IEG 환경지질연구정보센터
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(2) 68. 추창오·함세영·이정환·이충모·추연우·한석종·김무진·조희남. iron bacteria such as Gallionella and Leptothrix, with small amounts of rock fragments. In TEM analysis, disseminated iron particles were commonly observed in the cell and sheath of iron bacteria, indicating that iron was precipitated in close association with the metabolism of bacterial activity. Rock-forming minerals such as quartz, feldspar, and micas were primarily derived from soils or granite aquifers, which are widely distributed in the study area. The results indicate the importance of elucidating the formation mechanisms of clogging materials to ensure sustainable well capacity. Key words : clogging materials, groundwater wells, particle size distribution, iron hydroxides, iron bacteria. 서. 론. 다. 막힌 관정은 여러 가지 재생(rehabilitation) 방법으로 세척하면 수명을 훨씬 더 연장시킬 수 있다(Hamm et. 최근 국내에서 발생하는 불용공은 2009년 12월 기준. al., 2010; 이정환 외, 2011). 공막힘 원인을 파악하고 기. 으로 4,152개이고, 이중에서 3,865개가 처리되었으며,. 존 관정을 회복하여 재사용하게 되면, 경제적 비용을 절. 2008년 말까지 발생한 불용공은 77,247개로서, 이 중 약. 감시키면서 지하수 취수량을 증대시키고 수질을 향상 시. 12,377개의 공이 제대로 처리되지 못한 방치공에 해당한. 킬 수 있다. 그런데 지하수공 막힘 현상을 규명하기 위. 다(국토해양부와 한국수자원공사, 2010). 현재 사용하지. 하여 먼저 막힘 물질의 원인과 특성, 공막힘 물질의 성. 않는 방치공은 개발과정, 지하수의 수량부족, 수질악화,. 분분석이 선행되어야 한다. 이들 원인물질의 종류, 물리,. 상수도의 설치 및 용도변경 등에 의하여 발생하며, 이를. 화학, 생물학적인 특성을 규명하는 것은 지하수관정의. 폐공으로 처리하게 된다. 2009년말 기준 폐공처리 공법. 공막힘 현상을 규명함과 동시에 이를 예방하거나, 저감. 의 경우 케이싱 제거 및 시멘트슬러리 몰탈 되메움법. 시키는 기술개발에 근본적인 해법을 제공할 수 있기 때. (56.6%)을 비롯하여 케이싱 미제거 및 시멘트슬러리 몰. 문에 중요하다.. 탈 되메움법(24.7%), 일반토사 되메움법(5.9%) 등으로. 본 연구에서는 공막힘의 원인이 되는 오염물질의 물. 처리되고 있는 실정이다(국토해양부와 한국수자원공사,. 리, 화학, 생물학적인 특성을 분석하였다. 이를 위하여. 2010). 방치공 외에도 현재 사용되고 있는 공조차도 내. 부산광역시 금정구 금정산 일대에 소재하는 지하수공으. 부에 슬라임(slime)이 형성되면, 공이 폐색현상을 일으켜. 로부터 공막힘 물질(clogging material)을 분리하여 오염. 수량이 감소하게 된다.. 물질의 형성원인과 특성을 규명하였다.. 공막힘(clogging) 현상은 지하수 관정을 지속적으로 사용함에 따라 거의 모든 지하수공에서 흔히 발생하는. 지. 질. 데, 최소 채수량에 대해서 80~85%까지 채수량이 감소하 고 수질도 저하될 수 있다(Houben and Treskatis, 2007).. 본 연구지역의 광역지질은 지질계통상 하위로부터 백. 공막힘 현상으로 인한 관정의 효율저하 원인은 크게 우. 악기 경상누층군에 포함되는 유천층군 안산암질 화산암. 물 케이싱, 수중펌프의 산화 및 침식, 지표에서 미립자의. 류, 백악기 말의 불국사화강암류(화강섬록암, 각섬석화. 유입과 기계적인 집적같은 물리적 과정, 우물 케이싱, 스. 강암, 토날라이트, 아다멜라이트)와 제4기의 충적층으로. 크린, 수중 모터의 산화 및 부식, 물-암석 반응으로 인. 구분된다(Fig. 1). 유천층군 안산암질 화산암류는 치밀견. 한 광물의 침전과 같은 화학적 과정과 철, 망간박테리아. 고한 암편질 응회암이 대부분을 차지하고 있으며 부분. 에 의한 침전물 형성과 같은 생물학적 과정이 있다(김. 적으로 용암류와 응회질 퇴적암이 협재되고 있다. 불국. 규범 외, 2011; 추창오 외, 2011). 금속질 배관자체에서. 사화강암류는 금정산 대부분을 차지하고 있으며, 금정산. 도 산환환원 반응에 의한 화학적 부식 및 박테리아에. 동쪽과 서쪽에는 각각 동래단층과 양산단층을 따라서 제. 의한 생물학적 작용이 일어나기 때문에 자연스럽게 공. 4기 충적층이 두껍게 분포하고 있다. 본 연구대상인 지. 막힘 현상이 일어날 수 있다. 외피형성은 철, 망간 박테. 하수공 분포지역은 금정산(해발고도 801.5 m)일원으로서. 리아에 의해 형성되는데 이들은 원래 토양에 존재하던. 부산광역시 금정구 금성동 지역에 위치하며, 동경. 것들로서 초기 시추작업 동안 유입되거나, 대수층으로. 129o02'48''~129o04'10'', 북위 35o13'49''~35o14'60'' 사이. 침출된 것들이다. 또한 유화물을 황화물로 환원시키는. 에 분포한다. 이 일대는 부산광역시에서 가장 험준한 지. 황환원박테리아, 금속관정의 부식 등에 의해서도 일어난. 세를 보이고 있으며 대체로 남북 방향의 산악 지형을.
