지질학회지제 49 권제 2 호, p. 289-296, (2013 년 4 월 ) J. Geol. Soc. Korea, v. 49, no. 2, p. 289-296, (April 2013) 개방형지열냉난방시스템사용에따른지하수의지화학적특성변화 박영윤 1 권구상 1 김남주 1,2 이진용 1, 윤진구 1 1 강원대학교지질학과 2 ( 주 ) 지오엔지니어링 요약 이연구는개방형지열냉난방시스템이지하수의지화학적특성에미치는영향을평가하기위해서수행되었다. 2012 년 11 월에전국의 6 개지역에서개방형에사용중인지하수 (6 개 ) 와주변지하수 (2 개 ) 를채취하였다. 대부분의시설은운영기간이 2 년미만으로개방형에사용된지하수와주변지하수는 5.6 6.7 의수온차이를보였을뿐 ph, Eh 및화학조성은거의차이를보이지않았다. 지하수의간이수질자료와화학조성을이용하여탄산염광물과규산염광물의포화지수를계산하였다. 모든시료에서탄산염광물은불포화상태 (SI=-4.26-1.15) 였고규산염광물은대부분의시설에서포화상태 (SI=-0.25 0.60) 로평가되었다. 연구대상중에약 7 년정도개방형을운영중인 1 개시설에서 ph 는점차감소하였고 NO 3 - 와 Cl - 는점차증가하는경향을보였다. 지하수에서 ph 는 NO 3 - 와 Cl - 에비해서쉽게변하기때문에 ph 가 1 감소하였을때포화지수를예측하였다. 탄산염광물들의포화지수는 1.12 3.14 감소하는반면에규산염광물의포화지수는거의변화하지않았다. 이연구에서개방형지열냉난방시스템에의한지하수의수질특성변화를거의관찰하지못하였다. 그러나개방형지열냉난방시스템이장기간사용되었을때지하수의수질변화를야기할수있는가능성을확인하였다. 주요어 : 지하수, 개방형지열냉난방시스템, 화학조성, 산소와수소동위원소조성, 포화지수 Youngyun Park, Koo-Sang Kwon, Namju Kim, Jin-Yong Lee and Jin-Gu Yoon, 2013, Change of geochemical properties of groundwater by use of open loop geothermal cooling and heating system. Journal of the Geological Society of Korea. v. 49, no. 2, p. 289-296 ABSTRACT: This study was performed to evaluate the influence of open loop geothermal cooling and heating system on the geochemical properties of groundwater. Groundwaters (6 sites) used for the open loop geothermal cooling and heating system and the nearby groundwaters (2 sites) were collected in November 2012. Most of the systems have been operated for less then two years. While the temperatures between the groundwater used for the systems and the nearly groundwater differed by 5.6 6.7, both groundwaters showed no significant difference in ph, Eh and chemical compositions. The saturation indexes of carbonate and silicate minerals were calculated using field measurement data and chemical compositions of groundwaters. All groundwaters studied were undersaturated with respect to carbonate minerals, and most of them were oversaturated with respect to silicate minerals. In a system operated for approximately 7 years, ph gradually decreased with time whereas both NO 3 - and Cl - continuously increased. In generally, change of ph in groundwater is easier than that of NO 3 - and Cl -. Therefore, supposing that ph decreased by a unit compared