[수질] 지하수
Q. 지하수의 특징이라 할 수 없는 것은?
① 세균에 의한 유기물 분해가 주된 생물작용이다.
② 자연 및 인위의 국지적 조건의 영향을 크게 받기 쉽다.
③ 분해성 유기물질이 풍부한 토양을 통과하게 되면 물은 유기물의 분해산물의 탄산가스를 용해하여 산성이 된다.
④ 비교적 낮은 곳의 지하수일수록 지층과의 접촉시간이 길어 경도가 높다.
답: 4번
Q. 지하수의 성질 중 옳지 않은 것은?
① 유속이 적고 수온 변화가 적다.
② 지리적 환경조건의 영향을 크게 받지 않는다.
③ 미생물에 의한 유기물의 분해가 주된 생물작용이다
④ 지표수보다 용존 염류량이 다소 많다.
답: 2번
Q. 지하수의 특징에 대한 설명으로 볼 수 없는 것은?
① 지하수는 빗물과 지표수가 땅속에 들어가 대수층에 고인 것이며, 용천수와 복류수 등도 포함된다.
② 대수층이 두 개의 불투수성 암석층 사이에 존재하는 경우는 높은 압력을 가지게 된다.
③ 지하수는 태양광선의 차단으로 인해 광화학반응이 일어나지 않기 때문에 세균에 의한 유기물의 분해가 주된 생물작용이다.
④ 지하수는 유속이 하천수에 비해 느리므로 국지적으로 환경조건의 영향을 적게 받아 근접한 지하수간의 수질은 거의 일정하다.
답: 4번
Q. 지표수가 지하수로 침투되어감에 따라 생기는 여러 가지 변화에서 옳지 못한 것은?
① 불용성 현탁물질과 콜로이드 등은 지표수가 지하로 투과되는 과정에서 제거된다.
② 석회암층을 통과하는 물은 다량의 염분을 함유한다.
③ 유기물 분해에 의해서 생긴 CO2가 풍화 작용을 촉진하게 된다.
④ 지중에는 산화상태의 철이나 망간이 많이 존재한다.
답: 4번
Q. Darcy 법칙은 다공성 매질을 통과하는 유체의 흐름을 나타낸 경험법칙이다. 다음 중 다르시 법칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 유체의 흐름이 층류일 경우 적용 가능하다
② 유체의 점성은 고려하지 않는다
③ 유량은 수두차에 비례하고 거리에 반비례한다
④ 지하수의 흐름속도는 수두구배에 비례한다
답: 2번
Q. 오염된 지하수의 Darcy 속도가 0.2m/d이고 공극률이 0.35일때 오염원으로부터 500m 떨어진 지점에 도달하는데 걸리는 시간은?
풀이:
실제유속 = darcy유속 / 공극률 = (500m ÷ 0.2m/d x 1y/365d ) / 0.35 = 2.39
답: 약 2.4년
● 지하수
지하수는 전 세계 민물에서 20% 정도를 차지하며 이는 바다와 영구적인 얼음을 포함한 전 세계 물의 0.76%에 해당한다. 지하수는 남북극을 포함하여 눈과 얼음주머니에 저장된 민물의 양과 거의 맞먹는다
수질이 지표수에 비해 양호하며 광물질을 많이 포함하고 있다.
종류는 깊이와 흐름 형태에 따라 천층수, 심층수, 복류수로 나눈다
① 종류
- 천층수: 지하로 침투한 물이 제1불투수층 위에 고인 물로서 자유면 지하수, 수질이 좋지 않고 대장균이 나타나는 경우가 있음
- 심층수: 지하의 제1불투수층과 제2불투수층 사이의 피압면지하수, 무균에 가까운 상태
- 용천수: 피압 지하수면이 지표면 상부에 있을 경우 지하수는 우물로부터 용출됨
- 복류수: 하천, 저수지 혹은 호수의 바닥 또는 주변 자갈, 모래층 중에 들어있는 지하수, 철분, 망간 등의 함량이 적고 수량은 안정적이다
② 특성
- 지표수보다 수온변화가 안정하고 DO농도는 낮으며 유속은 느리고 경도와 알칼리도가 높다
- 자정속도가 느리고 국지적인 환경영향을 크게 받아 한번 오염되면 회복시키기 매우 어렵다
- 지표수에 비해 CO2농도가 높다
- 미생물이 거의 없고 오염물질이 적다
- 주로 혐기성 세균에 의한 유기물 분해작용이 일어난다
- 피압대수층은 제1불투수층과 제2불투수층 사이에 위치
- 비피압대수층은 지하수면과 제1불투수층 사이에 위치
- 비피압대수층은 호기성 상태이고 강수량에 따라 수량이 변한다
- 저투수층은 투수도가 낮지만 물을 저장할 수 있다
- 피압면 지하수는 자유면 지하수층보다 수온과 수질이 안정하다
③ 지하수의 수질관리 및 정화계획
- 지하수의 수질관리 및 정화계획에 관한 기본방향
- 지하수 오염의 현황 및 예측
- 지하수의 수질보호계획
- 지하수 수질측정망의 운영계획
- 지하수의 수질에 관한 정보화계획
- 그 밖에 지하수의 수질관리 및 정화에 필요한 사항
④ Fick's law
오염지역 내 지하수계의 동수구배가 없다고 가정하는 경우 누출된 수용성 오염물질이 지하수 내에서 확산되는 메거니즘을 설명하기 위해 사용할 수 있는 법칙
⑤ 지하수 오염의 특징
- 원상복구의 어려움
- 지하수 흐름방향의 모호성
⑥ 지하수 오염물질의 거동
- 분산: 토양의 공극을 통과하는 지하수는 이류과정의 마찰과 교란에 의해 분산이 발생, 토양 공극의 불균질성으로 인해 물질 이동 경로의 불규칙성과 토양 공극 사이 이동 속도의 차이로 인해 일어남
- 확산: 토양 공극 내에서 농도구배에 의해 오염물질이 이동하는 현상
- 이송
- 흡착 및 탈착
- 분해: 호기성 혐기성 미생물에 의한 분해, 방사성 붕괴
⑦ 오염지하수 정화방법
- 양수처리기법: 양수정들을 오염원하류에 위치시켜 지하수 오염원을 효과적으로 포획하여야 한다
- NAPL 처리
· LNAPL: BTEX(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌), 원유, 휘발유
· DNAPL: PCE, PCB, 페놀, 사염화탄소
- 토양증기추출법
- 공기분사법: in-situ, 지하수, 포화대 내의 휘발성유기물질을 제거하기 위해서 사용된다
⑧ 지표수와 지하수의 비교
| 지표수 | 지하수 | |
| 유기성 오염물 유입가능성 | 높다 | 낮다 |
| 병원성균 존재가능성 | 높다 | 낮다 |
| 홍수시, 갈수시 오염농도 변화가능성 | 높다 | 낮다 |
| 수온변화 | 심하다 | 안정하다 |
| DO 농도 | 높다 | 낮다 |
| 유속 | 빠르다 | 느리다 |
| 경도 | 낮다 | 가장 높다 |
⑨ Darcy 법칙
출처:
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A7%80%ED%95%98%EC%88%98