• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.74-74
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• 2015

최근 홍수의 특성과 피해 양상은 과거와는 다르게 변화하고 있으며, 급격한 도시화로 인하여 기존 하천유역의 저류 능력이 감소하였으며 이러한 한계를 극복하기 위하여 이미 외국에서는 대심도 터널을 활용한 홍수재해 관리방안이 오래전부터 활용되어 왔다. 본 연구에서는 대심도 터널의 유입구, 수직갱, 감세지, 배수터널과 같은 시설물 중 대심도 터널 설계 시 수직 유입구를 통해 유입되는 유량의 에너지를 완화하고 효과적으로 배수 할 수 있도록 중요한 역할을 하는 감세지의 효율적인 깊이 산정을 위하여 수리모형실험을 실시하였으며, 모형은 Froude 상사법칙을 사용하여 원형의 1/18크기로 제작하였다. 본 연구에서 실시한 감세지 모형의 깊이는 0.278 m(원형 5.0 m), 0.417 m(원형 7.5 m)이며, 각 감세지 깊이별 수직 유입구 3개소(저지수직구1, 저지수직구2, 고지수직구) 및 5가지의 유량 CASE에 대하여 감세지 바닥면 압력을 비교?분석 하였다. 수직 유입구 3개소의 설계조건에 따른 감세지 깊이별 바닥면 압력 분포 평가를 실시한 결과 저지수직구1의 감세지 깊이 0.278 m(원형 5.0m)에서는 최대 압력이 4번 지점에서 $0.075kg/cm^2$(원형 1.30 MPa)이 측정 되었으며, 0.417 m(원형 7.5m)에서는 최대 압력이 1번지점에서 $0.089kg/cm^2$(원형 1.54MPa)이 측정되었다. 또한 저지수직구2의 감세지 깊이 0.278 m(원형 5.0 m)에서는 최대 압력이 1번 지점에서 $0.074kg/cm^2$(원형 1.28 MPa)이 측정 되었으며, 0.417 m(원형 7.5 m)에서는 최대 압력이 2번지점에서 $0.088kg/cm^2$(원형 1.52 MPa)이 측정되었다. 고지수직구의 감세지 깊이 0.278 m(원형 5.0 m)에서는 최대 압력이 3번 지점에서 $0.082kg/cm^2$(원형 1.42 MPa)이 측정 되었으며, 0.417 m(원형 7.5 m)에서는 최대 압력이 1번지점에서 $0.092kg/cm^2$(원형 1.59 MPa)이 측정되었다. 본 연구에서 실시한 수리모형실험의 결과 저유량에서 고유량으로 갈수록 최대압력지점은 반시계방향으로 움직이는 것을 알 수 있으며, 이는 수직 유입구의 설계조건에 따른 수직갱에서의 회전수차에 의하여 발생하는 것으로 분석하였다. 따라서 적절한 감세지 깊이 산정을 위해서 대심도터널의 수직 유입구(유입구형태, 수직갱)의 평가가 함께 유기적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권7호
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• pp.451-461
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• 2019

장기 기상전망 기반 댐 유입량 전망은 가뭄 대비, 용수 공급 관리 등에 활용성이 높다. 본 연구에서는 국내 7개 다목적댐 유역에 대해 유입량 전망을 수행하고 장기 기상전망 정확도가 댐 유입량 전망 정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 강우-유출 모델의 입력자료로 활용된 장기 기상전망 자료는 기상청 GloSea5의 과거재현자료(hindcast) 및 미래전망자료(forecast)를 활용하였다. 강우-유출 모델은 다양한 특성을 가지고 있는 TANK, ABCD, K-DRUM, PRMS를 활용하였다. 댐 유입량 전망 정확도는 과거재현기간(1996~2009)과 미래전망기간(2015~2016)에 대하여 평가하였다. 댐 유입량 전망 평가결과 전망값은 관측값에 비해 과소추정하는 경향을 보였으며, 매개변수 검보정이 적절히 수행된 강우-유출 모델은 댐 유입량 전망 정확도에 미치는 영향이 거의 없는 것으로 나타났다. 반면 장기 기상전망 자료, 특히 강수량은 댐 유입량 전망 정확도에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 현업에서 댐 유입량 전망 자료 활용시 과소추정하는 경향을 고려하여 활용할 필요가 있다. 향후 댐 유입량 전망 정확도 개선은 강우-유출 모델 보다 장기 기상전망의 강수량 정확도 향상을 위주로 수행할 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.969-983
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• 2021

