• 상하수도학회지
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• 제35권5호
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• pp.323-334
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• 2021

Pilot-scale coagulation and sedimentation processes were operated to investigate the T-P (Total phosphorus) removal efficiency. A multiple regression model was also derived to predict the water quality improvement effect with river water characteristics. The inflow rates for the pilot-scale facility were 157-576 m³/day, and the coagulant doses were in the range of 13.7-58.5 mg/L (average 38.9 mg/L) for PAC (Poly alum chloride) and 16.5-62.1 mg/L (average 36.0 mg/L) for alum. The results found that the influent BOD (Biochemical oxygen demand) and T-P concentrations were 4.9 mg/L and 0.115 mg/L, and the removal efficiencies were 52.7% and 59.4%, respectively. T-P removal efficiencies on wet weather days were higher by 10% than dry weather days because influent solids influenced T-P's coagulation process. The pH of river water was 6.9-7.8, and the average pH was 7.3. Although the pH variation was not significant, the trend showed that the treatment efficiency of T-P and PO₄-P removal increased. Thus, the pH range considered in this study seems to be appropriate for the coagulation process, which is essential for phosphorous removal. The T-P removal efficiencies were 19.6-93.3% (average 59.2%) for PAC and 16.4-98.5%(average 55.9%) for alum; thus, both coagulants showed similar results. Furthermore, the average coagulant doses were similar at 42.4 mg/L for PAC and 41.3 mg/L for alum. When the T-P concentration of the effluent was compared by the [Al]/[P] ratio, the phosphorus concentration of the treated water decreased with an increasing [Al]/[P] ratio, and the lowest T-P concentration range appeared at the [Al]/[P] ratio of 10-30. A seasonal multiple regression analysis equations were derived from the relationships between 10 independent and dependent variables (T-P concentration of effluent). This study could help lake water quality maintenance, reduce eutrophication, and improve direction settings for urban planning, especially plans related to developing waterfront cities.

• 환경생물
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• 제26권4호
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• pp.311-322
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• 2008

본 연구에서는 2006$\sim$2007년 동안 도심하천인 미호천과 갑천의 이화학적 수질 및 서식지 특성을 분석하였고, 또한 어종 분포 및 길드분석을 통해 군집구조 및 생태건강도 특성을 비교 평가하였다. 전형적인 두 도심하천의 BOD, COD농도는 각각 평균 3.5 mg L$^{-1}$, 5.7 mg L$^{-1}$였고, 총질소(TN)및 총인(TP)의 농도는 각각 5.1 mg L$^{-1}$, 274 ${\mu}g$ L$^{-1}$로서 이미 부영양 상태로 판정되었으며, 특히 갑천하류 지점에서는 유기물 오염 및 부영양화 현상이 뚜렷했다. 두 도심하천에서 총 종수는 34종으로서 동일하게 나타났고, 내성종 및 잡식종인 피라미(Zacco platypus)는 가장 높은 상대 풍부도(32$\sim$42%)를 보였다. 두하천에서 민감종의 비율(23%)은 낮은 반면 내성종과 잡식종의 비율(45%, 52%)은 높게 나타나 도심하천에서의 전형적인 길드 변화 현상이 확연히 나타났다. 하천생태건강도 평가(SEHA)에 따르면, 두 하천에서 다변수 모델값은 각각 19,24로서 양호하지 못한 것으로 나타났고, 서식지 평가 분석 (QHEI)에서는 미호천 123, 갑천 135로서 보통$\sim$양호 상태를 보였으며, 수질에서 보여준 바와 같이 최하류(특히, 갑천)에서는 극명하게 악화된 것으로 나타났다. 특히 갑천 하류의 낮은 건강도 평가모델값(20)은 하수종말처리장으로부터 나온 배출수의 화학적 영향이 큰 것으로 사료되었다. 이런 다변수 모델 값은 전기전도도(r=-0.530, p=0.016), BOD (r=-0.578, p< 0.01), COD (r=-0.603, p< 0.01), 영양염류(TN, TP: r>0.40, p<0.05)와 같은 수질변수들과 높은 역상관 관계를 보였다. 이는 생태건강도 모델값이 수질 특성을 잘 반영하는 객관성 있는 평가기법으로 활용 될 수 있음을 제시하였다. 따라서 이런 도심하천의 하류부에서는 생태계 보존을 위해 향후 하천복원 및 지속적인 생태모니터링 이 필요할 것으로 사료되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제9권4호
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• pp.81-94
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• 2006

