KR101406701B1 - System and method for identify contaminant sources - Google Patents
System and method for identify contaminant sources Download PDFInfo
- Publication number
- KR101406701B1 KR101406701B1 KR1020120083023A KR20120083023A KR101406701B1 KR 101406701 B1 KR101406701 B1 KR 101406701B1 KR 1020120083023 A KR1020120083023 A KR 1020120083023A KR 20120083023 A KR20120083023 A KR 20120083023A KR 101406701 B1 KR101406701 B1 KR 101406701B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pollution
- groundwater
- groundwater level
- concentration
- contamination
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 title claims description 22
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 149
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 56
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims abstract description 55
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims abstract description 26
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims abstract description 25
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 12
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims description 16
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical compound ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical compound ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 13
- 229960002415 trichloroethylene Drugs 0.000 description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- GNQLSXPTDNWSRP-UHFFFAOYSA-N Cl[C]F.C(Cl)(Cl)Cl Chemical compound Cl[C]F.C(Cl)(Cl)Cl GNQLSXPTDNWSRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N Erythromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 229910052626 biotite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/10—Services
- G06Q50/26—Government or public services
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Economics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
오염원 확인 시스템 및 방법이 제공된다. 상기 오염원 확인 방법은, 오염원을 확인하고자 하는 지역에 관측정을 설치하는 단계, 상기 관측정에서 지하수 시료를 샘플링한 후 분석하여 오염 물질의 오염 농도를 모니터링하는 단계, 상기 관측정에서 지하수 수위를 측정하여 모니터링하는 단계, 및 상기 오염 농도와 상기 지하수 수위의 상관 관계를 구하여 상기 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인하는 오염원 확인 단계를 포함한다. 상기 오염원 확인 시스템은, 오염원을 확인하고자 하는 지역에 설치되는 관측정, 상기 관측정에 설치되어 지하수 내 오염 물질의 오염 농도를 모니터링하는 오염 농도 모니터링부, 상기 관측정에 설치되어 상기 지하수의 수위를 측정하여 모니터링하는 지하수 수위 모니터링부, 및 상기 오염 농도 모니터링부로부터 전송받은 상기 오염 농도와 상기 지하수 수위 모니터링부로부터 전송받은 지하수 수위의 상관 관계를 구하여 상기 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인하는 오염원 확인부를 포함한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 지하수 환경에서의 수리지질학적 특성을 이용하여 적은 비용과 인력으로 지하수 환경에서의 오염원을 정확하고 효과적으로 확인할 수 있다. A source identification system and method are provided. The contamination source identification method includes the steps of installing an observation port in an area where a contamination source is to be identified, monitoring the contamination concentration of the pollutant after sampling the groundwater sample in the observation port, measuring the groundwater level in the observation port, And determining a correlation between the pollution concentration and the groundwater level to confirm whether the region where the observation is installed is a pollution source region. The pollution source identification system includes an observation station installed in an area where a pollution source is to be identified, a pollution concentration monitoring unit installed in the observation place to monitor the pollution concentration of the pollution material in the groundwater, And a pollution source checking unit for determining a correlation between the contamination concentration received from the pollution concentration monitoring unit and a groundwater level transmitted from the groundwater level monitoring unit to determine whether the area where the observation observation is installed is a pollution source area do. According to the embodiments of the present invention, it is possible to accurately and effectively check the source of contamination in the groundwater environment with low cost and manpower using the hydraulic geological characteristics in the groundwater environment.
Description
본 발명은 오염원 확인 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하수 환경에서 수리지질학적 특성을 이용하여 오염원을 확인하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pollution source identification system and method, and more particularly, to a system and method for identifying pollution sources using hydrogeological features in a groundwater environment.
산업단지는 다양한 형태의 시설을 수용하고 있고, 그 중 일부는 여러 목적으로 염소 처리된 용매들을 사용한다. 이에 의해, 중소수성 액체들(Dense Non-Aqueous Phase liquids, DNAPLs)인 테트라클로로에텐(tetrachloroethene, PCE), 트리클로로에텐(trichloroethene, TCE), 카본 테트라클로라이드(carbon tetrachloride, CT), 및 클로로포름이 지하수에서 주로 감지되는 유기 오염 물질(염소계 탄화수소)이다. 산업 및 상업용으로 탈지제 및 세정제가 널리 사용되고 있기 때문에 산업 및 도시 지역에서는 PCE 및 TCE의 감지율이 거의 19%에 이르는 것으로 보고된 바 있다. 최근에 환경에 대한 관심이 고조되면서 이와 같은 지하수 내 염소계 탄화수소 오염 물질의 발생, 건강 위협, 정화 등이 주로 연구되고 있다. 특히, 산업 단지 및 저장 시설 장소에, 염소계 탄화수소 오염 물질은 복잡한 수리 지질학적 특성으로 복합적인 오염 패턴을 보이고, 오랜 기간 동안 지속적인 오염원을 제공한다.Industrial complexes accommodate various types of facilities, some of which use chlorinated solvents for various purposes. By this, tetrachloroethene (PCE), trichloroethene (TCE), carbon tetrachloride (CT), and chloroform (DME), which are Dense Non-Aqueous Phase liquids Is an organic pollutant (chlorinated hydrocarbon) that is mainly detected in groundwater. Detergents and cleaners for industrial and commercial use have been widely used, so the detection rate of PCE and TCE in industrial and urban areas has been reported to be almost 19%. In recent years, interest in the environment has increased, and the occurrence of chlorinated hydrocarbon pollutants in groundwater, health threats, and purification have been mainly studied. In particular, at industrial and storage sites, chlorinated hydrocarbon pollutants exhibit complex pollution patterns due to complex hydrogeological characteristics and provide long-lasting sources of pollution.
지하수 내 염소계 탄화수소 오염 물질들의 복합 오염원들의 발생은 화학적 지문 채취(chemical fingerprinting), 역사적 기록(historical archives), 및 화합물 안정 동위원소 분석(compound-specific isotope analysis, CSIA)와 같은 다양한 기술에 의해 평가될 수 있다.The occurrence of multiple pollutants of chlorinated hydrocarbon contaminants in groundwater can be assessed by a variety of techniques such as chemical fingerprinting, historical archives, and compound-specific isotope analysis (CSIA) .
오염 농도의 화학적 지문 채취는 지리 통계학, 역 모델링, 회귀 분석과 같은 수학적 접근법와 결합하여 간단한 기하학적 조건과 지하수 흐름 조건에서 복합 오염원을 파악하는데 유용할 수 있다. 그러나, 관심 영역이 상류 구배 영역(upgradient area)으로부터 유출된 높은 오염 농도를 갖는 주요 유독성 플룸(plume)에 의해 범람되면 오염원은 모호하게 될 수 있다. 또, 염소계 탄화수소 오염 물질을 확인하기 위한 역사적 접근법은 일반적으로 부정확한 결과를 제공한다. 상기 두 방법의 한계때문에 최근에 지하수 내 염소계 탄화수소 오염 물질을 확인하는데 화합물 안정 동위원소 분석이 적용되고 있다. 그러나, 상기 화합물 안정 동위원소 분석 방법은, 같은 제조 오염원을 갖는 오염 물질로부터 기원된 플룸이 높은 농도를 갖는 주요 플룸과 겹쳐지겨나 혼합되는 경우 명확하지 않은 결과를 제공할 수 있다.Chemical fingerprinting of pollutant concentrations can be useful for identifying multiple pollutants in simple geometric and groundwater flow conditions in combination with mathematical approaches such as geostatistics, inverse modeling, and regression analysis. However, if the region of interest is overflowed by a major toxic plume with a high contamination concentration exiting from the upgraded area, the source can become ambiguous. In addition, historical approaches to identifying chlorinated hydrocarbon contaminants generally provide inaccurate results. Due to the limitations of the two methods, compound stable isotope analysis has recently been applied to identify chlorinated hydrocarbon contaminants in groundwater. However, the compound stable isotope analysis method can provide unclear results when the plumes originating from contaminants having the same manufacturing contaminant source are superimposed and mixed with a major plume having a high concentration.