with the present condition, the saturation indexes of carbonate and silicate minerals were calculated. The saturation indexes of carbonate minerals decreased 1.12 3.14 but those of silicate minerals were maintained. In this study, change of water quality by operation of open loop geothermal cooling and heating systems were hardly observed. However, when the open loop geothermal cooling and heating systems are operated for an extended period of time, this study suggests that the geochemical properties of groundwater used for these systems will likely change over time. Key words: Groundwater, Open loop geothermal cooling and heating system, Chemical compositions, Oxygen and hydrogen isotopic compositions, Saturation index Corresponding author: +82-33-250-8551, E-mail: hydrolee@kangwon.ac.kr
290 박영윤 권구상 김남주 이진용 윤진구 (Youngyun Park, Koo-Sang Kwon, Jin-Yong Lee and Jin-Gu Yoon, Department of Geology, Kangwon National University, Chuncheon 200-701, Korea; Namju Kim, Department of Geology, Kangwon National University, Chuncheon 200-701, Korea and Geoengineering Co., Ltd., Hanam 465-736, Korea) 1. 서론최근에너지수급에대한불안정과기후변화에따른온실가스배출억제정책으로인해신 재생에너지에대한사회적인관심이증대되었다. 특히지열은다른신 재생에너지들에비해서기후와계절에의한영향을거의받지않고안정적으로사용할수있는장점이있다 (Lee, 2009). 국내에서지열은히트펌프를이용한냉난방시스템에주로사용되고있다. 지열냉난방시스템은지중열교환기의종류에따라서밀폐형 (closed loop system) 과개방형 (open loop system) 으로나뉜다. 국내에서는제도적인문제점과지하수의직접사용에따른지하수오염가능성으로인해개방형 (16.4%) 보다는밀폐형 (74.5%) 이주로설치되었다 (Kwon et al., 2012). 개방형은열교환유체로서지하수를직접사용하는방식으로지하수의수질변화와오염가능성이지속적으로언급되고있다 (USEPA, 1997; Jung, 2006; Jo et al., 2009; Mok et al., 2011; Freedman et al., 2012). 이러한문제를평가하고개방형의효율성을개선하기위해서개방형의설계, 설치, 운영및지열환경변화관련된연구들이활발하게이루어지고있다 (Hahn et al., 2006; Jo et al., 2009; Freedman et al., 2012). 개방형에서지하수의재주입은지하수의수온증가, 수압상승, 산화-환원환경변화에따른물질들의침전과용해등을유발한다 (USEPA, 1999; Mok et al., 2011). 특히, 지열냉난방시스템의사용에따른지하수의수온변화는일반적으로약 4 관찰되지만지역에따라물질들의침전또는용해를유발할수있다 (USEPA, 1999). 이러한변화들은단시간에발현되는것이아니라개방형을장시간운영하였을때주로발현된다. 국외에서는개방형이오래전부터널리보급되어개방형에의한지하수의지화학적인변화를지속적으로평가하는연구들이활발하게수행되었지만국내에서는개방형의보급기간이 10년정도로길지않고설치된시설또한많지않기때문에개방형이지하수에미치는영향에대한평가가충분하게이루어 지지않았다 (Mok et al., 2011). 국내에서최근까지비효율적으로밀폐형의보급이활발하게이루어진것은국내대수층의수리지열학적인특성과개방형이지하수지화학적인특성에미치는영향을명확하게이해하지못하였기때문에나타난결과이기도하다 (Shim and Lee, 2010). 이러한비효율성을개선하기위해서는국내대수층의수리지질학적인특성과개방형이지하수의지화학적인특성에미치는영향을명확하게이해하는것이매우중요하다. 