토양환경기술사시험자료집 - 지하수일반/지하수오염 및 정화(22)

※ 지하수의 수질에 영향을 미치는 요소

 

1. 화학적반응의 영향 : 반응은 복합적으로 일어나며 상호간섭적이다.

      (1) 산-염기반응

              1) 물(H2O), 아세트산(CH3CO2H)과 같은 중성분자 또는 암모늄이온(NH4+),

                  히드록시이온(OH-), 탄산이온(CO32-) 등 전하를 띤 이온 사이의 하나 또는

                  그 이상의 수소이온(H+)이 상호 교환되는 반응

                      ⊙ 산 : 반응할 때 전자를 받는 물질 (H+를 내어 놓는 물질)

                      ⊙ 염기 : 반응할 때 전자를 내어 놓는 물질 (H+를 내어 받는 물질)

              2) PH, 알칼리도, 이온화학에 영향을 준다.

                                HCO3- + H2O → H3O+ + CO32-

                                H2O + H2O → H3O+ + OH-

      (2) 용해, 해리, 용리, 기화, 침전

             1) 용해, 해리 : 물은 탁월한 용매로서 많은 용질을 지하수에 공급한다.

             2) 용리, 기화, 침전 : 물에서 용질을 제거하는 작용이다.

                 ⊙ 용해(Dissolution, Solution)

                     - 기체, 액체, 또는 고체물질이 다른 기체, 액체, 또는 고체물질과 혼합되어 균일한 

                        상의 혼합물, 즉 용체가 생기는 현상.

                     - 지질학적 의미 : 암석이 외부의 용액과 반응하여 녹는 현상이며 일종의 화학적

                                               풍화현상

                     - 이화학적 의미 : 고체나 기체물질이 용매와 반응하여 액체상태의 물질로 변하는 

                                               현상

                 ⊙ 해리(Dissociation)

                     - 하나의 분자가 그 성분원자, 원자단, 더 작은 분자로 분해되고 그 변화가 가역적일때 

                        그러한 분해를 해리라 한다.

                     - 고형의 화합물이 토양수분에 녹는 현상을 용해라 하는데, 이때 녹아서 이온화하는  

                        현상을 해리라 한다.

                 ⊙ 용리(Exsolution)

                     - 처음에는 균질한 고용체가 물질을 첨가하거나 제거하지 않고 적어도 2개의 다른 

                        물질로 분리되는 과정

                     - 대부분의 용리는 고용체가 상호 용해도 또는 안정도 이하의 온도로 냉각될 때

                        일어난다.

                 ⊙ 기화(Vaporization)

                     - 액체가 열을 받아 증발하여 기체가 되는 현상으로 승화(고체→기체)를 포함할 수도 

                        있다.

                 ⊙ 침전(Precipitation)

                     - 불용화라고도 하며, 용해(해리)의 상대적 개념이다.

                     - 일반적 의미 : 액체속에 있는 작은 고체가 아래로 갈아 앉는 현상

                     - 화학적 의미 : 액체상태에 있는 어느 성분이 과포화상태가 되어

                                            결정이 석출되는 현상

      (3) 착물형성(Complexation) , 복합체

             1) 착물 : 보다 단순한 양이온, 음이온, 분자들이 결합하여 만들어진 보다 복잡한 이온

             2) 착물형성 : 유독한 금속(Cd, Cu, Pb, U, Pt 등)들의 이동을 용이하게 한다.

                                 Cr3+ + OH- → Cr(OH)2+

      (4) 산화-환원

             1) 전자의 이동으로 산화와 환원이 동시에 일어나는 반응

             2) 어떤 원자나 이온이 전자를 잃고 산화되면 이 전자를 얻어 환원되는

                 다른 원자나 이온이 있어 산화환원반응은 항상 동시에 일어난다.

             3) 다른 반응에 비하여 속도가 느리다.

             4) 미생물의 활동이 개입된 반응으로, 미생물은 반응의 촉매제 역할을 하며

                 이 반응에서 에너지를 얻는다.

                       O2 + 4Fe2+ + 4H+ → 2H2O + 4Fe3+

                                                                       산화 : RCH3 → RCH2OH → RCHO → RCOOH

                                                                       환원 : CCl4 → HCCl3 → H2CCl2 + Cl- (탈염소) 

      (5) 방사성붕괴

              1) 방사성동위원소(핵종)가 방사선을 방출하며 보다 안정한 원소로 변화하는 현상

              2) α붕괴, β붕괴, γ발산이 있다.

                                                               1H3 → 2He3 (단1H1, 1H2 : 안정 동위원소)

 

2. 환경적 영향 : 장소, 계절, 기후(풍화에 영향을 줌), 암석, 토양(점토광물의 이온교환능력 등)

 

3. 생물학적, 미생물학적 영향 : 식물의 작용, 미생물에 의한 물속의 질소량결정 등

 

4. 대기중의 성분에 의한 영향 : 먼지 등

 

5. 인간에 의한 영향 : 오염원(폐수방류, 매립지, 핵시설, 광산, 자동차, 농약살포 등), 기타.