서 론
이산화탄소 포집 및 저장(Carbon Capture and Storage; CCS)기술은 대규모 이산화탄소(CO2)를 포집하여 지하 심부 지층에 영구적으로 저장하는 효과적인 온실가스 감축 방안으로 주목받고 있다(Yun et al., 2016; IPCC, 2005). 정부는 2035년 국가 온실가스 감축목표(NDC: Nationally Determined Contribution)를 2018년 순배출량(742.3백만톤CO2eq) 대비 2035년 △53%~△61%를 감축하는 것으로 설정하였다. 그러나 심부 지층에 저장된 CO2가 단층대나 폐공 등 지질학적 통로를 통해 천부 대수층이나 지표로 누출될 경우, 토양 및 지하수 생태계에 심각한 환경적 악영향을 미칠 수 있다(Lim et al., 2018). 따라서 CO2의 누출을 조기에 탐지하고 그 거동 특성을 시공간적으로 추적할 수 있는 정밀한 모니터링 기술의 확보는 CCS 사업의 환경적 안전성과 주민 수용성 제고를 위해 필수적이다(Lee et al., 2016; IPCC, 2005). 특히 저장된 CO2가 지층 단열이나 단층을 통해 누출될 가능성에 대한 면밀한 모니터링이 요구된다(Jeon et al., 2023).
CO2가 천부 지하수 시스템으로 유입되면 탄산 평형 반응을 통해 pH가 감소하고, 이로 인한 탄산염 및 규산염 광물의 용해로 주요 양이온(Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+) 농도가 증가한다(Trautz et al., 2013; Park et al., 2014; Jeon et al., 2023). 이러한 이온 농도 증가는 지하수의 전기전도도(EC)를 높이고 전기비저항 감소로 이어지므로(Auken et al., 2014; Yang et al., 2015), 전기비저항 모니터링을 통해 지하수 내 CO2 거동 변화를 효과적으로 파악할 수 있다.
최근의 전기비저항 모니터링 연구는 노르웨이 Svelvik, 미국 ZERT, 호주 Otway 등 전 세계 다양한 시험 부지에서의 인위적인 누출 모사 실험(Controlled Release Test)을 기반으로 고도화되고 있다(Denchik et al., 2014; Strazisar et al., 2009; Hennig et al., 2008; Lim et al., 2018). 덴마크의 실증 사례에서는 320개의 표면 전극을 활용한 3D 표면 ERT를 통해 120일 이상의 장기적인 4D 역산(Time-lapse inversion)을 수행하여 CO2의 확산을 성공적으로 영상화하였으며, 시추공 간(Crosshole) 수평 및 수직 양극자 배열(Horizontal Bipole-Bipole; HBB, Vertical Bipole-Bipole; VBB)을 결합하여 주입 초기 단 이틀 만에 발생하는 미세한 전도도 변화를 감지해 내기도 하였다(Yang et al., 2015).
기존의 지하수 전기전도도(Electrical conductivity; EC) 모니터링은 특정 지점에서의 이온 농도 변화를 신속하게 감지할 수 있지만, 점 측정에 국한되어 넓은 지역의 공간적 분포를 파악하는 데 한계가 있다(Lee et al., 2016; Jeong et al., 2022). 반면, 전기비저항 모니터링은 비파괴적인 방식으로 지하 지층의 전기비저항 분포를 2차원 또는 3차원으로 영상화할 수 있으며, 시간 경과(time-lapse) 모니터링을 통해 지하수 변화의 시공간적 패턴을 추적할 수 있는 장점이 있다. 그러나 기존의 전기비저항 모니터링 연구는 단일 시기 역산 결과의 비교만으로 CO2 누출에 의한 미세한 전기비저항 변화를 판단하기 어려운 한계가 있으며, 시추공 토모그래피 방식의 모니터링은 높은 분해능을 제공하지만 다수의 시추공 설치에 따른 비용과 공간적 제약이 따른다(Yang et al., 2015). 본 연구에서는 비교적 적은 수의 지표 전극으로도 높은 신호대잡음비(S/N)와 분해능을 확보할 수 있는 단극-쌍극자 배열을 활용하고, 단일 시기 역산만으로는 구분이 어려운 미세한 CO2 영향을 관찰할 수 있는 4차원 역산을 적용하였다. 본 연구는 K-COSEM 모형 실험장에서 수행된 CO2 누출 모사 실험을 통해 전기비저항 모니터링이 CO2 누출로 인한 지하수 변화를 효과적으로 탐지할 수 있는지를 평가하고자 한다.