이연구는국내개방형에사용되는지하수의화학및동위원소조성을이용하여이들의지화학적인특성을이해하고개방형이지하수의지화학적인특성에미치는영향을평가하기위해서수행하였다. 2. 개방형지열냉난방시스템의설치현황국내에서는 2004년 신재생에너지및재생에너지개발 이용 보급촉진법제27조제1항 3호 와 2011 년 신 재생에너지설비의지원등에관한기준 및 신 재생에너지설비의지원등에관한지침 을통해지열냉난방시스템이활발하게보급되고있다. 2011 년 11월까지농어촌에너지이용효율화사업과그린홈 100만가구사업등이진행되면서 965개시설에 450 Mwt 용량의지열에너지냉난방시스템이설치되었지만대부분밀폐형이였으며약 16% 만이개방형이였다 (Kwon et al., 2012). Lee (2009) 와 Kwon et al. (2012) 의자료를이용하여 2007 2012년까지국내에설치된개방형의현황을그림 1에나타내었다. 2007 2012년까지국내에 24개시설에 7,452 kw의용량이설치되었다. 개방형은 2010년까지설치된시설의개수와용량이비례하는경향을보였지만 2011년에는설치개수에비해설치용량이크게증가하였다. 이것은최근에개방형이대용량시설에설치되었음으로나타내는것이다. 2007 2010년까지시설당설치용량이 220 280 kw이였지만 2011년에는시설당설치용량이 800 kw로이전에비해서약 3 3.5배가증가하였다. 일반적으로개방형은지하수가풍부한지역의
개방형지열냉난방시스템사용에따른지하수의지화학적특성변화 291 대용량시설에적합한것으로알려져있기때문에 (Shim and Lee, 2010), 이러한경향은앞으로더욱두드러질것이다. 3. 연구지역및연구방법 3.1 연구지역이연구에서는서울 (DL), 구리 (GR), 청평 (CS), 청주 (CJ), 영광 (YG) 및강진 (GJ) 지역에설치되어있는개방형시설 (6지점) 을연구대상으로선정하였다 ( 그림 2). CJ는 2005년부터 2011년까지개방형시설이설치되었고 GR은 2007년에준공되었으며나머지시설들은 2011년과 2012년에설치되었다. 이들시설들에는모두개방형중에스텐딩컬럼웰 (standing column well, SCW) 방식이적용되었다. 이들시설에 45 1,980 kw의용량이설치되었으며양식업 (YG), 농업 (GJ) 및건물의냉난방 (DL, GR, CS 및 CJ) 에사용하고있다. GJ를제외한대부분의시설에서개방형에이용되는관정들의깊이는 400 500 m 이며펌프는모두지상으로부터 60 m 깊이에설치되었다. GJ에서는관정의깊이가 200 250 m로다른시설들에비해서얕은깊이임에도불구하고현재개방형시스템이매우잘운영되고있으며지하수의수온도 14 로매우일정하게유지되고있었다. 이것은 GJ의지하수량이매우많기때문에가능한것이며이와같이개방형설치지역의수리지열학적인 특성을명확하게이해하면개방형의설치및운영의효율성을크게향상시킬수있다. 3.2 시료채취와화합및동위원소분석 2012년 11월에서울 (DL), 구리 (GR), 청평 (CS), 청주 (CJ), 영광 (YG) 및강진 (GJ) 지역에서개방형에사용되고있는지하수를채취하였다. 이중에 YG와 GJ에서는개방형주변지하수도같이채취하였다. 채취한지하수는 0.45 μm 멤브레인필터로여과하였고여과된시료의일부는진한질산으로산처리 (ph 2) 를하였다. 수온, ph, Eh 및전기전도도 (electric conductivity, EC) 는현장에서간이수질측정기 ( 호리바사의 D-54와 55 모델 ) 를이용하여측정하였다. 또한간이분광광도계 ( 하치사의 DR-2600 모델 ) 를이용하여 Fe 2+ 와 Mn 2+ 의농도도현장에서측정하였다. 양이온 (Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + 및 H 4SiO 4), 음이온 (Cl -, NO - 3, SO 2-4 및 HCO - 3 ) 농도는상지대학교산학협력단자연과학연구지원센터에서각각 ICP 와 IC로분석하였고지하수의산소와수소동위원소비는한국기초과학지원연구원오창센터에서 IRMS 로분석하였다. 분석된산소와수소동위원소비는표준평균해수 (standard mean ocean water, SMOW) 에표준화한 δ값으로표시하였다. 3.3 포화지수계산포화지수 (saturation index, SI) 는지하수환경에 Fig. 1. Status of installation and system capacity of open loop geothermal cooling and heating system from 2007 to 2012 in Korea. Data from Lee (2009) and Kwon et al. (2012). Fig. 2. Locations of sampling sites in this study.