수문기상인자 중 하나인 증발산은 수자원 계획 및 관리 시 고려되며, 특히 물수지모형 등 수문모형의 입력자료로 활용된다. FAO56 PM 방법은 기상인자로부터 기준증발산량(reference evapotranspiration, ET₀)을 추정하며, 상대적으로 높은 정확성을 보여준다. 그러나 FAO56 PM 방법은 많은 기상인자가 필요하기 때문에 증발산 추정에 한계가 있다. 이러한 점에서 온도인자 기반의 Hargreaves 식의 매개변수를 Bayesian 모형을 통해 지역적으로 재추정하여 기준증발산량을 산정하였다. 통계 지표(CC, RMSE, IoA)를 활용하여 모형검증을 수행한 결과, 검증 기간에 대해 RMSE는 7.94 ~ 24.91 mm/month에서 6.77 ~ 12.94 mm/month로 기존 Hargreaves 식으로 추정된 증발산량에 비해 정확도가 크게 개선되었다. 본 연구에서는 산정된 기준증발산량을 활용해 증발 요구량(E₀) 기반의 가뭄지수 EDDI (evaporative demand drought index)를 제시하였다. 가뭄지수로서 적용성을 확인하기 위해 강수량 및 SPI와 함께 최근 2014 ~ 2015년, 2018년 가뭄사상을 평가하였다. 한강유역에 위치한 춘천, 홍천의 2018년 가뭄 발생 당시, 주단위 EDDI가 2 이상까지 증가하였으며, 이를 통해 EDDI가 강수부족보다는 폭염에 대한 반응정도가 큰 것을 확인할 수 있었다. 가뭄지수 EDDI는 SPI와 함께 가뭄 분석 및 평가에 대해 활용성이 높은 것으로 사료된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권1호
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• pp.11-19
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• 2023

전세계적으로 외래생물의 침입이 생물다양성을 위협하는 것으로 보고되며, 국내외로 외래생물의 유입에 대한 관심이 증가하고 있다. 우리나라 환경부에서는 유입주의 생물 지정을 통해 국내에 유입되었을 때 생태계 피해가 유발될 수 있는 잠재적 외래생물을 관리하고 있다. 본 연구에서는 유입주의 생물로 지정된 포식성 어류인 북방민물꼬치고기 (Esox lucius)와 호주민물대구 (Maccullochella peelii)의 잠재 서식처를 전국 단위로 예측하였다. 서식처 적합도 평가를 위해 EHSM (Ecological Habitat Suitability Model)을 사용하였고, 수온 자료를 입력하여 생리적 서식처 적합도 지수 (Physiological Habitat Suitability; PHS)를 산출하였다. 예측 결과, 두 어류의 PHS는 고온 또는 저온 스트레스의 영향을 크게 받았으며, 이로 인해 서식처 적합도의 지역적 편향이 나타났다. 북방민물꼬치고기는 위도가 높은 한강과 금강 유역을 선호할 것으로 예측되었고, 호주민물대구는 대도시 지역을 선호하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 외래어류의 침입 양상이 온도에 대한 선호도의 차이로 인해 상이할 것으로 예상할 수 있다. 향후, 모델의 예측력 향상을 위해 후속 연구가 필요하고, 지속가능한 대책 수립을 위해 기후변화 시나리오를 적용한 미래 예측 연구가 필요하다.

• 한국물환경학회지
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• 제39권2호
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• pp.162-174
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• 2023

In order to prevent water pollution caused by organic matter, Total Organic Carbon(TOC) has been adopted indicator and monitored. TOC can be divided into Dissolved Organic Carbon(DOC) and Particulate Organic Carbon(POC). POC is largely precipitated and removed during stream flow, which making DOC environmentally significant. However, there are lack of studies to define spatio-temporal distributions of DOC in stream affected by various land use. Therefore, it is necessary to estimate the past DOC concentration using other water quality indicators to evaluate status of watershed management. In this study, DOC was estimated by correlation and regression analysis using three different organic matter indicators monitored in mixed land-use watersheds. The results of correlation analysis showed that DOC has the highest correlation with TOC. Based on the results of the correlation analysis, the single- and multiple-regression models were developed using Biochemical Oxygen Demand(BOD), Chemical Oxygen Demand(COD), and TOC. The results of the prediction accuracy for three different regression models showed that the single-regression model with TOC was better than those of the other multiple-regression models. The trend analysis using extended average concentration DOC data shows that DOC tends to decrease reflecting watershed management. This study could contribute to assessment and management of organic water pollution in mixed land-use watershed by suggesting methods for assessment of unmeasured DOC concentration.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.601-610
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• 2023

