• 제목/요약/키워드: Nutrients loads

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생태계 모델에 의한 총허용 오염부하량 산정을 통한 연안해역의 수질관리 (Estimation of Total Allowable Pollutant Loads Using Eco-hydrodynamic Modeling for Water Quality Management on the Southern Coast of Korea)

  • 이대인;김종규
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.29-43
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    • 2007
  • 한국 남해의 연안역(진해만에서 부산연안)에 있어서 효율적인 수질관리를 위해서, 3차원 생태-유체역학 모델을 적용하여 하계 수질을 예측하고, 목표 수질회복을 위한 오염부하 삭감량을 산정하였다. 현재의 오염부하량 조건하에서 연안해역의 수질(화학적 산소요구량과 영양염류 농도 등)은 설정된 해양환경수질기준을 초과하였고, 또한 부영양화 상태에 있기 때문에 유입하는 오염부하량의 저감이 필요하였다. 이러한 배경하에서, 모델이 적용되어 보정과 검증과정을 통해 연구해역의 유동장과 수질 분포를 유사하게 모의하였다. 시나리오 분석결과, 진해만 해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$$COD\;3\;mg\;1^{-1}$ 이하를 동시에 만족하기 위해서는 육상 점오염원으로부터 90% 정도의 오염물질 저감뿐만 아니라, 장기간 오염물질의 유입으로 인한 베이스 농도 자체가 높아서 이를 저감하기 위한 퇴적물로부터 용출되는 질소와 인도 약 70% 정도 삭감해야 하는 것으로 나타났다. 낙동강 하구해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$$COD\;2\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 낙동강 자체의 유입부하량을 약 80% 정도 저감해야 하며, 낙동강 하구해역을 제외한 부산 연안역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$$COD\;1\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 유입부하의 70% 정도의 삭감이 이루어져야 하는 것으로 예측되었다. 연구해역의 수질이 공간적으로 차이가 있으나 대체적으로 상당히 오염된 상황이라 이러한 삭감량은 매우 커서 현실적으로 단기간에 달성하기는 어려울 것이다. 그러므로 장기적인 관점에서 지속적인 노력 즉, 해역으로 유입하는 미처리된 오염물질 차단, 수처리시설의 확충과 제거 능력 향상 및 오염된 퇴적물 정화 등이 필요하다.

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산지 계류수에서의 총질소, 총인 및 COD의 유출부하 (Outflow Loads of Total Nitrogen, Total Phosphorus, and COD in Mountain Stream Water)

  • 김진수;김선종;오광영;오승영;김재수;정용호
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제36권5호
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    • pp.787-797
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    • 2003
  • 산지계류수에서의 T-N(총질소), T-P(총인) 및 COD(화학적산소요구량)의 농도와 유출부하의 변화를 파악하고 산림의 수질정화기능을 평가하였다. 충청북도에 있는 시험유역은 면적이 92.5 ha이며 59%의 혼효림과 30%의 침엽수림으로 구성되어 있다. 시험유역의 말단에서 평상시는 10일 간격으로 또한, 1개의 강우사상에 대하여 2-6 시간 간격으로 계류수의 유량과 농도를 1년간 측정하였다. 강우시의 평균농도는 COD만이 유의적인 수준(p<0.05)에서 평상시의 농도보다 높게 나타났다. T-N과 T-P의 평균농도는 식생생육기(5-10 월)가 식생 휴지기(11-4 월) 보다 낮게 나타났는데, 이는 식물에 의한 영양염류 흡수와 토양의 온도상승에 따른 미생물의 활동이 증가하기 때문으로 생각된다. 연간유출부하에 대한 강수시 유출부하의 비는 T-N이 87%, T-P가 83%, COD가 87%로서 연간유출부하 중 강우시의 유출부하가 매우 높게 나타났다. 시험유역의 오염부하 원단위는 T-N이 5.9 kg/ha $\cdot$ yr, T-P가 0.15 kg/ha $\cdot$ yr, COD가 23.9 kg/ha $\cdot$ yr로 산정되었다. 또한, 시험유역에 의한 T-N, T-P 및 COD의 연간제거율은 각각 24, 58, 66%로 나타나, 산림유역이 수질정화기능을 발휘하고 있는 것으로 판단된다.