292 박영윤 권구상 김남주 이진용 윤진구 서물과광물의평형및포화상태를나타내는지수로서수온, ph, Eh ( 또는 pe) 와화학조성을이용하여 Minteqa (Allison et al., 1991) 와 Phreeqc (Parkhurst and Appelo, 1999) 같은열역학적모델링프로그램을이용하여계산한다. 이번연구에서는 Phreeqc를사용하여포화지수를계산하였다. 포화지수는수환경에서광물의침전및용해반응을예측하는데주로이용되며 (Choo et al., 2004; Kim et al., 2008), 다음과같이정의된다 (Parkhurst and Appelo, 1999). (1) 여기에서 IAP(ionic activity products) 는수용액내이온들의활동도의곱이며 K sp 는평형상태에서의용해도곱을나타낸다. 광물의포화지수가 0일때에는평형상태를의미하고광물의포화지수가 0보다큰경우에는과포화 (oversaturated) 상태로광물이침전될가능성이있다는것을나타낸다. 광물의포화지수가 0 보다작은경우에는불포화 (undersaturated) 상태로광물의침전이일어나지않고용존상태로존재할가능성이매우높으며주변암석과의반응시간이충분히주어지면이광물이용해될가능성이있음을나타낸다. 탄산염광물들과규산염광물들은개방형시스템내부에침전물로나타날수있으며또한산화-환원환경변화에매우민감하게용해와침전이일어나기때문에개방형에사용되는관정의안정성에도영향을줄수있다 (Nordstrom et al., 1989; Kim et al., 2008). 따라서이번연구에서는지열냉난방시스템에효율성및관정의안정성에영향을줄수있는탄산염광물들 ( 아라고나이트, 방해석및백운석 ) 과규산염광물들 ( 석영및옥수 ) 의포화지수를계산하였다. 범위를보였다. YG와 GJ에서 ph와 Eh는주변지하수와뚜렷한차이를보이지않았다. 이것은 YG와 GJ가각각 2011년과 2012년에설치되어운영기간이 1년미만으로매우짧기때문에아직까지개방형에의한영향이뚜렷하게나타나지않았기때문이다. EC는 118 628 μs/cm로매우넓은범위를보였다. YG의 EC는주변지하수보다 454 μs/cm 높았고 GJ 의 EC는주변지하수보다 30 μs/cm 낮았다. 이것은수온과달리 EC에영향을줄수있는요인이개방형뿐만아니라주변지질및오염원의분포등으로지역적인영향을더많이받기때문에나타난결과이다. 또한 YG와 GJ의 EC가주변지하수와차이를보이는이유를이번연구에서명확하게밝히지못하였다. 이러한원인을밝히기위해서는 YG와 GI 주변의추가적인조사가필요하다. 지하수에서 Fe 2+ 와 Mn 2+ 는주로환원환경에서검출되는용존성분들로서이번연구에서는개방형에사용된모든지하수에검출이되었다. Fe 2+ 와 Mn 2+ 의농도는각각 0.02 0.14와 0.03 0.18 mg/l의범위를보였고 YG과 GJ에서 Fe 2+ 는각각 0.02와 0.06 mg/l, Mn 2+ 는각각 0.04와 0.13 mg/l이었다. 그러나주변지하수에서는 Fe 2+ 와 Mn 2+ 가검출되지않았다. 이것은개방형의영향으로지하수의산화- 환원환경이바뀔수있음을나타내는것이며용존산소가유입되면철과망간수산화물이침전되어지열의효율성을저해시킬수있다 (USEPA, 1997, 1999). 대부분의지하수에서 Ca 2+, SO 2-4 및 Cl - 가우세하여 4. 결과및토의 4.1 화학조성개방형시설에서지하수의수온은시설에서사용하는냉난방부하의영향을많이받기때문에 8.4 17.0 로매우넓은범위를보였다. YG과 GJ에서는시료채취당시난방용을사용되고있었으며주변지하수보다각각 6.7와 5.6 낮은값을보였다. ph는 6.7 7.8의범위를보였으며 Eh는 351 383 mv의 Fig. 3. Chemical compositions of groundwater used in open loop geothermal systems and groundwater around the systems.
개방형지열냉난방시스템사용에따른지하수의지화학적특성변화 293 Ca-SO 4 형과 Ca-Cl형으로구분되었다 ( 그림 3). YG와 GJ는각각 Ca-Cl형과 Ca-SO 4 형으로주변지하수와뚜렷한차이를보이지않았다. CJ를제외한나머지개방형시설들의운영기간이 1년내외로매우짧아아직까지지열에의한영향을많이보이지는않은것으로판단하였다. Lee et al. (2008) 은부실시공으로인해외부로부터오염물질이유입되지않았을경우에개방형의영향으로인한수질변화는각시설마다다른양상을보이는것을확인하였다. 그러므로이번연구대상시설에서개방형의영향을평가하기위해서는보다장기적인모니터링과개방형의영향을명확하게평가할수있는기술개발이필요하다. 4.2 동위원소조성산소와수소동위원소조성은각각 -9.4-6.8과 -70-50 로매우넓은범위를보였다 ( 그림 4). 이것은이연구에서고려한시설들이전국적으로분포되어있기때문이며동위원소의위도효과에의해서지역에따른동위원소조성의차이가명확하게관찰되었다. 위도가가장낮은 GJ과위도가가장높은 CS의동위원소조성각각 -6.8과 -9.4 로서 2.6 의차이를보였다. 