Hardness Correction Algorithm Applicable to Korea as Related to Aquatic Toxicity Variation for Heavy Metals

Water hardness is a significant parameter as related to aquatic toxicity of some heavy metals. Hardness dependent metals include cadmium, copper, chromium (III), nickel, lead, zinc and silver. Developed countries have applied the hardness correction procedure to derive the water quality criteria for protecting the aquatic organisms. In the present study, we investigated the hardness correction algorithms used in United States of America, European Union, Australia/New Zealand, and Canada, and analyzed the details associated with those algorithms. Toxicity values of heavy metals were definitely different after hardness correction for all of algorithms analyzed. We found that the hardness corrected toxicity values followed by the algorithms of USA and Australia/New Zealand were very similar or same, however they were slightly different for cadmium at the hardness less than 30 mg $CaCO_3\;L^{-1}$. Among the hardness correction algorithms studied, the algorithm used in Australia/New Zealand appears to be a good choice to apply in Korean situation due to its simplicity compared to the algorithm of USA.

국내 적용가능한 중금속 수서독성에 대한 경도보정 알고리즘 연구

본 연구에서는 미국, 유럽연합, 호주/뉴질랜드, 캐나다 등 선진국에서 수생태계 보호를 위해 사용되는 수서독성자료의 경도 보정 적용 사례를 분석하였으며, 이를 바탕으로 국내 적용 가능한 경도 보정 알고리즘을 제안하였다. 경도 의존 중금속에 대한 경도 보정은 주로 수서독성자료의 독성치와 수서독성자료로부터 도출된 준거치에 대해 경도 보정 알고리즘을 적용하는 방법이며, 미국, 유럽연합, 호주/뉴질랜드, 캐나다 등 주요 국가에서 적용하고 있다. 또한 수서독성자료로부터 도출된 준거치를 경도 범위에 따라 차등 제시하는 방법이 있으며, 이는 주로 캐나다에서 활용하고 있다. 미국과 호주/뉴질랜드는 수서독성자료를 기반으로 개발된 알고리즘을 적용하여 주요 경도 의존 중금속에 대한 경도를 보정한 결과 경도 보정 전후의 독성치의 차이가 분명하였으며, 미국과 호주/뉴질랜드의 경도 보정 후 독성치는 거의 유사한 수준을 나타냈다. 또한 일정 경도 범위 내에서 미국과 호주/뉴질랜드의 경도 보정 알고리즘을 적용하여 경도 보정을 한 결과 경도 의존 중금속에서는 미국과 호주/뉴질랜드의 방법이 유사 또한 동일한 수준을 나타냈다. 그러나 카드뮴의 경우는 경도 30 mg $CaCO_3\;L^{-1}$ 이하에서 약간 차이가 있었다. 우리나라는 현재 기준경도를 설정하고 있지 않으나, 호주/뉴질랜드의 경도 보정 알고리즘 내 기준경도 인자를 국내 기준경도가 마련되면 국내인자로 보완하여 적용 가능한 경도 보정 알고리즘으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.