연구지역
이산화탄소 지중저장 환경관리연구단(K-COSEM)에서 이산화탄소 누출에 의한 환경영향 분석을 위해 충북 음성군에 모형 실험장(EIT: Environmental Impact evaluation Test facility)을 구축하여 운영하였다(Jun et al., 2017). CO2 누출의 환경영향 평가를 위한 인공조절 누출 환경영향 분석시설에서 지하수 내 CO2 누출에 따른 전기비저항 모니터링을 실시하였다(Fig. 1).
연구지역은 옥천습곡대 중서부 경계부에 형성된 음성 분지 서측의 경기육괴 내에 위치한다. 주변은 선캄브리아기 편마암류와 쥬라기 흑운모 화강암류, 신생대 제 4기 퇴적암류들이 분포하고 있다(Jun et al., 2017). 쥬라기 대보화강암에 속하는 흑운모화강암은 연구지역이 포함된 한국지질도(1/50,000) 진천도폭상에서 편마상 화강암과 조립질 화강암으로 구분되었으나, 연구지역의 편마상 화강암은 엽리구조가 거의 보이지 않으며 조립질 화강암과 구분되지 않는 조립의 흑운모 화강암으로 나타난다. 흑운모화강암은 연구지역에 매우 넓게 분포해 대부분을 차지하며, 심한 풍화작용의 영향으로 구릉지와 평야 지형을 형성하고 있다. 실험장은 풍화대 토양층이 두껍게 발달한 경작지로 투수성이 양호한 환경이다(Jun et al., 2017).
지표에서 약 28.5~58 m 깊이까지 두꺼운 풍화토층이 분포하며, 주로 중 · 조립질 모래로 구성되어 있다. 지하수는 주로 북서에서 남동 방향으로 흐르는 특성을 보이며, 인근 공장시설의 영향으로 지형 경사와는 반대 방향으로의 흐름을 보인다(Lim et al., 2018; Ju et al., 2020).
포화대 EIT는 심도 24 m의 CO2 주입정(스크린 구간: 21~24 m) 1공과 8공의 다심도 모니터링 관정으로 구성된다. CO2 포화수는 5.5 m3/d의 일정 유량으로 주입되었다. 2017년 6월 28일부터 7월 24일까지 28일간의 주입 실험에서는 가압 순환(유도 수리경사 약 0.18)에 의해 지하수 흐름을 강화한 상태에서 CO2 포화수를 연속 주입하였다(Ju et al., 2020).
전기비저항 모니터링
지표 전기비저항 측선은 포화대 영역의 주입 심도(21~24 m)를 포함할 수 있도록 전극간격 5 m, 총 연장 100 m로 설정하였다. CO2포화수 주입관정은 측선상 수평거리 약 60 m 지점에 위치하며, 양수정은 약 50 m 지점에 위치한다. 전기비저항 배열법은 신호대잡음비(S/N)와 분해능을 고려하여 단극-쌍극자(Pole-dipole) 배열을 채택하였다(Fig. 2). 단극-쌍극자 배열의 겉보기비저항(apparent resistivity, ρₐ)은 ρₐ = K·(ΔV/I)로 산출되며, 거리계수 K는 전류전극(A)과 전위전극(M, N) 간 거리에 따라 K = 2π / (1/AM − 1/AN)으로 결정된다. 본 연구에서는 전극간격(a) 5 m, 전극전개수(n) 10을 기본으로 하여 자료를 취득하였다.
전기비저항 모니터링은 Syscal Pro (IRIS Instruments Co., France)장비를 사용하였으며, 자동측정 제어 소프트웨어 Comsys Pro를 통해 측정 시간 간격, 주입 전류량, 반복 측정 횟수 등을 설정하여 자료를 자동 획득하였다. 전기비저항 모니터링 측정은 CO2 주입 이전과 주입 중, 주입 이후의 총 3단계에 걸쳐 실시하였다. 전기비저항 측정은 CO2 주입을 시작하는 2017년 6월 28일부터 시작하여 주입이 종료되는 2017년 7월 24일까지 약30일 동안 자료를 획득하였다.
