서울特別市 保健環境硏究院報 第41號	(2005)

Report of S.I.H.E., 41:412～422    (2005)

지하수중 질산성질소의 오염과 거동특성에 관한 연구

음용용수팀

김익수․김영두․전명진․이동식․하광태․고한성

류동구․이  진․김홍제․이민환․김주형

A Study on the Contamination and Fate of the Nitrate of the Groundwater in Seoul Area

Drinking & Groundwater team

Ik-soo Kim, Young-doo Kim, Myoung-jin Jeon, Dong-sik Lee, Gwang-tae Ha, Han-sung Go, Dong-goo Ryu, Jin Lee, Hong-je Kim, Min-hwan Lee and Joo-hyung Kim

Abstract

The concentration of nitrate nitrogen(NO3--N) in ground water is important because it can be a cause of the blue-baby syndrome as used for drinking water. This study was implemented to pin down the effect of earth's surface covering, bed rock and strata on the concentration of nitrate nitrogen. Ground water monitoring wells in Seoul metropolitan were selected for this study from 2000 through 2005. Ground water quality at these wells, cadastral map, forests and fields map, geology map and lot number map were reference materials to investigate geo-environmental condition and geological features around ground water monitoring wells. The results were as follows. The polluted areas by nitrate nitrogen were Gangseo-gu, Guemcheon-gu, Guro-gu and Yeongdeungpo-gu at south-west area in Seoul and Nowon-gu, Jungnang-gu and Gangbuk-gu at north-east area in Seoul. That had been repeated each year. The concentration of nitrate nitrogen in ground water was 6.29～7.91 mg/L, which is lower than the concentration of 10 mg/L that is a criteria of drinking water. The use of land had an effect on the concentration of nitrate nitrogen. The concentrations of south Han-river areas were lower than those of north Han-river areas. The concentrations of nitrate nitrogen according to strata were high on diluvium and seoul granite at north Han-river areas and high on alluvium, biotite schist and colluvium at south Han-river areas. The concentration of ground water on granitite layer was high continuously and especially high at industry areas and semi-industry areas. Factors affecting on the concentration of nitrate nitrogen were [Cl-], pH, geo-environmental condition and hydraulic conductivity.

