Journal of the Mineralogical Society of Korea (한국광물학회지)

The Mineralogical Society of Korea (한국광물학회)
권호 표지

Arsenic Distribution and Solubility in Groundwater of Okcheon Area

옥천군 북부 지역 지하수의 비소 분포와 비소 광물의 용해도 특성

  • 전철민 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ;
  • 김구영 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ;
  • 고동찬 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ;
  • 최미정 ((주)지오그린21)
  • Published : 2009.12.30
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Abstract

Groundwater samples were collected from the bedrock aquifers related with Okcheon metasedimentary rocks. Arsenic (As) concentrations in the samples varied between 0.0051 and 0.887 mg/L, with an average of 0.0248. Cations and anions of groundwaters had no relationship with As contents as well as with spatial distribution of geology in the area. Pyrite, chalcopyrite and arsenopyrite in the core samples of the monitoring wells were identified in thin section, X-ray diffraction (XRD) and electron probe microscope analysis (EPMA). It was suggested that these minerals are responsible for the As in groundwater. The groundwater showed saturations with respect to calcite $(CaCO_3)$, dolomite (CaMg$(CO_3)_2$) and Magnesite $(MgCO_3)$. $HAsO_4{^{2-}}$ activities in the groundwater samples were close to $Ca_3(AsO_4)_2(c)$ and $Mn_3(AsO_4)_2(c)$ solubility isotherms, indicating that the maximum As contents in groundwater are secondly controlled by the precipitation and dissolution of carbonate minerals due to alkaline and oxic nature of the groundwater (pe+pH>10).

옥천층군이 주요 지질인 옥천군 북부지역 지하수 조사 관정에서 지하수 내 비소 농도 범위는 0.0051~0.0887 mg/L이다. 지하수 내 비소의 농도는 주 양이온 및 음이온 등의 주요 수질인자와 뚜렷한 상관관계를 찾을 수 없었을 뿐만 아니라 주요 지질 및 공간분포와도 관련이 없었다. 코어 암석 시료에 대한 박편분석, X-선회절분석, 전자현미분석 결과 황철석, 황동석, 유비철석 등의 황화광물들이 확인되었는데 이러한 황화광물류의 산화가 일차적인 비소의 기원으로 판단된다. 용해도 특성 분석 결과, 방해석$(CaCO_3)$, 돌로마이트(CaMg$(CO_3)_2$) Magnesite $(MgCO_3)$ 등의 탄산염광물들과 포화상태임을 확인하였다. 비소는 일차적으로 함비소 황화광물의 산화에 의해 발생되지만 본 연구 지역과 같이 알칼리 산소 조건(pe+pH>10)의 지하수 환경에서 이차적으로 탄산염광물과 평형을 이루는 $Ca_3(AsO_4)_2(c)$와 $Mn_3(AsO_4)_2(c)$ 등의 비소 광물들의 침전과 용해 평형과정이 지하수 내 비소의 최대 농도를 제한할 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords

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