(3) 부산 금정산 일대 지하수공내 공막힘 물질의 특징과 형성원인. 69. Fig. 1. Geology of the study area and well sites (modified from Son et al., 1978).. 형성하고 있다. 금정산 중앙부의 정상에 위치하는 금성. 을 사용하여 pH를 2~3사이로 유지하였고, 탁도와 음이. 동 산성마을 지역은 북북동방향으로 길쭉한 분지 지형. 온분석용 시료는 전처리 없이 원수 상태로 분석하였다.. 을 형성하고 있으며, 동편은 가파른 급사면과 능선이 발. 한국기초과학지원연구원 부산분소에서 양이온은 ICP-. 달하고 골짜기의 발달이 미약한 반면에 서편은 상대적. AES 유도결합플라즈마 분광분석기, 음이온은 이온크로. 으로 완만한 사면과 깊은 골짜기가 발달하는 동서로 비. 마토그래피를 이용하여 분석하였다. 모든 지하수 시료의. 대층 지형을 형성하고 있다.. 분석값들은 ±5% 내외의 이온평형도(ion balance)를 보 여 분석값의 신뢰도는 양호한 것으로 나타났다.. 실험방법. 공막힘 물질의 입도분석은 Malvern사의 SizeMaster 2000 모델의 레이저입도측정기를 이용하여 측정하였다.. 본 연구에서는 부산광역시 금정산의 동문지역 4개공. 약 2리터의 물에 공막힘 물질의 원시료 혼탁액을 넣고. (KJ16, KJ17, KJ18, KJ19호공), 서문지역 3개공(KJ1,. 초음파를 10분간 가한 상태에서 총 5회 측정하고 이들. KJ2, KJ2-1), 남문지역(KJ7, KJ8, KJ20, KJ21, KJ22호. 의 평균값을 얻은 후, 이를 시료의 입도분석 값으로 사. 공)에서 총 16개의 지하수 공막힘 물질을 채취하였다.. 용하였다.. X-선회절분석(XRD)용 시료는 광물성분이 급격하게 변. 구성광물의 감정을 위한 X-선회절분석(XRD)은 모노. 하지 않도록 1주일간 자연건조 또는 40도 내외에서 오. 크로미터가 장착된 Philips X' Pert-PRO/MRD X-ray. 븐건조기로 수분을 서서히 증발시켜 건조하였다 공막힘. diffractometer를 이용하여 분말상태의 시료를 분석하였. 물질의 색상은 건조시료를 대상으로 미국지질조사국. 다. 기기조건은 Ni-필터링 CuKα(1.54056Å)선을 이용하. (USGS) 암석색상 기준표인 Munsell color chart를 이용. 여 가속전압과 전류는 40 kV/30 mA, 5o에서 65o범위에. 하여 결정하였다. 입도분포 측정은 액상의 원시료를 레. 서 0.02o간격으로 1초씩 스캔하여 측정하였다.. 이저입도측정기를 이용하여 분석하였고, 전자현미경 (SEM/TEM) 분석은 건조시료를 사용하였다.. 공막힘 물질들을 자연건조 또는 40oC의 저온에서 외 형이 손상되지 않도록 건조한 시료를 대상으로 주사전자. 지하수 시료는 2010년 10월 21일, 2010년 11월 30. 현미경(SEM) 관찰과 EDS 화학성분 분석을 실시하였다.. 일에 채취하여 분석하였다. 수온, pH, EC, TDS, 염분. 전계방출형 주사전자현미경(Field Emission Scanning. 농도, Eh, DO, 알칼리도와 같은 항목은 현장에서 측정. Electron Microscope, HITACHI model S-4200)으로 건조. 하고, 주요 수질항목(Ca2+, Na+, Mg2+, K+, Zn2+, Fe2+,. 시료의 형태와 미세조직을 관찰하고, 이에 부착된 에너. Al3+, NO3-, Cl-, SO42-, F-, SiO2)은 기기분석법으로 측. 지 분산 스펙트럼(energy dispersive spectrum, EDS)을. 정하였다. 물시료는 0.45 µm 멤브레인 여과지로 부유물. 이용하여 화학분석을 실시하였다. 본 연구에서는 침전물. 을 처리한 후, 양이온분석용 시료는 0.05 N의 농도 질산. 에 흔히 포함될 가능성이 높은 황(sulfur, S)과 주요 중.
(4) 70. 추창오·함세영·이정환·이충모·추연우·한석종·김무진·조희남. 결. 금속원소들의 스펙트럼과의 간섭중첩을 피하기 위하여. 과. 시료표면을 오스뮴(osmuim, Os; 원자번호 76)으로 코팅 하여 분석시편을 제작하였다. FE-SEM 관찰시의 가속전. 수질특성. 압과 전류는 각각 20 kV 및 10 nA 조건이었으며, 사용. 대표적인 지하수의 수질특성은 Table 1과 같다. 탁도. 배율은 최대 35,000배이고 주로 1,000~10,000 범위의. 는 매우 높아 KJ-2, KJ-20을 제외한 지하수 공에서는. 배율에서 관찰을 실시하였다.. 측정한계를 초과하여 측정이 불가하였다. 전기전도도(EC). 공막힘 물질의 나노구조 및 초미세 조직 특징을 투과. 와 총용존고형물(TDS)과의 결정계수는 R2 = 0.99 이상으. 전자현미경(Hitachi H-7100, 120 kV모델)을 이용하여 공. 로 나타나, 용존성분의 함량이 전적으로 용존 이온의 함. 막힘 물질을 분석하였다. 배율은 1~5만 배율을 주로 이. 량과 관련되는 일반적인 지하수의 특징을 잘 보여 준다.. 용하였다. TEM 시편은 철산화물/철수산화물과 박테리아. SO42-는 EC와 R2 = 0.83의 높은 결정계수를 보여 전체. 가 가장 풍부하게 산출되는 시료를 이용하여 철박테리. 수질항목 가운데서 EC에 대하여 가장 상관성이 높은 것. 와 이와 관련된 철수산화물의 특징을 분석하였다. 철수. 으로 나타났으며, Fe2+와도 비교적 높은 상관성. 산화물 용액을 에틸렌에서 초음파로 분산시킨 후에, 탄. (R2 = 0.67)을 보여준다. 대부분의 암반지하수에서와 마. 소망(carbon grid)에 부착시켜 시편을 제작하였다.. 찬가지로 본 지하수에서도 중탄산은 용존성분 중에서 가. Table 1. Physicochemical properties of groundwater.. KJ-1 KJ-2 KJ-6 KJ-7 KJ-8 KJ-15 KJ-16 KJ-20 average. T. pH. Eh. EC. TDS. DO. 17.1 12.8 13.8 15.1 15.2 14.8 15.3 12.3 14.6. 6.54 6.94 6.46 7.02 6.04 6.66 6.76 6.72 6.64. -19.9 185.7 165.8 203.8 73.2 -24.2 44.6 219.4 106.1. 265 62.8 199 110.4 62.1 135.6 161.9 72.5 133.7. 127 40 93 51 29 64 77 34 64. 0.95 6.38 1.81 3.62 2.27 2.57 2.69 6.70 3.37. Fe2+. Mn2+. Zn2+. HCO3-. SO42-. turbidity. 16.92 0.13 22.67 0.76 2.45 0.09 0.00 0.05 6.15. 0.73 0.04 7.23 0.14 0.12 3.21 0.81 0.02 1.54. 0.28 0.12 0.15 1.43 0.30 3.02 0.29 0.39 0.75. 124 92 118 69 118 101 146 62 104. 24.41 1.15 12.71 0.96 3.84 2.99 6.36 0.94 6.67. over range 122 over range over range over range over range over range 96. *. *. Fe assumed as ferrous. unit : mg/L(unless otherwise noted).. Table 2. Munsell color index of clogging materials.. KJ-1-D(black) KJ-1-1(reddish) KJ-2 KJ-6 KJ-6-1 KJ-7 KJ-8 KJ-15 KJ-15-1 KJ-16 KJ-16-1 KJ-17 KJ-18 KJ-20 KJ-21 KJ-22. Munsell color index. color description. sampling date. 5YR 2.5/2 5YR 5/6 5YR 5.5/6 5YR 6/6 5YR 4.5/4 10YR 5/6 5YR 4/6 10YR 5/6 10YR 5.5/6 5YR 4/4 10YR 5.5/4 10YR 4/4 5YR 4.5/4 10YR 7/2 5YR 4/6 5YR 4/6. greyish brown light brown light brown light brown moderate brown dark yellowish orange light brown dark yellowish orange dark yellowish orange moderate brown moderate yellow brown moderate yellow brown moderate brown pale yellow brown light brown light brown. 2010 Oct7 2010 Oct29 2010 Oct7 2010 Oct7 2010 Oct29 2010 Oct7 2010 Oct7 2010 Oct7 2010 Oct29 2010 Oct7 2010 Oct29 2010 Oct7 2010 Oct7 2010 Oct7 2010 Oct7 2010 Oct7.