Key words : nitrate nitrogen, geosurface, strata, groundwater, Seoul

서  론

지하수의 흐름은 직접 눈으로 볼 수가 없어서 흐름의 유속 방향이 알려지지 않는 경우가 많고 더욱 우물물이 아니면 수질도 조사되지 않으므로, 오염 범위를 파악하는 것은 매우 어렵다. 그리고 지하수의 광역적인 오염은 옛 하수도 범람원이 있는 지역에서 관측되며 오염물질의 범위는 이류와 확산에 의존하는데 이러한 지역에서는 물길 등 물이 흐르기 쉬운 부분이 형성되어 그 범위는 빠르고 넓게 확산되는 경우도 있다(1). 지하수는 지구환경 지구화학적 조건과의 조합에 의해 여러 가지 형태의 오염발생 가능성이 있어 예지하기 어려운 경우가 많다. 질소 인 황등 영양소들은 식물과 미생물이 성장하는데 필수이며 이러한 물질들은 비료나 기타 인간의 활동에 의하여 지표면에 살포되거나 이를 함유한 폐기물로 처분된다. 이러한 영양소들은 상당량이 지중에서 침출되어 지하수 수질에 악영향을 미칠 수 있다. 질소는 폐기물 토양 공기중에 암모니아, 암모늄(NH4+), 질산염(NO3-), 아질산염(NO2-), 분자 질소 등의 다양한 형태로 존재한다. 질소가 암모늄으로 전환되어 양이온을 가지기 때문에 토양에 흡착되고 호기성 질산화 미생물에 의한 질산화 과정을 통해 일시적으로 아질산염으로 전환된 후 질산염으로 전환된다. 암모니아화와 질산화는 보통 미생물과 산소가 풍부한 비포화 영역에서 발생한다. 질산염은 토양에서 지하수로 쉽게 침출되어 건강에 위험을 가하며 음전하를 가지기 때문에 지하수 내에서 유동성이 크다. 탈질산화는 질산염이 혐기성 박테리아에 의해 질산과 질소 원소로 환원되는 과정이다. 지하수중의 NO3-는 하수 분뇨 전답에 시비된 질산비료 등에 포함되는 NH4+가 최종적으로 산화하여 고농도화된다. 천층지하수에서 NH4+, NO2-가 검출된 경우는 하수 분뇨에 의한 오염원이 가깝다고 보고 세균오염을 의심해 볼 필요가 있다(1). 토양은 일반적으로 음이온의 흡착능이 작으므로 토양으로부터 NO3-는 용탈되며 지하수성분에 포함된다. 질산염의 농도가 45 mg/l이상인 물은 유아에게 청색증을 일으키기 때문에 가정용수로 사용할 수 없다. 이러한 독성효과는 유아들에게 무기력 및 졸음증을 일으키게 하며 피부가 청색으로 변하는 상당량이 함유되어 있을 때는 생명까지 잃을 수가 있다. 그러나 성인이나 다 자란 아이들에게는 청색증이 발병했다는 보고는 아직까지 없다(1, 2). 질산염의 음용수 수질기준은 45 mg/l로 이는 NO3--N으로 10 mg/l에 해당하는 양으로 우리나라 먹는물기준이다(3). 질산염은 탄산염처럼 끓여도 제거가 되지 않으므로 이를 제거하기 위해서는 물을 증발시키거나 물속의 광물성분을 분리시켜야 한다. Za-karia 등(4)은 Mnasra 지역의 지하수 관측정에서 가장 높은 471 mg/l Nitrate 로 나타나 토양에 식물이 피복되지 않고 강우량이 많은 겨울철이고 토양의 최상위층에서부터 nitrate 가 쉽게 침투할 수 있는 사질토양이고 천층 지하수이며 취약한 관리가 원인이라 하였다. 또 C.D.A McLay 등(5)은 New Zea-land의 Waikato 지역에서 지하수중 질산성질소의 WHO 먹는물기준을 초과한 9%로 나타났는데 이중 56%가 사람의 경제활동의 결과라고 하였으며 낙농업 증가로 사용되는 토지에 비례하여 증가한다고 하였다. 그러나 지하수중 질산성질소의 농도는 토양의 성질과는 직접적 관련이 없다고 하였으나 DRASTIC 지수는 지하수의 질산성질소와 매우 상관성이 높다고 하였다. 그리고 Fernando 등(6)은 Notingham 시에서 비점오염원에 의한 지하수 오염을 농업지역과 도시지역을 비교하였는데 그 차이가 적은 것으로 나타났고 비농업지역과 도시지역의 대수층의 질소원은 하수와 고형폐기물 처리와 관련이 깊다고 하였으며 또한 이 지역 질소발생원 21 kgN-ha-1year-1 중 누출과 오염된 토양이 약 38%라고 평가하였다. 본 연구는 이제까지 지하수중 질산성질소에 대한 연구가 농업지역에서는 활발하게 진행되어 왔으나 도시지역에서는 미흡한 실정이므로 지하수중 질산성 질소의 경시 변화와 지질의 영향등을 고찰하여 향후 질산성 질소에 의한 지하수 오염 관리의 자료로 제공하고자 한다.

Fig. 1. Sampling Sites.