2차원 전기비저항 모니터링 자료는 DC 2Dpro (Kim, 2009)를 통해 역산을 수행하였다. 기존의 전기비저항 역산은 공간 영역의 오차만을 최소화하므로, 역산 결과에 인위적 이상(artifact)이 포함된 기준 자료를 사용할 경우 차이영상이 실제 지하 변화를 제대로 반영하지 못할 수 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 Kim et al. (2013)은 공간 및 시간 영역의 오차를 동시에 최소화하는 4차원 역산 알고리즘을 제시하였다. 역산의 목적함수는 다음과 같다:
여기서 P와 ΔP는 각각 이전 단계에서 계산된 모델과 모델 증분 벡터(ΔP = Pj+1 − Pj)이며, Ξ는 자료 오차항, Ψ와 Γ는 각각 공간 및 시간 영역의 모델 거칠기(model roughness)를 제어하는 모델 제한자(model constraint)이다.
공간 제한자(Ψ)에는 지층 심도에 따른 분해능 저하를 보상하고 공간적으로 변화하는 감쇠 계수(damping factor)를 산출하기 위해 Yi et al. (2003)이 개발한 ACB (Active Constraint Balancing) 기법을 적용하여 공간 정규화 매개변수 행렬(Λ)이 자동으로 결정되도록 하였다. 현장 전기비저항 탐사 자료에 흔히 포함되는 가우시안 잡음을 안정적으로 처리하고 매질의 전반적인 공간적 연속성을 반영하기 위해 데이터 오차항(Ξ)과 공간 제한자(Ψ)에는 L2 norm을 적용하였다. 반면, CO2 포화수 유입에 따라 주입정 인근 특정 시공간에 국한되어 급격하게 발생하는 변화를 선명하게 영상화하기 위하여 시간 제한자(Γ)에는 L1 norm을 적용하였다.
본 역산에는 취득된 총 12,312개의 모니터링 자료 중 겉보기비저항 · 전위 임계값에 따라 12개를 제외한 6,156개(측정 시기별 676~684개)의 자료를 사용하였으며, 공간 정규화 매개변수의 기준값(λ₀)은 ACB 기법에 의해 0.1~1.0 범위에서 자동 결정되었다. 역산은 총 6회 반복 후 전체 RMS 오차 0.056으로 수렴하였으며, 시기별 자료 수 및 RMS 오차는 Table 1에 제시하였다.
Table 1
Data acquisition and inversion quality information for the nine measurement phases (T1~T9). Elapsed time is measured from the start of CO2-infused water injection; the accepted data count denotes data retained after QC filtering (zero-value and threshold criteria) out of 684 designed measurements per phase; RMS denotes the phase-wise unweighted data misfit at the final (6th) iteration of the 4D inversion.
2차원 전기비저항 역산 결과
Fig. 3(a)는 CO2 포화수 주입 실험 이전에 획득한 지표 전기비저항의 2차원 역산 단면이다. 주입 실험이 이루어지는 수평거리 50~70 m구간의 심도 5~25 m영역에서 100 ohm-m 이하의 낮은 전기비저항 값이 관찰된다. 해당 구간의 낮은 전기비저항은 양수정 및 주입정, 관측정 등 금속 재질의 관정으로 설치되어 있는 영향으로 보인다.
Fig. 3(b)는 포화수 주입이 종료된 2017년 7월 24일에 측정된 전기비저항 역산 단면이다. 주입 실험 이전의 Fig. 3(a)와 비교할 때, 전반적인 전기비저항이 감소하는 양상이 나타난다. 지표면 부근의 전기비저항의 감소는 모니터링 기간 중 장마에 의한 집중 강우로 토양 수분 함량이 증가한 것에 기인하는 것으로 해석된다. 주입정이 위치한 수평 거리 60~70 m의 심도 25 m 부근에서는 전기비저항이 229 ohm-m에서 209 ohm-m로 감소하였으며, 이는 CO2 포화수 주입의 영향으로 매질의 전기비저항이 감소한 결과로 추정된다. 다만 그 변화 폭이 크지 않아 각 시기의 단독 역산 결과의 비교만으로는 CO2 포화수의 영향을 명확하게 구별하기 어렵다. 이에 변화를 보다 효과적으로 파악하기 위하여 4차원 역산을 수행하였다.
이산화탄소 포화수 주입에 따른 효과를 지표 전기비저항 탐사 자료의 단독 역산을 통해 해석하고자 하는 경우 그 변화가 매우 작아 변화를 뚜렷하게 파악하는데 어려움이 따른다. 이에 모니터링 자료에 대해 4차원 역산을 수행하여 이산화탄소 포화수의 확산을 파악하고자 하였다.