산소와수소동위원소조성에대한회귀직선은 δd=7.7δ 18 O+3.1 (n=8, R 2 =0.995) 로서세계순환수선 (global meteoric water line, GMWL) (δ D=8δ 18 O+10, Craig (1961)) 의기울기와 y절편에서조금차이를보였다. 또한 Lee and Lee (1999) 가남 한강수와하천수의산소와수소동위원소조성으로부터보고한지역순환수선은 δd=8.15δ 18 O+16.3 (n=299, R 2 =0.92) 로이번연구결과의기울기와 y절편또한조금차이를보였다. 이러한차이들이증발작용또는다른수체의공급을의미하는것이아니다. 산소와수소동위원소조성은이들시설에서사용된지하수가대부분강수로부터공급되었으며개방형의사용으로인한증발작용이일어나지않았음을나타낸다. 또한 YG과 GJ의산소동위원소조성은각각 -7.5와 -6.8 로주변의지하수의산소동위원소조성과거의비슷하였다. 4.3 포화지수개방형에사용된지하수의수온, ph, pe 및화학조성을이용하여탄산염광물들 ( 아라고나이트, 방해석및백운석 ) 과규산염광물들 ( 석영및옥수 ) 의포화지수를계산하였다 ( 그림 5). 아라고나이트 (CaCO 3 ), 방해석 (CaCO 3) 및백운석 (CaMg(CO 3) 2) 의포화지수는각각 -1.87-1.30, -1.72-1.15 및 -4.26-2.9로아라고나이트와방해석의포화지수는거의비슷하였고백운석의포화지수는이들보다더낮았다. 이것은탄산염광물들이개방형에사용된모든지하수에서불포화상태인것을나타낸다. 또한 YG (SI aragonite = -1.53, SI calcite=-1.37 및 SI dolomite=-3.32) 와 GJ (SI aragonite= -1.87, SI calcite=-1.72 및 SI dolomite=-4.26) 는 YG와 GJ 주변지하수에서탄산염광물들의포화지수 ( 각각 SI aragonite = Fig. 4. Isotopic compositions of groundwater used in open loop geothermal systems and groundwater around the systems. GMWL represents global meteoric water line from Craig (1961). Fig. 5. Comparison of saturation indexes for carbonate and silicate minerals calculated by Phreeqc using temperature, ph, pe and chemical compositions of groundwater used in open loop geothermal systems.
294 박영윤 권구상 김남주 이진용 윤진구 -1.62와 -1.82, SI calcite=-1.47과 -1.67 및 SI dolomite=-3.52 와 -4.33) 와뚜렷한차이를보이지않았다. 석영 (SiO 2 ) 과옥수 (SiO 2 ) 의포화지수는각각 0.20 0.60 및 -0.25 0.13의범위를보였다. 이것은석영이개방형에사용된모든지하수에서포화상태인것을나타낸다. 반면에옥수는 CJ (SI chalcedony =0.01), GJ (SI chalcedony=0.13) 및 YG (SI chalcedony=0.06) 에서포화상태로나타났고 CS (SI chalcedony=-0.25), DL (SI chalcedony =-0.16) 및 GR (SI chalcedony =-0.19) 에서는불포화상태로나타났다. YG와 GJ 주변지하수에서는석영과옥수의포화지수가각각 SI quartz=0.43과 0.57 및 SI chalcedony =-0.03과 0.12로 GJ와는거의차이를보이지않았다. 반면에 YG에서는개방형의사용에의해서옥수가불포화상태에서포화상태로변하였다. 이것은 YG에서개방형사용이지속되면시스템내에옥수가침전될가능성이있음을나타내며또한지하수의화학조성도변화될수있음을나타내는것이다. 향후 YG에서옥수의침전이일어나면개방형의효율성을떨어뜨릴수있으므로지속적인모니터링을통해옥수의침전여부를확인할필요가있다. 4.4 지열시스템의영향 CJ에서 2006, 2010 및 2012년도에수행한수질검사항목중에 ph, NO - 3 및 Cl - 의평균과표준편자비교하였다 ( 그림 6). 이기간동안에 ph의평균은각각 7.7, 7.0 및 6.7로생활용수질기준 (ph=5.8 8.5) 을만족하지만점차줄어드는경향을보였다. 또한이기간동안에 NO - 3 의평균은각각 10.5, 19.9 및 Fig. 6. Comparisons of levels of ph, NO 3 - and Cl - measured at CJ (see Fig. l) in 2006, 2010 and 2012. Fig. 7. Variations of saturation indexes for carbonate and silicate minerals with decrease of ph. The saturation indexes were calculated by Phreeqc program (Parkhurst and Appelo, 1999).