분석자료 및 방법

본 연구는 2000년부터 2005년까지 서울지역의 일부 지하수관정에서 채수하여 분석한 서울시 보건환경연구원 수질검사자료와 서울시 지번도(7) 및 국립지질자원 연구원의 지질도(8)를 사용하였고 지하수 관정에 대한 수심 및 관정 설치년도 위치고도 등은 서울시 자료(9)를 사용하였다. 지하수관측정을 당초 격자상 구조로 배열시킨 후, 현장조사 과정에서 건물, 도로, 토지, 하천, 대수층 여건을 고려하여 관측망 설치 목적에 부합하면서 관측시설 설치 가능지역으로 이동시켰고 가능한 동일 격자 내부에 위치되도록 배열하여 2.1 ㎢당 1개 관측정을 배치하였고 그에 따른 시료채취 지점은 그림 1과 같다.

결과 및 고찰

연구대상 지역인 서울지역은 면적 605.78 ㎢중 임야 및 하천을 제외한 평야부 391.0 ㎢로 서울의 북쪽에는 북한산, 도봉산, 소요산, 감악산 등 해발 500 m 이상의 산들이 발달하고 동부지역의 고지는 선캠브리아기의 편마암 내지 편암이 분포하나 서울 근교의 북한산 및 도봉산은 쥬라기의 화강암이 고지를 이룬다.

서울지역은 한반도의 지체구조에 의하면 경기육괴에 해당되는 지역으로 경기변성암복합체를 비롯하여 소위 춘천누층군과 연천계라 불리는 변성퇴적암과 쥬라기의 심성암류가 주로 분포한다. 호상편마암이 서울 남천도폭에서는 가장 넓게 분포하고 있으며 주로 석영-장석으로 구성된 우백질대와 흑운모로 구성된 우흑질대가 상호 교호하며 나타나는 호상구조가 특징적이다(8). 서울의 지하수는 복잡한 지질 분포로 인한 불균질하고 불규칙적인 대수층의 형태와 특성, 그리고 이보다는 더 복잡한 지하수 이용 시설 및 대형구조물이나 지하철 대형공사장등으 지하수 양수등으로 단순한 모델적용이나 이용량 분포등으로 그 상태를 가름하기는 매우 어렵다. 이러한 서울시 지하수를 진단하기 위해서는 정기적이고 장기적인 지하수질 분석은 물론 대기오염물질의 토양축적과 지하수로의 이동, 지질성분과의 반응등을 포함하는 구체적이고 종합적인 진단이 필요하다.

그림 2는 2000년 2005년 사이에 각 관측지점에서 질산성질소가 10 mg/l을 초과하는 지점을 나타낸 것으로, 2000년에는 17개 지점이 나타났으며 이들의 지층은 강서, 광진, 관악, 강북, 구로구 지역의 지층은 각각 호상흑운모편마암 충적층, 충적층, 호상흑운모편마암, 서울화강암, 충적층으로 이루어 졌고 이들 중 7개 지점에서는 20 mg/l를 초과하였다. 그림 2의 2001년 질산성질소가 10 mg/l를 초과하는 28개 지점은 평균값이 17.0 mg/l로 나타났고, 최대값 26 mg/l로 금천지역에서 나타났고 2000년에 비하여 10 mg/l를 초과하는 관정이 7개 지점에 비하여 28개 지점으로 증가하였다. 이는 강우량의 증가로 비점오염원의 지하수 유입이 일어난 것으로 보인다. 그림 2의 2002는 조사한 지점중 질산성질소가 10 mg/l를 초과한 22개 지점을 나타낸 것으로 2002년 28개 지점에 비하여 21.4% 감소하였다. 2001년과 비교하면 서울 서남지역의 초과지점은 변화가 거의 없으나 동북지역의 강북 중랑 노원지역은 초과지점이 많이 감소한 것으로 나타났다. 2001년 그림에서 질산성질소의 10 mg/l를 초과하는 지점은 2002년과 동일한 22지점으로 나타났다.