Fig. 4는 주입 실험 이전부터 주입 실험이 종료되는 시점까지 기상 변화를 보여준다. 모니터링 기간 동안 장마의 영향으로 잦은 강우 및 많은 양의 강우가 있었음을 확인할 수 있다. 지표 실험 및 전자기적 모니터링장비의 운영에 의한 모니터링 중단과 부지 정돈 및 지하수 샘플링 작업으로 인한 케이블 단선, 측정 장비의 배터리 문제 및 스위칭 장비의 문제, 낙뢰에 의한 장비의 고장 등으로 연속적인 자료의 획득에 어려움이 따랐다. 이에 모니터링 자료 중 강우의 직접적인 영향이 적고 장비 및 케이블, 전극에 문제가 발생하지 않은 시기의 자료를 선별하여 4차원 역산을 수행하였다.
4차원 전기비저항 역산 결과
본 연구에서 제시하는 차이영상(difference image)은 기준 시기 대비 전기비저항 비(resistivity ratio)로 정의된다. 기준시기(T1) 대비 차이영상은 Rn/1 = ρ(Tn) / ρ(T1)으로, 인접 시기 간 차이영상은 Rn/n−1 = ρ(Tn) / ρ(Tn−1)으로 산출된다. 여기서 ρ(Tn)은 시기 Tn에서의 전기비저항이며, 비 값이 1보다 작으면 기준 시기 대비 전기비저항이 감소(전도성 증가)한 것을, 1보다 크면 전기비저항이 증가한 것을 의미한다.
Fig. 5는 선별된 측정 시기의 자료에 대하여 4차원 역산을 수행한 결과로, T1을 기준으로 한 차이영상(Tn/T1)을 나타낸 것이다. T2/T1의 차이영상에서는 양수정이 위치한 수평거리 50 m 지점 하부의 A지점에서 전기비저항의 증가가 확인된다. 전기비저항 증가 영역은 심도 15 m에서 양수정 스크린이 설치된 측선의 25 m 구간에 걸쳐 나타난다. 이는 양수에 의한 지하수위 하강으로 대수층 내 포화도가 감소함에 따라 전기비저항이 증가한다는 선행 연구들의 관찰과 일치한다. McDonnell et al. (2023)은 연안 대수층에서의 양수 시험 중 time-lapse 전기비저항 영상을 통해 양수정 인근 상부 지층의 탈수(dewatering)에 의한 전기비저항 증가를 관측하였으며, Chambers et al. (2015)은 채석장 배수 작업 중 양수 중단 및 재개에 따른 지하수위 변화를 time-lapse ERT로 성공적으로 검출한 바 있다. 본 연구에서 관측된 A지점의 전기비저항 증가 역시 양수 개시에 따른 양수정 주변의 지하수위 하강 효과로 해석된다. T2에서 T4에 이르는 측정 시기에서는 양수에 의한 전기비저항 증가가 지속적으로 관찰되며, CO2 포화수 주입에 따른 영향은 나타나지 않고 있다.
주입 실험 개시 후 약 14일이 경과한 T5에서는 주입정 주위 B지점에서 전기비저항의 감소가 관찰된다. 이는 T1을 기준으로 한 차이영상(Fig. 5)에서 누적된 변화가 가시화되는 시점으로, 인접 시기 간 차이영상(Fig. 6)에서는 이보다 앞선 T4/T3 시기(주입 개시 약 81시간 후)에 이미 동일한 신호가 나타난다. 즉, T4/T3 인접시기 비교를 기준으로 할 때 CO2 포화수 영향의 최초 관측 시점은 T4이며, T1 기준 차이영상에서는 신호가 누적되어 T5에서부터 뚜렷하게 식별된다. 다만 T4와 T5의 두 측정시기 사이에 케이블 및 일부 전극의 단선이 발생하여 측정 간격이 10일로 늘어남에 따라, CO2 포화수 영향이 최초로 나타나는 정확한 시점을 파악하는데 한계가 있다. T5/T1차이 영상에서 지표 전반에 걸쳐 전기비저항 감소가 관찰되는데, 이는 T4와 T5의 사이에 기록된 총 184 mm에 달하는 강수의 영향으로 판단된다. T6에서 T9로 진행되는 차이영상에서는 B지점의 전기비저항 감소 영역이 점진적으로 확대되고, 전기비저항 비가 최소 0.74까지 감소하는 것이 확인된다. 실험 종료시점인 T9까지 지속된 강우로 인해 지표로부터 약 5 m심도까지 전기비저항 감소가 나타난다.