본 연구에서는 도암댐 유역에서의 산림파편화에 따른 수(水)환경 영향을 평가하였다. 이를 위해서 Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모형을 이용하였다. 도암댐 유역에서 산림파편화에 따른 수환경 영향만을 평가하기 위해서는 먼저 기상변화에 따른 영향을 배제시켜야 한다. 1985년과 2000년 강수량 분석결과 계절별 강수량에 상당히 많은 차이가 나타나, 본 연구에서는 1985년 기상자료를 이용하여 산림파편화에 따른 수환경 영향을 평가하였다. 산림 파편화에 따른 영향은 시간적 공간적으로 변화하기 때문에 본 연구에서는 수환경의 시 공간적 영향을 분석하였다. 도암댐 수계중 산림파편화가 가장 많이 발생한 소유역에서는 산림파편화로 인하여 유출량이 겨울철, 봄철, 여름철, 가을철 각각 $8,366m^3/month$, $72,763m^3/month$, $149,901m^3/month$, 그리고 $107,109m^3/month$ 증가하였다. 이렇게 증가된 유출량으로 인하여 상당한 양의 토양유실이 발생하여 하천의 부영양화 등을 초래한 것으로 판단된다. 이러한 토양유실로 인하여 가장 많은 산림파편화가 일어난 소유역에서 겨울철, 봄철, 여름철, 그리고 가을철, 유사농도가 각각 5.448mg/L, 13.354mg/L, 20.680mg/L, 그리고 24.680mg/L 증가하였다. 봄철 유사농도가 많이 증가한 이유는 산림지역과는 달리 농경지에서의 봄철 융설로 인한 토양유실이 많이 발생하였기 때문이다. 여름철과 가을철 유사농도가 증가한 이유 또한 과거 산림지역이었던 곳이 산림파편화로 인하여 상당부분 농경지로 전환되었으며, 이 지역에서의 영농에 따른 토양유실 증가로 유사농도가 증가한 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 종합해 보면 홍수조절, 토양유실 저감, 수질 개선과 같은 산림 고유의 기능은 유역내 산림파편화로 인하여 매우 빨리 손실될 수 있다. 따라서 도암댐 유역 내에서 산림 파편화에 따른 부정적 영향을 최소화시키기 위해서는 복합적인 토지이용계획을 수립하여 이행되어야 한다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.279-287
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• 2010

본 연구는 형산강 수계 6개 지점을 선정하고, 2009년 4월과 9월에 조사를 실시하여 이 화학적 수질, 물리적 서식지 분석을 통하여 어류 분포특성 및 생태 건강도를 진단하였다. 생물통합지수(Index of Biological Integrity, IBI) 모델 분석은 국내 하천의 특성에 맞게 수정 보완하여 8개 다변수 메트릭 모델을 이용하였고, 물리적 서식지 평가지수(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)분석은 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 형산강의 1, 2차 생태 건강도 조사 결과 평균 25.4(n=6)로 "보통상태" (C)로 나타났다. 1차 조사 결과 평균 25로 "보통상태" (C), 2차 조사 결과 평균 25.7로 "보통상태" (C)로 나타났다. 물리적 서식지 평가 결과 최상류 H1에서 150.5로 "양호상태" (B)로 나타났으며, 하류인 H6에서 76으로 "보통상태" (C)로 나타나 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 이 화학적 수질 분석은 형산강 수계의 환경부 수질 측정망 자료 중 2000년부터 2009년까지 10년간의 자료를 이용하여 분석하였다. 형산강의 지난 10년간 평균 BOD 값은 2.4 $mgL^{-1}$ (범위: 0.3~13.8 $mgL^{-1}$)로서 우리나라 수질기준(2010년 1월의 환경부 기준고시)에 의거할 때 II (약간 좋음) 등급을 보였고, COD 역시 큰 변이를 보이며(범위: 0.6~12.8 $mgL^{-1}$), BOD와 유사한 경향을 보였다. TN의 평균값은 3.0 $mgL^{-1}$ (범위: 0.3~10.4 $mgL^{-1}$)이고, TN 역시 형산강이 경주시를 지나면서 TN이 증가한 후 감소하는 경향을 보였다. TP의 평균값은 103.5 ${\mu}gL^{-1}$(범위: 0~606 ${\mu}gL^{-1}$)로 TN과 비슷한 양상을 보였다. SS는 7.5 $mgL^{-1}$ (범위: 0.1~25.2 $mgL^{-1}$)로 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다. 전체적으로 본류 지점은 하류로 갈수록 건강성이 악화되는 것으로 나타났는데 이는 경주시를 관통하면서 수질이 악화되었고, 생활하수, 산업폐수 및 분뇨처리수가 유입되어 이와 같은 결과가 나타난 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제37권4호통권109호
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• pp.411-422
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• 2004