상기와 같은 기존 방법들은 비용이 많이 소요될 뿐 아니라 오염원, 특히 복합 오염원을 확인하는 것이 매우 어렵다.Conventional methods such as these are costly and it is very difficult to identify a source of contamination, particularly a source of multiple sources.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 오염원을 정확하고 효과적으로 확인할 수 있는 오염원 확인 방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a pollution source identification method which can accurately and effectively confirm a pollution source.
본 발명은 오염원을 정확하고 효과적으로 확인할 수 있는 오염원 확인 시스템을 제공한다.The present invention provides a source identification system that can accurately and effectively identify a source.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들에 따른 오염원 확인 방법은, 오염원을 확인하고자 하는 지역에 관측정을 설치하는 단계, 상기 관측정에서 지하수 시료를 샘플링한 후 분석하여 오염 물질의 오염 농도를 모니터링하는 단계, 상기 관측정에서 지하수 수위를 측정하여 모니터링하는 단계, 및 상기 오염 농도와 상기 지하수 수위의 상관 관계를 구하여 상기 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인하는 오염원 확인 단계를 포함한다.The pollution source identification method according to embodiments of the present invention includes the steps of installing an observing area in an area where a pollution source is to be determined, monitoring the contamination concentration of the polluting material after sampling the groundwater sample in the observation place, Measuring a groundwater level and monitoring the pollutant concentration; and determining a correlation between the pollutant concentration and the groundwater level to confirm whether the area where the observation is installed is a pollutant area.
본 발명의 실시예들에 따른 오염원 확인 시스템은, 오염원을 확인하고자 하는 지역에 설치되는 관측정, 상기 관측정에 설치되어 지하수 내 오염 물질의 오염 농도를 모니터링하는 오염 농도 모니터링부, 상기 관측정에 설치되어 상기 지하수의 수위를 측정하여 모니터링하는 지하수 수위 모니터링부, 및 상기 오염 농도 모니터링부로부터 전송받은 상기 오염 농도와 상기 지하수 수위 모니터링부로부터 전송받은 지하수 수위의 상관 관계를 구하여 상기 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인하는 오염원 확인부를 포함한다.The contamination source identification system according to embodiments of the present invention may include an observation facility installed in an area where a pollution source is to be identified, a pollution concentration monitoring unit installed in the observation facility to monitor a contamination concentration of pollutants in groundwater, A groundwater level monitoring unit for monitoring and monitoring the level of the groundwater and a controller for determining a correlation between the contamination concentration received from the pollution concentration monitoring unit and the groundwater level transmitted from the groundwater level monitoring unit, And a pollution source confirmation unit for confirming the pollution source confirmation unit.
본 발명의 실시예들에 따르면, 지하수 환경에서의 수리지질학적 특성을 이용하여 지하수 수위와 오염 농도의 상관관계를 분석하는 것에 의해 적은 비용과 인력으로 지하수 환경에서의 오염원을 정확하고 효과적으로 확인할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따른 오염원 확인 시스템 및 방법은, 오염원이 복잡한 복합 오염원인 경우에도 쉽게 적용될 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to accurately and effectively check the contamination source in the groundwater environment with low cost and manpower by analyzing the correlation between the groundwater level and the pollution concentration using the hydraulic geological characteristic in the groundwater environment . Particularly, the pollution source identification system and method according to embodiments of the present invention can be easily applied to a complex pollution source having a complicated pollution source.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염원 확인 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염원 확인 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 오염원을 확인하고자 하는 지역(연구 지역)에 설치된 관측정들의 위치와 지하수 흐름 방향을 갖는 수위의 분포를 나타낸다.
도 4는 도 1의 A-B 라인을 따라 취한 단면을 나타낸다.
도 5는 상기 연구 지역 내 시기별 수위 변동과 강우량을 나타낸다.
도 6은 관측정에서의 오염원 확인 결과를 나타낸다.Figure 1 schematically shows a source identification system in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 2 schematically shows a pollution source identification method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the distribution of the water level having the location of the observations installed in the area (study area) where the pollution source is to be confirmed and the direction of the groundwater flow according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 shows a cross section taken along the line AB of Fig.
FIG. 5 shows the water level fluctuation and the rainfall amount in the study area.
Figure 6 shows the result of pollution source identification at the observation station.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The objects, features and advantages of the present invention will be easily understood by the following embodiments. The present invention is not limited to the embodiments described herein, but may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure may be thorough and complete, and that those skilled in the art will be able to convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention should not be limited by the following examples.
< 오염원 확인 시스템 ><Source Identification System>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염원 확인 시스템을 개략적으로 나타낸다.Figure 1 schematically shows a source identification system in accordance with an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 오염원 확인 시스템(1)은 관측정(10), 오염 농도 모니터링부(11), 지하수 수위 모니터링부(12), 오염원 확인부(20), 및 통신부(30)를 포함할 수 있다. 오염원 확인 시스템(1)은 오염원 확인부(20)에 의해 확인된 결과를 표시하는 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다.1, the contamination
관측정(10)은 오염원을 확인하고자 하는 지역에 설치될 수 있다. 관측정(10)은 지표 아래로 물이 투과되는 지하수 환경에 설치될 수 있다. 관측정(10)은 지층 구조의 특성을 고려하여 적절한 깊이에 설치될 수 있다.The
오염 농도 모니터링부(11)는 관측정(10)에 설치되어 지하수 내 오염 물질의 오염 농도를 모니터링한다. 지하수 수위 모니터링부(12)는 관측정(10)에 설치되어 상기 지하수의 수위를 측정하여 모니터링한다. 오염 농도 모니터링부(11)와 지하수 수위 모니터링부(12)는 오염원 확인부(20)에 입력된 제어 명령에 의해 제어될 수 있다. 오염 농도 모니터링부(11)는 계절별, 분기별, 또는 우기 기간과 건기 기간을 구분하여 상기 오염 농도를 모니터링할 수 있고, 지하수 수위 모니터링부(12)는 한 시간 간격으로 상기 지하수 수위를 모니터링할 수 있다.The pollution
오염원 확인부(20)는 관측정(10)이 설치되는 지역에서 떨어진 연구소 등에 설치될 수 있고, 오염 농도 모니터링부(11)로부터 전송받은 상기 오염 농도와 지하수 수위 모니터링부(12)로부터 전송받은 지하수 수위의 상관 관계를 구하여 관측정(10)이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인할 수 있다.The pollution
오염원 확인부(20)는, 시기별로 모니터링되는 오염 농도와 지하수 수위에 대하여, 어느 한 모니터링 시점에서의 오염 농도를 기준 오염 농도로 설정하고, 상기 어느 한 모니터링 시점의 지하수 수위를 기준 지하수 수위로 설정할 수 있다. 오염원 확인부(20)는, 각 모니터링 시점에서의 오염 농도를 상기 기준 오염 농도로 나누어 오염 농도비를 구하고, 상기 각 모니터링 시점에서의 지하수 수위에서 상기 기준 지하수 수위를 빼어 지하수 수위차를 구할 수 있다. 오염원 확인부(20)는, 상기 오염 농도비와 상기 지하수 수위차의 상관 관계를 구하여 관측정(10)이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인할 수 있다.The pollution
오염원 확인부(20)는, 상기 지하수 수위차를 x변수로 하고, 상기 오염 농도비를 y변수로 하여 회귀 분석하고, 상기 회귀 분석의 결정 계수를 구할 수 있으며, 상기 지하수 수위차가 증가함에 따라 상기 오염 농도비가 증가하는 것으로 나타나고, 상기 회귀 분석의 결정 계수가 일정 값 이상인 경우 상기 관측정 설치 영역을 오염원 영역으로 확인할 수 있다. The pollution
오염원 확인부(20)는 확인 결과, 즉 상기 관측정 설치 영역이 오염원 영역인지 오염원 영역이 아닌지 그 결과를 상기 표시부에 표시할 수 있다.The pollution
통신부(30)는, 오염 농도 모니터링부(11)에서 모니터링된 상기 오염 농도와 지하수 수위 모니터링부(12)에서 모니터링된 상기 지하수 수위를 오염원 확인부(20)로 전송하고, 오염원 확인부(20)의 제어 명령을 오염 농도 모니터링부(11) 및 지하수 수위 모니터링부(12)에 전송할 수 있다.