2002년에 비하여 서남지역은 여전히 높은 농도를 보이고 있으며 중앙부인 서대문 중구 지역에서 새로운 3개지점이 나타났다. 남동지역에서는 10 mg/l 초과관정이 그 이하의 농도로 감소하여 지도에서 나타나지 않았다. 또한 그림 2의 2004는 2004년에 질산성질소의 농도가 10 mg/l를 초과하는 지점을 나타낸 것으로 이전의 남서지역에서는 고농도를 보이던 지점이 나타나지 않았으나 북동부 지역에서 새롭게 초과지점이 증가하였다. 그림 2의 2005는 2005년에 질산성질소의 농도가 10 mg/l를 초과하는 지점으로 2003년에 나타난 남서지역에서 다시 고농도 지점이 나타났고 2004년에 많은 분포를 보인 동북부지역에서는 나타나지 않았다. 그리고 서북부지역인 은평의 충적층, 서대문의 화강암질편마암, 흑운모화강암지층 에서도 초과지점이 나타났다.

표 1은 2000년부터 2005년까지 각 지점에서의 자료들을 평균한 값이다. 전체평균은 6.29±7.91 mg/l로 지하수중 질산성질소의 자연함유량으로 볼수 있는 5 mg/l(12)를 초과하지만 먹는물기준인 10 mg/l이내로 나타났고 가장 높게 나타난 7번 지점은 서울화강암이 지층이며 공원지역으로 18.35 ±5.56 mg/l를 나타난 것을 비롯하여 28개 지점에서 6년 평균값이 10 mg/l를 초과하는 것으로 나타났다. 그러나 표 1에서 나타난 바와 같이 측정횟수가 1~14회로 다양하고 표준편차가 심하게 나타나 음의 값을 적용해 기준이내인 지점을 제외하면 12개 지점에서 10 mg/l를 초과하고 나머지 16개지점은 질산성질소의 농도변화가 심한 것으로 나타났다. 이러한 지점은 주변 오염원으로부터 유기물의 지속적인 유입이 있거나 또는 간헐적인 유입이 있을 때 농도가 높아질 수 있으며 지하수 함양시 침투한 물이 토양과의 지질화학적 반응에 의하여 농도변화가 있을 것으로 사료된다. 지하수 오염의 판정인자는 질산염, 염소이온, 철, 망간, 대장균군등 여러 가지 물질이 있으며 이중 질산염은 지하수의 흔하게 검출되는 오염물질로서 매년 증가추세에 있다. 질산성질소는 점토 및 유기물에 흡착되지 않고 유동성이 커서 강수시에 쉽게 침출되어 심층토양으로 침투된다.

또한 오염되지 않은 지하수의 농도는 5 mg/l이하로 낮기 때문에 지하수가 유기성 폐기물에 의해 오염되었는지의 여부를 파악하는데 좋은 지표(11)로 사용되고 있다. 질산화작용에 의해 생성된 질산이온이나 토양에 첨가된 질산이온은 토양에 잘 흡착되지 않고 이동성이 큰 음이온으로서 토양 내 빠른 속도로 이동하여 침출한다. 따라서 질산성질소의 침출이 질소누출의 가장 큰 부분을 차지하며 질산성질소가 지하수로 도달하는 영향을 미치는 인자는 C/N비, 토양형태, 지하수의 깊이, 식물의 형태, 기후변동, 철이온의 양 등에 영향을 받는 것을 알려져 있으며 모래, 자갈, 카르스트지형은 질

Fig. 2. The sites of wells over nitrate-N 10 mg/l between 2000 and 2005.

