data showed seasonal fluctuations which could be interpreted by the effect of recharge pulse derived from large amount of rainfall during monsoon period with a few month delay, which indicates high permeability of basaltic rocks in Jeju Island.
Dong-Chan Koh(고동찬),Beom-Kyu Choi(최범규),Yongje Kim(김용제) 대한자원환경지질학회 2007 자원환경지질 Vol.40 No.1
대기와 물에서의 CFCs (CFC-12, CFC-11, CFC-113)를 분석할 수 있는 시스템을 자체 제작된 퍼지-트랩 추출 장치와 전자포획검출기가 설치된 가스 크로마토그래피를 이용하여 구축하였다. 대기와 물에 대한 시료 채취방법도 확립되었다. 분석 시스템은 실험적으로 최적화되어 최근 대기 시료는 2% 이내, 제주도의 지하수 시료 (CFC-12 농도가 160~180 pg/kg) 는 5% 이내의 삼중복시료에 대한 재현성을 보였고, 미국지질조사소 (USGS)의 분석시스템과 교차 분석을 실시하였으며, 10% 오차 범위내에서 일치하였다. 한반도 중부 지역의 세 지점에 대해 19개월에 걸쳐 대기 중의 CFCs를 관측하여 이 지역에서 국지적인 CFCs 근원이 크지 않음을 확인하였다. 제주도의 한 농업용 공공 관정에서 2개월 간격으로 1년 동안 지하수의 CFCs를 관측한 결과 8월까지 지하수의 CFCs 농도가 감소하고 10월 이후에 다시 증가하는 계절적인 변동을 보여 주었다. 이것은 여름철 우기에 발생한 지하수 함양이 수 개월 지연되어 나타난 결과로 볼 수 있으며, 제주도 현무 암 대수층의 높은 투수성을 지시한다. CFC (CFC-12, CFC-11 and CFC-113) analytical system for air and water was constructed using a customized purge and trap extraction device and a gas chromatograph with an electron capture detector. Sampling methods of air and water for CFCs were also established. The analytical system was experimentally optimized to result in reproducibilities of triplicates less than 2% for current air samples and less than 5% for groundwater samples with CFC-12 concentration of 160 to 180 pg/kg, and verified with respect to the CFC system in USGS, which showed analytical results were in agreement within 10%. CFCs in air were monitored at three sites over 19-month period in the central part of South Korea, and the result indicates no significant local sources of CFCs in those areas. For groundwater in Jeju Island, CFCs were measured over a year with a two-month interval. The time-series data showed seasonal fluctuations which could be interpreted by the effect of recharge pulse derived from large amount of rainfall during monsoon period with a few month delay, which indicates high permeability of basaltic rocks in Jeju Island.