생태계 모델을 이용한 울산만의 하계 수질관리 (Summer Water Quality Management by Ecological Modelling in Ulsan Bay)

  • 박성은;홍석진;이원찬;정래홍;조윤식;김형철;김동명
    • 해양환경안전학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • 울산만의 육상기인 오염부하에 대한 해역수질의 응답특성을 조사하고 만내 수질관리에 활용하기 위하여 해양생태계모델링 연구를 수행하였다. 생태계모텔에 의해 계산된 울산만의 수질은 만 내측에서 COD 농도 2.8mg/L로 해양수질 III등급 수준으로 나타났다. 계산결과 울산만 전체 해역의 수질을 II등급으로 개선하기 위해서는 육상부하를 약 30% 이상 삭감해야 하며, COD 농도 1.0mg/L이하의 수질이 되기 위해서는 전체 육상부하의 70% 이상을 삭감해야 하는 것으로 나타났다. 해역수질 II등급을 유지하기 위하여 삭감해야 할 오염부하량은 약 3,083kgCOD/day, 이 때의 환경용량은 약 7,193kgCOD/day로 계산되었다. 태화강 하구역은 식물플랑크톤 대증식(Bloom)이 상습적으로 발생하는 해역이므로 식물플랑크톤에 의한 자생유기물 부하를 감소시키기 위해서는 유가물 삭감 이외에도 영양염의 제어가 필요한 것으로 나타났다.

연안해역의 환경변화에 따른 저차 생태계 Pulsing Simulation 예비 진단 (Preliminary Diagnosis for Pulsing Simulation of Low Trophic Ecosystem by Environmental Changes in Coastal Area)

  • 이대인
    • 환경영향평가
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    • 제21권3호
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    • pp.461-468
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    • 2012
  • In general, long-term changes of ecological factors take a pulse form in which they interact with other factors and go through a repeated increasing and decreasing cycle. The coupling of the two approaches the grid model and the box model in ecological modeling can lead to an in-depth understanding of the environment. The study analyzes temporal variations of major storages with an energy system model that formulizes effectively the relationships among nutrients, phytoplankton, and zooplankton in the Yellow Sea and the East China Sea. An increase of light intensity and standing stock of nutrient increase the magnitude and frequency of pulsing. Also, an immense reduction of nutrient concentration can cause extinction of the pulsing and bring about a steady state. It is concluded that the nutrient loads in freshwater discharge from the Yangtze affect the cycles of major ecological components as well as water quality variables and play an important role in the marine ecosystem.

물질순환모델을 이용한 제주항의 수질관리(III) - 오염부하의 정량적 관리 - (Water quality management of Jeiu Harbor using material cycle model(III) - Quantitative Management of Pollutant Loadings -)

  • 조은일;강기봉
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.307-317
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    • 2003
  • In this study, the material cycle model was applied to suggest alternative management of water quality for Jeju Harbor. The distribution of COD, DIN (dissolved inorganic nitrogen) and DIP (dissolved inorganic phosphorus) concentrations was reasonably reproduced by simulations on the model area of the Jeju Harbor using a material cycle model. The simulations of COD, DIN and DIP concentrations were performed under the conditions of 20∼100% pollution loadings reductions from pollution sources. In case of the 100% reduction of the input loads from Sanzi river, concentrations of COD, DM and DIP were reduced to 39%, 78% and 52%, respectively at Jeju harbor. In contrast, in case of the pollutant loadings reductions from sediment, the effect of DIN and DIP reduction relatively seemed to increase around the center of study area. The 95% reduction of the pollutant loadings from river and sediment is required to meet the COD and nutrients concentration of second grade of ocean water quality criteria.

중금속이 수생히야신스(부레옥잠)를 이용한 하수처리 공정에 미치는 영향 (Effects of Heavy Metals on the Beware Treatment Process by Water Hyacinth)

  • 정재욱;유홍일;유재근
    • 환경위생공학
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    • 제9권2호
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    • pp.110-119
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    • 1994
  • The objective of the this study was to evaluate the effects of heavy metals on the sewage treatment process designed to remove organic material and nutrients using Water- hyacinth ( Eichhornia crassipes ). Batch experiments were carried out using domestic sewage spiked with different level of heavy metal mixtures ( Cd, Pb and Cu ). The specific growth rates of Water- hyacinth ranged from 0.0008 to 0.0015 1/day( operated at water temperatures of 22 ∼30$\circ $c ) and increased as the concentration of heavy metals decreased. The test result showed that the permissible maximum concentrations Cd, Pb and Cu for the growth of Water- hyacinth were 0.5, 1, and 6 mg/ℓ respectively. Under these maximum permissible heavy metal loads, removal rate of organic material, nitrogen and phosphorus were 85%,75% and 75% , respectively, during 40days of the test period.

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국내 연안 퇴적물내 PCBs(Polychlorinated Biphenyls) 오염도 현황 (Concentrations of PCBs (Polychlorinated Biphenyls) in coastal sediments of Korea)

  • 김기환;이윤
    • 환경위생공학
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    • 제11권3호
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    • pp.9-12
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    • 1996
  • Polychlorinated biphenyl (PCBs) is one of major toxic pollutants in marine environments, This artificial chlorinated compound has been found in freshwater, seawater, soil, sediments and organismes living in various environments. Because of its toxicity and degradability, its uses in industrial processes have been banned after 1984 in Korea. Coastal area is an important environment for agriculture, industry, transportation, reduction of pollution loads through biogeochemical processes, cycling of nutrients and recreation. Input of pollutants from land and freshwater has been occurring through runoff, rivers and estuaries. Concentrations of PCBs were determined with GC-ECD. Concentrations of PCBs were in the range of 1.0 - 19.2 ng/g-dry weight of sediment(g-d.w.) at Ulsan, 4.5 -8,2 ng/g-d.w. at Onsan, 2.7 - 33.5 ng/g-d.w. at Masan and 4.0 - 60.7 ng/g-d.w. in Kwangyang, In Inchon area, PCBs were not detected in sediments. In sediments of Nakdong estuary, the distribution of PCBs' concentrations was 0.19 - 303 ng/g-d.w.