The
< 오염원 확인 방법 ><Methods for Identifying Contaminants>
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염원 확인 방법을 개략적으로 나타낸다.FIG. 2 schematically shows a pollution source identification method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 오염원 확인 방법은, 관측정 설치 단계(S10), 오염 농도 모니터링 단계(S20), 지하수 수위 모니터링 단계(S30), 및 오염원 확인 단계(S40)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the pollution source identification method may include an observing installation step S10, a pollution concentration monitoring step S20, a groundwater level monitoring step S30, and a pollution source checking step S40.
오염원을 확인하고자 하는 지역에 관측정을 설치한다(S10). 상기 관측정은 지표 아래로 물이 투과되는 지하수 환경에 설치될 수 있다. An observation station is installed in an area where the pollution source is to be confirmed (S10). The observations can be installed in an underground water environment where water is permeated down the surface of the ground.
상기 관측정에서 지하수 시료를 샘플링한 후 분석하여 오염 물질의 오염 농도를 모니터링한다(S20). 상기 지하수 시료는 계절별 또는 분기별로 샘플링되거나, 우기 기간과 건기 기간으로 구분되어 샘플링될 수 있다. 상기 오염 물질은 중소수성 액체일 수 있다. 상기 오염 물질은 테트라클로로에텐(tetrachloroethene, PCE), 트리클로로에텐(trichloroethene, TCE), 카본 테트라클로라이드(carbon tetrachloride, CT), 및 클로로포름 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.The groundwater sample is sampled at the observation point and analyzed to monitor the contamination concentration of the pollutant (S20). The groundwater samples may be sampled seasonally or quarterly, or may be sampled separately for wet season and dry season. The contaminants may be small to medium aqueous liquids. The contaminants may include one or more selected from the group consisting of tetrachloroethene (PCE), trichloroethene (TCE), carbon tetrachloride (CT), and chloroform.
상기 관측정에서 지하수 수위를 측정하여 모니터링한다(S30).The groundwater level is measured and monitored at the observation point (S30).
상기 오염 농도와 상기 지하수 수위의 상관 관계를 구하여 상기 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인한다(S40). 상기 지하수 시료는 시기별로 샘플링되며, 상기 오염원 확인 단계(S40)는, 어느 한 시점에서 샘플링된 지하수 시료의 오염 농도를 기준 오염 농도로 설정하는 단계, 상기 어느 한 시점의 지하수 수위를 기준 지하수 수위로 설정하는 단계, 각 샘플링 시점에서의 오염 농도를 상기 기준 오염 농도로 나누어 오염 농도비를 구하는 단계, 상기 각 샘플링 시점에서의 지하수 수위에서 상기 기준 지하수 수위를 빼어 지하수 수위차를 구하는 단계, 및 상기 오염 농도비와 상기 지하수 수위차의 상관 관계를 구하는 단계를 포함할 수 있다.A correlation between the contamination concentration and the groundwater level is obtained, and it is determined whether the area where the observation well is installed is a pollution source area (S40). The groundwater sample is sampled at each time point. In the step S40, the pollutant concentration of the groundwater sample sampled at any one point is set as a reference pollutant concentration. The groundwater level at any one point is set as a reference groundwater level Determining a contamination concentration ratio by dividing the pollution concentration at each sampling time by the reference pollution concentration; subtracting the reference groundwater level from the groundwater level at each sampling time to obtain a groundwater level difference; And obtaining a correlation between the ground water level difference and the groundwater level difference.
상기 오염 농도비와 상기 지하수 수위차의 상기 상관 관계는, 상기 지하수 수위차를 x변수로 하고, 상기 오염 농도비를 y변수로 하여 회귀 분석하는 것에 의해 구해질 수 있다. 상기 상관 관계에서 상기 지하수 수위차가 증가함에 따라 상기 오염 농도비가 증가하는 것으로 나타나고, 상기 회귀 분석의 결정 계수가 일정 값 이상인 경우 상기 관측정 설치 영역은 오염원 영역으로 확인될 수 있다.
The correlation between the contamination concentration ratio and the ground water level difference can be obtained by regression analysis using the groundwater level difference as an x variable and the contamination concentration ratio as a y variable. The contamination concentration ratio increases as the groundwater level difference increases in the correlation, and when the determination coefficient of the regression analysis is greater than or equal to a predetermined value, the observation place installation area can be identified as a pollution source area.
< 실시예 ><Examples>
관측정 설치Installation of observations
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 오염원을 확인하고자 하는 지역(연구 지역)에 설치된 관측정들의 위치와 지하수 흐름 방향을 갖는 수위의 분포를 나타내고, 도 4는 도 1의 A-B 라인을 따라 취한 단면을 나타낸다. FIG. 3 shows the distribution of the water level with the position of the observations installed in the area (study area) where the pollution source is to be confirmed and the direction of the groundwater flow according to an embodiment of the present invention. FIG. .
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 연구 지역에 복수 개의 관측정들을 설치하였다. 상기 관측정들은 영문자인 GW, MW, KDPW, KDMW, PTW, PTMW, SKW, SR 등과 숫자의 조합으로 표시된다. 상기 관측정들은 지층 구조의 특성을 고려하여 적절한 깊이에 설치할 수 있다. 상기 연구 지역의 지층은 밑에서부터 쥐라기 흑운모 화강암층, 풍화암층, 토양층이 배치되는 구조를 가지며, 상기 연구 지역에서는 상기 관측정들을 지표로부터 9~29m의 깊이에 설치하였다.Referring to FIGS. 3 and 4, a plurality of observations are installed in the study area. The observations are represented by a combination of alphabetic characters GW, MW, KDPW, KDMW, PTW, PTMW, SKW, SR, and the like. The observations can be installed at appropriate depths taking into consideration the characteristics of the stratum structure. The study area has a structure in which a Jurassic biotite granite layer, a weathered rock layer, and a soil layer are arranged from the bottom. In the study area, the observations are installed at a depth of 9 to 29 m from the surface.
