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Sand Capping for Controlling Phosphorus Release from Lake Sediments

호소 저니의 인 용출 제어를 위한 모래 캡핑

  • 김건하 (한남대학교 토목환경공학과) ;
  • 정우혁 (한남대학교 토목환경공학과) ;
  • 최승희 (고려대학교 환경정책연구소)
  • Received : 2005.09.26
  • Accepted : 2005.12.19
  • Published : 2006.01.31

Abstract

In this research, possibility of sand capping was experimentally evaluated to control phosphorus release from lake sediment into water body. Three acrylic columns without and with 40 and 80 mm of sand capping were prepared. Phosphorus concentrations of overlying water in these columns were measured. Performances of sand capping were evaluated for 0, 40, and 80 mm of capping thickness by measuring DO, ORP, TP, and $PO_4$-P. For the case without capping, the releasing rate of total phosphorus was higher and dissolved oxygen decreased faster, comparing with those of columns with capping. Total phosphorus concentrations in overlying water were inversely proportional to capping thickness, while phosphate concentration showed no significant differences between both cases. The experiment results suggested that sand capping is effective to retard total phosphorus release from sediment.

본 연구에서는 호소 바닥의 저니에서 용출된 인이 수질에 악영향을 미치는 것을 제어하기 위하여 모래를 재료로 하는 캡핑을 저니 위에 포설할 때 기대할 수 있는 효과에 대하여 연구하였다. 실험실에서 제작된 칼럼을 외부 공기의 유출입이 없도록 폐쇄하고, 인의 농도가 높은 저니층에서 인의 용출로 인한 상등수의 인농도 변화와 모래로 이루어진 캡핑으로 격리 처리된 저니층에서 인의 용출로 인한 상등수의 인 농도 변화를 비교 분석하였다. 캡핑을 하지 않은 칼럼과 40 mm, 80 mm 캡핑 두께의 3가지 칼럼으로 시험을 수행하였고, DO, ORP, TP, $PO_4$-P를 측정하였다. 캡핑을 하지 않은 칼럼이 80 mm의 모래 캡핑을 한 칼럼보다 4배 이상의 TP농도 증가가 있은 반면 $PO_4$-P의 경우는 큰 차이가 나지 않았다. 본 실험조건에서 모래로 캡핑한 저니의 경우 캡핑이 되지 않은 저니 보다 인의 용출로 인한 상등수의 인의 농도를 저감할 수 있음이 확인되었다.

Keywords

References

  1. 김건하, 정우혁(2005) 低泥 캡핑 (Sediment Capping)을 활용한 오염퇴적물의 효율적인 처리. 대한토목학회지, 대한토목학회, 제53권, 제4호, pp. 92-97
  2. 김태응, 임봉수(1997) 금강하구호 Sediments로부터 수질오염물질 용출특성에 관한연구. 한국수질보전학회지, 한국수질보전학회, 제13권, 제3호, pp. 245-253
  3. 이요상, 이경식(2000) 대청댐 저수지 퇴적물의 용출특성과 수질에 미치는 영향에 관한 연구. 환경영향평가, 제9권, 제2호, pp. 99-107
  4. 이정엽, 강선홍(1999) 저질토로부터의 인의 용출거동 예측 및 제거기술 개발-I, 저질토로부터의 인의 용출거동 예측. 대한상하수도학회지, 대한상하수도학회, 제12권, 제2호, pp. 89-94
  5. 환경관리공단(1999) 팔당호 퇴적물 현황 및 수리특성 조사보고서
  6. Abrams, M.M. and Jarrell, W.M. (1995) Soil phosphorus as a potential nonpoint source for elevated stream phosphorus levels. J. Environ. Qual., Vol. 24, pp. 132-138 https://doi.org/10.2134/jeq1995.00472425002400010019x
  7. Hieltjes, A.H.M. and Lijklema, L. (1980) Fractionation of inorganic phosphates in calcareous sediements. J. Environ. Qual., Vol. 9, pp. 405-407 https://doi.org/10.2134/jeq1980.00472425000900030015x
  8. Kim, L., Choi, E., and Stenstrom, M.K. (2003) Sediment characteristics, phosphorus types and phosphorus release rates between river and lake sediments. Chemosphere, Vol. 50, pp. 53-61 https://doi.org/10.1016/S0045-6535(02)00310-7
  9. Mohan, R.K., Brown, M.P. and Barnes, C.R. (2000) Design criteria and theoretical basis for capping contaminated marine sediments. Applied Ocean Research, Vol. 22, pp. 85-93 https://doi.org/10.1016/S0141-1187(00)00003-1
  10. Palermo, M.R. (1998). Design considerations for in-situ capping of contaminated sediments. Water Science and Technology, Vol. 37, No. 6-7, pp. 315-321 https://doi.org/10.1016/S0273-1223(98)00213-3
  11. Schnoor, J.L. (1996) Environmental Modeling: Fate and Transport of Pollutants in Water, Air, and Soil. New York, John Wiley & Sons
  12. Stumm, W. and Morgan, J.J. (1996) Aquatic chemistry. John Wiley & Sons, Inc., New York
  13. Varjo, E., Liikanen,A., Salonen, V., and Martikainen, P. (2003).A new gypsum-based technique to reduce methane and phosphorus release from sediments of eutrophied lakes (Gypsum treatment to reduce intemal loading). Water Research, Vol. 37, pp. 1-10 https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00264-6
  14. Wang, S., Jin, X., Pang, Y., Zhao, H., and Zhou, X. (2005) The study of the effect of pH on phosphate sorption by different trophic lake sediments', J. Colloid Interface Sci., Vol. 285, No. 2, pp. 448-57 https://doi.org/10.1016/j.jcis.2004.08.039
  15. Wauer, G, Gonsiorczyk, T., Kretschmer, K., Casper, P., and Koschel, R. (2005) Sediment treatment with a nitrate-storing compound to reduce phosphorus release. Water Research, Vol. 39, pp.494-500 https://doi.org/10.1016/j.watres.2004.10.017