(5) 부산 금정산 일대 지하수공내 공막힘 물질의 특징과 형성원인. 71. 장 함량이 높은 성분이다. 그러나 특이하게도 본 지하수 공내 중탄산은 EC와의 상관성이 낮게 나타났다 (R2 = 0.30). 이는 전체 용존 이온 중에서 중탄산 외에 다른 성분의 영향력이 어느 정도 있음을 지시하는 것이 다. Eh와 DO간의 결정계수는 0.50으로 나타나 약간의 상관성이 있음을 보인다. 지하수에서 Eh가 높을수록 일 반적으로 용존산소가 증가하지만, 만약 미생물의 활동이 있는 경우 이들에 의해 용존산소량이 영향을 받기 때문 에 이 둘은 반드시 정비례하지는 않는다. 그 외 대부분의 수질항목간에는 상관성이 거의 없는 것으로 나타났다. 공막힘물질의 색상 및 입도분포 색상은 적갈색 내지 갈색계열이 가장 흔하며, 연갈색, 회백색, 암적색, 흑색도 나타난다(Table 2). 암편이나 점 토광물이 함유될수록 회백색, 연갈색을 띠며, 금속질 재 질의 산화물인 경우 적갈색 계열을 띤다. 망간산화물이 함유된 시료는 흑색이 특징적이다. 입도분포의 경우 대부분의 시료들은 특정한 구간에서 입도가 집중하는 로그정규분포에 가까운 특성을 나타낸 다. 그러나 일부 시료에서는 입도가 2개나 3개 구간에서 밀집되는 bimodal, trimodal의 특성도 나타난다(Fig. 2). 예를 들면, KJ-1D, KJ-7의 경우 여러 구간에서 높은 빈 도분포를 보인다. 이러한 입도분포 특징은 입자의 형성 단계가 다양하여 입자의 크기가 다르거나, 기원물질의 종류 자체가 전혀 다름을 의미한다.. Fig. 2. Particle size distributions of representative clogging materials.. 공막힘 물질의 입도의 경우 KJ-7 시료가 극 미립질로 나타났다. 평균 d(50)의 입경은 0.34 µm이고, d(0.9) 입. 16-1(초기), KJ-21 시료들의 평균 입경이 18 µm이상으로. 경도 2.41 µm에 불과하다(Table 3). KJ-2, KJ-16, KJ-. 비교적 조립질이다. 가장 조립질인 시료는 KJ-16-1(초기). Table 3. Particle size distribution of clogging materials. Unit: mm; D: diameter.. KJ-1-D KJ-1-1 KJ-2 KJ-6 KJ-7 KJ-15 KJ-15-1 KJ-16 KJ-16-1 KJ-17 KJ-18 KJ-20 KJ-21 KJ-22. d(0.1). d(0.5). d(0.9). surface weighted mean D. vol.weighted mean D. 3.528 2.133 3.607 2.115 0.182 2.414 1.528 3.449 7.636 1.772 2.066 1.969 3.403 1.125. 13.746 10.874 18.722 11.493 0.342 11.490 8.680 23.945 27.719 9.021 13.400 6.087 23.317 10.543. 91.019 38.973 52.307 39.536 2.410 60.159 30.447 88.942 85.317 23.993 39.075 20.102 113.789 29.370. 6.781 1.456 6.436 4.626 0.342 4.611 3.578 6.642 11.479 4.044 4.609 4.148 7.251 3.394. 37.726 16.419 24.528 17.052 1.080 26.810 13.825 40.960 42.657 44.360 18.018 9.608 49.522 13.633.
(6) 72. 추창오·함세영·이정환·이충모·추연우·한석종·김무진·조희남. 시료로서 세립구간 d(0.1) 및 평균입경이 가장 큰 값을 보인다. 대부분의 공막힘 물질들은 철산화물/수산화물인. Table 4. Mineralogy of clogging material identified by XRD. mineralogy. 데, 비정질의 특성 때문에 엉기면서 침전하는 특성을 보 이는 경우가 흔하다. 적색의 공막힘 물질들은 극미립질 의 점토광물을 거의 함유하지 않는다. 광물조성 Table 4와 Fig. 3은 공막힘 물질을 XRD로 분석한 결과이다. 시료에 따라서 구성광물 조성은 다양하며, 결 정성도 다양하게 나타난다. 공막힘 물질들은 주로 비정 질 상태의 철수산화물이 우세하며, 일부는 철산화물, 망 간, 아연산화물 등의 금속물질, 석영, 장석, 운모 및 점 토광물인 스멕타이트 등으로 구성된다. 공막힘 물질의 색깔에 따라서 광물조성이 다양하게 나 타난다. 적갈색 물질의 경우, 철수산화물로 구성되며, 담 적색이나 암흑색 물질은 철수산화물, 망간수산화물, 회. KJ-1-D KJ-1-1 KJ-2 KJ-6 KJ-6-1 KJ-7 KJ-8 KJ-15 KJ-16 KJ-16-1 KJ-17 KJ-18 KJ-20 KJ-21 KJ-22. Fe-Mn hydroxide, goethite goethite, muscovite smectite, goethite, muscovite, quartz, feldspar ferrihydrite ferrihydrite goethite, ferrihydrite, quartz, feldspar goethite, ferrihydrite ferrihydrite, goethite, ferrihydrite smectite, goethite, quartz, feldspar goethite, lapidocrocite, quartz, feldspar goethite, Fe-Mn hydroxide smectite, muscovite, quartz, ferrihydrite goethite, lapidocrocite, ferrihydrite, Fe-Mn hydroxide goethite, ferrihydrite, quartz. 백색이 주를 이루며, 연회색이나 연갈색 물질은 스멕타 이트, 석영, 장석 및 소량의 철수산화물로 구성된다. 질로 함유된 것이다. 따라서 이들 시료들은 회절선이 날. (Table 5). 담적색이나 암흑색의 공막힘 물질들은 육안. 카롭게 나타나며, 결정성이 매우 높음을 보여준다. 일부. 상으로도 미세한 철, 금속파편으로 구성되어 있음을 알. 는 여전히 금속(metal) 또는 금속산화광물의 형태로 존. 수 있는데, 이들은 금속재질의 파쇄로 인하여 공막힘 물. 재한다.. Fig. 3. XRD patterns of representative clogging materials. KJ-1-1: goethite, muscovite; KJ-1-D: Fe-Mn hydroxide, goethite; KJ-2: smectite, goethite, muscovite, quartz, feldspar; KJ-6: two-line ferrihydrite..