하천의 수위변화 특성에 대한 이해는 여러 수방활동 및 하천환경의 관리를 위하여 필수적이다. 본 연구는 각종 수방활동에서 종사하는 현장 엔지니어가 특정 지점의 홍수시 수위상승 특성을 간편하게 확인하고 활용할 수 있는 방법론을 제시하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 한강수계의 홍수취약지구에 홍수정보를 제공하고 있는 45개 관측소의 2010년부터 2022년까지의 10분 단위 수위자료를 이용하여 홍수 사상에서 발생하는 시간적인 상승량을 단위시간을 통하여 정량화하고 분위화한 수위상승거동곡선(WRBC) 개념을 제시하였으며, 그 적용성을 검토하였다. 분석결과, 홍수시의 수위상승 거동은 평균적으로 초반 6.2시간 이내에 전체 수위상승량의 80% 이상이 상승하며 그 이후에는 점진적으로 상승하는 것으로 분석되었으며, 수위상승 이후에 일정한 평형상태에 도달하는 시간은 상류유역의 면적과 유출 특성에 따라 다른 것으로 나타났다. 이러한 WRBC는 홍수유출로 인하여 발생하는 수위상승의 평균적인 경향에 대해 통계적이고 직관적인 검토에 장점이 있으며, 하천변에 위치한 친수공간, 수리시설 등의 수방활동에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권3호
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• pp.233-238
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• 2007

낙동강 상류에 위치한 고랭지 농업 지대의 수질 특성을 조사하고 토지 이용 형태에 따른 부하 원단위를 산정하였다. 낙동강 고령지 농업지대에서 나오는 유출수가 하천 수질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 낙동강 권역 중 고령지 농업 활동이 주로 이루어지는 상류권역인 강원도 태백, 경상북도 봉화, 영주 주변의 지점을 선정하여 물 시료를 채취하여 모니터링 하였다. 낙동강 상류권인 강원도 태백과 경상북도 봉화 및 영주 지역의 시기별 BOD 농도는 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼 거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $10.71{\sim}18.25$ mg/L로 BOD의 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. COD 농도는 BOD 값과 비교할 때 대체적으로 모두 높았으며, 특히 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $18.11{\sim}21.26$ mg/L로 COD의 호소수질환경기준 중 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 BOD와 마찬가지로 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. T-N 농도는 $0.1{\sim}14$ mg/L의 범위로 측정되었고 대부분의 경우 상류지역 몇 군데를 제외하고는 거의 전 지역에서 호소수질환경 농업용수기준인 1 mg/L을 초과하였다. 종합해보면 상류에서 하류로 갈수록, 비영농기보다 영농기에서 대체적으로 총 질소의 농도가 높아지는 것을 알 수 있다. 이는 상류에서 하류로 갈수록 자정작용에 의해 희석되어야 하지만 계속해서 질소를 함유한 영양물질(영농활동)이 유입되기 때문이며, 또한 영농기에는 비료의 사용과 집중 강우로 주변 하천으로 유입되기 때문인 것으로 판단된다. 총 인(T-P)은 영농활동이 집중적으로 이루어지는 7월의 경우 하류 지역의 총인의 함량이 약 0.4 mg/L로 조류발생가능수준(0.05 mg/L)보다 8배 정도 높았으며, 이는 영농활동을 위하여 시용된 인산질 비료가 토양에 흡착되어 강우 시 토양유실과 함께 하천으로 이동되었기 때문으로 판단된다. 낙동강 조사 고랭지 밭 유역의 밭의 BOD 부하 원단위는 12.25 $kg/km^2{\cdot}day$이었으며, T-P의 부하 원단위는 0.55 $kg/km^2{\cdot}day$, T-N의 부하 원단위는 32.35 $kg/km^2{\cdot}day$이었다. 밭에서 나오는 오염부하량이 산림지에 비해 BOD에서 약 14배, 총 인(T-P)에서 약 9배, 총질소(T-N)에서 약 19배 이상 정도 높다. 현재도 계속해서 임야가 개간되어 영농 활동이 이루어지고 있기 때문에 밭에 대한 오염 부하량은 관리 대책이 없을 경우 계속 높아질 것으로 판단되므로 최적영농관리기법이 도입되어야 할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제6권1호
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• pp.29-64
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• 1973