상기 연구 지역은 서울로부터 대략 120km 떨어진 원주시에 있는 우산 산업 단지 내에 위치한다. 상기 연구 지역의 면적은 약 0.70㎢이고, 상기 연구 지역의 대부분은 건물, 도로, 및 공장으로 덮여있고, 약 9%(0.06㎢)가 비포장으로, 강수 침투가 제한된 영역에서 일어날 수 있다. 상기 우산 산업 단지는 1970년에 건설되었고, 낮은 언덕으로 둘러싸여 있다. The study area is located within the umbrella industrial complex in Wonju city, about 120 km away from Seoul. The area of the study area is about 0.70 km2, and most of the study area is covered with buildings, roads, and factories, and about 9% (0.06 km2) is unpackaged and can occur in areas with limited precipitation penetration. The umbrella industrial complex was built in 1970 and is surrounded by low hills.
숲과 초원으로 둘러싸인 우산 산업 단지의 오르막에 위치한 강원도 도로 관리 사무소는 염소계 탄화수소 복합 오염 물질의 주요 오염원으로 알려져 있고, 다른 작은 오염원들은 주요 오염원 위치의 하류 구배 영역(downgradient area)에 위치한다.Gangwon-do Road Management Office, located at the uphill of the umbrella industrial complex, surrounded by forests and grasslands, is known as a major source of chlorinated hydrocarbon conjugate pollutants, while other small pollutants are located in the downgradient area of the main pollutant location.
상기 연구 지역의 최근 5년간 연평균 강수량은 1,413mm이고, 상기 연 강수량의 약 70%가 6월~9월에 집중된다. 관측된 지하수 흐름의 방향은 상기 상류 구배 영역에서는 남서쪽에서 북동쪽을 향하고, 상기 하류 구배 영역에서는 서쪽에서 동쪽을 향한다. The average annual precipitation of the study area is 1,413 mm in the recent 5 years, and about 70% of the annual precipitation is concentrated in June to September. The direction of the observed groundwater flow is from the southwest to the northeast in the upstream gradient region and from east to west in the downstream gradient region.
도 5는 상기 연구 지역 내 시기별 수위 변동과 강우량을 나타낸다.FIG. 5 shows the water level fluctuation and the rainfall amount in the study area.
도 5를 참조하면, 2009년 8월부터 2010년 10월까지의 기간 동안 지하수면의 수직 변동 범위는, 도로 관리 사무소가 위치한 상류 구배 영역에서는 3.20m이고, 우산 산업 단지가 위치하는 하류 구배 영역에서는 1.05m이다. 즉, 지하수 함양과 지하수면 변동에 미치는 강우의 영향은 다른 지표면 조건을 반영한다.Referring to FIG. 5, the vertical variation range of the underground water surface during August 2009 to October 2010 is 3.20 m in the upstream gradient area where the road management office is located, and in the downstream gradient area where the umbrella industrial complex is located 1.05m. In other words, the effects of rainfall on groundwater recharge and underground water surface variations reflect different surface conditions.
또, 우기 기간 동안 상류 구배 영역과 하류 구배 영역의 동수 경사(hydraulic gradient)는 각각 0.025, 0.008인 반면, 건기 기간 동안의 동수 경사는 각각 0.014, 0.006으로, 이는 지하수 함양 포텐셜(groundwater recharge potential)의 큰 차이를 야기하는 지표면 조건이 다름을 나타낸다. The hydraulic gradients of the upstream and downstream gradients during the wet season are 0.025 and 0.008, respectively, while the hydrodynamic gradients during the dry season are 0.014 and 0.006, respectively, indicating that the groundwater recharge potential The surface conditions causing the big difference are different.
또, 상기 관측정들에서 구한 투수 계수(hydraulic conductivity)의 평균값은 4.76×10-3cm/s로 상기 연구 지역은 지하수 환경에서 서로 다른 수리지질학적 특성을 갖는 상류 구배 영역과 하류 구배 영역을 포함한다.
In addition, the average value of the hydraulic conductivity obtained from the observations is 4.76 × 10 -3 cm / s, and the study area includes an upstream gradient region and a downstream gradient region having different hydraulic geological characteristics in the groundwater environment .
지하수 시료 샘플링 및 오염 농도 모니터링Sampling groundwater samples and monitoring contamination levels
상기 연구 지역에 설치된 관측정들에서 2009년 5월부터 2010년 8월까지 지하수 시료를 6회 샘플링하여 분석하였다. 오염 농도와 수질의 분석을 위해, 폴리에틸렌 호스에 부착된 저속 수중 펌프를 이용하여 관측정 내부를 적어도 3회 퍼지(purge)하였고, 호스는 상호 오염(cross contamination)을 방지하기 위해 시료 채취시마다 교체하였다. 모든 지하수 시료들을 즉시 밀폐된 플로우-스루 셀(flow-through cell)에 수집하였다. 염소계 탄화수소 오염 물질들과 이들의 변성 생성물을 분석하기 위해 수집된 시료들을 테플론 격막(teflon-lined septa)을 갖고 헤드스페이스(headspace)를 갖지 않는 40ml 엠버 유리병들(amber glass vials) 내 연속 물 스트림(continuous water stream)으로부터 직접 샘플링하였다. 모든 시료들을 연구소 분석 전에 4℃에서 저장하였고, 시료들의 적어도 10%를 복제하였다. 모든 시료들을 1일 내에 샘플링 지역으로부터 약 1km 떨어진 연구소로 이송하였다. 염소계 탄화수소 복합 오염 물질들의 농도를 가스 크로마토그래피 질량 분석법(gas chromatography mass spectrometry method)으로 분석하여 모니터링하였다.
The groundwater samples were sampled 6 times from May 2009 to August 2010 in the observations installed in the study area. For the analysis of contaminant concentration and water quality, the inside of the vessel was purged at least 3 times using a low speed underwater pump attached to a polyethylene hose, and the hoses were replaced with each sample collection to prevent cross contamination. All groundwater samples were immediately collected in a closed flow-through cell. Samples collected to analyze chlorinated hydrocarbon contaminants and their denaturation products were collected in a continuous stream of 40 ml amber glass vials with a teflon-lined septa and no headspace (continuous water stream). All samples were stored at 4 ° C prior to laboratory analysis and at least 10% of the samples were replicated. All samples were transferred to the laboratory about 1 km from the sampling area within one day. Concentrations of chlorinated hydrocarbon complex contaminants were monitored by gas chromatography mass spectrometry method.
지하수 수위 모니터링Groundwater level monitoring
상기 연구 지역에 설치된 관측정들에서 자동 수위 로거(logger)(CTD-diver, VANESSEN, 및 SOLINST)를 이용하여 한 시간 간격으로 수위 변동을 측정하였다. 모든 수위(water level)(또는 수두(water head))는 평균 해수위(average sea level, a.s.l.)를 기준으로 한 높이로 측정하여 모니터링하였다.
Water level fluctuations were measured at intervals of one hour using an automatic water level logger (CTD-diver, VANESSEN, and SOLINST) in the observations installed in the study area. All water levels (or water heads) were monitored by measuring the height based on the average sea level (asl).
