Cyanobacterial Bioassay (AGP test) on the Water Fertility of Treated Wastewater Effluents Discharged into Euiam and Paldang Reservoirs, Korea

의암호 및 팔당호에 유입되는 주요 하수처리 방류수의 수질 비옥도 생물검정: Algal Growth Potential(AGP) Test

Euiam and Paldang Reservoirs have often been facing water quality problems, such as eutrophication, algal blooms and off-flavors by treated wastewater effluent (TWE) in the North-Han and the Han River basins, but little is examined on the direct biological effect of TWE. This study tested algal growth potential (AGP) of four TWEs discharged into Euiam and Paldang Reservoirs to evaluate water fertility in September 2014 and March and September 2015. Test alga was used Anabaena circinalis isolated from Paldang Reservoir. Mean concentration of T-N and T-P in TWEs was $3,956.7{\mu}g\;N\;L^{-1}$ and $50.8{\mu}g\;P\;L^{-1}$, and the proportion of $NO_3-N$ and $PO_4-P$ to the total fraction was 72.1% and 40.8%, respectively. Both N and P were high in TWEs, but much higher N than P concentration indicates strong P-limitation. As a consequence, the maximum AGP was determined by $PO_4-P$ concentration (r=0.998, p<0.01). Mean AGP value was $15.4mg\;dw\;L^{-1}$ among four effluents indicating its eutrophic condition. Due to the establishment of tertiary (advanced T-P) treatment method in the studied plants recently, P concentration was significantly decreased in TWEs compared to the years prior to 2012. However, P concentration seems to be still high enough to cause eutrophication and algal blooms. Therefore, wastewater treatment to P-free level needs to be considered if effluents are directly discharged into the drinking water resources.

국내에서 의암호와 팔당호는 하수처리수($90.6{\times}10^4m^3\;d^{-1}$)를 통해 부영양화, 녹조현상 및 이취미의 수질문제를 빈번하게 겪고 있는 대표적인 수역이었으나, 이에 대한 생물학적 검정은 전무하였다. 본 연구는 2014년 9월, 2015년 3월 및 9월에 의암호와 팔당호에 유입되는 4개 하수처리수의 수질 비옥도를 파악하기 위해 조류성장잠재력을 테스트하였다. 시험조류는 현장에서 직접 분리 배양한 남조류 Anabaena circinalis를 이용하였다. 하수처리수에서 T-N과 T-P의 평균 농도는 각각 $3,956.7{\mu}g\;N\;L^{-1}$, $50.8{\mu}g\;PL^{-1}$ 이었고, 이 중에서 $NO_3$와 $PO_4$의 비율은 각각 72.1%, 40.8%를 차지하였다. 하수처리수에서 N과 P 농도가 동시에 높았으나, N이 더욱 풍부하여 P 제한성이 강하였다. AGP의 평균값은 $15.4mg\;dw\;L-1$로써 전체 하수처리수에서 부영양 또는 과영양 수준이었고, 특히 $PO_4$의 양에 의해 최대 조류성장잠재력이 결정되었다(r=0.998, p<0.01). 과거(2012년 이전)에 비해 P 농도가 매우 격감되었는데 그 이유는 최근 들어 하수를 총인처리하기 때문이었다. 그러나 여전히 하수처리수에서 P 농도가 높아서 상수원의 부영양화와 녹조현상을 야기하는 데 의심할 여지가 없었다. 따라서 P가 조류발생에 결정적 원인이라고 한다면, 상수원에 직접 방류되는 하수처리수를 P-free 수준까지 실행하는 정책과정이 필요한 것으로 본다.