아건조지대(亞乾燥地帶)인 동남(東南)스페인 Mula지역(地域)에서 약(約)$400km^2$에 걸쳐 1972년(年) 봄에 실시(實施)된 본조사(本調査)의 주목적(主目的)은 지형학(地形學)을 응용(應用)하여 조사지역(調査地域)을 유사(類似)한 지질(地質), 지형(地形), 토양(土壞) 및 식물(植物)로서 특징(特徵)지어지는 일련(一連)의 land complex로 분석(分析) 결합(結合)하여 내재(內在)된 토지자원(士地資源)(land resources)의 특질(特質)을 연구(硏究)함에 있었다. 본지역(本地域)은 서북부(西北部)의 삼(三)첩~백악기(白堊記) 석회암(石灰岩), Eocene 암석암(岩石岩) 및 Oligocene 사암(妙岩)으로 된 습곡산맥(褶曲山脈)과 구릉지대(丘陵地帶), 중앙부(中央部)의 Miocene marl과 이를 덮는 석회암(石灰岩)의 개암층(蓋岩層)으로 된 일련(一連)의 탁상지군(卓狀地群)과 이에 병행(倂行)하는 동(同) marl과 충적층으로 된 Mula 강(江) 유역(流域)의 저지대(低地帶), 그리고 동남부(東南部)의 Miocene marl 및 석회질(石灰質) 또는 묘질암(妙質岩)의 호층(互層)으로 된 cuesta 지대(地帶)로 구성(構成)되어 있으며 이들은 동북동일서남서(東北東一西南西)의 방향(方向)으로 평행배열(平行配列)을 이루어 기반암층(基盤岩層)의 동사구조(同料構造)와 이에 대한 차별침식(差別浸蝕)의 결과(結果)를 나타내고 있다. 총(總) 26개(個)의 land complex로 분류(分類)된 본지역(本地域)의 토양(土壞)은 대체(大體)로 담색(淡色) 석회질(石灰質) 광물성토양(鑛物性土壤)으로 pH 7 이상(以上)의 강한 알칼리성(性)을 띰으로서 주(主)로 이회질(泥灰質) 모물질(母物質)로 부터 이루어 졌음을 반영(反映)하고 있으며 지표(地表)의 기복(起伏) 조건(條件)에 의(依)해 slope catena를 이루고 있다. 본지역(本地域)에 있어서의 토지이용(土地利用)은 주(主)로 Sequra 및 Mula 강(江) 유역(流域)의 단구상(段丘狀) 충적층상에서의 영구관개(永久灌漑)에 의(依)한 Citrus 재배(栽培)와 저구배(低句配) 경사지(傾斜地)에 있어서의 건륙(乾陸) 곡물경작(穀物耕作)으로 특징(特徵)지어 진다. 고구배지대(高勾配地帶)나 shrub 지대내(地帶內)에서의 선구적(先驅的) 개(閒)간은 주(主)로 천수(天水)가 모이는 배수곡(排水谷)을 따라 이루어지고 있으나 이미 그 한계(限界)에 달하고 있다. 아건조기후하(亞乾燥氣候下)에 있는 본지역(本地域)에 있어서 물의 혜택(惠擇)은 천연(天然) 및 경작식물(耕作植物)의 소장(消長)에 있어서 가장 근본적(根本的) 요인(要因)이며 표토유실(表土流失) 및 우곡작용(雨谷作用)은 자연보존(自然保存) 및 토지자원관리상(土地資源管理上) 기본적(基本的)으로 고려(考慮)해야 할 중요(重要)한 요인(要因)이다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권7호
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• pp.495-503
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• 2012