Fig. 6은 T1에서 T9까지의 인접한 측정 시기간의 차이영상을 나타낸 것이다. T2/T1차이 영상에서는 스케일을 축소하여 양수정의 수위 하강에 따른 효과를 보다 명확하게 보여준다. T3/T2 차이영상에서는 일정한 양수 속도 유지에 따라 지하수위가 준정상 상태를 유지함으로써 전기비저항의 유의미한 변화가 관찰되지 않는다. T4/T3 차이영상은 주입 실험 개시 후 약 81시간이 경과한 시기로, B지점에서 CO2 포화수의 영향으로 판단되는 전기비저항 감소가 확인된다. T5/T4 시기에 많은 양의 강수로 지표 부근의 전기비저항이 감소하였으며, 10일간의 측정 공백으로 인해 CO2 포화수가 양수정 위치까지 도달한 것으로 추정된다. 이후 2일 간격으로 측정된 T6/T5, T7/T6 차이영상에서 CO2 포화수의 추가적인 이동 효과가 관찰되지 않으며, 이는 CO2 포화수가 양수정에 도달한 이후 지하수 흐름이 정상 상태로 유지된 결과로 해석된다.
T7/T6 차이영상에서 약 98 mm의 강우가 발생했고, 이로인해 지표 부근에서 전기비저항의 감소가 관찰되며, T8/T7 차이영상에서도 CO2 포화수에 의한 추가적인 변화는 확인되지 않는다. 실험 종료 직후에 해당하는 T9/T8에서는 양수정 주위에서 전기비저항이 감소가 관찰된다. T9은 주입 실험이 종료된 후 약 6시간이 경과한 시점에 측정한 결과로, 지하수 내 잔류하는 CO2 포화수의 영향이 미약하게 반영된 것으로 판단된다.
실험 부지 내에 위치한 다수의 계측 장비 및 시설물이 잡음원으로 작용하였고, 장마 기간 중의 집중 강우로 인해 자료 획득과 해석에 어려움이 수반되었다. 이러한 조건에도 불구하고 전기비저항 모니터링이 지하수 내 CO2의 분포 및 거동을 탐지하고 영상화하는 데 효과적임을 확인하였다. 향후 CO2 함량의 정량적 평가를 위해서는 CO2 포화도와 전기비저항 간의 정량적 관계를 물성 측정 실험을 통해 도출하는 것이 필요할 것으로 사료된다.
지화학적 관측 결과와 비교
동일 실험 부지에서 동일 주입 실험을 대상으로 수리 · 지구화학 모니터링을 수행한 Ju et al. (2020)의 결과는 이러한 ERT 관측과 높은 일관성을 보인다. Ju et al. (2020)에 따르면, CO2 포화수 주입 개시로부터 약 4일(96시간) 경과 시점에 주입정(IW)에서 수평거리 약 2.6 m에 위치한 다심도 모니터링정 SMW 2-2 및 BS-09에서 크립톤(Krypton, Kr)와 pCO2의 급격한 상승이 최초로 감지되었으며, 이어 약 5일 경과 시점에 SMW 1-2에서도 동일한 신호가 나타났다. 이 CO2 최초 도달 시점(+4~5일)은 ERT T4/T3 차이영상에서 B 지점의 전기비저항 감소가 최초 관측된 시점(주입 개시 후 약 81시간 ≈ 3.4일)과 근접하며, 두 독립적인 모니터링 방법이 동일한 CO2 포화수의 초기 이동을 포착하고 있음을 나타낸다. 나아가 Ju et al. (2020)은 동 기간 중 SMW 2-2에서 전기전도도(EC)가 기준선 대비 최대 +368% (+447 μS/cm), SMW 1-2에서 최대 +472% (+464 μS/cm)까지 증가하였으며, pH는 SMW 2-2 · SMW 1-2 모두에서 약 1.5 단위 하락하였음을 보고하였다. CO2 포화에 의해 지하수의 전기전도도가 증가하는 현상과 차이영상에서 관측된 B 지점의 전기비저항 감소(변화 비율 0.74)는 지구화학 모니터링 자료에서 확인된 EC 증가 및 pH 하락과 물리적으로 정합하는 결과로 판단된다. 이러한 관계는 Archie’s law (ρ = a·ρw·φ–m·Sw–n, ρw: 공극수 비저항, φ: 공극률, Sw: 포화도, a, m, n: 경험적 상수)에 의해 정량적으로 뒷받침된다. 