• 환경영향평가
• /
• 제26권3호
• /
• pp.207-216
• /
• 2017

오염퇴적물의 생물영향평가를 위해 다양한 생물검정 연구가 수행되고 있다. 퇴적물에 직접 노출시키는 평가 방법은 실험과정 동안 섭식 및 섭식에 의한 생물의 영향을 배제할 수 없으며 관찰을 위한 실험 생물이 대형생물 또는 저서성 생물에 제한되는 등의 한계가 있다. 본 실험에서는 짧은 생활사를 가지며 많은 연구에서 독성 결과가 축적되어 있는 요각류와 퇴적물의 용출수를 이용해 생물영향평가의 가능성을 확인하고자 하였다. 오염의 정도가 다른 두 정점의 퇴적물 용출수에 해산 요각류를 노출 시켜 개체 및 분자 수준에서 관찰되는 변화를 측정한 결과 해산 요각류의 유생의 성장과 분자생체지표의 발현에서 오염된 퇴적물의 용출수에서 대조군과 유의한 차이를 보였다. 분자생체지표의 발현은 용출수의 희석 정도와 노출 시간에 의존적인 경향을 나타내 용출수를 이용한 생물영향평가의 가능성을 보여주었다. 본 논문 결과를 바탕으로 퇴적물의 오염 및 생물영향평가에 있어 용출수 노출시험이 오염물질의 정량적 분석결과를 보완할 수 있는 방법으로 이용될 수 있을 것을 확인하였으며 향후 많은 자료의 축적과 활용성에 대한 평가 및 기준이 제시되어야 한다고 제안한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
• /
• pp.499-499
• /
• 2016

본 연구는 오염된 농업용 저수지에 대하여 수층에 따른 수질 변화 특성을 조사하고, 저수지 저부의 퇴적물에 대한 용출 실험을 통해 수층별 수질 특성이 퇴적물의 용출에 미치는 영향을 분석하고자 수행되었다. 연구 대상 저수지의 선정은 설치년도 1960년대를 기준으로 이전과 이후로 분류하였으며, 주요 오염원을 축산계와 생활계 오염원으로 분류하여 각 다른 특성을 가진 저수지를 선정하여 조사하였다. 내부 오염 부하량이 수체에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시한 용출량 실험 결과, 호기 조건에서 축산계오염원 저수지의 T-P가 미미하게 용출이 일어난 것을 제외하고는 생활계, 축산계오염원 저수지에서 용출이 일어나지 않았다. 반면에 혐기 조건의 경우에는 생활계오염원 보다는 축산계오염원 저수지에서, 1960년대 이후 설치된 저수지에서 보다는 1960년대 이전에 설치된 저수지에서 용출이 크게 일어나는 것으로 조사 되었다. 혐기 조건에서 T-N의 경우 생활계오염원과 1960년대 이후 설치된 저수지에서는 용출이 일어나지 않았으나, 그 외의 항목에서는 모두 용출이 일어나는 것으로 분석되었다. 특히 혐기조건에서는 모든 연구대상 저수지에서 T-P의 용출이 크게 일어나는 것으로 조사되었는데, 이는 부영양화의 주요 영향인자로 작용할 수 있으므로 저수지 저부의 혐기조건이 형성되는 것을 제어?관리해야 할 필요성이 있다고 하겠다. 연구 저수지에 대한 현장 조사 결과, 가뭄의 영향으로 수위가 평년에 비해 상당히 낮았으며, 저수량의 부족으로 저수지 주변의 바닥이 드러나거나 유출이 없는 등의 특징을 보였다. 수심이 낮은 5~7월의 조사 시기에는 표층의 DO 농도가 높음에도 저층부의 DO 농도는 1.2~2.2 mg/L를 나타내 약혐기조건이 형성됨을 확인하였다. 또한 현장측정기(HYDROLAB_Quanta)를 이용한 DO측정시, 저층부 퇴적물의 재부유를 막기 위해 저층경계면에서 30~50cm 윗부분을 측정했다는 점에서 저층부 바닥면의 DO 농도가 더 낮을 수 있다고 추정할 수 있다. 이는 이 시기에 퇴적층에 존재하는 오염물질의 용출이 충분히 일어날 수 있으며, 이후 8~11월에 수계 내 환란 및 순환에 의해 오염물질이 수중으로 이동하게 되고, 수질을 악화시키는 원인으로 작용할 수 있음을 추론할 수 있다. 이와 같이 퇴적되어 있던 오염물질이 계속적으로 용출 및 순환을 해마다 반복한다면 해당 저수지는 장기간 수질 오염 저수지가 될 수밖에 없을 것이다. 따라서 이러한 내부오염부하가 크다고 판단되는 저수지에 대하여 오염퇴적물의 관리가 필요하다고 하겠다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
• /
• pp.249-253
• /
• 2001