오염원 확인Identify the source
지표로부터 유출된 오염 물질인 트리클로로에텐, 카본 테트라클로라이드, 및 클로로포름 등을 포함하는 복합 염소계 탄화수소 오염 물질들은 불포화대 내에 잔류하게 된다. 지표로부터 심도에 따른 잔류상의 복합 염소계 탄화수소 오염 물질들은 분포 형태 및 분포 양이 매우 다양하게 나타난다. 이로 인해, 지하수 수위의 위치 및 접촉되는 복합 염소계 탄화수소 오염 물질들의 분포에 따라 지하수 내 오염 농도는 매우 다르게 나타날 수 있다. Contaminant chlorinated hydrocarbon contaminants, including trichloroethene, carbon tetrachloride, and chloroform, which are contaminants from the surface, remain in the unsaturated zone. The residual chlorine-based hydrocarbon contaminants from the surface to the surface are highly variable in distribution pattern and distribution. Due to this, the concentration of pollutants in the groundwater may be very different depending on the location of the groundwater level and the distribution of contaminant chlorinated hydrocarbon pollutants in contact.
오염원 영역에서 지하수 함양의 감소와 지하수 유동에 따라 지하수 수위가 하강하면 복합 염소계 탄화수소 오염 물질들은 안정화되어 수위 부근에 남게 되고 일부분이 하부로 침투하게 된다. 이와 같이 지하수 수위 하강시 지하수는 침투된 오염원의 일부분과 접촉하기 때문에 지하수 내 오염 농도는 낮아진다. 반대로, 오염원 영역에서 지하수 함양에 따라 지하수 수위가 상승하면 불포화대 내로 지하수가 이동하게 된다. 이와 같이, 불포화대 내로 지하수가 이동함에 따라 상기 불포화대 내에 안정화되어 있던 잔류상의 복합 염소계 탄화수소 오염원 풀(pool) 또는 흡착되어 있던 복합 염소계 탄화수소 오염 물질들과 지하수의 접촉 면적이 증가하게 되어 지하수 내 오염 농도는 높아진다. When the groundwater level decreases according to the decrease of the groundwater recharge in the source area and the groundwater flow, the chlorinated hydrocarbon contaminants are stabilized and remain in the vicinity of the water level, and some of them penetrate into the lower part. In this way, when the groundwater level drops, the groundwater is in contact with a part of the infiltrated pollutant, so that the contamination concentration in the groundwater is lowered. Conversely, if the groundwater level rises according to the groundwater recharge in the source area, the groundwater moves into the unsaturated zone. As the groundwater moves into the unsaturated zone, the contact area of the residual chlorine-based hydrocarbon contaminant pool or the adsorbed mixed chlorinated hydrocarbon contaminants that have been stabilized in the unsaturated zone increases with the groundwater, The concentration increases.
오염원 영역이 아닌 비오염원 영역에서는 지하수 수위가 상승하면 복합 염소계 탄화수소 오염 물질들은 함양된 지하수에 의해 희석되어 지하수 내 오염 농도가 낮아지고, 반대로 지하수 수위가 하강하면 지하수 내 오염 농도가 높아진다.In the non - pollutant area, pollutant concentrations of groundwater are diluted by the groundwater, and when the groundwater level is lowered, pollution concentration in the groundwater is increased.
이와 같이, 지하수 환경에서의 수리지질학적 특성을 이용하여 오염원 영역인지를 확인할 수 있다. 즉, 지하수 내 오염 농도와 지하수 수위의 상관 관계를 구함으로써 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지 여부를 확인할 수 있다. In this way, it is possible to confirm whether the source area is a pollution source by using hydrogeological characteristics in the groundwater environment. In other words, it is possible to confirm whether the area where the observations are installed is the pollution source area by determining the correlation between the pollution concentration in the ground water and the ground water level.
상기 6회 샘플링 중 어느 한 시점에서 샘플링된 지하수 시료의 오염 농도를 기준 오염 농도(Co)로 설정하였고, 상기 어느 한 시점의 지하수 수위를 기준 지하수 수위(ho)로 설정하였다. 그리고, 각 샘플링 시점에서의 오염 농도(C)를 상기 기준 오염 농도(Co)로 나누어 오염 농도비(C/Co)를 구하고, 각 샘플링 시점에서의 지하수 수위(h)에서 상기 기준 지하수 수위(ho)를 빼어 지하수 수위차(Δh=h-ho)를 구하였다. 상기 지하수 수위차(Δh)를 x변수로 하고, 상기 오염 농도비(C/Co)를 y변수로 하여 회귀 분석하여 상기 오염 농도비(C/Co)와 상기 지하수 수위차(Δh)의 상관 관계를 구하였다. 상기 회귀 분석의 결정 계수를 구하여 상기 상관 관계의 신뢰성을 확인하였다. 상기 결정 계수가 일정 값 이상이면 상기 상관 관계를 신뢰할 수 있으며, 상기 일정 값은 인접한 관측정들에서의 결과, 연구 지역의 지표 특성 등을 고려하여 적절한 값을 선택할 수 있다. 본 실시예에서는 인접한 관측정들의 결과 등을 고려하여 상기 상관 관계를 신뢰할 수 있는 결정 계수를 0.5로 정하였다. 상기 상관 관계와 결정 계수로 상기 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지 여부를 확인하였다.The contamination concentration of the groundwater sample sampled at any one of the six times of sampling was set as a reference pollution concentration (Co), and the groundwater level at any one of the above points was set as a reference groundwater level (ho). The contamination concentration ratio C / Co is obtained by dividing the contamination concentration C at each sampling time by the reference pollution concentration Co and the reference groundwater level ho is calculated at the groundwater level h at each sampling time, And the groundwater level difference (Δh = h-ho) was obtained. The correlation between the contamination concentration ratio (C / Co) and the groundwater level difference (? H) is calculated by regression analysis using the groundwater level difference (? H) as an x variable and the contamination concentration ratio (C / Co) Respectively. The reliability coefficient of the correlation was confirmed by determining the coefficient of determination of the regression analysis. The correlation can be relied on when the determination coefficient is greater than or equal to a predetermined value, and the predetermined value can be appropriately selected in consideration of the results of the adjacent observations and the characteristics of the indicator of the study area. In the present embodiment, the decision coefficient that can reliably relate the correlation is set to 0.5 in consideration of the results of adjacent observations and the like. The correlation and the determination coefficient were used to confirm whether or not the region where the observation is installed is a pollution source region.
상기 오염 농도비(C/Co)와 상기 지하수 수위차(Δh)가 양의 상관 관계를 갖는 경우, 이는 지하수 수위가 상승할 때 오염 농도가 높아지는 것을 의미하므로 상기 관측정 설치 영역은 오염원 영역이 된다. 또, 상기 오염 농도비(C/Co)와 상기 지하수 수위차(Δh)가 음의 상관 관계를 갖는 경우, 이는 지하수 수위가 상승할 때 오염 농도가 낮아지는 것을 의미하므로 상기 관측정 설치 영역은 오염원 영역이 아닌 비오염원 영역이 된다. 다만, 상기 오염 농도비(C/Co)와 상기 지하수 수위차(Δh)가 양의 상관 관계를 갖더라도 결정 계수가 0.5 미만이면 신뢰성이 확보되지 않아 양의 상관 관계를 갖는다고 볼 수 없으므로 오염원 영역이 아닌 것으로 판단할 수 있다.When the contamination concentration ratio (C / Co) has a positive correlation with the groundwater level difference (? H), it means that the contamination concentration increases when the groundwater level rises. When the contamination concentration ratio (C / Co) and the groundwater level difference (? H) have a negative correlation, it means that the contamination concentration is lowered when the groundwater level rises. Non-pollutant area. However, even if the contamination concentration ratio (C / Co) has a positive correlation with the groundwater level difference (? H), if the coefficient of determination is less than 0.5, reliability can not be secured and can not be regarded as having a positive correlation. It can be judged that it is not.
