한강 수계분지 내 하천수의 지구화학적 특성 연구

Abstract

한강은 수도 서울의 주요 수자원의 원천이며 수도권 환경의 주요 대상이다. 한강은 남한강과 북한강으로 대분된다. 본 연구에서는 한강 수계 분지 내의 하천수(지표수)와 서울 지역 지하수의 화학적 특성 규명과 용존 이온종의 기원을 연구하기 위해 1996년 3월-4월 동안 하천수 시료 60개, 지하수 시료 34개 시료에 대하여 pH, TDS 등과 화학 분석을 실시하였다. 한강 하천수의 화학 성분은 1차적으로 수계 분지 지역에 분포하는 암석에 의해 영향을 받고 있으며, 2차적으로 인위적인 오염에 의한 영향이 크게 나타나고 있다. 즉, 남한강은 상류 지역에 분포하는 탄산염암, 탄광 및 금속 광산 폐수 등에서 용출된 Ca^(2+), Mg^(2+), HCO_(3)^(-), SO_(4)^(2-)등이 현저하며 북한강은 화강암 질암의 풍화 산물인 K^(+), Na^(+), Ca^(+) 등의 이온종이 특징적이다. 한편 양수리에서 상기 2개 하천이 합류하여 서울 도심을 지나는 한강 본류는 SO_(4)^(2-), NO_(3)^(-), PO_(4)^(3-), Cl^(-)등 생활 하수 오염의 영향이 현저하게 나타나고 있다. 이처럼 하천수를 한강 본류, 본류로 유입되는 서울 지역의 지천, 남한강. 북한강으로 대별하여 보면 지화학적 특성의 차이가 뚜렷하게 나타난다. 한강 본류로 유입되는 서울 지역의 왕숙천, 탄천, 중랑천, 안양천 4개의 지천은 인위적인 오염 현상이 크게 나타나고 있다. 하천수의 화학 성분은 강우 및 암석 풍화의 영향이 나타나며 군집, 요인 및 회귀 분석 결과, 전체 자료 분산은 오염 인자에 의하여 약 79%, 지질과의 물-암석 반응에 의하여 약 7% 설명이 가능하다. 한강 본류는 남한강과 북한강이 경기도 양수리에서 합류되어 서울시를 통과하는데 합류 지점에서의 Cl^(-)에 대한 혼합 비율이 약 60:40으로 나타났다. 1981년 분석 자료와 1996년 자료의 비교에서 암석 풍화에 의한 1차적 용존 성분인 Ca^(2+), Mg^(2+), HCO_(3)^(-) 등은 변화가 적으나 Na^(+), NO_(3)^(-), PO_(4)^(3-), SO_(4)^(2-)등 산업화, 도시화에 따른 인위적 오염원의 성분은 크게 증가하고 있다.;To investigate geochemical characteristics and the sources of the dissolved ion species in the river water and groundwater in the Han river drainage basin, samples were collected at 60 sites from the Han river drainage basin and 34 sites in Seoul metropolitan city. The data for pH, conductivity, TDS (total dissolved solid), temperature, and concentrations of dissolved ions were obtained as follows : (1) The geochemical characteristics of the surface water in the Han river drainage basin are, first, Controlled by bed rock geology in the drainage basin and secondly, considerably affected by anthropogenic pollution. (2) The South Han river water samples have high concentrations of Ca^(2+)(ave. 15.42ppm), Mg^(2+)(ave. 2.74ppm), HCO_(3)^(-)(ave. 51.9ppm), which evidently indicates that the bed rock geology in a limestone area mainly controls the surface water chemistry. The concentration of SO_(4)^(2-) is remarkably high (SHR10-2 : 129.9ppm) because of acid mine drainage (AMD) from the metal and coal mines in the upper reaches of the South Han river. (3) The North Han river is rarely affected by anthropogenic pollution and the concentrations of dissolved ions are controlled by bed rock geology in the basin. (4) The South Han river and the North Han river join the Han river in the The mixing Yangsuri, Kyounggido and flow through Seoul metropolitan city. The mixing ratio is about 60:40 at the meeting point(sample number HR10). (5) The result of factor analysis suggests that the pollution factor accounts for about 79% and the bed rock type factor accounts for about 7% of the data variation. The geochemical characteristics of the surface water controlled by bed rock geology in the drainage basin has secondarily been changed by pollution. (6) The chemical data for four tributaries such as the Wangsukcheon, the Tancheon, the Zungrangcheon, and the Anyangcheon show that the concentration of pollution elements are high due to municipal waste disposal. (7) The Cl^(-), NO_(3)^(-), and similar ions in the groundwater of Seoul area account for about 30% of the total anions, which indicates that the sewerage is a strong influence. (8) In comparison with 1981 data, the concentrations in 1996 show no change for Ca^(2+), Mg^(2+), K^(+), etc. by rock weathering, but there is a significant increase in SO_(4)^(2-) and NO_(3)^(-) contents that originates from the mine drainage and anthropogenic pollution.