개방형지열냉난방시스템사용에따른지하수의지화학적특성변화 295 21.5 mg/l이였고 Cl - 의평균은각각 8.28, 23.5 및 36.2 mg/l이였다. NO - 3 와 Cl - 의생활용수질기준은각각약 88.6와 250 mg/l 이하로 CJ는생활용수질기준은만족하고있지만점차증가하는경향이관찰되었다. NO - 3 와 Cl - 는지하수에서대표적인오염물질들로서이러한오염물질의증가가개방형에의한것인지또는주변환경변화에의한것인지정확한평가가이루어져야할것이다. 그러나현재개방형에서수질기준의만족여부만을평가할뿐증가또는감소경향은고려되지않고있다. 이러한경향이모든시설에서관찰되지는않을수있지만이러한경향성을평가를통해수질기준을초과하기이전에지하수수질을보전하고개선하는방안을마련하여개방형을안정적으로사용할수있는환경을만드는것이매우중요하다. 일반적으로외부로부터오염물질이유입되지않았을때 NO - 3 및 Cl - 의농도변화는쉽게예측할수없다. 그러나 ph의경우에는산화-환원환경의변화또는강수의유입등에의해서상대적으로쉽게변할수있는항목이며또한 CJ의경우를고려해서 ph 가현재보다 1 감소하였을때포화지수의변화를예측하였다 ( 그림 7). 탄산염광물의포화지수는모든시료에서 1.12 3.14 감소하였으며백운석의포화지수가다른탄산염광물들에비해서상대적으로큰폭으로감소하였다. 반면에규산염광물의포화지수는거의변화하지않았다. 이것은규산염광물들에비해서탄산염광물의용해도가 ph에민감하게반응하기때문이며이전연구에서도동일한경향이관찰되었다 (Kim et al., 2008). ph 감소에따른탄산염광물의포화지수감소는관정주변암석내분포하는탄산염광물들의용해도를증가시킬수있음을나타내는것이다. 이것은개방형에사용되는관정의안정성에도영향을줄수있다. 따라서지하수화학조성에대한지속적인모니터링이필요하다. 5. 결론국내개방형 6개시설에서사용중인지하수를채취하였으며영광과강진에위치한시설에서는주변지하수도같이채취하였다. 대부분의시설들의운영기간이 2년미만으로매우짧았다. 그럼에도불구하고개방형에의한영향으로수온이 5.6 6.7 의차 이를보였으며 ph, Eh 및화학조성은뚜렷한차이를보이지않았다. 간이수질자료와화학조성을이용하여계산된탄산염광물과규산염광물의포화지수로부터모든시설에서탄산염광물들의불포화상태임을확인하였고석영은포화상태로평가되었다. 대부분의시설에서옥수는불포화상태였으며일부시설에서포화상태로평가되었다. 이것은석영과옥수가개방형시설내에침전될수있을가능성이있다는것을나타낸다. 그러나개방형주변지하수에서도동일한결과가나왔기때문에개방형에의한영향으로이러한결과가나온것은아닌것으로평가하였다. 이번연구의대상시설들중에약 7년정도개방형을운영한시설이 1개있었으며이시설의지하수에서 ph는점차감소하고 NO - 3 와 Cl - 는점차증가하는경향이관찰되었다. ph는 NO - 3 와 Cl - 에비해서상대적으로쉽게변화되는항목이므로현재의조건에서 ph가 1 낮아졌을때탄산염광물들의포화지수는감소하고규산염광물들의포화지수는거의변화하지않는것으로예측되었다. 이것은개방형에의해 ph가낮아졌을때개방형관정내탄산염광물들이용해를가속시킬수있는가능성이있음을나타내는것이다. 결론적으로현재까지개방형의운영에따른지하수의지화학적인변화는뚜렷하게관찰되지않았지만향후개방형에의해지하수의지화학적인특성이변화될수있는가능성을확인하였다. 따라서개방형을안정적으로사용하기위해서는지하수의지화학적특성변화에대한지속적인모니터링이필요하다. 사사 본연구는 2012년도지식경제부의재원으로한국에너지기술평가원 (KETEP) 의지원을받아수행한연구과제입니다 (No. 20123040110010). 이논문을위해세심한검토와유익한조언을주신김현수교수님과정훈영교수님께깊이감사드립니다. 참고문헌 Allison, J.D., Brown, D.S. and Novo-Gradac, K.J., 1991, MINTEQA2. A geochemical assesment data base and test cases for environmental system: Verse. 3.0 user s manual. USEPA, Athens, 77 p.