(7) 부산 금정산 일대 지하수공내 공막힘 물질의 특징과 형성원인. 73. Table 5. Relation between color and mineralogy in clogging materials. color. mineralogy. brown, reddish brown dark red, dark grey. goethite, ferrihydrite, lapidocrocite Fe-Mn hydroxides smectite, quartz, feldspar, pale grey, greyish brown Fe-hydroxides. 대부분의 시료에서는 결정도가 매우 낮은 광물인 two-line 페리하이드라이트가 공통적으로 흔하게 산출된 다(Fig. 3). 특히 적색계열의 공막힘 물질에서 흔한 철수 산화물은 XRD 회절의 배경치가 높고, 일부 회절선의 형태도 완만하므로 철에 의한 흡수, 산란효과를 감안하 더라도 결정도가 매우 낮은 것으로 판단된다. 그러나 회. Fig. 4. SEM images of sample KJ-1-D. (A) Rock fragment (B)~(D) Abundant Fe-Mn hydroxide spherules indicating an amorphous phase.. 절선이 비교적 날카로운 일부 침철석의 경우는 이들의 결정도가 상대적으로 높음을 알 수 있다. 일부시료에서 는 two-line 페리하이드라이트보다 결정도가 더 높은 six-line 페리하이드라이트도 나타난다. 침철석은 대부분 의 지표환경이나, 지하수 침전물에서 안정한 대표적인 철수산화물로서, 시간이 경과하거나, 탈수되면 적철석으 로 상전이 한다(Cornell and Schwertmann, 2003). 지질기원의 광물로는 백운모, 석영, 장석류가 대표적 인데, 이들은 화강암질 대수층 모암의 주구성광물과 잘 일치한다. 백운모는 d(001)회절선이 날카롭게 나타나, 풍 화변질을 심하게 받지 않은 상태임을 보여준다. 스멕타 이트의 d(001) 회절선은 날카로운 것이 특징인데, 이는 결정구조의 파괴가 거의 없거나, 변질 정도가 미약함을 지시한다. 스멕타이트의 d(060)회절선도 비교적 선명하 며, 1.5Å 회절값으로 미루어 볼 때, 이팔면체(dioctahedral). Fig. 5. SEM images of sample KJ-1-1. (A) Detrital muscovite grains. (B)~(D) Gallionella associated with iron hydroxides.. 유형이므로 몬트모릴로나이트에 해당한다. 적갈색 계열이 특징적인 KJ-1의 경우, 일부 백운모 주사전자현미경(scanning. electron. microscope,. SEM) 분석. 입자가 함유되어 있으나, 미립질의 철수산화물이 다수를 차지한다(Fig. 5). 철박테리아는 대부분의 공막힘 물질에. 대부분의 시료들에서는 비정질에 가까운 철수산화물. 서 흔하게 나타난다. 가장 빈도가 높은 철박테리아는. 이 풍부하게 관찰된다. 철수산화물은 둥근 포도상의 등. Gallionella이고, 길다란 막대형이 특징인 Leptothrix는. 립질이 가장 우세하다. 암흑색이 특징적인 KJ1-D의 경. 일부 시료에서만 관찰된다(Fig. 6, Fig. 7). 표면에 수십. 우 Fe-Mn 수산화물이 흔하며, 구상의 형태가 흔하다. nm크기의 철수산화물 입자들이 치밀하게 엉겨 있으며,. (Fig. 4). 개별 입자는 평균 1 µm 내외의 미립질로서 대. 독특하게 뒤틀린 형태가 특징인 철박테리아 Gallionella. 부분 비정질의 특징인 구상이며, 일부는 판상형이거나,. 는 5 µm 내외의 크기로 흔히 발견된다. 막대형의. 약간 신장된 구형을 보이는 경우도 있다. 또한 이들 입. Bacillus 형태의 박테리아 표면에는 나노 크기의 철수산. 자표면에는 100 nm 이하의 불규칙한 입자들도 치밀하게. 화물이 치밀하게 엉겨 있다.. 달라붙어 있다. 기질부는 불규칙한 망상조직 또는 막대 형의 덩어리도 관찰된다.. 그 외에도 짧은 막대형 Bacillus도 드물게 관찰되나, 이것의 정확한 종은 본 연구 자료로는 구분이 어렵다..
(8) 74. 추창오·함세영·이정환·이충모·추연우·한석종·김무진·조희남. Fig. 6. SEM images of sample KJ-15. (A) Gallionella with abundant Fe-hydroxides. (B) Leptothrix, sheath-like bacteria, and Fe-hydroxides.. 부분적으로는 실타래처럼 엉켜있거나, 심하게 나선형으 로 꼬여 있는 박테리아도 관찰된다. Gallionella의 나선 형태 또는 뒤틀림의 정도는 다양한데, 이 같은 차이는 세포의 크기나 stalk이 2가철의 공급에 영향을 받기 때 문에 다양한 형태적 특징을 가지게 된다(Kucera and Wolfe, 1957). Leptothrix ochracea는 중성영역의 pH와 낮은 산소분압, 및 Fe2+ 함량이 비교적 높은 지하수에서 잘 서식하며(James and Ferris, 2004), Fe의 산화 뿐만 아니라 Mn도 잘 산화시킨다. Leptothrix 종이 Fe2+ 이 온의 산화에너지를 활용하는 점에 있어서는 화학무기영. Fig. 7. SEM images of Gallionella and iron hydroxides (sample KJ-21).. 양체이지만 단순한 유기물을 이용하여 탄소를 합성하는 점에서는 종속영양체에 해당된다. Gallionella는 대부분 수백 nm 크기의 철수산화물과 밀접하게 관련되어 함께. 표면과 내부에서도 외형이 불규칙한 철수산화물의 나노. 나타나는데, 이 박테리아의 표면에는 외형이 불규칙한. 입자들이 치밀하게 엉겨 달라붙어 있다. 막대기의 원통. 수십 nm크기의 극미립질 철수산물이 침착되어 있다. 협. 형은 속이 비어 있으며, 내벽과 외벽에는 나노 철수산화. 막구조(sheath)가 특징적인 막대형의 Leptothrix는 길다. 물이 침착되어 있어, 철 성분과 성인적으로 밀접한 관련. 란 원통기둥의 형태가 특징적으로 관찰되는데, 막대기의. 성이 있음을 보여 준다. Gallionella 표면에는 흔히 나노.
