Dynamics of Organic Matter and Inorganic Nutrients in a Over-enriched Mountain Stream due to Anthropogenic Loading

Nutrient over-enrichment as a consequence of anthropogenic loading leads to eutrophication, which has the detrimental effects on river and stream ecosystems. To examine dynamics of factors causing cultural eutrophication in a over-licked mountain stream due to anthropogenic loading, physicochemical parameters were measured from 5 stations in the upper Daecheon stream, Busan, from January 2002 to May 2003. The five study sites were located along the stream gradient. DC1 is upper most clean site, and DC5 is located at the lowest area. Wastewater was released into the stream from just upstream of DC2 site. Water column ammonium and phosphate concentrations were higher during winter than other seasons, while water column nitrate +nitrite concentration did not show clear seasonal variation. Water column ammonium, nitrate+nitrite and phosphate concentrations were lowest at DC1 and highest at DC2 in which waste water loading occurred. TOC and DOC, conductivity, turbidity, and BOD in the water column were also increased drastically at DC2, and then decreased at DC5. Sediment pore water phosphate concentrations during winter and spring were higher than those in summer and fall, while sediment pore water ammonium and nitrate +nitrite concentrations showed no seasonal trend. Sediment pore water ammonium and phosphate concentration were also increased at DC2 and slightly decreased at DC5, while sediment pore water nitrate+nitrite concentration was highest at DC5. Organic matter and inorganic nutrients at up-stream of Daechon stream significantly increased as a result of wastewater discharge, and the nutrient concentrations decreased at low-stream suggesting self-purification ability of the stream.

생활하수가 유입된 산지하천(대천천)의 유기물 및 무기영양염의 동태

본 연구는 2002년 1월부터 2003년 5월까지 오염원이 비교적 단순한 산지하천에서의 무기 영양염 및 유기물 변동을 고찰하기 위해 낙동강 지류인 대천천의 상류에서 실시되었다. 조사지점은 인위적인 오염이 없는 DC1, 주위의 식당과 민가에서 생활하수가 유입되는 DC2, DC3, DC4그리고 부분적으로 수질이 자연 정화된 DC5이다. 전기전도도, 탁도, BOD는 하수의 유입으로 인하여 DC2에서 급격히 증가하였다가 DC5에서 다시 낮아졌다. 수층의 $NH_4^+$및 $PO_4^{3-}$농도는 갈수기인 겨울에 증가하는 경향이 보였으며, DC2에서 DC1에 비해 각각 150 배 및 37배가 증가하였다가 하류로 내려 갈수록 뚜렷하게 감소하였으며, $NO_3^-+NO_2^-$은 오염지역인 DC2, DC3, DC4와 DC5에서 청정지역인 DC1보다 약 2배 증가하였다. N/P비율은 DC1에서 가장 높았고, 하수 유입지역에서 감소하여 이들 지역에는 부영양화가 진행되고 있음을 알 수 있었다. 퇴적물 공극수의 $PO_4^{3-}$농도는 겨울과 봄에 증가하였으나, $NH_4^+$와 $NO_3^-+NO_2^-$의 농도는 계절 경향이 보이지 않았다. 퇴적물 공극수의 $NO_4^-,\;PO_4^{3-}$ 농도와 퇴적물의 유기물 함유량도 하수가 유입되는 DC2, DC3, DC4에서 유의하게 증가하였고, DC5에서 다소 감소하였다. 퇴적물 공극수의 $NO_3^-+NO_2^-$의 농도는 DC2에서보다 용존산소가 풍부한 DC5에서 오히려 증가하였다. 수층의 TOC와 DOC농도는 봄과 가을에 증가하였고, 하수가 유입되는 지역에서 높게 측정되었다. 조사지역이 산지하천의 상류에 위치하고 있으나 식당 및 민가에서 유입되는 생활하수는 하천의 상류를 부영양화 시켰으며, 하류로 내려오면서 유기물 및 무기 영양염의 농도가 감소하여 하천수가 자연적으로 정화되는 것이 관찰되었다.