퇴적물에 오염된 중금속의 지화학적 특성을 규명하고자, 연속추출방법을 이용하여 구성광물 과의 지구화학적 수반관계와 산성화에 따른 중금속 용출특성을 연구하였다. 용출실험과 연속추출 실험을 종합한 연구결과, 서울시 도로변의 하수퇴적물이 산성비와 같은 요인에 의해 pH 5.0정도의 약산성환경과 접촉하였을 때 중금속의 상대적인 용출특성은 Zn>>Cd$\geq$Co>Ni>Cu$\geq$Pb>Cr이며, 원소별 용출량은 Zn 40-90%, Cd 10-30%, Co 15-25%, Ni 5-25%, Cu 0-20%, Pb 0% 및 Cr 0% 이었다. 하수퇴적물에 오염된 Zn, Cd, Cu 및 Ni의 용출은 매우 우려할 만한 수준이며, 수계의 물리화학적 변화(pH 등)에 따라 이들 원소의 일부분이 용해되어 지표수 및 강물을 오염시킬 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
• /
• pp.966-970
• /
• 2010

본 연구의 대상지인 인천광역시, 부천시, 서울특별시, 김포시를 걸쳐서 흐르는 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 주 오염원이다. 또한 직강화된 하도와 느린 유속 등 하천의 구조적인 문제점 등은 하천의 자정능력을 저하시키고 있어 현재 굴포천의 수질수준은 전국 최하위에 머물러 있다. 더욱이 입자상 오염물질의 퇴적으로 인하여 굴포천의 하상은 대부분 퇴적오니가 형성되어 있다. 이러한 퇴적오니는 다량의 유기 물질 및 중금속 등을 흡착하고 있고, 재용출에 의한 내부오염 가능성을 내포하고 있기 때문에 오염원이 제거된 후에도 계속적인 수질오염을 일으킬 수 있다(Alloway et al, 1988). 따라서 본 연구에서는 굴포천 본류 전 구간 및 유입지천에 대하여 수질 오염도와 오염부하량을 산정하였으며, 본류 하상 퇴적물의 오염도 및 퇴적물의 용출특성에 관한 조사를 수행하였다. 본 연구는 굴포천 본류 구간을 최상류(GP-1)부터 최하류(GP-7)구간까지 총 7개 구간으로 구분하여 실시하였으며 각 지점별 수질 및 퇴적물 오염도를 조사하였다. 또한 3개의 유입지천에 대하여 수질 오염도 및 오염부하량을 산정하였다. 굴포천 하상의 경우 최상류의 GP-1지점을 제외하고는 전 구간이 대부분 오염된 오니가 퇴적되어 있으며, 이러한 퇴적오니의 퇴적물 오염도를 분석해본 결과 상류부인 GP-1, GP-2와 유속이 비교적 빠른 GP-7지점에 비하여 나머지 지점들의 오염도가 매우 높은 것으로 나타났다. 이러한 하상퇴적물의 영양염류 용출특성을 알아보기 위하여 호기 및 혐기조건에서 용출실험을 실시한 결과 호기와 혐기 조건에서 T-N은 각각 34.84 $mg/m^2/day$, 66.93 $mg/m^2/day$의 용출속도를 보였고, T-P의 경우 호기 조건 시 5.33 $mg/m^2/day$, 혐기 조건 시 6.84 $mg/m^2/day$의 용출속도를 보임으로서 퇴적물 용출에 의한 내부오염의 가능성이 있음을 보였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권12호
• /
• pp.1345-1352
• /
• 2007