도 6은 관측정에서의 오염원 확인 결과를 나타낸다.Figure 6 shows the result of pollution source identification at the observation station.
도 6을 참조하여 KDPW-2 관측정의 그래프를 살펴보면, 트리클로로에텐(TCE), 카본 테트라클로라이드(CT), 및 클로로포름(Chloroform)의 농도는 강우에 의해 증가된 지하수 수위차가 증가함에 따라 증가하며, 결정 계수는 각각 0.69, 0.70, 0.77로 나타나 모두 양의 상관 관계를 갖는다. 따라서, KDPW-2 관측정이 설치된 영역은 트리클로로에텐, 카본 테트라클로라이드, 및 클로로포름의 오염원 영역에 해당한다.6, the concentrations of trichlorethylene (TCE), carbon tetrachloride (CT), and chloroform (chlorofluorocarbon) increase with increasing groundwater level increase by rainfall , And the coefficient of determination is 0.69, 0.70, and 0.77, respectively. Thus, the region where the KDPW-2 observations are installed corresponds to the source region of trichloroethene, carbon tetrachloride, and chloroform.
KDPW-4 관측정의 그래프를 살펴보면, 트리클로로에텐과 클로로포름의 농도는 지하수 수위차가 증가함에 따라 증가하며 결정 계수는 각각 0.55, 0.93으로 나타나 양의 상관 관계를 갖는다. 따라서, KDPW-4 관측정이 설치된 영역은 트리클로로에텐과 클로로포름의 오염원 영역에 해당한다. 그러나, 카본 테트라클로라이드의 농도는 지하수 수위차가 증가함에 따라 감소하며, 결정 계수는 0.60으로 나타나 음의 상관 관계를 갖는다. 따라서, KDPW-4 관측정이 설치된 영역은 카본 테트라클로라이드의 오염원 영역에 해당하지 않는다.In the KDPW-4 observation, the concentrations of trichlorethylene and chloroform increased with increasing groundwater level, and the coefficient of determination was 0.55 and 0.93, respectively. Therefore, the area where the KDPW-4 observations are installed corresponds to the source area of trichloroethene and chloroform. However, the concentration of carbon tetrachloride decreases as the groundwater level increases, and the coefficient of determination is 0.60 indicating a negative correlation. Therefore, the region where the KDPW-4 observations are installed does not correspond to the source region of carbon tetrachloride.
SKW-2 관측정의 그래프를 살펴보면, 트리클로로에텐의 농도는 지하수 수위차가 증가함에 따라 증가하며, 결정 계수는 0.66으로 나타나 양의 상관 관계를 갖는다. 따라서, SKW-2 관측정이 설치된 영역은 트리클로로에텐의 오염원 영역에 해당한다. 그러나, 카본 테트라클로라이드와 클로로포름의 농도는 지하수 수위차가 증가함에 따라 감소한다(결정 계수는 각각 0.24, 0.23으로 나타남). 따라서, SKW-2 관측정이 설치된 영역은 카본 테트라클로라이드와 클로로포름의 오염원 영역에 해당하지 않는다.In the SKW-2 observation, the concentration of trichlorethylene increased with increasing groundwater level, and the coefficient of determination was 0.66, indicating a positive correlation. Therefore, the area where the SKW-2 observations are installed corresponds to the source area of trichloroethene. However, the concentrations of carbon tetrachloride and chloroform decrease as the groundwater level increases (the determination coefficients are 0.24 and 0.23, respectively). Therefore, the region where the SKW-2 observations are installed does not correspond to the source region of carbon tetrachloride and chloroform.
MW-22 관측정의 그래프를 살펴보면, 트리클로로에텐과 클로로포름의 농도는 지하수 수위차가 증가함에 따라 증가하며, 결정 계수는 각각 0.78, 0.74로 나타나 양의 상관 관계를 갖는다. 따라서, MW-22 관측정이 설치된 영역은 트리클로로에텐과 클로로포름의 오염원 영역에 해당한다. 또, 카본 테트라클로라이드의 농도는 지하수 수위차가 증가함에 따라 증가하지만, 결정 계수는 0.40으로 나타났다. 따라서, MW-22 관측정이 설치된 영역은 카본 테트라클로라이드의 오염원 영역에 해당하지 않는다.In the MW-22 observation, the concentrations of trichloroethane and chloroform increased with increasing groundwater level, and the coefficients of determination were 0.78 and 0.74, respectively, indicating a positive correlation. Thus, the area where the MW-22 observations are installed corresponds to the source area of trichloroethene and chloroform. Also, the concentration of carbon tetrachloride increased with increasing groundwater level, but the coefficient of determination was 0.40. Therefore, the region where the MW-22 observation is installed does not correspond to the source region of carbon tetrachloride.
SR-1 관측정의 그래프를 살펴보면, 트리클로로에텐의 농도는 지하수 수위차가 증가함에 따라 증가하며, 결정 계수는 0.65로 나타나 양의 상관 관계를 갖는다. 따라서, SR-1 관측정이 설치된 영역은 트리클로로에텐의 오염원 영역에 해당한다. 또, 카본 테트라클로라이드와 클로로포름의 농도는 지하수 수위차가 증가함에 따라 증가하지만, 결정 계수는 각각 0.04, 0.37로 나타났다. 따라서, SR-1 관측정이 설치된 영역은 카본 테트라클로라이드와 클로로포름의 오염원 영역에 해당하지 않는다.In the SR-1 observation, the concentration of trichloroethane increases with increasing groundwater level, and the coefficient of determination is 0.65, indicating a positive correlation. Therefore, the area where the SR-1 observations are installed corresponds to the source area of trichloroethene. The concentrations of carbon tetrachloride and chloroform increased with increasing groundwater level, but the determination coefficients were 0.04 and 0.37, respectively. Therefore, the region where the SR-1 observations are installed does not correspond to the source regions of carbon tetrachloride and chloroform.
GW-11 관측정의 그래프를 살펴보면, 트리클로로에텐의 농도는 지하수 수위차가 증가함에 따라 증가하며, 결정 계수는 0.87로 나타나 양의 상관 관계를 갖는다. 따라서, GW-11 관측정이 설치된 영역은 트리클로로에텐의 오염원 영역에 해당한다.
In the graph of the GW-11 observation, the concentration of trichlorethylene increased as the groundwater level increased, and the coefficient of determination was 0.87, indicating a positive correlation. Therefore, the area where the GW-11 observations are installed corresponds to the source area of trichloroethene.