(9) 부산 금정산 일대 지하수공내 공막힘 물질의 특징과 형성원인. 75. Fig. 8. SEM image and EDS of Gallionella (sample KJ21).. 철수산화물 입자가 피복되어 있는데(Fig. 7C, Fig. 8), 이는 철박테리아가 2가철을 에너지원으로 사용하기 위 하여 산화시킨 후, 표면에 산화철을 침전시킨 결과이다. Gallionella 옆에는 철입자 덩어리가 필라멘트(filament) 처럼 얽혀, 망상의 구조를 형상하기도 한다(Fig. 7C, Fig. 8). Fig. 8은 KJ-21에 포함되어 있는 Gallionella와 철수산화물의 SEM이미지와 EDS 화학분석 스펙트럼을. Fig. 9. SEM image and EDS patterns of Gallionella and iron hydroxides (sample KJ-16). Numbers denote points analyzed.. 나타낸 것이다. 박테리아와 철수산화물은 주로 철, 산소 로 구성, 기타 성분으로서 Si, Al을 소량으로 함유한다.. 이 용식되어 형성된 6각형의 동록(green rust)을 보여준. 연구지역 지하수에서는 망간의 함량은 KJ-16시료에서. 다. 이것은 Fe2+OH의 팔면체로 구성되는 철산화물인데,. 7.29 mg/L로 가장 높은데, 이 경우 철박테리아인. 배관이 부식될 경우 흔히 형성된다(Cornell and. Gallionella가 우세하며, 구형의 철수산화물이 다수 관찰. Schwertmann, 2003). 흔히 동록은 납작한 6각기둥의 자. 된다. 비정질 덩어리에는 망간이 33 wt%로 검출되어 철. 형입자를 형성하는데, 이것도 추후에 용식되면 비정질의. 27 wt%보다 높다. 망간이 풍부한 이 시료에서는. 동심원상의 철수산화물 덩어리를 형성한다. 점차 동록. Gallionella의 표면에서도 Mn이 검출되는데, 기질부에서. 자체에서 용해가 더 진행되면, 이로부터 빠져나온 철이. 흔한 엽편상 내지 침상의 미립질 덩어리는 비정질의. 온은 과포화에 도달하면서 주변에 침전하는데, 수백 nm. Mn수산화물이다(Fig. 9). 이 경우 Gallionella에서도 기. 크기의 비정질의 철수산화물을 형성한다(Fig. 10B). 이. 타 성분들, 예를 들어 Zn, C, S, Si도 소량으로 함유되. 경우 구형입자의 말단부에 침상의 돌기가 둘러싸고 있. 어 있다. 기질부에서 Mn의 함량은 Gallionella 표면에서. 는데 구형입자는 결정도가 낮은 침철석이다.. 보다 훨씬 높게 나타난다. Fig. 10은 철재배관을 이루고 있는 금속 재질의 파편. 동록 덩어리는 특정한 방향을 따라서 용식되는 경향 을 보여준다. 용식된 부분 또는 새롭게 형성된 수백 nm.
(10) 76. 추창오·함세영·이정환·이충모·추연우·한석종·김무진·조희남. 크기의 엽편상의 철수산화물 입자들은 원래 동록덩어리. 점차 화학적 용식작용을 선택적으로 겪게 될 것이다.. 의 결정학적 정벽(habit)을 여전히 유지하면서 치밀하게. Fig. 11은 철재질의 금속파편이 날카로운 형상을 잘. 달라붙어 있다(Fig. 10C). 그러나 용식작용 초기에는 동. 보여준다. 이 파편은 금속재질의 관정시설물이 파쇄 되. 록의 표면은 일정한 크기로 말려진 껍질덩어리로 벗겨. 어 지하수 공으로 유입된 것이다. EDS분석결과에 의하. 진다(Fig. 10D). 이러한 자리는 반응성이 높기 때문에. 면 산소, 철 외에도 다량의 탄소(C)를 한다(Fig. 11). 이 는 탄소강 기원의 재질에 의한 것으로 판단된다. 그 외. Fig. 10. SEM images of sample KJ-17. Dissolved steel shows hexagonal plates or prisms of green rust and nanocrystals of oxyhydroxide, possibly goethite formed from the oxidation of green rust. Box areas marked in (A) are enlarged in (B), (C), and (D).. Fig. 11. SEM image and EDS pattern of sample KJ-17. Iron fractions derived from well steel.. Fig. 12. SEM images of detrital grains composed of rockforming minerals (sample KJ-20).. Fig. 13. SEM image and EDS pattern of sample KJ-16, showing the alteration of K-feldspar to produce a coating of Fe and Mn..
(11) 부산 금정산 일대 지하수공내 공막힘 물질의 특징과 형성원인. 77. 에도 소량의 Si가 검출되는데, 이는 지하수에서 풍부하 게 존재하는 Si에 의한 것이다. 주변에는 점토광물이 형 성되어 있는데, 이들은 금속파편의 틈새나 주변에 붙어 있으나, 서로 화학적으로 관련성분이 검출되지 않아 성 인적으로 무관하다. KJ-1, KJ-16, KJ-20과 같은 시료에서는 대수층으로부 터 유래한 암편이 다수 관찰된다(Fig. 12, Fig. 13). 이 는 XRD 분석의 결과와도 잘 일치하는 것으로서 기존 의 모암의 파편들이 지하수공으로 유입되어 탁도물질이 나 공막힘 물질을 형성하고 있음을 나타낸다. 이들에 포 함된 조암광물들은 석영, 장석, 백운모가 주를 이루는데, 점토광물이 형성되지 않은 것으로 볼 때, 장석과 백운모 는 비교적 풍화변질이 심하지 않은 상태를 보여준다. 이 러한 변질특징은 이들이 지하수에 유입된 기간은 물-암 석 반응이 충분히 진행될 정도로 길었던 것은 아닌 것 으로 판단된다. 이들의 표면에는 Fe, Mn이 소량으로 피 복되거나, 비정질의 입자로서 침전되어 있다. 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM) 분석 철박테리아가 풍부하며, 철수산화물로 주로 구성되는 시료를 선정하여 투과전자현미경으로 영상분석을 실시 하였다. TEM 하에서 철박테리아는 내부에 철수산화물 의 덩어리를 산점상의 형태로 보유하고 있음을 보여준 다. Fig. 14는 KJ-21 시료를 대상으로 투과전자현미경 영상 분석한 사진으로서 철수산화물의 형태는 다양하게 나타난다. 철수산화물 주변에는 형태적 특징으로 볼 때, Bacillus에 속하는 원핵생물이 관찰된다. Fig. 14A와 Fig. 14B에서 보듯이 이들 원핵생물의 편모는 한 쪽에 만 한 개의 편모가 있는 극모성 편모(monotrochous polar flagella)이다. 이러한 원핵박테리아에서도 내부에 미세한 철입자가 관찰된다. 그러나 현재 연구 상으로 이 들이 어떤 박테리아인지는 불분명하다. 즉 이들은 기존 에 널리 알려진 철박테리아의 일종은 아닌 것으로 보인 다. 그럼에도 세포 내부에서 미세한 철입자 덩어리가 함 유되는 것으로 보아, 이들이 철의 산화작용에 약간은 기 여하는 것으로 보인다.. Fig. 14. TEM images of clogging materials (sample KJ21). (A) Iron oxides and bacillus (rod) bacteria with long monotrochous polar flagella. Scale: 10 µm. (B) Iron oxides and rod bacteria with short monotrochous polar flagella. Scale: 1 µm. (C) Gallionella and rod bacteria in association with iron particles, forming an aggregate. Scale: 1 µm.. 중성 pH 영역의 지하수에서 Fe의 산화에너지를 이용 하는 철박테리아의 종류로는 Gallionella ferrunginea,. 하므로 호기성인 Gallionella는 일반적으로 호기성과 혐. Leptothrix ochracea 및 Crenothrix polyspora 등이 있. 기성 물이 혼합되는 곳에서 서식한다. Gallionella는 박. 다(Cullimore and McCann, 1978). Gallionella는 화학. 테리아 내부에서 생성된 후 외부로 분비된 생체고분자. 무기영양균으로서 용해된 2가철을 3가철산화물로 산화. 막 줄기가 나선형으로 뒤틀린 형태가 특징적인데, 이는. 시켜 에너지를 얻는데, 2가철은 호기성 물에서는 부족. 성장하는 동안에 신장되어 뒤틀린 덩어리 또는 나선형.