횡성호에서는 수중폭기 기간에도 수온약층이 형성되었으며, 수중폭기로 인한 영향이 크지 않은 것으로 판단된다. 모든 정점의 표충(0-5m)평균 탁도는 0.1-8.5NTU로 우기 이후에 중층 및 심층에서 높았다. 투명도는 0.9-3.5m의 범위로 댐 하류(St. 1)정점에서 크게 나타났으며, 상류로 갈수록 낮았다. 용존산소는 2000년 7월과 8월에 전 지점의 0m에서 $8.4-14.1\;mgO_2\;{\cdot}\;L^{-1}$로 높았으나 심층에서는 고갈 상태를 보였다. 또한 2001년 7월과 9월에도 정점 1의 심층에서 $1\;mgO_2\;{\cdot}\;L^{-1}$ 내외로 매우 낮았다. 전 정점의 표층 (0-5 m)평균 총인 농도는 5-46 mgP ${\cdot}$ $m^{-3}$로 초봄의 turnover 직후 및 우기이후에 높았으며 용존 무기인 농도는 0.2-13.2 mgP ${\cdot}$ $m^{-3}$로 2001년 9월을 제외하고는 대부분10mgp ${\cdot}$ $m^3$이하 이였다. 횡성호의 연간 인부하량은 약 4.45ton 정도로 유역내에서 발생되는 총인 발생량 71.34ton중 약 6.2%만이 호수내로 유입되는 것으로 나타났다. 수면적당 인부하량은0.77 gp ${\cdot}\;m^2\;{\cdot}\;yr^{-1}$으로 횡성호의 환경용량이라 할 수 있는 과잉임계부하량 0.72 gp ${\cdot}\;m^2\;.\;yr^{-1}$을 0.05 gP ${\cdot}\;m^2\;.\;yr^{-1}$ 초과한 수준이다. 전 정점 표층 (0-5 m)평균 총질소 농도는 0.83-3.55 mgN ${\cdot}\;L^{-1}$로 우기 이후에 중충 이하 지역에서 높았다. 질산성 질소는 전 정점의 표층(0-5m)평균이 0.09-3.33 mgN ${\cdot}\;L^{-1}$로 2001년 6월에 가장 낮았다. 암모니아성 질소는 전 정점의 표층(0-5m)평균이 0.04-0.23 mgN ${\cdot}\;L^{-1}$이였다. 전 정점 표층 (0-5 m)평균 규소농도는 0.5-9.6 mgSi ${\cdot}\;L^{-1}$로 봄철에 낮았으며, 우기이후에 다시 증가하였다. 평균 TSI는 2000년과 2001년에 각각 59와 57이었다. 전 정점 표층 (0-5 m)평균 엽록소 a농도는 0.3-32.4 mg ${\cdot}\;m^{-3}$로 여름철에 높은 경향을 보였으며, 정점별로는 상류지역에서 높았다. 식물플랑크톤은 2000년 7월에 녹조류인 Scenedesmus sp.가 10,480 cells ${\cdot}\;mL^{-1}$,8월과 9월에는 남조류인 Microcystis sp.가 각각 3,492와 296 cells ${\cdot}\;mL^{-1}$로 우점하였다. 10월에는 녹조류인 Coelastrum microporum이 133 cells ${\cdot}\;mL^{-1}$, 11월에는 규조류인 Asterionella formosa가 2,654 cells ${\cdot}\;mL^{-1}$, 12월에는 규조류인 .Aulacoseira granulata가 29 cells ${\cdot}\;mL^{-1}$우점종이였다. 특히 2000년 여름철에 우점종이였던 남조류가 2001년에는 출현하지 않았으며 종 다양성 (diversity)지수는 2000년 7월에 2.22로 가장 높았으며, 생물량도 조사기간중 36,640 cells ${\cdot}\;mL^{-1}$로 가장 많았다.