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention have been described. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
1 : 오염원 확인 시스템 10 : 관측정
11 : 오염 농도 모니터링부 12 : 지하수 수위 모니터링부
20 : 오염원 확인부 30 : 통신부1: Source Identification System 10: Observation
11: Pollution concentration monitoring unit 12: Groundwater level monitoring unit
20: pollution source confirmation unit 30: communication unit
Claims (12)
상기 관측정에서 지하수 시료를 샘플링한 후 분석하여 오염 물질의 오염 농도를 모니터링하는 단계;
상기 관측정에서 지하수 수위를 측정하여 모니터링하는 단계; 및
상기 오염 농도와 상기 지하수 수위의 상관 관계를 구하여 상기 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인하는 오염원 확인 단계를 포함하고,
상기 지하수 시료는 시기별로 샘플링되며,
상기 오염원 확인 단계는,
어느 한 시점에서 샘플링된 지하수 시료의 오염 농도를 기준 오염 농도로 설정하는 단계,
상기 어느 한 시점의 지하수 수위를 기준 지하수 수위로 설정하는 단계,
각 샘플링 시점에서의 오염 농도를 상기 기준 오염 농도로 나누어 오염 농도비를 구하는 단계,
상기 각 샘플링 시점에서의 지하수 수위에서 상기 기준 지하수 수위를 빼어 지하수 수위차를 구하는 단계, 및
상기 오염 농도비와 상기 지하수 수위차의 상관 관계를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염원 확인 방법.Establishing an observatory in an area where the source of the pollution is to be identified;
Monitoring the contamination concentration of the pollutant by sampling and analyzing the groundwater sample at the observation station;
Monitoring the groundwater level by monitoring the observation point; And
And a contamination source identification step of determining a correlation between the contamination concentration and the ground water level to confirm whether the area where the observation well is installed is a pollution source area,
The groundwater samples are sampled periodically,
The contamination confirmation step may include:
Setting a contamination concentration of the groundwater sample sampled at any one point to a reference pollution concentration,
Setting a groundwater level at any one of the above points to a reference groundwater level,
Dividing the contamination concentration at each sampling time by the reference pollution concentration to obtain a contamination concentration ratio,
Obtaining a groundwater level difference by subtracting the reference groundwater level from the groundwater level at each sampling point; and
And determining a correlation between the contamination concentration ratio and the ground water level difference.
상기 관측정은 지표 아래로 물이 투과되는 지하수 환경에 설치되는 것을 특징으로 하는 오염원 확인 방법.The method according to claim 1,
Wherein the observations are installed in an underground water environment where water is permeated below the surface of the earth.
상기 지하수 시료는 계절별 또는 분기별로 샘플링되거나, 우기 기간과 건기 기간으로 구분되어 샘플링되는 것을 특징으로 하는 오염원 확인 방법.The method according to claim 1,
Wherein the groundwater sample is sampled seasonally or quarterly, or sampled during a wet season and a dry season.
상기 오염 농도비와 상기 지하수 수위차의 상기 상관 관계는,
상기 지하수 수위차를 x변수로 하고, 상기 오염 농도비를 y변수로 하여 회귀 분석하는 것에 의해 구해지고,
상기 상관 관계에서 상기 지하수 수위차가 증가함에 따라 상기 오염 농도비가 증가하는 것으로 나타나고, 상기 회귀 분석의 결정 계수가 일정 값 이상인 경우 상기 관측정 설치 영역은 오염원 영역으로 확인되는 것을 특징으로 하는 오염원 확인 방법.The method according to claim 1,
Wherein the correlation of the contamination concentration ratio and the groundwater level difference is calculated by:
The ground water level difference is set as an x variable, and the contamination concentration ratio is set as a y variable,
Wherein the contamination concentration ratio increases as the groundwater level difference increases in the correlation, and the observation installation area is identified as a pollution source area when the determination coefficient of the regression analysis is a predetermined value or more.
상기 오염 물질은 중소수성 액체인 것을 특징으로 하는 오염원 확인 방법.The method according to claim 1,
Wherein the contaminant is a small to medium liquid.
상기 오염 물질은 테트라클로로에텐(tetrachloroethene, PCE), 트리클로로에텐(tricholoroethene, TCE), 카본 테트라클로라이드(carbon tetrachloride, CT), 및 클로로포름 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염원 확인 방법.The method according to claim 1,
Characterized in that the contaminant comprises at least one selected from the group consisting of tetrachloroethene (PCE), tricholoroethene (TCE), carbon tetrachloride (CT), and chloroform .
상기 관측정에 설치되어 지하수 내 오염 물질의 오염 농도를 모니터링하는 오염 농도 모니터링부;
상기 관측정에 설치되어 상기 지하수의 수위를 측정하여 모니터링하는 지하수 수위 모니터링부; 및
상기 오염 농도 모니터링부로부터 전송받은 상기 오염 농도와 상기 지하수 수위 모니터링부로부터 전송받은 지하수 수위의 상관 관계를 구하여 상기 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인하는 오염원 확인부를 포함하고,
상기 오염 농도와 상기 지하수 수위는 시기별로 모니터링되며,
상기 오염원 확인부는,
어느 한 모니터링 시점에서의 오염 농도를 기준 오염 농도로 설정하고,
상기 어느 한 모니터링 시점의 지하수 수위를 기준 지하수 수위로 설정하고,
각 모니터링 시점에서의 오염 농도를 상기 기준 오염 농도로 나누어 오염 농도비를 구하고,
상기 각 모니터링 시점에서의 지하수 수위에서 상기 기준 지하수 수위를 빼어 지하수 수위차를 구하며,
상기 오염 농도비와 상기 지하수 수위차의 상관 관계를 구하여 상기 관측정이 설치된 영역이 오염원 영역인지를 확인하는 것을 특징으로 하는 오염원 확인 시스템.Observations installed in the area where the source of pollution is to be identified;
A pollution concentration monitoring unit installed on the observation platform for monitoring a pollution concentration of pollutants in the groundwater;
A groundwater level monitoring unit installed on the observation platform for monitoring and monitoring the level of the groundwater; And
And a pollution source identification unit for determining a correlation between the pollution concentration received from the pollution concentration monitoring unit and a groundwater level transmitted from the groundwater level monitoring unit to confirm whether the pollution source zone is installed in the observation observation zone,
The pollutant concentration and the groundwater level are monitored on a time-
The pollutant-
The pollution concentration at one monitoring point is set as the reference pollution concentration,
The groundwater level at any one of the monitoring points is set as a reference groundwater level,
The contamination concentration at each monitoring point is divided by the reference pollution concentration to obtain the contamination concentration ratio,
The groundwater level difference is obtained by subtracting the reference groundwater level from the groundwater level at each monitoring point,
Wherein a correlation between the contamination concentration ratio and the groundwater level difference is determined to confirm whether the region where the observation well is installed is a pollution source region.
상기 오염 농도 모니터링부와 상기 지하수 수위 모니터링부는 상기 오염원 확인부에 입력된 제어 명령에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 오염원 확인 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the pollution concentration monitoring unit and the groundwater level monitoring unit are controlled by a control command input to the pollution source confirmation unit.
상기 오염 농도 모니터링부에서 모니터링된 상기 오염 농도와 상기 지하수 수위 모니터링부에서 모니터링된 상기 지하수 수위를 상기 오염원 확인부로 전송하고,
상기 오염원 확인부의 제어 명령을 상기 오염 농도 모니터링부 및 상기 지하수 수위 모니터링부에 전송하는 통신부를 더 포함하는 오염원 확인 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein the pollution concentration monitoring unit monitors the pollution concentration and the groundwater level monitored by the groundwater level monitoring unit,
And a communication unit for transmitting a control command of the pollution source confirmation unit to the pollution concentration monitoring unit and the groundwater level monitoring unit.
상기 오염원 확인부는,
상기 지하수 수위차를 x변수로 하고, 상기 오염 농도비를 y변수로 하여 회귀 분석하고,
상기 회귀 분석의 결정 계수를 구하며,
상기 지하수 수위차가 증가함에 따라 상기 오염 농도비가 증가하는 것으로 나타나고, 상기 회귀 분석의 결정 계수가 일정 값 이상인 경우 상기 관측정 설치 영역을 오염원 영역으로 확인하는 것을 특징으로 하는 오염원 확인 시스템.