산염과 같은

Table 1. The mean concentration and standard deviation of the sites (Unit：mg/L)
Site no.	Measure no.	Mean ±stdev		Site no.	Measure no.	Mean ±stdev		Site no.	Measure no.	Mean ±stdev		Site no.	Measure no.	Mean ±stdev
1	9	0.37±0.95		31	7	0.11±0.11		60	5	1.28±1.02		89	4	0.28±0.15
2	7	5.64±13.24		32	9	4.64±1.46		61	4	1.90±0.34		91	7	0.16±0.08
4	7	8.03±5.27		33	4	10.55±4.47		62	3	20.8±16.67		92	5	8.02±2.52
5	3	0.3±0.36		34	7	1.6±3.71		63	2	7.35±0.92		93	8	3.14±1.16
6	14	7.56±1.60		35	6	0.52±0.97		64	9	2.94±0.35		94	3	0.87±0.75
7	8	18.35±5.56		36	4	1.33±1.83		65	1	18.7±.0.00		95	7	15.3±5.23
8	6	11.72±14.77		37	6	1.27±0.77		66	5	5.42±1.64		96	2	5.45±2.62
9	5	11.08±6.23		38	8	0.2±0.22		67	4	6.95±3.18		97	4	3.95±3.78
10	6	2.68±2.66		39	8	3.88±1.19		68	3	12.7±1.13		98	6	0.28±0.28
11	3	0.17±0.06		40	3	8.47±1.27		69	4	1.33±1.1		99	8	19.72±9.45
12	6	0.22±0.17		41	11	14.69±4.96		70	4	0.5±0.61		100	4	1.43±1.58
13	4	17.27±7.7		42	8	10.3±4.38		71	5	1.32±1.61		101	3	1.7±2.69
14	8	2.17±1.47		43	6	14.12±1.99		72	6	1.45±0.25		102	12	5.24±11.71
15	9	3.68±6.76		44	3	0.27±0.15		73	8	6.24±1.64		103	8	6.61±8.84
16	7	15.34±1.82		45	6	0.22±0.17		74	9	5.22±11.56		104	10	4.05±3.22
17	3	0.53±0.31		46	9	1.64±3.75		75	8	1.27±2.11		105	8	2.5±1.75
18	5	3.32±0.59		47	4	9.25±3.54		76	5	13.48±8.91		106	6	5.42±8.46
19	5	14.3±2.10		48	6	1.00±0.63		77	5	8.7±7.88		107	3	1.47±0.15
20	5	13.28±0.49		49	4	2.17±1.98		78	7	5.54±1.29		108	8	1.94±1.00
21	5	6.04±3.42		50	9	9.06±0.98		79	4	10.33±7.77		110	4	9.73±2.58
22	5	1.46±0.51		51	6	11.67±4.35		80	9	5.12±1.64		111	5	0.34±0.15
23	8	0.15±0.09		52	6	18.5±9.84		81	5	9.56±7.56		112	4	0.1±0.00
24	6	1.07±0.14		53	6	9.83±4.93		82	9	4.68±1.38		113	8	22.7±23.16
25	5	9.98±8.55		54	3	0.2±0.10		83	9	17.87±5.38		114	8	1.5±1.89
26	5	14.72±6.26		55	6	2.85±0.77		84	5	3.3±7.27		115	6	7.95±17.25
27	4	0.23±0.05		56	7	8.1±5.46		85	6	2.95±6.54		116	5	14.64±7.04
28	5	8.22±9.50		57	9	2.24±5.62		86	2	9.35±12.09		118	5	11.62±8
29	2	12.3±2.83		58	7	8.49±6.61		87	6	3.88±1.96		119	1	3.5±0.00
30	7	0.89±1.80		59	7	2.77±5.63		88	7	19.79±9.8		sum	678	6.29±7.91

용해성물지과 물이 잘 배수되는 층이며 통기량도 많아 질산염으로 전환되기 좋은 조건을 갖추고 있다. 또한 점토층은 배수 및 산소농도가 낮아 질산염의 침출이 잘 일어나지 않으며 혐기성상태에서 탈질되어 질소가스가 대기로 방출된다(8). 오스트리아나 크로아티아같은 농업국에서는 토양과 지하수에 질산성질소의 오염문제가 크게 대두되고 있다. 크로아티아 남부에 대규모로 발달한 카르스트지형인 Polje에서 토양층별로 중금속과 영양물질을 조사하였는데 비료를 많이 사용하는 배수지역에서는 질산성질소의 농도가 3.25～16.50 mg/l로 나타났으나 비점오염원에 의한 오염은 발생하나 사람의 활동으로 인한 지하수 오염은 발생하지 않고 두꺼운 지표와 토양에 의하여 지하수가 잘 보호되고 있는 것으로 나타났다(11, 12). 이에 비하여 지층이 얇고 인구가 밀집한 서울지역은 위에서 언급한 12개 지점에서는 지속적으로 높게 나와 비교가 된다.