(12) 78. 추창오·함세영·이정환·이충모·추연우·한석종·김무진·조희남. 의 줄기매트(stalk mat)를 분비한다(Ghiorse, 1984). Fig.. 수 있는데, 성장속도는 온도와 용존 Fe2+에 비례한다. 14C에서 보듯이 Gallionella는 표면이나 가장자리에서 수. (Macalady et al., 1990; Langmuir, 1997). 용해되어 나. 많은 침철석 입자를 수반하며, 철박테리아와 철수산화물. 온 철이온은 초기단계에서는 비정질의 철수산화물이 형. 의 관련성을 잘 보여주고 있다. 또한 Gallionella 내부에. 성되는데, 산화환경에서는 중성영역으로 갈수록 보다 안. 철수산화물의 덩어리를 산점상의 형태로 보유하고 있다.. 정한 철화합물이 형성된다. 특히 시간이 경과함에 따라. 이는 철박테리아가 대사과정에서 철의 산화작용과 관련. 점차 결정성이 증가하는데, 페리하이드라이트(ferrihydrite). 된 에너지를 사용하고 있으며, 철의 형성에 기여하고 있. 는 침철석(goethite), 래피도크로사이트(lepidocrosite), 적. 는 현상으로 볼 수 있다. Gallionella 내부에는 육각형의. 철석(hematite) 등으로 상전이하여 보다 안정한 철수산. 자형 내지 반자형의 철산화물 덩어리가 흔히 나타난다.. 화물/산화물을 형성하게 된다(Langmuir, 1997; Cornell. 또한 Leptothrix 협막(sheath)구조 가장자리와 내부에도. and Schwertmann, 2003). 본 연구에서의 철수산화광물. 수백 nm 크기의 침철석들이 형성되어 있다. 나선형구조. 은 대부분 페리하이드라이트와 침철석으로 구성되므로,. 의 Gallionella와 pipe 구조의 Leptothrix 표면에 더 많. 철수산화물의 상변화는 별로 일어나지 않은 상태이다.. 은 침철석이 흡착되면 결국 속이 빈 파이프나 막대형의. 특히 결정도가 매우 불량한 광물인 two-line 페리하이드. 협막이 형성된다(Cullimore and McCann, 1978; Ghiorse,. 라이트의 산출이 흔한 데, 이런 유형의 페리하이드라이. 1984). 본 연구에서는 Gallionella 표면이나 Leptothrix. 트는 3가철의 급속한 가수분해로 형성된 것이다. 대부. 협막구조에서 대부분의 철은 외형이 불규칙하거나, 구형. 분의 철수산화물이 비정질 상태인 것은 기존의 함철광. 인 비정질 입자에서부터 가장자리가 아각상을 이루어 준. 물 또는 지하수배관, 스크린 재질이 용해되면서 빠져 나. 정질에 가까운 종류까지 다양하게 나타난다.. 온 철 이온이 과포화에 도달하면서 침전되어 형성된 것 이다. 그러나 결정도가 높고 안정한 철광물로의 상변화. 토. 의. 를 겪기에는 반응시간, pH, 온도, 산화환원전위, 철성분 의 공급, 건조 환경이 충분히 지속되지 않았다.. 공막힘 물질의 광물조성. 둥근 포도상의 등립질 입자는 용액으로부터 과포화에. 본 연구에서 가장 흔한 물리적 공막힘 물질은 외부로. 도달한 후, 비정질상태로 형성된 것을 지시한다. 즉 비. 부터 유입된 토양기원의 점토광물과 관정공사 시에 파쇄. 정질 상태의 철수산화물은 지하수에서 용해/침전작용 동. 된 공벽으로부터 유래한 석영, 장석 등이 주를 이룬다. 이. 안에 형성된 것으로서 화학적 환경이 비교적 일정하게. 들은 유백색 계열의 밝은 색상을 나타내어 전형적인 공. 유지되는 환경 하에서 생성되었다. 이들은 치밀한 집합. 막힘 물질과는 구분이 된다. 지하수공 분포지역인 금정. 체를 이루는 것이 특징적인데, 서로 전기적으로 응집되. 산 일대에는 화강암 지역이므로, 석영, 장석, 백운모는. 는 표면의 특성에 기인한다.. 모암으로부터 유래한 것이다. 즉 이들 광물들은 지하수. 일부 장석에서 용식구조를 보이기도 하지만, 장석류,. 공 내부에서 생성된 것들이 아니고, 대수층의 암편이 미. 운모에서 다량의 점토광물이 형성되어 있지 않다. 이처. 세화 되어 후에 지하수공에 유입된 것들이다.. 럼 미미한 변질현상은 물-암석 반응이 충분히 일어나지. 공, 모터, 스크린에서 떨어져 나온 미세 철조각도 물 리적인 공막힘 물질을 구성하고 있다. 철의 산화작용과. 않았거나, 공막힘 물질로서 유입된 시기가 비교적 짧았 음을 지시하는 것이다.. 미생물에 의한 철수산화물의 경우 적갈색 내지 갈색계 열이 특징적이다. 금속기원의 공막힘 물질은 XRD 분석. 공막힘 물질의 형성. 결과에 의하면, 주로 비정질 상태의 철수산화물 상태로. 공막힘은 다양한 기원과 메커니즘에 의해 발생하며,. 존재한다. 지하수에 비교적 풍부한 철 이온은 암석에서. 대부분 복합적인 요인이 동시에 작용하면서 진행되므로. 기원한 것이 아니고, 지하수공 금속재질로부터 유래한. 점차적으로 지하수의 화학조성은 변한다(Chapelle,. 것이다. 금속관정 재질로부터 용해되어 나온 철이온은. 2001). 이들로 인하여 스크린이나 배관에 공막힘 현상이. pH, 반응시간, 이온농도, 온도와 같은 수리학적 조건에. 발생하면, 수리전도도가 감소하므로 지하수배출량에 영. 따라서 보다 안정한 광물상에 해당하는 철수산화물을 형. 향을 주며, 수질도 동시에 저하된다(van Beek and. 성하게 된다. 철수산화광물의 결정화작용은 지하수 중 철. Kooper, 1980; Chapelle, 2001). 대수층에서는 수직적으. 함량이 수 mg/L 이상만 되어도 수 시간 내에 일어날. 로 불균질한 지하수질 특성을 가지며, 또한 공 부근 지하.