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하수처리비용을 감안하고 7Q10과 저수량에 기초한 영산강 수질관리방안 연구 (Water Quality Management of the Youngsan River based on the 7Q10 and Q275 considering Wastewater Treatment Cost)

  • 조재현;유태종
    • 상하수도학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.700-709
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    • 2002
  • Present condition of the Youngsan River pollution is serious. Concentrations of organic materials and nutrients are high and algal bloom takes place frequently. The pollution is mainly caused by domestic wastewater input from urban areas like Kwangju and Naju City. In this study, 6 times of water quality surveys were done for mainstream and tributaries. Delivery ratios of each tributaries are calculated with the water quality and flow data. With Arc/View GIS, sub-basin are divided and pollution loads are estimated. These data are used for water quality modeling. River quality improvement effects are analysed with 5 scenarios including process upgrade of present WWTPs and construction of new WWTPs. These scenarios are applied for the Youngsan River based on the 7Q10 and Q275. And total wastewater treatment cost in the basin is analysed for each scenario.

해초에 부착하는 부착생물 군집의 생태학적 특성 - II. 물리화학적 요인이 잘피 및 부착생물에 미치는 영향 (Ecological Characteristics of the Epiphytes on Seagrass - II. Effects of Physico-chemical Factors on Eelgrass (Zostera marina L.) and Epiphytes)

  • 정미희;윤석현
    • 환경생물
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    • 제30권3호
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    • pp.272-279
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    • 2012
  • 이 연구는 해초에 부착하는 부착생물 군집의 생태학적 특성에 대한 두 번째 연구로서 해초가 서식하는 연안 환경의 물리화학적 요인 변화에 따른 부착조류를 포함한 부착생물의 변화양상을 이해하고자 하는데 목적이 있다. 결과를 살펴보면, 1) 잘피는 수주의 온도와 정상관 관계를 보임으로써 잘피의 성장이 온도에 의해 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있었으며, 2) 부착생물은 수온과는 상관관계를 보이지 않은 반면 수주의 염분과는 역상관 관계를 보였다. 이는 염분 25 이하 범위에서 서식이 용이한 미세규조 종들의 증가로 인한 것으로 보인다. 이는 영양염의 결과와도 일치하였는데, 3) 잘피의 성장과 총질산염 (TN)과는 역상관 관계를 보임으로써 수주에 총질산염이 낮을 때 잘피의 성장이 좋았으며, 4) 부착생물의 현존량과 인산염과는 유의성이 나타나지 않은 반면, 수주의 질산염, 아질산염 그리고 총질산염과는 정상관 관계를 나타냄으로써 부착생물의 성장에 질산염 계열의 영양염의 영향이 큰 것으로 나타났다. 영양염과 잘피의 성장, 그리고 부착생물의 현존량과의 상관관계 결과들을 종합해 보면 부착생물의 현존량 증가는 영양염의 증가로 인한 것이며, 이는 잘피의 성장을 감소시키는 원인-영향 과정과 깊은 관계가 있음을 나타내고 있다.

대청호 유입유량 변동과 수질 및 조류증식의 관계 (Relationship among Inflow Volume, Water Quality and Algal Growth in the Daecheong Lake)

  • 천세억;이재안;이재정;유영복;방규철;이열재
    • 한국물환경학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.342-348
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    • 2006
  • Changes in water quality and algal growth according to the differences in the inflow volume were investigated in the Daecheong Lake from 1998 to 2001. Until year 2000, inflow volume considerably depended on the rainfall throughout the basin. However, the correlation was low since 2001 when water storage in the upstream Yongdam Lake was started. According to inflow volume-TP relationship analyses, significant correlation was found at up- and middle-stream sites, excluding down-stream site of the Daechong Lake. For chlorophyll-a, correlation was found with flow volume at all sites except for Choo-So. In a dry year, although nutrients loads were relatively lower than those in rainy years, there were higher concentrations of chlorophyll-a and massive bloom of Microcystis. Limiting factors for algal growth seems to be not the volume of nutrients load but retention time and physical disturbance of the water body influenced by inflow volume. Thus, in the Daecheong lake, it would be more important to focus on the management of eutrophication in dry years than in rainy ones.