본 연구의 대상지인 굴포천은 산업화와 도시화로 인한 생활하수 및 공장폐수의 유입, 느린 유속과 하천 복개 등과 같은 유입오염원과 하천 구조적 문제로 인하여 수질이 악화되어 왔다. 특히 하천변의 소규모 영세 공장, 중 상류에 형성된 대규모 공업단지, 지역개발에 따른 인구증가로 인한 생활하수 등은 굴포천의 주오염원이다. 따라서 본 연구에서는 굴포천에 영향을 주는 다양한 수질 및 퇴적물의 오염원에 대하여 조사하고, 수체내에서의 오염현황을 모니터링하며, 퇴적물의 용출량을 평가하고 하천의 수질 및 퇴적물의 문제점 파악을 통한 합리적인 개선방향을 제시하고자 한다. 본 연구에서 오염부하량 조사결과, 굴포천 상류에서 하류로 향할수록 유량은 평균 72.8배 증가하였으며, 오염부하량은 평균 SS 111배, BOD 150배, COD 145배, T-N 222배, T-P 312배의 오염부하가 증가함을 알 수 있었다. 퇴적물의 오염 농도 범위는 강열감량의 경우 1.29~12.43%, COD는 4,015~37,547 kg/day의 범위로 나타냈다. 영양물질인 T-N, T-P는 각각 94.8~352.5 kg/day, 81.8~372.3 kg/day의 범위를 나타냈다. 퇴적물의 용출속도의 경우, T-N은 -14.46~$156.61mg/m^2/day$의 용출속도를 보였으며, T-P의 경우 -11.53~$26.10mg/m^2/day$의 용출속도를 보임으로서 퇴적물 용출에 의한 내부오염의 가능성이 있음이 나타났다. 본 연구의 결과를 통해 굴포천 유역을 효율적으로 관리하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.35-43
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• 2008

본 연구는 곡간지 농촌유역의 소하천에서 유출되는 비점원오염물질 중 중금속의 시기별 수질변화 양상과 원단위 유출 부하량을 평가하고자 수행하였다. 중금속 항목간의 상관관계는 정기조사시 Fe-Al>Cr-Al>Fe-Cr>Mn-Fe 순으로 상관성이 높은 것으로 나타났고, 비정기조사시에는 Fe-Al>Fe-Cu>Cu-Al>Pb-Ni 순으로 높은 정상관을 Pb-Cu>Ni-Al 순으로 높은 부상관을 나타내었다. Fe, Cr 및 Cu가 다른 중금속 성분들과 상관성이 높은 항목으로 조사되었다. 중금속 성분별 원단위 유출 부하량을 산정한 결과, 2006년은 Al 2.047 kg $day^{-1}$, Cd 0.008 kg $day^{-1}$, Cr 0.034 kg $day^{-1}$, Cu 0.311 kg $day^{-1}$, Fe 0.601 kg $day^{-1}$, Mn 0.050 kg $day^{-1}$, Zn 0.282 kg $day^{-1}$로 조사되었으며, 2007년은 Al 2.535 kg $day^{-1}$, Cd 0.026 kg $day^{-1}$, Cr 0.055 kg $day^{-1}$, Cu 0.386 kg $day^{-1}$, Fe 0.727 kg $day^{-1}$, Mn 0.065 kg $day^{-1}$, Zn 0.317 kg $day^{-1}$로 2007년의 경우가 중금속 성분별로 2006년에 비해 높게 나타나는 경향을 보였다. 이는 2006년에 비해 2007년의 경우 중금속 성분별로 저농도도 있었지만, 상대적으로 유출량이 커서 원단위 부하량이 높게 나타난 것으로 판단된다. 평상시(비강우기)와 강우시 중금속 성분별 원단위 유출 부하량의 경우 강우시기가 평상시에 비해 2006년의 경우 전체적으로 약 $2{\sim}4$배까지의 차이가 나는 것으로 조사되었으며, 2007년의 경우는 중금속 성분별로 보면, Al 2.3배, Cr 2.0배, Fe 2.3배, Pb 2.2배, Zn 2.0배 정도 차이가 나타나는 것으로 조사되었고, Al과 Fe가 가장 많은 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이런 중금속 성분들은 유기물이나 토양입자에 흡착되어 강우에 의해 하천에 유입되어 흐르다가 하천 또는 호소의 정체된 수역을 만났을 경우, 침전 또는 침적한 후 용탈이나 용출되어 중금속 오염을 초래하므로 적절한 관리가 필요할 것으로 판단된다.