296 박영윤 권구상 김남주 이진용 윤진구 Choo, C.O., Lee, J.K. and Cho, H.G., 2004, Formation of alunite and schwertmannite under oxidized condition and its implication for environmental geochemistry at Dalseong mine. J. Miner. Soci. Korea, 17, 37-47 (in Korean with English abstract). Craig, H., 1961, Isotopic variations in meteoric waters. Science, 133, 1702-1703. Freedman, V.L., Waichler, S.R., Mackley, R.D. and Horner, J.A., 2012, Assessing the thermal environmental impacts of an groundwater heat pump in southerastern Washington State. Geothermics, 42, 65-77. Hahn, J., Han, H., Hahn, C., Kim, H.S. and Jeon, J.S., 2006, Design guidelines of geothermal heat pump system using standing column well. Economic and Environmental Geology, 39, 607-613 (in Korean with English abstract). Jo, Y.J., Lee, J.Y., Lim, S.Y. and Hong, G.P., 2009, A review on potential effects of installation and operation of ground source heat pumps on soil and groundwater environment. Journal of Soil and Groundwater Environment, 14, 22-31 (in Korean with English abstract). Jung, H.I., 2006, Development of geothermal energy and contamination of soil and groundwater. Korea Journal of Geothermal Energy, 2, 31-43 (in Korean). Kim, G.Y., Bae, D.S., Choi, B.Y., Oh, S.J. and Koh, Y.K., 2008, A study on the geochemical clogging for the assessment of the hydrological safety of the underground oil storage carvern. J. Miner. Soci. Korea, 21, 139-159 (in Korean with English abstract). Kwon, K.S., Lee, J.Y. and Mok, J.K., 2012, Update of current status on ground source heat pumps in Korea. Journal of the Geological Society of Korea, 48, 193-199 (in Korean). Lee, J.Y., 2009, Current status of ground source heat pumps in Korea. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13, 1560-1568. Lee, J.Y., Lee, J.K., Kim, J.W., Kim, K.G., Yun, J.G., Song, S,H., Kim, J.W., Jo, Y.J. and Choi, H.M., 2008, Study on influence of geothermal system on soil and groundwater. Ministry of Environment, Sejong, 244 p (in Korean). Lee, K.S. and Lee, C.B., 1999, Oxygen and hydrogen isotopic composition of precipitation and river waters in south Korea. Journal of the Geological Society of Korea, 35, 73-84 (in Korean with English abstract). Mok, J.G., Lim, H.G., Jang, B.J., Park, Y.C. and Lee, J.Y., 2011, Time series analysis of the effect of ground-source heat pumps on groundwater characteristics. The Journal of Engineering Geology, 21, 35-43 (in Korean with English abstract). Nordstrom, D.K., Ball, J.W., Donahoe, R.J. and Whittemore, D., 1989, Groundwater chemistry and water-rock interaction at Strip. Goechimica et Cosmochimica Acta, 53, 1727-1740. Parkhurst, D.L. and Appelo, C.A.J., 1999, User s guide to PHREEQC (version 2) - a computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. United State Geological Survey, Denver, 312 p. Shim, B.O. and Lee, C.W., 2010, Status of underground thermal storage as shallow geothermal energy. Economic and Environmental Geology, 43, 197-205 (in Korean with English abstract). USEPA (United State Environmental Protection Agency), 1997, Manual on environmental issues related to geothermal heat pump systems. USEPA, Washington, D.C., 95 p. USEPA (United State Environmental Protection Agency), 1999, The Class V Underground Injection Control Study. Volume 19, Heat pump and air conditioning return flow wells. USEPA, Washington, D.C., 60 p. 투고일 : 2013년 3월 18일 심사일 : 2013년 3월 19일 심사완료일 : 2013년 4월 28일