퇴적물로부터 용출되는 영양염류가 인공호수인 남양호의 수질에 미치는 영향을 예측하기 위하여, 실험실에서 퇴적물의 조건을 호기 및 혐기조건으로 설정한 후 영양염류의 용출속도를 측정하였다. 퇴적물로부터 유기물과 질소의 용출은 일어나지 않는 것으로 판단된다. 인산염 인과 총인의 경우 수체 내 산소조건에 따라 용출 양상이 달랐는데, 혐기조건에서는 인이 용출되지 않은 반면, 호기 조건에서는 많은 양의 인이 용출되었다. 실험 결과를 기초로 호기조건에서 인의 용출 속도를 계산한 결과 인산염 인의 경우 $1.01\sim2.48$ mg-P/$m^2$/day이며, 총인의 경우는 $2.14\sim3.54$ mg-P/$m^2$/day로 나타났다. 상류에서 채집한 퇴적물에서 인의 용출 속도가 가장 빨랐는데, 이는 유입수에 쉽게 분해 가능한 유기물이 다량 포함되어 있기 때문으로 사료된다. 남양호의 경우 가장 깊은 하류의 수심이 $7\sim14$ m로 성층화가 이루어지지 않기 때문에, 대부분의 퇴적물 환경이 호기성 상태이다. 본 연구의 결과 남양호 퇴적물 중에 포함된 인이 호기성 상태에서 다량 용출되고 있기 때문에 인의 용출에 의한 수질 오염 문제에 대한 적절한 대책이 필요할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.288-302
• /
• 2017

퇴적물이 수층의 영양염 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해서 퇴적물의 용출률을 정확하게 측정할 필요가 있다. 이에 본 연구에서 퇴적물 용출률 측정 방법 중 퇴적물 코어 배양법을 대상으로 용출률의 측정 조건과 실험 절차를 제시하였다. 낙동강 수계 중류에서 2015년 7월에 표층이 교란되지 않은 퇴적물 코어 시료를 채취하여, pre-incubation 시간(6, 12, 24시간), 초기 산소농도(포화도 90, 70 50%), 확산경계층의 두께(0, 0.6-0.8, 1.2-1.4 mm), 배양 온도(10, 17, 20, $25^{\circ}C$) 등을 여러 가지 조건으로 조성하여 측정한 영양염 용출률의 결과를 그 바탕으로 하였다. 네 가지 주요 환경 조건이 달라지면, 안정화 시간 동안 유기물 분해 및 산화 과정에 의한 화학 조성 변화, 퇴적층의 산화-환원 환경 변화에 따른 흡착 및 탈착, 퇴적물-수층 경계면에서의 수리역학적 상황 변동에 의한 물질 교환 증감, 퇴적물 내 미생물의 활성 증가 등을 야기하여 퇴적물의 영양염용출률에 영향을 미친다. 따라서, 퇴적물 코어 배양법으로 실제 현장값과 유사한 결과를 생산하기 위해서는 현장 심수층의 수온 및 용존산소 농도, 유속을 자연 상태와 가깝게 재현하고 퇴적물 시료 채집 후 되도록 빠른 시간 안에 배양 실험을 수행해야 한다. 두 개의 반복구에 대하여 퇴적물 코어 배양법으로 영양염 용출률을 측정하였을 때 대부분의 실험 조건에서 상대백분율차가 20% 이하였다. 측정 조건과 절차를 엄밀히 준수하여 실험하였을 때 정밀도를 확보할 수 있는 것으로 사료되며, 향후 측정 결과의 정확도를 확인하기 위하여 현장 측정법과 비교할 예정이다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2010

