Groundwater in Jeju Island is extensively utilized for living, agriculture, and industry, with over 20 million tons consumed monthly. This heavy usage raises concerns about groundwater pollution due to aging and corrosion of pipes, with over 90% being outdated. Effective management and corrosion prevention measures are essential to address these issues. This study aims to compare the corrosion characteristics of Shielded Metal Arc Welding (SMAW) and Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) to analyze weld joint corrosion in the groundwater environment of Jeju Island and under ordinary temperatures. The corrosion behaviors of mild steel and stainless steel were examined by measuring weight changes over time in both conditions. Results indicate that, with the SMAW process, corrosion progressed slowly at the start and end of the weld under ordinary temperatures, while in the groundwater environment, it occurred gradually across the entire weld area. In contrast, GTAW exhibited corrosion at the weld start, end, and heat-affected zone in ordinary conditions, with gradual corrosion also observed under ground.

기후변화에 따라 수자원의 취약성이 증가하고 있고, 그로 인해 지하수 자원의 필요성이 강조되고 있다. 특히, 낙동강권역이 자리 잡은 한반도 남부는 매년 봄 가뭄과 같은 물 부족 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 물 부족의 대안 으로 지하수 자원 이용이 대두되고 있으나, 지하수 자원의 활용에는 수질 안정성이 반드시 요구된다. 이 연구는 2023년 8월과 10월, 2회에 걸쳐 낙동강 하류 광려천 유역을 대상으로 지하수 관정 총 54개소와 하천수 총 5개의 지점에서 시 료를 채취하여 현장 수질 및 실내 수질 분석을 수행하였다. 현장에서 측정한 전기전도도의 값은 지하수와 하천수 모두 연구 지역 수계 하류로 갈수록 농도가 증가하는 경향을 보여 준다. 이는 하류의 농업 활동이 하천수에 직접적으로 유 입됨을 지시한다. 실내 수질 분석 결과 연구 지역의 수질 유형은 주로 [Ca-HCO3] 유형이 가장 많고, [Ca-SO4] 유형이 그 뒤를 이었다. 8월과 10월 시간에 따른 수질 유형의 변화를 확인하면, Ca 함량이 우세한 지역이 Na 함량이 우세한 지역으로 변화하고, 이러한 지하수 관정은 주로 하류에 위치하고 있음을 확인하였다. 결국 연구 지역 하류의 하천수·지 하수의 농도 변화는 공장단지, 폐수 처리시설, 농경지의 분포 현황 및 낙동강 하류의 유입과 밀접한 관계가 있고, 이를 통해 인위적인 오염이 발생하였음을 유추할 수 있다.

This study explores strategies to address the variability of heat energy using renewable energy and heat grids to achieve carbon neutrality. Renewable energy source introduce fluctuations that can impact the stability of power systems, while heat grids provide a systematic infrastructure for efficient supply of heat energy and power generation. Jeju Island is chosen as a case study, focusing on balance control based on groundwater-based geothermal energy to optimize the distribution of heat energy. The results demonstrate that the 3rd control method is the most effective in maintaining the target temperature in greenhouses, and specific temperature settings and objectives are proposed for each control method based on crop requirements. These research findings contribute to achieving carbon neutrality and reducing power consumption.

Shallow groundwater in rural areas is primarily polluted by agricultural activities. Nitrate-nitrogen is an indicator of artificial pollution. In this study, the hydrochemical characteristics and nitrate-nitrogen pollution of shallow groundwater were examined in two agricultural villages (Hyogyo-ri and Sinan-ri) in Chungcheongnam-do Province, Korea. Physicochemical quality analysis of shallow groundwater and stream water in the field, and chemical analysis in the laboratory were conducted from July 2020 to October 2021. In Hygyo-ri and Sinan-ri villages, shallow groundwater mainly b elonged t o the C a-Cl, Ca-H CO3, Na-HCO3, and Na-Cl types, whereas stream water predominantly belonged to the Ca-HCO3 type. The nitrate-nitrogen concentration in shallow groundwater varied depending on the season, displaying an increased concentration of nitrate-nitrogen in the dry season compared to the rainy season. Stream water may be influenced by runoff into villages from the surrounding area, although both shallow groundwater and stream water are affected by artificial pollution. In addition, the nitrate-nitrogen concentration in stream water was lower than that in shallow groundwater.