• 생태와환경
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• 제41권3호
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• pp.348-359
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• 2008

본 연구에서는 대청호 상류에 위치한 용담댐의 건설에 따른 대청호의 수문학적 영향 및 이화학적, 생태학적 기능변화에 대한 특성을 규명하고, 영양염류(TN, TP), 엽록소-a 및 투명도의 부양양화 변수의 시공간적(계절별, 연별, 상하류 간) 역동성을 분석하였다. 용담댐 건설 이전(BDC; 1995$\sim$2000년)과 이후(ADC; 2001$\sim$2006년)의 수문학적 자료를 통해 대청호의 유입량과 저수량의 변화를 살펴 본 결과, 대청호의 BDC에는 강수량과 유입량의 높은 상관관계를 볼 수 있었으나, ADC에는 보다 낮은 상관관계를 확인하였다(BDC; r=0.964, p=0.002, ADC; r=0.857, p=0.029). 이는 용담댐의 건설이 대청호의 유입량과 저수위 등에 영향을 주고 있다고 사료된다. 용담댐 건설로 인하여 가장 큰 변화는 상류로부터의 유입량 감소에 따른 대청호의 TN 및 TP 농도는 전 지점에서 감소하였으나 호수 내 수체류 시간의 증가로 CHL의 양이 상대적으로 증가하는 경향을 보였다. BDC의 CHL과 TP의 상관관계는 ADC 이후에 증가하는 양상으로 분석되었는데(BDC; r=0.249, p=0.000, ADC; r=0.412, p=0.000), 이는 상대적으로 감소한 TP의 양에 대해 높은 반응성을 가지게 된 것으로 사료된다. CHL : TP ratio의 변화는 ADC에 오면서 증가하는 것을 보여 CHL과 TP의 관계가 댐건설 이후에 변화하였음을 보여주고 있다. 호수 내의 공간적 변이를 볼 때 유수대(Riverine zone, RZ)에서의 수질 변수 변화폭은 전이대(Transition zone, TZ)나 정수대(Lacustrine zone, LZ)에 비해 높은 것으로 나타났는데, 이는 인공호의 상류부에 위치하며, 빠른 유속, 짧은 체류시간, 많은 영양염류 유입의 특성을 보이는 호수의 유수대(RZ)에서 영양염류, 광조건 및 CHL-TP의 함수관계에 대한 기능적인 변화가 있었음을 시사한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권4호
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• pp.392-400
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• 2003

남해 중부해역 반폐쇄성 만과 유기오염 유입원이 다수 존재하는 7개 연안에서 2003년 5월 13일부터 17일에 걸쳐 산소 미세전극을 이용 공극수내 산소의 수직분포를 측정하였다. 관측된 산소투과깊이 범위는 1.30∼3.80 mm로 매우 작았다. 극히 얕은 산화층 존재는 초기속성 작용 연구 중 산화$.$환원 반응연구를 최소한 mm 단위로 연구할 필요성을 제시한다. 공극수 수직분포에 1차 확산-반응 모델을 적용하여 추정된 퇴적물/해수 계면에서 산소소모율 범위 는 10.8∼27.6 mmol $O_2$ m$^{-2}$ day$^{-1}$(평균 19.1 mmol $O_2$ m$^{-2}$ day$^{-1}$)였고 퇴적물 유기탄소 농도와 양의 상관관계를 보였다. 또한 플럭스에 산소 대 탄소 비 (170/110)를 적용하여 추정한 유기탄소 산화율은 89.5∼228.1 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$(평균: 158.0 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$)였다. 이들 결과는 남해중부 해역중 유기물 유입이 많은 지역을 대상으로 한 결과로 남해 평균 값 중 최대값으로 생각되며 연안환경의 부영양화 및 빈산소 수괴 형성 기작을 밝히기 위해서는 이러한 연구가 보다 많은 지역에서 계절적으로 수행되어져야 할 것으로 생각한다.