하구형 호수인 아산호(평택호)에서 방조제 근처의 A지점과 상류 하천이 유입되는 B지점을 선정하여, 퇴적물 성상과 퇴적물에서 발생하는 영양염 용출량을 측정함으로써 퇴적물이 아산호 수질에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 아산호의 퇴적물은 sandy loam으로 이루어져있고, 대부분의 인이 Nonapatite-P(64.7%)의 형태로 존재하고 있으므로, 수중의 pH 상승이나 혐기성 상태로의 전환 등에 의해 다량의 인이 퇴적물에서 용출되어 수체의 부영양화에 영향을 줄 수 있는 가능성이 있다. 4월이 6월에 비해 용출율이 높게 나타남을 알 수 있었다. 방조제 근처인 A지점에서는 질소, 유입지천의 합류점인 B지점에서는 인의 용출이 활발히 일어났다. 용출율과 퇴적물의 표면적을 이용해 일일 평균 용출량을 계산해보면, TN는 6,609 kg/d, TP은 3,877 kg/d로 유입지천으로부터 유입되는 TN의 93,616 kg/d 중 7.06%, TP의 17,590 kg/d 중 22.04%에 해당되는 값으로, 아산호의 퇴적물이 저수지 수질에 미칠 영향은 적다고 볼 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
• /
• pp.436-440
• /
• 2016

본 연구에서는 농업용 저수지의 수질을 악화시키는 원인으로 판단되는 퇴적물의 현황을 파악하기 위하여 저수지의 퇴적물에 영향을 미칠 수 있는 물리성 및 오염원 특성에 따라 유형 분류를 실시하여 각 유형별 대상 저수지를 선정하여 현장 모니터링을 통해 기초자료를 확보하였고, 이를 국내외 자료 및 수질자료와 비교 분석을 통해 총체적인 오염도를 평가하였다. 연구 대상 저수지의 분류 기준은 저수지 퇴적물의 성상 및 특성에 영향을 미칠 수 있는 주요 요소인 저수지 오염원과 설치년도로 하였다. 이에 따라, 현장 답사 및 사전조사 결과를 토대로 가장 적합한 조사대상 저수지를 선별하였다. 최종적으로 선정된 연구 대상 저수지는 생활계의 인평(1960년대 이전), 업성 저수지(1960년대 이후)와 축산계의 이담(1960년대 이전), 공리 저수지(1960년대 이후)이다. 내부 오염 부하량이 수체에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시한 용출량 실험 결과, 호기 조건의 경우에는 축산계의 T-P를 제외하고 생활계, 축산계 모두 용출이 일어나지 않는 것으로 조사되었다. 반면에 혐기 조건의 경우에는 생활계 보다는 축산계가, 1960년대 이후보다는 1960년대 이전에 축조된 저수지의 용출이 보다 활발한 것으로 나타났다. 조건별 용출량이 수체에 미치는 영향은 호기 조건에서 생활계 및 1960년대 이후의 경우 음의 값을 보여 수질이 개선되는 것으로 나타났다. 반면, 혐기 조건에서는 T-N의 경우 생활계와 1960년대 이후 저수지에서는 용출이 일어나지 않았으나 그 외의 항목에서는 모두 용출이 일어나는 것으로 나타났다. 특히 혐기조건은 T-P의 용출에 영향을 크게 미치는 것으로 나타났는데, 수질에 미치는 영향을 기여율로 환산할 경우 생활계에서 11%, 축산계에서 13.7%, 1960년대 이전에서 18.3%, 1960년대 이후에서 6.39% 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
• /
• pp.1902-1905
• /
• 2010