(13) 부산 금정산 일대 지하수공내 공막힘 물질의 특징과 형성원인. 79. 수의 유동속도가 증가하기 때문에 다양한 생물학적, 화. 물질의 형성에 중요한 역할을 한다. 특히 Fe3+의 침전집. 학적 반응의 강도가 증가한다. 금속자재로부터 유래한 경. 적, 흡착된 중금속이온, 세포와 그 잔해의 유기물은 생. 우, 결정성이 불량한 철수산화물/철산화물, 망간수산화물. 물막을 형성하여 부식을 촉진시키고 수질을 저하시킨다. 등과 같은 금속수산화물을 형성한다. 생물학적 기원의 경. (Tuhela et al., 1997). 본 지하수에서 흔히 관찰되는. 우 박테리아의 신진대사 침전물에 의한 것으로 철수산화. Gallionella와 Leptothrix같은 철박테리아는 Fe2+가 Fe3+. 물, 철중탄산, 금속 황화물, 탄산칼슘 등을 포함한다.. 로 산화되는 에너지를 이용하여 생존하는데, 결과적으로. 본 연구에서 물리적 입자는 극미립질의 경우 케이싱. Fe3+를 세포외벽에 흡착시키거나 분비하여 철수산화물. 이나 스크린의 용식작용에 의하여 부식되어 용출된 철,. 스케일을 형성한다. 이러한 성장과정동안 생성되는 Fe3+. 망간, 아연 성분의 금속이온이 침전, 응집된 것들로서 이. 수산화물이 점차 관정을 막기 때문에 심각한 공막힘 문. 들은 비정질 상태가 특징적이다. 따라서 입자의 크기는. 제가 발생하게 된다(Chapelle, 2001). Gallionella는 저산. 마이크론 수준의 극미립질이 우세하다. 반면에 금속재질. 소환경인 O2 0.1~1.0 mg/L, Eh 200~320 mV, 20oC,. 의 지하수공의 파쇄에 의한 입자들은 수백 마이크론 내 지 밀리미터 사이즈의 조립질로 유입되었다. 이들은 물. pH 6~7.6에서 CO2가 충분하면 잘 생존한다(Kucera and Wolfe, 1957; Hanert, 1981; Hallbeck and Pedersen,. 리적 기원 즉 배관의 노후화나 시공불량으로 인하여 금. 1990; Hanert, 1992). Leptothrix의 경우 성장이 가능한. 속재질의 배관이 미세하게나마 손상되었을 경우, 지하수. 온도범위는 10~35oC, 최적온도는 20~25oC, pH는. 공 하부나 표면에 침착되어 공막힘 물질을 형성한다.. 5.9~6.8범위이다. 금정산 지하수의 pH 범위도 대부분 중. 금속배관인 경우 화학적 과정을 통하여 연속적으로 산. 성이므로, 철박테리아가 서식하기 좋은 조건이 된다.. 화, 환원작용을 겪으면서 부식작용이 일어난다. 특히 KJ-. 본 연구에서도 철박테리아 표면에 나노 수산화철입자. 17에서 보듯이 금속배관에서 부식작용이 일어나 육각형. 가 다수 피복하고 있으며, 내부에는 철수산화물의 덩어. 의 동록이 형성되었다. 이는 가수분해에 의해 금속철로부. 리가 산점상으로 분포하고 있는데, 이는 철박테리아가. 터 빠져 나온 철이 2가철로서 수산기와 결합하여 동록의. 대사과정에서 철의 산화작용과 관련된 에너지를 사용하. 철수산화물을 형성한 것으로, 일정한 pH와 산화환원전위. 고, 결과적으로 산화된 철이 박테리아 표면에 침전한 것. 가 일정하게 유지되는 평형상태에서 성장한 것이다.. 임을 보여준다. 줄기의 침상구조 내에 핵생성과 침전이. 본 연구지역의 경우 보통의 화강암으로 구성되어 있. 일어나면 페리하이드라이트와 침철석의 혼합물이 형성. 으므로 원래의 지하수 중 철함량은 수 mg/L 이하이다.. 된다(Hallberg and Ferris, 2004). 미립질 구형의 철수산. 따라서 현재 관찰되는 지하수 내 철함량과 화학적으로. 화물 입자들이 Gallionella 줄기표면에서 치밀하게 분포. 침전한 철수산화물은 원래 암석의 수질에 기인한 것이. 하는데, 이 같은 특징은 Gallionella의 활동으로 인하여. 아니라, 배관, 스크린, 관정자재 등으로부터 유래한 것으. 철수산화물이 형성되었음을 의미한다. Gallionella는 페. 로 보아야 타당하다. 본 지하수에서는 망간산화물의 형. 리하이드라이트로 침전하는 과정에서 철의 산화와 침전. 성은 KJ-1D를 제외하면 미약하며, 대부분의 경우 철수. 작용에 영향을 미친다(Fortin et al., 1996; Sogaard et. 산화물이 공막힘 물질로 작용한다. 지질학적인 현상에. al., 2001), 동일시료 내에서 두, 세 가지 철수산화물이. 의한 망간산화물의 형성은 잘 인지되지 않으므로 본 연. 함께 빈번히 산출하는 데, 이들은 지구화학적 안정성 또. 구지역 지하수의 경우 관정자체로부터 유래한 것이다.. 는 자발적 상전이에 의한 것이라기보다는 이러한 철박. 중성 하에서 철수산화물의 형성반응은 다음과 진행된다.. 테리아 종류에 따른 것으로 해석된다.. 4Fe2+(aq). + O2(g) +. 4H+(aq) → 4Fe3+(aq). + 2H2O(l). 3가철은 물과 반응하여 다음과 같이 불용성의 수산화 철을 형성하여 공막힘 물질을 형성한다. Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3 (침전) + 3H+. Leptothrix에서 철수산화물이 박테리아 세포표면에 집 적되면 대사작용을 하는 표면적도 감소하며(Emerson, 2000), 점차 세포외부에 점액질을 분비시켜 Fe3+이온을 표면에 침전시킨다(Cullimore, 2008). 특히 속이 비어 있는 원통형의 많은 협막구조는 이와 관련된다. Leptothrix는 Mn2+를 산화시킬 수 있지만, Mn2+의 생물. 그 외에도 철박테리아와 같은 미생물은 철재배관을. 학적 산화작용은 자발적으로 산화할 수 없는 pH8 이하. 사용하는 지하수공에서 흔한 데, 이들은 철을 산화시키. 에서만 가능하다(Katsoyiannis and Zouboulis, 2004).. 는 역할을 하기 때문에 철수산화물/산화물로 된 공막힘. 따라서 본 지역 지하수에서는 Leptothrix가 충분히 서식.