To raise the physical strength of alginate beads, this study manufactured alginate-cellulose bead by adding cellulose to alginate, and wanted to identify whether falginate-cellulose beads were sufficiently efficient in removing heavy metals. To find out optimal amounts of alginate and cellulose injection, this study conducted a pilot study, and repeated experiments proved that alginate 2 w/v% + cellulose 1 w/v% were the optimal amounts in manufacturing beads. Using micro materials tester, this study compared strengths of alginate beads and alginate-cellulose beads. Choosing Cd2+, Pb2+, and Ni2+ as materials to be removed, this study analyzed concentrations of them before and after the treatment. Experiments showed that, compared with alginate beads, the strength of alginate-cellulose beads was 2.26 times stronger, and that the latter could remove 98.22%, 99.99%, and 92.57% of Cd2+, Pb2+, Ni2+, respectively. While addition of cellulose to alginate made the absorption rate drop by about 1%, the beads were still highly efficient in removing heavy metals. Accordingly, it seems that alginate-cellulose beads can be used in removing heavy metals.

In the coastal areas of Jeju Island, composed of volcanic rocks, saltwater intrusion occurs due to excessive pumping and geological characteristics. Groundwater level and electrical conductivity (EC) in multi-depth monitoring wells in coastal areas were characterized from 2005 to 2019. During the period of the lowest monthly precipitation, from November 2017 until February 2018, groundwater level decreased by 0.32-0.91 m. During the period of the highest monthly precipitation, from September 2019 until October 2019, groundwater level increased by 0.46-2.95 m. Groundwater level fluctuation between the dry and wet seasons ranged from 0.79 to 3.73 m (average 1.82 m) in the eastern area, from 0.47 to 6.57 m (average 2.55 m) in the western area, from 0.77 to 8.59 m (average 3.53 m) in the southern area, and from 1.06 to 12.36 m (average 5.92 m) in the northern area. In 2013, when the area experienced decreased annual precipitation, at some monitoring wells in the western area, the groundwater level decreased due to excessive groundwater pumping and saltwater intrusion. Based on EC values of 10,000 μS/cm or more, saltwater intrusion from the coastline was 10.2 km in the eastern area, 4.1 km in the western area, 5.8 km in the southern area, and 5.7 km in the northern area. Autocorrelation analysis of groundwater level revealed that the arithmetic mean of delay time was 0.43 months in the eastern area, 0.87 months in the northern area, 10.93 months in the southern area, and 17.02 months in the western area. Although a few monitoring wells were strongly influenced by nearby pumping wells, the cross-correlation function of the groundwater level was the highest with precipitation in most wells. The seasonal autoregressive integrated moving average model indicated that the groundwater level will decrease in most wells in the western area and decrease or increase in different wells in the eastern area.

In this study, to develop and verify the Jeju-type groundwater thermal system design program, the energy consumption and system performance derived by input into the design program based on the load calculated on the demonstration site and the groundwater temperature were compared and analyzed with the actual measured values. The theoretical values ​​of energy consumption and heating and cooling COP ​​obtained through the Jeju-type groundwater thermal system design program were 11.24kW, 5.28 for heating, 13.31kW, 3.94 for cooling respectively. The measured values ​​of energy consumption and COP of the Jeju-type groundwater thermal system were 3967.2kW and 4.5, respectively. The error between the theoretical value and the measured value obtained through the design program is 0% and 2.39%, respectively. The errors that occur in the predicted values ​​and the actual values ​​are due to variables that are ignored in the system assumptions. If users consider errors and use it when designing groundwater thermal systems, they can estimate the cost of required drilling works, heat exchangers, and heat pumps and analyze economic feasibility.