9. The method of claim 8,
The pollutant-
A regression analysis is performed using the groundwater level difference as an x variable and the contamination concentration ratio as a y variable,
The determination coefficient of the regression analysis is obtained,
Wherein the contamination concentration ratio is increased as the groundwater level difference increases, and when the determination coefficient of the regression analysis is greater than or equal to a predetermined value, the observation installation area is identified as a pollution source area.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120083023A KR101406701B1 (en) | 2012-07-30 | 2012-07-30 | System and method for identify contaminant sources |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120083023A KR101406701B1 (en) | 2012-07-30 | 2012-07-30 | System and method for identify contaminant sources |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140016031A KR20140016031A (en) | 2014-02-07 |
| KR101406701B1 true KR101406701B1 (en) | 2014-06-11 |
Family
ID=50265288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120083023A KR101406701B1 (en) | 2012-07-30 | 2012-07-30 | System and method for identify contaminant sources |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101406701B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101943947B1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-01-31 | 주식회사 효림 | Real time pollution level automatic measurement sensor system of contaminants in contaminated soil or groundwater |
| KR101952610B1 (en) | 2018-07-20 | 2019-03-04 | 주식회사 효림 | IOT based contamination area fate modeling system by real time monitoring of in-situ contaminated soil purification well |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101947346B1 (en) * | 2018-10-31 | 2019-05-21 | 서울대학교산학협력단 | Method and system for calculating temporal and spatial contamination load |
| CN112557612B (en) * | 2020-11-20 | 2022-06-03 | 中南大学 | Method for analyzing heavy metal pollution source and pollution boundary of underground water in metal mining area by using water system sediments |
| CN112661289A (en) * | 2020-12-30 | 2021-04-16 | 闽南师范大学 | Method for monitoring and preventing groundwater pollution |
| CN113034013A (en) * | 2021-03-31 | 2021-06-25 | 深圳市宇驰检测技术股份有限公司 | Pollution tracing method and device, electronic equipment and storage medium |
| CN116451167B (en) * | 2023-06-14 | 2023-08-22 | 中交天航环保工程有限公司 | Intelligent identification method and system for groundwater pollution source |
| CN117517609A (en) * | 2023-11-20 | 2024-02-06 | 苏州农业职业技术学院 | Agricultural non-point source pollution monitoring system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010001432A (en) * | 1999-06-04 | 2001-01-05 | 이구택 | A method for obtaining representative sample from a groundwater monitoring well |
| KR20030079189A (en) * | 2002-04-02 | 2003-10-10 | 에스케이건설 주식회사 | Optimizing design method of soil vapor extraction system |
| JP2004294394A (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Maezawa Ind Inc | Method for researching pollution source of soil or ground water, and test member used for the same |
| KR101219882B1 (en) | 2010-10-04 | 2013-01-08 | 코오롱글로벌 주식회사 | Wireless type underwater monitering system using solar energy |
-
2012
- 2012-07-30 KR KR1020120083023A patent/KR101406701B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010001432A (en) * | 1999-06-04 | 2001-01-05 | 이구택 | A method for obtaining representative sample from a groundwater monitoring well |
| KR20030079189A (en) * | 2002-04-02 | 2003-10-10 | 에스케이건설 주식회사 | Optimizing design method of soil vapor extraction system |
| JP2004294394A (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Maezawa Ind Inc | Method for researching pollution source of soil or ground water, and test member used for the same |
| KR101219882B1 (en) | 2010-10-04 | 2013-01-08 | 코오롱글로벌 주식회사 | Wireless type underwater monitering system using solar energy |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101943947B1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-01-31 | 주식회사 효림 | Real time pollution level automatic measurement sensor system of contaminants in contaminated soil or groundwater |
| KR101952610B1 (en) | 2018-07-20 | 2019-03-04 | 주식회사 효림 | IOT based contamination area fate modeling system by real time monitoring of in-situ contaminated soil purification well |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140016031A (en) | 2014-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101406701B1 (en) | System and method for identify contaminant sources | |
| Hunkeler et al. | Effect of source variability and transport processes on carbon isotope ratios of TCE and PCE in two sandy aquifers | |
| Guilbeault et al. | Mass and flux distributions from DNAPL zones in sandy aquifers | |
| McVeety et al. | Atmospheric deposition of polycyclic aromatic hydrocarbons to water surfaces: a mass balance approach | |
| Kamtchueng et al. | A multi-tracer approach for assessing the origin, apparent age and recharge mechanism of shallow groundwater in the Lake Nyos catchment, Northwest, Cameroon | |
| Weatherill et al. | Nested monitoring approaches to delineate groundwater trichloroethene discharge to a UK lowland stream at multiple spatial scales | |
| Yang et al. | Impact of seasonal variations in hydrological stresses and spatial variations in geologic conditions on a TCE plume at an industrial complex in Wonju, Korea | |
| Yang et al. | Locating plume sources of multiple chlorinated contaminants in groundwater by analyzing seasonal hydrological responses in an industrial complex, Wonju, Korea | |
| Ottosen et al. | Natural attenuation of a chlorinated ethene plume discharging to a stream: Integrated assessment of hydrogeological, chemical and microbial interactions | |
| Wu et al. | In situ evaluation of soil contaminated by total petroleum hydrocarbons using membrane interface probe: a case study from Nanjing, China | |
| Yang et al. | Investigation of soil and groundwater environment in urban area during post-industrial era: A case study of brownfield in Zhenjiang, Jiangsu Province, China | |
| Mineo | Groundwater and soil contamination by LNAPL: State of the art and future challenges | |
| Liu et al. | Assessment of terrain factors on the pattern and extent of soil contamination surrounding a chemical industry in Chongqing, Southwest China | |
| Delgado-Rodríguez et al. | Joint interpretation of geoelectrical and volatile organic compounds data: a case study in a hydrocarbons contaminated urban site | |
| Christophersen et al. | Transport of hydrocarbons from an emplaced fuel source experiment in the vadose zone at Airbase Værløse, Denmark | |
| Jin et al. | Geochemistry of sediment moisture in the Badain Jaran desert: Implications of recent environmental changes and water-rock interaction | |
| Freitas et al. | Denatured ethanol release into gasoline residuals, Part 1: Source behaviour | |
| Søvik et al. | Transport and degradation of toluene and o‐xylene in an unsaturated soil with dipping sedimentary layers | |
| Bergvall et al. | Modeling subsurface transport in extensive glaciofluvial and littoral sediments to remediate a municipal drinking water aquifer | |
| Azadpour‐Keeley et al. | Monitored natural attenuation of contaminants in the subsurface: Applications | |
| Meng et al. | Shaping the concentration of petroleum hydrocarbon pollution in soil: A machine learning and resistivity-based prediction method | |
| Ballestero et al. | Monitoring and sampling the vadose zone | |
| Park et al. | Use of a forensic geochemical technique and a hydrogeological assessment to determine the source of petroleum hydrocarbon contamination at a foreshore site in Korea | |
| Ma et al. | Derivation and Validation of a New Soil Pore-Structure-Dependent Flux–Saturation Relationship | |
| Barker et al. | A case study of the natural attenuation of gas condensate hydrocarbons in soil and groundwater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160224 Year of fee payment: 6 |