Table 2. Strata and Hydraulic conductivity
Strata	Hydraulic conductivity(cm/s)		Mean thickness(m)
	Horizental	Vertical
Alluvium	6.94×10-4	6.94×10-5	20
Wheathering zone(granitic gneiss)	2.47×10-5	6.94×10-6	20～30
Bedrock(biotite gneiss)	7.53×10-6	6.94×10-7	bedrock depth-100
Granite	2.75×10-7	6.94×10-8
Others granite	2.47×10-5	6.94×10-6
Mica schist	2.47×10-5	6.94×10-6

표 2는 서울시 지반정보시스템(10)에서 발췌한 것으로 지질도를 조사한 지질에 적용한 것이다. 이번 연구 지역의 대표적인 지질에 대하여 수평 및 수직수리전도도를 나타낸바 충적층의 수리전도도가 가장 커 다른 지층에 비하여 이동성이 매우 크다. 이러한 지층의 지하수는 오염시 확산속도가 훨씬 커 오염범위가 더 넓어질 것이다. 화강암중 수리전도도가 2.75×10-7 cm/s인 지층은 수리전도도가 작아 오염시 그 범위는 확산이 다른 지층에 비하여 느리게 된다.

Fig  3.  The boxplots of the mean cen-tra-tion of the Seoul area.

그림 3은 상자도표로 본 질산성질소의 분포를 본 것이다. 검사대상 전체 관정의 질산성질소의 평균은 6.619 mg/l로 나타났고 한강을 기준으로 강남과 강북이 각각 5.620 mg/l와 7.766 mg/l으로 강북이 약간 높게 나타났다.

그림 4는 지표 피복별 질산성질소의 농도를 강남북 지역별로 구분하여 나타낸 것이다. 이 그림에서 나타난 것과 같이 강남지역이 강북지역보다 공업지역과 준공업지역을 제외한 곳에서 낮게 나타났으며 강북의 개발제한지역이나 공원지역 1종주거지역에서 강남북의 차이가 큰 것으로 나타났다. 이는 위 지역이 다른 용도의 지역보다 노후 관정이거나 유기물 유입이 많거나 관리상 어려움이 따르는 것으로 사료된다. 자연녹지대나 준주거지역에서는 강북지역에서 질산성질소가 검출되나 그농도는 매우 낮은 것으로 나타났다. 강남지역에서는 질산성질소의 농도가 모두 10 mg/l이하로 나타나 자연함유량 5 mg/l 이하이고 강북지역의 상업지역 개발제한지역 1종 주거지역 3종 주거지역은 10 mg/l를 초과하여 농도를 저감 시킬 대책이 필요한 것으로 사료된다. 지질도에 나타난 기반암별 지하수중 질산성질소의 농도는 그림 5에 나타난 것과 같이 지층에서도 강남보다는 강북에서 같은 지층에서라도 높은 농도를 보이고 있다. 특히 강북의 홍적층과 서울화강암 지층의 지하수가 강남의 같은 지층보다 높게 나타났고 충적층과 흑운모편암층, 녹니층의 지하수는 강남 지역에서 질산성질소가 더 높게 나타났다.

Fig. 4. The comparison of nitrate as the cover of geosurface.

Fig. 5. The comparison of the nitrate in the groundwater by the bedrock.

Fig. 6. The comparison of nitrate as the cover of geosurface.