지진은 지각내 단층운동과 함께 수십억 년 전부터 발생하여 왔다. 1960년대부터는 미국에서는 지진과 지하수위 의 연관성 연구를 본격적으로 시작하였으나, 국내에서는 2010년 경부터 지진과 지하수위 및 수리지화학적 연관성에 대 한 연구를 시작하였다. 본 연구에서는 국내학자들이 과거부터 2021년까지 연도별로 지진과 지하수의 관련성을 연구한 논문을 Web of Science에서 검색하고, 분야별(지하수위, 수리지화학, 지하수위와 수리지화학 병행, 그 외 분야) 연구 특 성을 검토하였다. 국내학술지에 게재된 지진과 지하수 관련성 연구 논문을 보면, 연도별 논문 편수는 2011년에 동일본 대지진, 2016년에 경주지진, 2017년에 포항지진과 발생과 관련되며, 이에 따라 2011년, 2018년, 2019년, 2020년에 국내 및 국제학술지 게재 논문수가 증가하였다. 대부분의 지하수위와 지진의 관련성 연구는 지진과 동시기의 지하수위 변화 에 관한 연구이며, 지진 전조와 관련한 연구는 거의 없다. 지하수위 관측자료와 함께 여러가지 수리지화학적 정보와 미 생물은 지진에 의한 기반암내 지하수의 유동과 화학적인 반응을 보다 상세하게 이해하는데 도움을 줄 수 있다. 지진 감시 및 예측을 위해서는 지진감시를 위한 지하수관측공 네트워크를 전국적으로 구축할 필요가 있다.

This study presents the data analysis results of groundwater chemistry and the occurrence of fluoride in groundwater obtained from the groundwater quality monitoring network of Korea. The groundwater data were collected from the National Groundwater Information Center and censored for erratic values and charge balance (±10%). From the geochemical graphs and various ionic ratios, it was observed that the Ca-HCO3 type was predominant in Korean groundwater. In addition, water-rock interaction was identified as a key chemical process controlling groundwater chemistry, while precipitation and evaporation were found to be less important. According to a non-parametric trend test, at p=0.05, the concentration of fluoride in groundwater did not increase significantly and only 4.3% of the total groundwater exceeded the Korean drinking water standard of 1.5 mg/L. However, student t-tests revealed that the fluoride concentrations were closely associated with the lithologies of tuff, granite porphyry, and metamorphic rocks showing distinctively high levels. This study enhances our understanding of groundwater chemical composition and major controlling factors of fluoride occurrence and distribution in Korean groundwater.

사람 아이치바이러스 (Aichivirus A; AiV-A)는 positivesense single-strand RNA 비외피 바이러스로 지난 10년 동안 하수, 강, 지표 및 지상의 다양한 물환경에서 전 세계적으로 검출이 보고되고 있다. 지하수 등 물환경에서 AiV-A 진단을 위한 고감도 및 특이성이 우수한 방법의 개발이 요구됨에 따라, 본 연구에서는 기존 및 신규 설계된 프라이 머 세트를 기초로 역전사 (RT) 및 이중 중합효소연쇄반응이 가능한 조합을 개발하였다. 개발한 방법을 국내 음용 지하수 시료에 적용 및 평가하였으며, 그 결과 지하수 시료에서 AiV-A를 성공적으로 검출 및 동정할 수 있는 RTnested PCR primer sets가 선정되었고 후속적으로 동정할 수 있는 절차가 고안되었다. 본 연구 결과는 지하수 등 물 환경에서 AiV-A 오염을 탐지하기 위한 모니터링 시스템 마련에 기여할 것으로 기대된다.

Several studies investigating the behavior and environmental distribution of rare earth elements (REEs) have been reviewed to determine the geochemical processes that may affect their concentrations and fractionation patterns in groundwater and whether these elements can be used as tracers for groundwater-rock interactions and groundwater flow paths in small catchments. Inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), equipped with an ultrasonic nebulizer and active-film multiplier detector, is routinely used as an analytical technique to measure REEs in groundwater, facilitating the analysis of dissolved REE geochemistry. This review focuses on the distribution of REEs in groundwater and their application as tracers for groundwater geochemistry. Our review of existing literature suggests that REEs in ice cores can be used as effective tracers for atmospheric particles, aiding the identification of source regions.