포화 조건(Sw = 1)에서는 ρ ∝ ρw에 가까운 관계가 성립하므로, 공극수 전기전도도(EC)가 증가하면 매질의 전기비저항은 그에 상응하여 감소한다. Ju et al. (2020)이 보고한 SMW 2-2 및 SMW 1-2 지점의 EC 증가율(+368~472%)을 단순 비례 관계로 환산하면 매질의 전기비저항은 약 0.18~0.21배까지 감소할 것으로 기대되나, 실제 관측된 비저항 비(0.74)는 이보다 작은 감소폭을 보인다. 이는 지표 ERT의 공간 해상도 한계로 인한 부피평균 효과(volume-averaging) 및 측정 지점(전극)과 관측정 사이의 이격에 따른 희석 효과가 반영된 결과로 해석된다. 이러한 B 지점 이상대의 공간적 확산 양상은 Ju et al. (2020)이 보고한 CO2 포화수의 이동 경향과 비교하면 주목할 만한 일치를 보인다. Ju et al. (2020)에 따르면 주입 개시로부터 약 18일 경과 시 SMW 3-2, 약 23일 경과 시 SMW 4-2에서 CO2 신호가 순차적으로 감지되어, CO2 포화수의 유도 수리경사 방향을 따라 시간에 비례하여 하류 측 관측점으로 확산되었음이 확인되었다. ERT 차이영상에서도 이와 같은 시간 경과에 따른 비저항 감소 영역의 점진적 확대가 재현되고 있어, 4D 전기비저항 모니터링이 CO2 포화수의 시공간적 거동을 면적 단위로 연속 추적하는 데 효과적임을 보여준다.
결 론
본 연구에서는 K-COSEM 연구단의 포화대 CO2 인공조절 누출 시험시설을 활용하여, 지하수 내 CO2 누출 탐지를 위한 지표 전기비저항 모니터링 기법의 적용 가능성을 평가하였다.
단극-쌍극자 배열 기반의 지표 전기비저항 측선(전극 간격 5 m, 총 연장 100 m)을 구성하고, 선별된 9개 측정 시기(T1~T9) 자료에 대한 4D 역산을 수행함으로써 CO2 포화수의 시공간적 거동을 효과적으로 영상화할 수 있었다. 기준 시기(T1) 대비 차이영상 분석에서 양수 개시 직후 양수정 하부(A지점, 심도 15~25 m)에서 전기비저항 증가가 확인되었으며, 이는 지하수위 하강에 따른 비저항 증가 현상과 일치한다.
CO2 포화수 주입 개시 후 약 81시간(≈3.4일) 경과 시점의 T4/T3 차이영상에서 주입정 인근 B 지점에 전기비저항 감소 이상대가 처음 나타났다. Ju et al. (2020)은 동일 주입 실험에서 주입 개시 +4일에 SMW 2-2 및 BS-09 관측정, +5일에 SMW 1-2에서 크립톤(Kr) 및 pCO2의 급격한 상승을 최초로 보고하였다. 두 독립적인 모니터링 방법이 포착한 CO2 최초 도달 시점이 근접하게 일치함으로써, ERT 차이영상이 관측정에 의존하지 않고도 CO2 플룸의 초기 이동을 탐지할 수 있음이 실증되었다.
지점 측정에 기반하는 지구화학 모니터링이 관측정 위치에서의 시간적 농도 변화를 정밀하게 포착하는 반면, 4D ERT 모니터링은 관측정이 미치지 않는 구간을 포함한 지하 공간 전체에 걸쳐 CO2 분포를 연속적으로 영상화함으로써 공간적 보완성을 제공한다. 두 방법을 병행 적용하는 통합 모니터링 체계는 CCS 부지에서의 CO2 누출 탐지 신뢰도와 거동 파악의 완전성을 동시에 향상시킬 수 있다.
이상의 결과를 종합하면, 4D 전기비저항 모니터링은 장마 기간의 잡음 환경과 측정 공백이라는 현장 제약에도 불구하고 지하수 내 CO2 플룸의 공간적 분포와 시간적 거동을 효과적으로 영상화할 수 있음을 실증하였다. 동일 실험에 대한 지구화학 모니터링 결과(Ju et al., 2020)와의 비교를 통해 4D ERT의 공간 영상화 정확도가 독립적으로 검증됨으로써, 본 기법은 향후 CCS 저장 부지에서의 환경 모니터링 수단으로서 실용적 가치를 갖는다.
