유류오염물질의 GPR 반응에 대한 모델 실험 연구

• 영문명: Experiments on the GPR Reposnse of the Organic Hydrocarbons
• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 김창렬(Changryol Kim)
• 간행물 정보: 『자원환경지질』37권 2호, 185~193쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2004.04.30

국문 초록

휘발유와 같은 유기탄화수소계 오염 물질인 유류가 지하 분포 시, 불포화대에 분포하는 가스상(또는 증기상) 유류와 지하수 포화대에 포획되어있는 잔류상 유류 오염 물질이 GPR(Ground Penetrating Radar)에 미치는 반응을 조사하기 위하여 모델 실험을 수행하였따. 모델 실험에는 모래와 자갈을 토양 매질로서 채운 탱크를 이용하였고, 유류 수송을 위한 매설 파이프 또는 지하 유류저장탱크로부터 유류의 자갈을 토양 매질로서 채운 탱크를 이용하였고, 유류 수송을 위한 매설 파이프 또는 지하 유류저장탱크로부터 유류의 누출을 모사하기 위하여 모델 탱크 바가으로부터 물과 휘발유를 주입 또는 배출하여 지하수면의 상승과 하강을 유도하면서 다양한 상의 LNAPL 지하분포를 모사하여 GPR측정을 실시하였다. 본 연구 결과, 불포화대에서 매질의 수분함량 증가에 따른 레이다 파의 속도 감소를 보이는 민감한 GPR 반응이 관측되었으며, 지하수면의 상승과 하강에 따른 지하수면 위치 변화 관측에 있어서 GPR의 유용성이 입증되었다. 본 연구에서 모관대를 형성하고 있는 매질의 대수층에서는 실제 지하수면 대신 모관대의 상부가 지구물리학적 지하수면으로 탐지되었다. 또한 휘발유 주입 이후 형성된 불포화대내 가스상 LNAPL은 매딜의 전기적 성질의 변화를 유도하여 레이다 파의 감쇠를 야기하는 GPR 반응을 나타내었다. 포화대 내의 잔류상 LNAPL에 대한 GPR반응은 레이다 파의 매질내 속도 및 에너지 투과성을 향상시킴으로써 지하수면 상승으로 포화대에 포획된 잔류상 유류오염물질을 포함하는 대수층 지역의 탐지 가능성을 보여 주었다. 이는 유류오염물질이 지하수면 아래의 포화대에 잔류상의 형태로 분포하는 오염지역에서 GPR를 이용하여 유류오염지역을 탐지할 수 있는 새로운 탐사전략의 근거를 제공한다.

영문 초록

A physical model experiment was conducted using a sand and gravel-filled tank model, to investigate the influence on the GPR response of LNAPL vapor phase effects in the unsaturated zone and of residual phase of LNAPL trapped in the saturated zone. Background measurements of GPR were made with only water in the tank using a fluctuating water table model. Gasoline was, then, injected into the bottom of the model tank to simulate a subsurface discharge from a leaking pipe or tank at depth, obtaining GPR data with rising and lowering of water table. Results from the experiment show the GPR sensivity to the changes in the moisture content in the vadose zone and its effectiveness for monitoring minor fluctuation of the water table. The results also demonstrate a potential of GPR for minitoring possible vapor phase effects of volatile hydrocarbons in the vadose zone as a function of time, and for detecting the effects of residual phase of hydrocarbons in the water saturated system. In addition, the results provide the basis for a strategy that has the potential to successfully detect and delineate residual LNAPL contamination in the water-saturated system at field sites where the conditions are similar to those simulated in the physcial models described herein.

키워드

불포화대 가스상(증기상)유류 잔류상 유류 GPR 포화대 GPR vapor phase effects residual phase LNAPL