우리나라는 2012년에 4대강 사업을 통하여 수자원확보를 통한 가뭄대응전략으로 16개의 대형보가 건설되었고 영산강에는 승촌보와 죽산보 2개의 보가 건설되었다. 보의 건설로 흐름은 급격히 감소하여 정체구역의 수역이 확장되면서 여름에서 초가을까지 녹조현상은 매년 지속적으로 발생하고 있으며, 최근 국민들은 안전한 농산물의 안정적인 생산에 요구가 점증함에 따라 농업용수질 오염문제가 범국가적 문제로 대두되고 있고, 그 중요도 및 심각성이 점차 커져가고 있다(한강유역환경청, 2007). 많은 량의 물을 농업용수로 사용하고 있는 영산강의 녹조현상 및 수질개선이 절실하다. 따라서 본 연구에서는 영산강의 승촌보와 죽산보의 건설과 수질오염총량관리제의 시행에 따른 부영양화특성의 변화를 파악하기 위하여 환경부, 국립환경과학원(2006)에서 개발한 한국형 부영양화지수(TSIko) 평가법을 이용하여 영산강유역의 12개 주요지점에 대하여 수집한 자료를 봄(3월~5월), 여름(6월~8월), 가을(9월~11월), 겨울(12월~2월)로 분리하고, 다시 4대강 사업의 영향을 검토하기 위하여 2013년을 전후하여 분리하였으며, 계절별 수질인자 COD, T-P, Chl-a 값을 이용하여 계절별 $TSI_{Ko}$를 산정하여 영양상태를 4개의 등급으로 구분하여 부영양화특성을 파악하였다.
이 글에서는 작은 저수지인 천호지를 대상으로 부영양화의 진행과 원인 그리고 이에 따른 미생물생태학적인 변화를 살펴보았으며 끝으로 호수를 회복시키는 부영양화의 대책에 대하여 간단히 기술하였다. 천호지는 충청남도 천안시 단국대학교 천안 캠퍼스 앞에 위치한 0.31km$^{2}$의 작은 관개용 저수지로 1995년 평균 엽록소 a의 농도가 75.$\mu$g/l에 달하는 등 부영양화 현상이 매우 심하게 나타났고 있다(1). 최대 수심은 7-8m, 평균 수심은 3m정도로 얕아 성층현상은 나타나지 않으며 평균 체류시간은 3-4개월이나 집수역에서 저수지까지의 유달 시간이 짧아 집수역에서의 실 체류시간은 1주일 미만일 것으로 추정된다.
우리나라는 농업용수, 생활용수 등의 목적으로 여러 개의 호소 등을 설치하여 운영 중에 있다. 하지만 몇몇 호소들은 인구증가 및 산업발달로 인하여 매년 오염도가 증가하는 것으로 알려져 있으며, 특히 부영양화 현상으로 인하여 남조류가 과다번식 할 경우 호소 수질 및 수생태계에 악영향은 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서 호소의 부영양화 현상을 제어하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있으며, 부영양화 현상을 발생시킬 수 있는 여러 제한인자 중 인(P)에 대한 관심이 많아지고 있는 실정이다. 부상분리의 일종인 DAF는 침전공정의 대안으로서 25년 전부터 유럽과 미국을 중심으로 정수 및 하수처리 공정에서 이용되어 왔다. 가압부상공법에서 발생되는 기포의 크기는 $50{\sim}100{\mu}m$ 정도로 부상물질인 스컴이 파괴될 가능성이 낮고 기포의 크기가 작아 공기의 용해효율이 높으며 대전작용, 물리적 흡착효과 등의 특징을 가진다고 알려져 있다. 또한 공기와 물 뿐만 아니라 Al 성분의 응집제인 PAC를 이용하여 버블을 발생시킬 경우 인의 제거 효율이 크다고 알려져 있다. 가압부상공법의 경우 응집 침전 공정과는 달리 발생되는 처리과정에서 발생되는 부산물을 외부로 유출 시킬 수 있기 때문에 호소 수질정화에 이용될 수 있다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 저수지의 형태와 유사한 반응조를 설계하여 DAF를 주입하는 실내실험을 진행하였으며, 이를 통해 호소수질 정화를 위한 DAF의 타당성에 대해 평가하기 위해 이루어졌다.