일반적으로 퇴적물로부터 인의 용출은, 산소조건, 수온, 유속 등 여러 환경의 변화에 의해서 이루어지며, 환경에 따라 용출되는 인의 형태 또한 다르다. 따라서 어떠한 기작을 통해 얼마나 많은 양의 인이 용출되는지는 수체의 물리 화학적 조건과 퇴적물에 포함된 인의 존재형태에 의해 결정된다. 따라서 본 연구에서는 담수호의 부영양화 원인물질이면서 부영양화 발생을 제어할 수 있는 가장 중요한 인자로 작용하는 인의 거동특성을 파악하기 위하여 이루어 졌다. 본 연구는 경기도 화성시에 위치한 화성호에서 이루어 졌으며, 대표성을 나타낼 수 있는 3개의 지점을 선별하였다. 퇴적물은 Grap sampler를 이용하여 채취하였으며. Methods for P Analysis, G. M. Pierzynski(2009, G,m Pierzynski)에 의거하여 무기태 인을 loosely and soluble P, Al-P, Fe-P, Reductant soluble-P, Ca-P 5가지 형태로 분류하여 진행하였다. 화성호 퇴적물의 인의 형태별 분류를 실시하여 화성호 퇴적물 내의 무기태 인의 형태 분류와 이를 분석함으로서 인 용출에 의한 수질오염 가능성을 평가해보고자 하였다. 무기태 인의 형태는 세지점 모두 Fe-P > Al-P > Loosely and soluble-P > Reductant Soluble-P > Ca-P 비율로 나타났다. 가장 높은 비율을 차지하고 있는 Al-P 및 Fe-P의 경우, 호소수의 pH에 영향을 크게 받으며 특히 높은 pH에서 수층으로 용출이 활발히 일어날 수 있고, 호소의 물질순환에 있어서 다른 형태의 인보다 식물체에 단기간 이용될 수 있다는 점 때문에 관심이 높은 형태이다. 주로 이들 형태는 도시하수 및 산업폐수의 유입으로 인하여 영향을 받는다. 본 조사결과에서 화성호의 pH는 모든 지점에서 중성인 것으로 조사되었기 때문에 용출가능성은 상대적으로 적다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 2011

농업 및 위락용으로 유지용수를 공급받는 군산 미제저수지의 수질 및 퇴적물 오염현황을 파악하고 퇴적물용출, 비점 오염원 및 외부공급수 등 세가지 영양염 유입경로별 오염부하를 비교 분석하였다. 수질분석결과 하절기에 수질이 크게 저하되고 부영양화에 따른 녹조현상이 가장 활발히 나타났으며, 부영양화지수 TSI (secchi depth)는 53.6, TSI (chlorophyll-a)은 57.7 및 TSI (TP)도 56.7로 모두 50 이상의 부영양호 상태를 보였다. 퇴적물오염도 조사결과 조사시기(계절)별 퇴적물 총질소(T-N)함량, 총인(T-P)함량 및 유기물함량의 각 평균은 통계학적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났으나 시료채취 지점별 평균은 유의한 차이를 나타내 공간적 변화가 뚜렷하였다. 반면, T-N 및 T-P 퇴적물용출율결과는 공간적변화보다 시기별 변화가 뚜렷하였다. 수질 및 퇴적물 데이터의 상관성분석결과, 수질 T-N은 퇴적물 T-N함량 및 퇴적물 유기물함량과 통계학적으로 유의한 상관관계가 있었으나 수질 T-P는 통계학적으로 상관성을 보이는 인자가 확인되지 않았고 퇴적물 영양염 용출율 역시 수질과 통계학적으로 상관성을 보이는 인자가 확인되지 않았다. 미제저수지내 유입경로별 영양염오염부하 산정결과, T-N의 경우 외부 공급수에 의한 오염부하가 월등히 높게 나타났고 T-P의 경우 퇴적물용출부하와 외부 공급수 유입부하는 유사하고 비점유입부하가 상대적으로 적게 나타났다. 미제저수지의 수질개선을 위해서는 영양염오염부하가 상대적으로 높은 외부 공급수(금강호 양수)에 대한 대책이 우선적으로 수립되어야 하며 아울러, 퇴적물로부터 T-P용출을 저감시키는 수질오염저감대책이 필요한 것으로 판단된다.