울진원전 근해 해저 퇴적물의 구성성분 및 방사성 Cs 흡착 특성

Chracteristics of Sediment Compositions and Cs Adsorption on Marine Sediment near Wuljin Nuclear Powerplant

울진원자력 발전소 인근 해역의 해저 퇴적물에 대하여 광물분석과 함께 137Cs의 농도를 분석하였고 이와 더불어 총 유기탄소(total organic carbon, TOC)의 양과 퇴적물의 입자 크기를 분석하여 퇴적물의 특성과 더불어 이들의 상관관 계에 대하여 알아보았다. 퇴적물의 입자 크기는 주로 모래크기에 해당되며 -0.48~3.6 Mdφ의 분포를 보인다. TOC와 137Cs의 경우 각각 0.06~1.75%와 최소검출활동도(Minimum detectable activity, MDA)~4.0 Bq/kg-dry의 범위로 나 타나며 평균 방사능의 농도는 1.15±0.62 Bq/kg-dry였다. 일반적으로 다른 해역의 경우보다 큰 입자와 작은 TOC의 양 과 137Cs의 농도가 특징적이다. 본 해역 퇴적물의 구성 광물은 주로 석영과 장석류들(알바이트, 미사장석, 그리고 약 간의 정장석)로 구성되어 있으며 미량의 휘석, 방해석, 각섬석 등의 조암광물들과 함께 10 Å의 피크를 갖는 광물(주로 흑운모)과 일부 녹니석등의 광물들이 혼재해 분포하고 있는 것으로 나타났다. 이들 광물 중 흑운모가 가장 대표적으 로 137Cs의 분포와 상관관계를 보이고 있으며 이는 흑운모의 풍화에 따른 닯은 모서리 자리(frayed edge site, FES) 나 시료에 혼재되어 존재할 가능성이 있는 일라이트 등에 의한 결과로 판단된다. 여러 가지 퇴적물의 특성 중 137Cs 의 분포와 가장 밀접한 양상을 보이는 것은 TOC의 농도로 이것은 본 해역에서 Cs을 강하게 흡착할 만한 광물이 존 재하기 않기 때문이며, 따라서 137Cs의 분포는 광물분포 보다는 TOC의 함량에 더 큰 영향을 받고 있음을 보여준다.

Mineralogical composition, 137Cs activity, total organic carbon (TOC), and particle size of marine sediments near Wuljin Nuclear Powerplant were analyzed and the relationships among those components were investigated. The particle sizes of sediments were equivalent to sand size and in the range of -0.48~3.6 Mdφ. TOC contents and 137Cs activities were in the range of 0.06~1.75% and minimum detectable activity (MDA) ~4.0 Bq/kg-dry with the average value of 1.15±0.62 Bq/kg-dry, respectively. The sediments in study area were characterized by large particle size and small TOC contents, and 137Cs activity compared with other marine sediments. The main mineral components were quartz and feldspar (albite, microcline, and small amount of orthoclase) with small amount of pyroxene, calcite, hornblende. Minerals with 10 Å XRD peak (mainly biotite) and chlorite were also identified. Among those minerals, biotite shows the linear relationship with 137Cs content probably due to the frayed edge site (FES) on biotite or small amount of mixed illite. However, TOC content shows most linear relationship with 137Cs content because no significant amount of clay minerals, which can adsorb significant amount of Cs, were observed in the study area, indicating that the distribution of 137Cs in this study area was more significantly affected by the TOC content than mineral composition.