시간에 따른 지층별 지하수의 질산성질소의 변화는 그림 6에 나타난 것과 같이 서울화강암의 지하수에서 2003년까지 6 mg/l 정도의 농도를 보이다가 2004년에 10 mg/l를 초과하였으나 2005년에는 다시 평년수준으로 돌아가고 있다. 이는 순간적인 지층의 오염으로 생각되지 않고 일시적으로 관정에 유기물의 관정유입이 일어났던 것으로 사료되며 흑운모호상화강암은 높은 농도를 보이다가 2004년에는 2 mg/l 정도의 농도를 보여 낮아졌으나 2005년에는 지층중 가장 높은 농도를 보이고 있어 이지점은 더 자세한 조사가 필요한 것으로 사료된다. 또한 흑운모 화강암의 지하수는 지속적으로 높은 농도를 유지하고 있으며 유기물의 유입이 있는 것으로 사료되며 지층으로부터의 영향은 좀더 많은 관찰과 원인 규명을 위한 노력이 필요하다.

그림 7은 토지 용도별 지하수의 시간에 따른 농도변화를 나타낸 것으로 2001년과 2002년에 공업지역과 준공업지역에서 질산성질소의 농도가 매우 높게 나타났으며 이후에는 10 mg/l 이하로 낮게 나타났다. 그리고 1종 주거지역과 2004년에는 주기적인 진폭을 그리고 있으며 2004년 이전에는 준주거지역에서 가장 낮은 농도를 보이나 이후에는 약간 높아지고 있는 것으로 나타났다. 위 그림에서 진폭의 파장은 관정위치별 주위환경이나 오염원유입의 주기성이나 지층과의 반응이 있어 보이나 이에 대하여는 향후 연구가 필요할 것으로 생각된다.

표 3은 지하수질의 질산성질소에 영향을 미치는 각종 인자들중 지표면 피복상태와 지하수 관정의 깊이, 관정설치년도, 지하수질, 시험년도, 일일펌핑량, 해발고도, 지층 수리전도도 등에 대하여 상관분석을 실시하였다. 이 표 3의 피어슨 상관 계수값은 음의 값으로 -0.1~-0.3, -0.3~-0.7, -0.7~1.0사이로 구분하여 약한 음적 선형관계, 뚜렷한 음적 선형관계, 강한 음적 선형관계로 표현되며(13) 양의 값도 마찬가지로 구분한다. 표 3에서 나타난 값들은 약한 선형 관계를 보이고 있어 뚜렷한 연관성을 보이

Table 3. The relationship coefficients between the nitrate-N and factors in Seoul
Items Items	Surface	Nitrate-N	Chloride	pH	Well depth	Area (hanriver)	Foundation	Test year	Pumping	Above the sea	Strata
Surface	1.000
Nitrate-N	-0.080*	1.000
Chloride	-0.106**	0.241**	1.000
pH	0.147**	-0.197**	-0.213**	1.000
Well depth	0.025	0.002	-0.049	0.135**	1.000
Area(hanriver)	-0.042	-0.111**	-0.077*	0.021	0.024	1.000
Foundation	0.098*	-0.031	-0.016	0.210**	0.720**	0.039	1.000
Test year	0.011	0.038	-0.024	0.240**	0.034	-0.001	0.051	1.000
Pumping	-0.072	0.049	0.059	-0.090	-0.393**	-0.114**	-0.593**	-0.040	1.000
Above the esa	0.058	0.116**	-0.185**	0.114**	0.204**	-0.223**	0.236**	0.069	-0.240**	1.000
Strata	0.174**	0.177	0.103**	0.032	0.156	-0.102**	0.159**	0.098*	-0.011	0.080*	1.000
Conductivity	-0.120	-0.032*	-0.036	-0.052	-0.171**	0.202**	-0.191**	-0.059	0.078	-0.260**	-0.318**

지 않으나 지하수 관정깊이와 설치년도는 상관계수 값이 0.720으로 갈수록 설치되는 지하수 관정의 깊이가 커지고 있는 것으로 나타나고 있다. 이는 지하수위가 낮아지거나 수량이 적고 수질이 더 양호한 물을 찾고 있는 것으로 나타났다. 하지만 지하수 관정의 깊이가 깊어지면서 오염에 취약한 지층을 만나면 더욱 깊이 오염이 될 수 있음을 명심하여야 한다.