진해 행암만은 반폐쇄성 내만으로서 생활하수 및 산업폐수의 유입에 의한 부영양화가 매우 심화된 해역으로서 겨울철에도 빈번하게 적조현상이 일어나는 해역이다. 그러나 매년 봄철부터 가을철까지는 부영양화 및 적조발생에 관한 조사는 많이 행하여 왔으나 진해만 및 마산만을 연구하기 위해 한 두 정점에 국한하여 조사가 이루어졌을 뿐이다. 특히, Park (1975)의 연구 이후 행암만에 대한 상세한 연구는 전무한 실정이며, 해수중 용존중금속 및 표층퇴적물중의 중금속농도분포도 거의 밝혀지지 않는 실정으로서 겨울철 행암만 수질과 표층퇴적물 중의 환경특성을 파악할 목적으로 본 조사를 수행하였다. (중략)
강수의 변동성 중 특히 가뭄과 홍수의 급격한 연간 변화는 기후변화로 인하여 근래에 많이 발생하고 있다. 가뭄이 발생한 이후 홍수가 발생하거나 그와 반대의 현상이 발생하는 것을 날씨 편달(weather whiplash)라고 한다. 이러한 현상은 토양에 매설되어 수분을 저감하는 배수시설로 인하여 토양 수분 변동 및 무기질소 손실에 지배적은 영향을 준다. 이러한 질소 손실은 부영양화를 일으켜 생태계에 막대한 영향을 미치게 된다. 하지만, 토양 무기질소는 토양에서 체류시간이 길기 때문에 강우 변동성에 의해 발생하는 상호작용을 특정하고 분석하기에는 많은 어려움이 따른다. 이 문제를 해결하고자 이번 연구에서는 생태수문모형과 생물지질모형을 결함한 3차원 모델인 Dhara를 이용하여 토양 배수시설에서 유출되는 무기 질소의 농도 및 나이를 분석하였다. 여기서 나이란 화합물이 발생 하여 다른 형태로 변화하는데 걸리는 시간을 의미한다. 집중적으로 관리되는 경작지에 Dhara 모형을 적용하여 본 연구를 수행하였다. 토양 수분과 질소의 나이를 분석한 결과 반응 화합물인 질소의 경우 토양 수분(비반응 화합물)과 비교하여 이전의 강우상태에 많은 영향을 받는 것으로 분석이 되었다. 가뭄이후 홍수가 발생할 때 배수시설에서 발생하는 질소의 유출이 그 반대 기상 환경인 홍수 이후 가뭄이 발생할 때 보다 더 많이 발생한 것으로 나타났다. 하지만 배수 흐름의 경우 질소의 거동과 반대하는 현상을 보였다. 이러한 결과는 질소유출 저감하여 강 및 바다에서 부영양화를 감소하기 위해 강수의 변동성과 연계하여 분석한다면 새로운 질소유출 저감 대책을 수립할 수 있는 가능성을 보여주었다.
대기오염물질의 침적에 의해 호소나 연안해수의 조성이 변화하여 수서 생태계에 영향을 미칠 가능성에 대해서는 여러 논의가 있었다. 특히 질소화합물의 대기로부터의 유입에 의한 부영양화는 적조 등의 현상을 일으켜, 연안 생태계에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 연안에서 침적되는 대기오염물질의 양을 추산하기 위해 에어로솔상의 이온성분을 측정하는 것은 침적 현상이해에 매우 중요하다.(중략)
여러 규모의 적조 현상이 1970년대 말부터 우리나라 대부분의 패류 및 어류 양식장이 있는 남해안에서 일어나고 있다. 경남 충무의 북신만도 이곳 중의 하나로 1980년대 초부터 매년 적조가 나타나고 있다. $1990\~1991$년 사이에 양식 생물의 대량 폐사가 이곳에 나타났고 이때의 우점 적조 생물 종은 90년 11월과 91년 6월에 Leplocylindrus danicus, 90년 12월과 91년 8월에는 Skeletonema costatum, 그리고 91년 8월에는 Nitzschia seriata, 91년 7월에는 Gymnodinium splendens로 기록되었으며 적조 시기의 최대 클로로필-a 량은 $265.7{\mu}/l$였다. 이렇게 빈번하게 발생하는 적조 현상은 부근 해역의 부영양화와 관계 있으며 적조와 부영양화의 상관 관계에 대하여 본 논문에서 논의하였다.
우리나라 남해연안의 해양수산자원과 경관은 생태학적인 관점에서뿐만 아니라 경제적으로도 매우 중요하다. 밀식 등 과다한 양식과 하ㆍ폐수의 유입으로 이 해역의 부영양화 현상은 더욱 심각하게 되었다. 본 연구는 1998년부터 1999년까지 여름과 겨울로 구분하여 채취한 해수와 퇴적물의 분석결과로부터 남해연안의 부영양화 상태를 파악하였고, 퇴적물 오염정도, 퇴적물로부터 의 영양염류 용출과 산소소비량을 측정하였다. 또한 양식장 자가오염의 주원인중의 하나인 양식장의 부착생물에 의한 배설물량을 측정하였다. 양식장의 해수의 영양염류 농도는 일반해양보다 대체적으로 높게 나타났다. 양식장에서 채취된 여름의 퇴적물 중 COD와 총인의 농도가 겨울의 퇴적물보다 높은 경향을 보여주었다. 우리나라 남해연안의 패류양식장 퇴적물은 부영양화 물질과 저산소층 수괴의 주요 오염원으로 작용하고 있음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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