(14) 80. 추창오·함세영·이정환·이충모·추연우·한석종·김무진·조희남. 할 수 있는 환경이 된다.. 결. 론. 금정산 일대 지하수공의 공막힘 물질은 비정질 상태 의 철수산화물이 우세하며, 일부는 철산화물, 망간, 아연 산화물 등의 금속물질, 석영, 장석, 운모, 및 점토광물인 스멕타이트 등으로 구성된다. 적색의 공막힘 물질들은 극미립질의 점토광물을 별로 함유하지 않는다. 철수산화 물은 비정질의 특성 때문에 엉기면서 침전하는 특성을 보이는 경우가 흔하다. 마이크론 수준의 극미립질 입자 는 케이싱이나 스크린의 용식작용에 의하여 부식되어 용 출된 철, 망간, 아연 성분의 금속이온이 침전, 응집된 것 들로서 이들은 비정질 상태를 보이게 된다. 적갈색 공막 힘 물질들은 철수산화물이고, 암적색 및 암흑색 시료는 철수산화물, 망간수산화물, 회백색이며, 연갈색 시료는 스멕타이트, 석영, 장석, 철수산화물 등으로 구성된다. 공 막힘 물질인 철수산화물에서 철박테리아의 일종인 Gallionella와 Leptothrix가 흔한데, 철박테리아는 내부에 철수산화물의 덩어리를 산점상의 형태로 보유하고 있다. 대표적인 공막힘 물질인 철수산화물은 대수층의 수리지 질학적 현상에 의한 것이라기보다는 기존의 관정의 재 질로부터 용해되어 나온 철이온이 화학적으로 재침전되 어 형성된 경우가 가장 흔하며, 일부는 금속재질의 파편, 모암의 암편도 포함된다. 가장 흔한 철수산화물은 화학적 반응과 철박테리아의 대사작용이 복합적으로 작용하여 형성되었다.. 사. 사. 이 연구는 환경부 "토양·지하수오염방지기술개발사 업(GAIA)"의 지원으로 수행되었다. XRD, SEM, TEM 분석은 한국기초과학지원연구원 대구센터, ICP-AES 수 질분석은 한국기초과학지원연구원 부산센터에서 이루어 졌으며, 이에 감사드린다.. 참고문헌 국토해양부, 한국수자원공사, 2010, 2009 지하수 조사연 보, 635p 김규범, 최두형, 박준형, 황기섭, 2011, 지하수 우물 재개 발 및 관리 기술, SWRRC Technical Report TR 2011-31, 수자원의 지속적 확보기술개발 사업단, 94p. 이정환, 함세영, 한석종, 옥순일, 차은지, 조희남, 추창오, 김무진, 2011, 공기-브러쉬와 폭약 세척 방법에 의한. 암반관정의 세척 효과 검증, 지질공학, 21(4), 369379. 추창오, 함세영, 이정환, 한석종, 김무진, 2011, 지하수공 내 공막힘 물질의 광물학적, 수리지질학적 특성 연구: 부산 금정산 일대, 2011년 춘계 지질과학기술 공동학 술대회 논문집, p. 307. Chapelle, F. H., 2001, Ground-Water Microbiology and Geochemistry, John Wiley and Sons, Inc. 477p. Cornell, R.M. and Schwertmann, U., 2003, The Iron Oxide. Structure, Properties, Reactions, Occurrences and Uses. 2nd Ed..Wiley-VCH GmbH and Co. KGaA. 664p. Cullimore, D. R., 2008, Practical Manual of Groundwater Microbiology. CRC Press, 379p. Cullimore, D. R. and McCann, A. E., 1978, The identification, cultivation and control of iron bacteria in ground water, In: Skinner, F. A. and Shewan, J. M.(ed.), Aquatic Microbiology, New York Academic Press, 219-261. Emerson, D., 2000, Microbial oxidation of Fe(II) and Mn(II) at circumneutral pH, In: Lovley, D. R.(ed.), Environmental Microbe-Metal Interactions, ASM Press, 31-52. Fortin, D., Davis, B., and Beverridge, T. J., 1996, Role of Thiobacillus and sulfate-reducing bacteria in iron biocycling in oxic and acidic mine tailings, FEMS Microbiol. Ecol., 21, 11-24. Ghiorse, W. C., 1984, Biology of iron-and manganese depositing bacteria, Annual Review of Microbiology, 38, 515-550. Hallbeck, L. and Pedersen, K., 1990, Culture parameters regulating stalk formation and growth rate of Gallionella ferruginea, Jour. Gen. Microbiol., 136, 1675-680. Hallberg, R. and Ferris, F. G., 2004, Biomineralization by Gallionella, Gemicrobiol. Jour., 21, 325-330. Hamm, S.-Y., Lee, J.-H., Han, S. J., Cho, H. N., Lee, S. Y., and Ok, S.-I., 2010, Verifying well rehabilitation using hydraulic test and geophysical well log, 2010 Annual Meeting, Korea Soc. Ground. Soil, 219. Hanert, H. H., 1981, The genus Gallionella. In: Starr M. P., Stolp, H., Truper, H. G., Balows, A., Schlegel, H. G.,(eds.), The Prokaryotes, A Handbook on Habitats, Isolation, and Identification of Bacteria, Berlin, Springer, 509-515. Hanert, H. H., 1992, The genus Gallionella, In: Balows, A., Truper, H. G., Dworkin, M., Harder, W. and Schleifer, K. H.,(eds.), The Prokaryotes, vol. IV, Springer-Verlag, 4082-4088. Houben, G. and Treskatis, C., 2007, Water well rehabilitation and reconstruction, McGraw-Hill Companies, Inc., 606p. James, R. E. and Ferris, F. G., 2004, Evidence for microbial-mediated iron oxidation at a neutrophilic groundwater spring, Chem. Geol., 212, 301-311. Katsoyiannis, I. A. and Zouboulis, A. I., 2004, Biological treatment of Mn(II) and Fe(II) containing groundwater: kinetic considerations and product characterization, Water Res., 38, 1922-1932. Kucera, K.-H. and Wolfe, R. S., 1957, A selective.
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