Algal Bioassay for the Treated and Raw Wastewater in the Kyongan Stream

경안천에서 하수처리수와 생하수에 대한 algal bioassay

  • Lee, Ok-Hee (Department of Biology, the Graduate School, Inje University) ;
  • Hwang, Soon-Jin (Department of Biological Systems Engineering, Konkuk University) ;
  • Cho, Kyung-Je (School of Environmental Science and Engineering, Inje University) ;
  • Shin, Jae-Ki (Department of Biological Systems Engineering, Konkuk University)
  • 이옥희 (인제대학교 대학원 생물학과) ;
  • 황순진 (건국대학교 지역생태시스템공학과) ;
  • 조경제 (인제대학교 환경시스템학부) ;
  • 신재기 (건국대학교 지역생태시스템공학과)
  • Published : 2001.09.29

Abstract

The Kyongan Stream and the inlet part of Paltang Reservoir are under significant influence of the effluent of sewage wastewater treatment plant (SWTP) and untreated domestic wastewater (DOW). The fertility of wastewater was evaluated through bioassay using natural phytoplankton population diluted in five levels. The concentrations of $NH_4$, SRP and SRSi were positively correlated with the biomass of phytoplankton. P concentration showed stronger correlation (r = 0.959, p<0.001)than other nutrients. Compared with the initial concentrations, $NH_4$ concentrations in samples from SWTP and DOW decreased 96% and 7%, respectively during the cultivation, and those of SRSi decreased 97% and 60%. However, $NO_3$ concentrations in samples neither showed any particular change nor any increase. Chl-a concentration ranged between $20\;{\mu}g/l$ and $125\;{\mu}g/l$, which maximum value increased up to 83 times. Estimated from the relationship between chl-a and SRP, the P concentration that can maintain the biomass of algae under mesotrophic state (<25\;{mu}g$\;chl-a/l$) was $83\;{mu}g\; P/l$. The volume of flow to maintain this level solely by natural dilution was about $16{\sim}25$ times of in flowing volume in the stream. However, it is not feasible to tap water of such quantity. Therefore, it is imperative to build an advanced sewage wastewater treatment facility that can reduce $NH_4$ and SRP concentrations that promote the growth of phytoplankton in discharged water.

경안천과 팔당호 유입부는 하수처리장 배출수와 미처리된 생하수의 영향이 큰 곳이다. 자연조류 개체군을 이용한 희석법(bioassay)으로 배출농도 및 수질의 fertility를 평가하였다. $NH_4$, SRP 및 SRSi의 농도와 조류 생물량은 정상관 관계로서 특히 P에 대한 상관성에 대해 유의포가 높았다(r=0.959, p<0.001).배양 초기 농도에 비해 하수처리장과 생하수의 $NH_4$는 96%, 7%, SRP는 78%, 66% 및 SRSi는 97%, 60% 감소하였으나 NO3는 변화가 없거나 오히려 증가한 경향을 보였고, chl-a범위는 $20{\sim}125\;{\mu}g/l$로서 최대 89배 증가하였다. Chl-a와SRP의 관계로부터 조류 생물량을 중영양 기준(<25\;{mu}g$\;chl-a/l$) 이하로 유지할 경우 배출 P농도는 $83\;{mu}g\; P/l$에 해당하였다. 또한 이 기준을 고려하여 하천 유량의 희석에 의존할 경우 현재 유량보다 $16{\sim}25$배의 수량이 요구되었다. 수량 확보는 현실적으로 매우 어렵기 때문에 조류 생장을 촉진하는 $NH_4$, SRP의 저감을 위한 고도하수처리는 필수적이다.

Keywords

References

  1. 물관리백서 행정간행물등록 11-1090023-000001-10 국무총리 수질개선기획단(수개단)
  2. 한국육수학회지 v.34 식물플라크톤을 이용한 영양염류 제거에 관한 연구 김순래;정의호;안태석
  3. 인제대학교 대학원 박사학위논문 낙동강 부영양화에 따른 담수조류의 생태학적 연구 신재기
  4. 한국환경과학회지 v.9 생물검정에 의한 남조류 Microcystis가 수질에 미치는 영향 신재기;조경제
  5. 한국육수학회지 v.33 금강 하구호에서 수질의 계절변동과 오염도 신재기;조경제
  6. 한국육수학회지 v.33 경안천-팔당호의 부영양화 수질오염 특성 신재기;조주래;황순진;조경제
  7. 한국육수학회지 v.34 경안천과 팔당호에서 총세균수의 분포 및 동태 신재기;박경미;황순진;조경제
  8. 대한상하수도학회지 v.14 국내 하수종말처리장 최적 운전 방안에 관한 연구 이병희;이용운
  9. 한국육수학회지 v.33 금강 중하류에서 오염양상과 수질평가 임창수;신재기;조경제
  10. 한국육수학회지 v.29 낙동강 담수조류 N·P 요구도 분석을 위한 bioassay 조경제;신재기
  11. 한국육수학회지 v.31 낙동강 하류에서 동·하계에 무기 N·P 영양염류와 식물플랑크톤의 동태 조경제;신재기
  12. '97 하수도 통계. 행정간행물 38000-58450-26-53 환경부
  13. 환경백서. 행정간행물 11-1380000-000156-10 환경부
  14. Standard methods for the examination of water and wastewater(18th ed.) APHA
  15. Wat. Res. v.34 Wastewater as a source of nitrifying bacteria in river systems: the case of the River Seine downstream for Paris Brion, N.;G. Billen
  16. Arch. Hydtobiol. v.67 no.suppl Temporal variation in algal bioassays of water from two productive lakes Box, J.D.
  17. Mitt. Internat. Verein. Limnol. v.21 Algal assay procedure with one or five species, Mnitest Claesson A.;A. Forsberg
  18. Phosphorus Limnology Horne, A.J.;C.R. Goldman
  19. Aquatic Ecosystem Health and Management v.1 Algal growth potential and nutrient limitation in a tropical river-reservoir systsm of the Central Plateau, Mexico Lopez, E.L.;L. Davalos-Lind
  20. Seminar Oregon St. Univ. Water Res. Res. Inst. Algal bioassay techniques for pollution evaluation Miller, W.E.;J.C. Greene;E.A. Merwin;T. Shiroyama
  21. J. Great Lakes Res. v.9 The impact of sediment-associated contaminants from the Niagara River mouth on various size assemblages of phytoplankton Munaswar, M.;A. Mudroch;I.F. Munawar;R.L. Thomas
  22. Ecol. Monogr. v.46 Nutrient-phytoplankton relationships in the Holland march, Ontario Nicholls, K.H.
  23. Mem. lst Ital. Idrobiol. v.36 Eutrophication, minute algae and inefficient grazers Nilssen, J.P.
  24. Arch. Hydrobiol. Beih.(Ergebn. Limnol.) v.14 Comparison of different methods for chlorophyll and phaeopigment determination Nunch, E.A.
  25. Organization for Economic Cooperation and Development Eutrophication of waters: Monitoring, assessment and control OECD
  26. Laboratory manual for the examination of water, wastewater and Soil Rump, H.H.;H. Krist
  27. Bulletin of Fisheries Research Board of Canada no.167 A practical handbook of seawater analysis Strickland, J.D.;T.R. Parsons
  28. Limnology, Lake and River Ecosystems(3th ed.) Wetzel, R.G.