• 생태와환경
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• 제37권2호통권107호
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• pp.180-192
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• 2004

본 연구는 2002년 11월부터 2004년 2월까지 수심이 얕은 부영양상태의 저수지에서계절에 따른 수질변화와이에 대한 유입 부하량 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 수심간의 수온차가 $1^{\circ}C\;m^{-1}$ 이상의 수온약층이 5월에 형성되었고, 심층에서 2 mg $O_2\;L^{-1}$ 이하의 낮은 산소농도가 5월부터 9월까지 관찰되었다. $Z_{eu}/Z_{m}$은 0.2${\sim}$l.1의 범위로 수온약층 형성으로 혼합 층이 수심 4m근처이고 유광대 층이 수심 4.3m였던 5월을 제외하고는 대부분의 기간 동안에 유광대층에 비해 혼합층의 수심이 깊은 것으로 나타났다. 수체내 질소는 1.1 ${\sim}$ 4.5 mg N $L^{-1}$ 의범위로, 대부분이 용존 형태(Avg. 58.7%)로 존재하고 있었으며 결빙된 수표면의 해빙 시에 암모니아성 질소와 질산성질소가 증가하였다. 저수지내 총인 농도는43.g${\sim}$126.6 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$범위로 대부분은 입자성인의 형태(Avg. 80%)로 존재하고 있었다. 용존무기인 농도는 심층에서의 일시적인 증가가 관찰된 7월과 8월을 제외하고는 10 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$ 이하였다. 엽록소 a 농도의 뚜렷한 증가는인 유입부하량이 많았던 7월 (99 ${\mu}g\;L^{-1}$)과 11월 (109 ${\mu}g\;L^{-1}$)에 관찰되었고 수체내 총인과 양의 상관성을 보였다(r=0.55, P<0.008, n=22).수층간의 평균 엽록소 a 농도는11월 8일에 84.5${\pm}$29.0 ${\mu}g\;L^{-1}$으로 가장 높았고 2월에13.5${\pm}$ 1.0 ${\mu}g\;L^{-1}$로 가장 낮았다. 유입수량이 증가할 수록유입수내 층인 농도도 증가하는 경향을 나타냈으며(r=0.69,P<0.001), 1년 중 강우량이 많았던 7월 25일 하루동안에 연간 총인 유입부하량의 40.5%가 유입되었고, 11월 8일에도 17.1%가 유입되었다. 유역으로부터 유입되는총인 부하량은 159.0kg P $yr^{-1}$였고, 식물플랑크톤에 의해직접 이용 될 수 있는 용존무기인 부하량은 126.3 kg P $yr^{-1}$로 총인의 77.7%에 해당하였다. 총 질소 부하량은 5.0 ton $yr^{-1}$로 총 인 부하량(159.0 kg P $yr^{-1}$)에 비해 30배 정도 많았으며, 총질소 부하 중 무기질소 부하량은3.9 ton $yr^{-1}$로 총 질소의 78%였다. 인 임계 부하량은 1.6 g ${\cdot}$ $m^{-2}$${\cdot}$$yr^{-1}$으로 과잉임계부하량을 상회하는 수준 이였다. 본 연구결과 저수지의 유역으로부터 유입되는 많은양의 유입 인 부하는 저수지 수질의 계절적인 변화 뿐 만아니라 부영양화의 가장 큰 원인으로 나타났으며, 중영양상태의 수질을 유지하기 위해서는 총인 유입부하량(159 kg $yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다.