Fig. 7. The comparison of the nitrare in the groundwater as the surface of the earth.

결  론

지표피복과 기반암 및 지층등이 지하수 오염물질중 질산성질소에 미치는 영향을 알아보기 위하여 2000년부터 2005년까지 서울 지역에 소재하는 지하수관정을 선정하여 지하수 수질측정 자료와 지적 및 임야도 지질도 서울시 지번도를 참고하여 관정주변의 환경과 지질등을 조사하였다. 이를 바탕으로 토지 피복상태에 따른 질산성질소의 변화를 알아보고 각요소에서의 시간에 따른 변화를 알아본 결과는 다음과 같다.

1.  서울지역 지하수의 질산성질소 오염지역은 서남부의 강서 금천 구로 영등포지역과 동북부의 노원 중랑 강북지역에서 반복적으로 나타나고 있으며 중앙 일부지역에서도 나타났다.

2. 지하수중 질산성질소의 농도는 6.29±7.91 mg/l로 먹는물 기준값인 10 mg/l 이내로 나타났다.

3. 토지이용 용도에 따른 지하수중 질산성질소의 농도는 강남지역이 강북지역보다 공업지역과 준공업지역을 제외한 곳에서 낮게 나타났으며 강북의 개발제한 구역이나 공원지역 1종주거지역에서 강남보다 높게 나타났다.

4. 지층별 지하수의 질산성질소는 강북의 홍적층과 서울화강암 지층에서 강남보다 높게 나타났고 충적층과 흑운모 편암층 녹니층의 지하수는 강남지역에서 질산성질소 높게 나타났다.

5. 흑운모화강암층 지하수는 지속적으로 높은 농도를 보였으며 공업지역과 준공업지역에서 높은 농도를 보였다.

6. 지하수중 질산성질소의 농도와 상관성을 보이는 인자는 염소이온, 수소이온농도, 지역, 수리전도도 등으로 나타났다.

참고문헌

1. 김학명,이상호,탁성제,한재석 공역 : 지하수 오염론. 지하수수문제연구회편, 동화기술, p67, 1996

2. 한정상：지하수환경과 오염, 박영사, p521- 522, 2000

3. 환경부 : 먹는물 관리법

4.  Zakaria Saăi, Abdellatif Maslouhi : Modeling nitrigen dynamics in unsaturated soils for evaluating nitrate contamination of the Mnasra ground-water, Advances in En-viro-nmental Research, 7:803-823, 2002

5.  C.D.A. McLay, D.J. Palmer, D.J. Lowe, T.W. Payn, B.K. Höck and M.O. Kimberley : Soil and foliar phosphorus as indicators of sustainability for Pinus radiata plantation forestry in New Zealand, Forest Ecology and Mana-gement, 220 : 140-154, 2005

6.  Fernando T. Wakida and David N. Lerner：Non-agricultural sources of ground-water nitrate: a review and case study, Water Research, 39(1) : 3～16, 2005

7. 서울시 지번도(소프트웨어)

8. 서울-남천점 지질도폭, 과학기술부

9. 서울시 지하수 관측망설치 및 운영 : 서울시, 2002

10.  2006년판 서울시 지적지번도 : 한일지도판매, 2006

11. 이승원 : 토양환경기사, 성안당, p31 p81

12.  Tamara Markovic, Slobodan Miko, Sanja Kapelj, Renato Buljan, Ozeran Peh : Behaviour of metals and nutrients in soils and groundwater of a karst polje. J. of Geochemical Exploration, 88:124~129, 2006

13. 원태연, 정성원 : 통계조사분석, SPSS아카데미 p297-303, 2002