농촌지역에서는 농업활동의 영향에 의한 질산성질소 오염이 천부지하수를 생활용수나 먹는물로 사용하는데 큰 장애요인이 되고 있다. 본 연구에서는 충남 예산군 효교리 농업지역의 천부지하수의 수질특성을 토지용도 및 토양층의 화학성분과 연계하여 고찰하였다. 지하수의 NO3-N 평균 농도는 생활용수와 농업용수 수질 기준을 초과하며, 이는 비료, 축산폐수, 생활하수 등의 인위적인 오염원으로부터 유래하는 것으로 판단된다. 연구지역 지하수 수질형은 주로 Ca(Na)-Cl형에 속하는 것으로 나타나며, 일반적인 천부지하수의 수질형인 Ca-HCO3형과는 다르다. 논 및 기타(상류, 목장, 주거) 지역과 밭 지역으로 구분하여 지하수의 NO3-N 농도를 비교한 결과, 밭 지역의 NO3-N의 평균 농도는 22.8 mg L−1이고, 논 및 기타 지역의 NO3-N 평균 농도는 7.7 mg L−1로서 밭 지역의 NO3-N의 평균 농도가 높게 나타난다. 이는 논지역이 낮은 투수성을 가지고, 밭지역은 높은 투수성을 가지기 때문이다. Mann-Kendall 검정과 Sen 검정에 의한 경향성 분석 에 의하면, NO3-N 농도는 매년 0.011 mg/L 정도로 매우 약한 감소 추세를 보여주고 있으며, 이는 현재 지하수내 NO3-N 농도가 거의 평형상태에 있음을 지시한다. 한편 SO4 2− 농도는 매년 −15.48% 씩 감소하며, HCO3 − 농도는 매년 −13.75% 씩 감소하는 것으로 나타났다. 입도분석에 의한 수리전도도는 지표하 5 m까지의 심도에서 평균 1.86×10−5 cm s−1을 보이며, 모래층에서는 1.03×10−4 cm s−1을 그리고 실트층에서는 2.50×10−8 cm s−1을 보인다.

When a radial collector well is installed and operated for agricultural purposes, negative impacts may be observed over time due to the clogging of horizontal arms, such as reduced groundwater discharge and water quality deterioration. When radial collector well No. 2 was rehabilitated using the high-pressure impulse generation technique, the specific capacity and transmissivity were increased by 43.1 and 100.6%, respectively. In contrast, according to air surging, the specific capacity and transmissivity increased by 33.8 and 85.8%, respectively, compared to the initial rate before rehabilitation. During the operation of radial collector wells since construction, the time of well rehabilitation can be effectively determined by continuously monitoring the groundwater level and pumping rate of the radial collector wells, thereby preventing a decrease in productivity.

세척수에 포함된 무기물질의 함량이 먹는 물의 수질기준을 초과하여, 참외 GAP 인증을 받지 못하는 사례가 최근 들어 종종 발생하고 있다. 이에 농업현장에서는 껍질을 제거하여 먹는 참외의 소비특성을 감안하여 세척수 수질기준의 일부를 완화해 줄 것을 요청하고 있다. 이에, 본 연구에서는 성주 지역에서 2017-2019년 GAP 인증 참외의 세척에 이용되는 지하수 142건의 수질자료를 근거로 무기물질 4종(불소, 비소, 철, 망간)의 인체 위해성을 평가 하였다. 연구 결과, 성주 지역 GAP 참외의 세척에 사용 되는 지하수를 음용수 수준으로 섭취하는 우리나라 국민의 4종 무기물질에 대한 HQ는 모두 평균 0.10 이하로 안전한 수준이었다. 특히, 심미적 영향물질인 철, 망간의 경우 성주 지역 지하수를 음용수 수준으로 섭취하는 경우 HQ 가 평균 0.00. 과다노출군의 경우 0.01나타났는데, 일반 참외를 섭취하는 국민의 HQ(평균 0.01, 과다노출군 0.03)보다 낮은 수준이었다. 따라서, 성주 지역 지하수를 GAP 농산물의 세척에 활용하더라도 철, 망간을 포함한 4종 무기 물질이 인체에 미치는 영향은 미미할 것으로 생각된다.

