지하수계에 대한 연구
Rozanski et al, (1993)에 의해 IAEA의 전 세계 관측점에서 얻어진 강 수는 SD = 8.13880 + 10.8의 직선을 이루고 있습니다. 온천수와 지하수(순환수) 사이에는 물 암석 반응에 의해 산소편이 현상(oxygen shift) 이 나타났습니다. 상이한 동위원소를 가진 폐기물 기원의 물과의 혼합이나 폐기물과의 장기간에 걸쳐 일어나는 상호 동위원소 교환 반응도 생각할 수 있습니다. 그리고 물의 증발에 의해 순환수선에서 분리된 도시경향이 나타났습니다. 지하수 연구의 기초자료 중의 하나는 지하수 및 지표수의 동위원소 성분분 포입니다. 남한의 순환수(meteoric water)의 동위원소 조성은 880 = -5.2~~ 10.3%, D = -39.5~72.7% 범위입니다. 우리나라의 지하수 및 지표수는 순환수선에 도시되며 강수의 동위원소비도 이와 일치하고 있어 채취된 대다수의 지하수는 강수 기원에서 유래되었음을 알 수 있습니다. 위도에 의한 영향보다 고도에 의한 영향이 현저함을 알 수 있습니다. 지하수 오염 연구를 위해서는 우선 지하수계에 대한 기초연구가 선행되어야 합니다. 이를 위해 지하수 원지의 시료에 대하여 화학성분과 동위원소 분포를 조사하면 함양지와 강수, 하천수 등의 기여 정도가 밝혀집니다. 그리고 화석연료, 비료 등의 인공적인 황의 지하수계 유입이나 얕은 지하수계에 질소의 유입 등을 조사할 수 있습니다.
수질오염 연구에 환경동위원소의 이용
수질오염 연구에 환경동위원소의 이용 ① 하천수 및 지하수오염 하천수의 화학성분은 유역 환경(즉 분포하는 암석, 토지 이용형태, 식생, 인간 활동 등)에 의해 달라지며, 인공댐 등으로 인하여 변화하기도 합니다. 이 같은 하천수의 수질변화는 주변의 생태계에 큰 변화를 줍니다. 中井信之 外(1982), 서혜 영과 김규한(1997) 등의 연구내용을 참고하여 한강의 경우를 예로 들어 봅니다. 하천유역이 주로 화강암질암과 편마암류로 구성된 북한강과 태백산 광화대 내의 다수의 금속광산이 분포하는 남한강과 남북한강이 합류하여 서울 시내로 유입되는 한강수 사이에는 용존 화학성분과 동위원소 성분의 차이점이 명확히 나타났습니다. 남한강은 북한강에 비해 Ca²+, Mg²+, HCO SO: 농도가 현저 높아 탄산염암 및 금속황화물 광상의 다수 분포로 특징되는 유역의 지질환 경을 잘 반영하여 주고 있습니다. 양수와 팔당 지역에서 남한강과 북한강이 합류하여 서울 시내로 유입된 후 Na+, K, Cl, NH4+ 함유량이 현저히 증가하고 있습니다.
서울시내 하천수 오염원
이는 인간활동에 의한 생활하수, 공장폐수 등의 인위적 오염 때문으로 생각되고 있습니다. 용존 탄산염의 'C값은 서울시외 -7∼-8%, 서울시내 -10.7%로 오염에 의한 경향이 현저하고 용존 SO4-의 634S 값도 차이가 있습니다. 따라서 용존 화학 성분과 동위원소 성분 분석으로 하천수의 오염원을 해석할 수 있습니다. 예를 들면 한강 하천수 중의 SO4에 대해 S의 기원이 광산폐수, 농약, 비료 기타 공장 폐수 중 어디에서 유래된 것인가를 밝힐 수 있고 각각의 오염원의 비율도 정량화할 수 있습니다. 오염 원소의 기원을 밝힘으로 인해 발생한 분쟁 등의 민원사항이 해결될 수 있고 오염원을 근원적으로 예방하는 데 기초자료가 될 것입니다. 광산의 경우 선광시약, 폐석, 광미 등과 광산폐수에 의한 오염을 들 수 있습니다. 특히 우리나라 태백산 광화대 상동, 함백, 도계 지역 등에서처럼 폐석 중 의 황화광물(황철석) 등은 산화에 의하여 산성화 된 물이 농업이나 기타 생태 계에 큰 영향을 주고 있습니다. 이 같은 오염은 황화광물의 산화에 의해 형성된 SO 나 황화합물의 854S 동위원소 분석으로 쉽게 확인할 수 있습니다.
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