Appropriate water level is the primary factor for the optimal yield of crop plants. The required water level varies according to the variety of the crops. In the present study, we investigated the optimum requirement of groundwater level(GWL) to grow sorghum and adzuki bean under paddy field soil. Here, we cultivated sorghum and adzuki bean using lysimeter filled with paddy soil under GWL 0 cm(NT) and GWL(20, 40 cm) where GWL 20 cm is maintained as a waterlogging condition. The plant growth promoting attributes were measured on the first day after treatment(0 DAT), 10 DAT and 20 DAT. The results showed that the growth parameter such as shoot length, leaf length, leaf width, and stem thickness of both sorghum and adzuki bean were constantly increased and were found higher at GWL 40 cm(except stem thickness and leaf width in sorghum at 20 DAT). The physiological parameters such as chlorophyll content and stomatal conductance were also found higher at GWL 40 cm in all DAT. In addition, the elements like P and K contents in adzuki bean, and Ca content in sorghum were constantly increased and was found higher in GWL 40 cm at all DAT. These results suggest that the GWL of 40 cm is appropriate for production of sorghum and adzuki bean especially in case of paddy soil.

기존에 국내에서 지하수에 대한 해수의 영향 연구가 거의 이루어지지 않았던 다도해상의 도서 지역인 전라남도 신안군의 지하수 수질 특성을 평가하였다. 지하수에 대한 해수의 영향을 평가하기 위해 지하수의 현장 수질 측정과 주요 용존성분 등을 포함한 수리지구 화학적 인자를 조사하였다. 총 4회에 걸친 현장 수질 측정 결과, 500 μS/cm 이상의 높은 전기전도도 값을 나타내는 관정은 163개 중 74개로 나타났으며, 용존이온 분석을 통한 Cl−/HCO3− 몰 비로 지하수의 해수 영향을 분석한 결과 심한 영향 및 매우 심한 영향을 의미하는 2.8 이상의 값을 갖는 시료가 74개 중 40개에 해당하였다. 지하수 수질유형의 경우, 직접적인 해수의 영향을 받는 것으로 판단되는 Na-Cl 유형과 해수침투에 의한 지하수 진화단계에서 Na-Cl 이전 유형인 Ca-Cl 유형은 암반지하수의 경우 각각 35.3, 44.1%, 충적층/풍화대 지하수의 경우 52.5, 45%를 차지하였다. 이러한 대수층별 해수의 영향 특성은 각 관정의 해안에서의 거리, 양수량, 조석 등의 영향을 받을 것으로 판단된다.

In this study, the effectiveness of electrodialysis in removing inorganic arsenic from groundwater was investigated. To evaluate the feasibility of the electrodialysis, operating parameters such as treatment time, feed concentration, applied voltage and superficial velocity were experimentally investigated on arsenic removal. The higher conductivity removal and arsenic removal efficiency were obtained by increasing applied voltages and operation time. An increase of salinity concentrations in arsenic polluted groundwater exerted no effects on the arsenic separation ratios. Arsenic polluted waters were successfully treated with stack voltages of 1.8 ~ 2.4 V/cell-pair to approximately 93.4% of arsenic removal. Increase flow rate in diluate cell gave positive effect to removal rate. However, increase of superficial velocity in the concentrated cell exerted no effects on either the conductivity reduction or on the separation efficiency. Hopefully, this paper will provide direction in selecting appropriate operating conditions of electrodialysis for arsenic removal.