This research investigates the runoff characteristics of refractory organic matters from Kyongan river watershed. Samples were taken 27 times during dry season, 4 times during rain events and analyzed into flow rate, Dissolved Organic Carbon (DOC), Particulate Organic Carbon (POC), Refractory Dissolved Organic Carbon (R-DOC), Refractory Particulate Organic Carbon (R-POC). R-DOC during dry season was the lowest in winter and showed a rising tendency in spring and R-POC changes less than R-DOC. The mass loading of Refractory Total Organic Carbon (R-TOC) in summer takes approximately 80% of 1 year mass loading. During rainy season, EMC of R-DOC was similar to R-DOC in dry season. But maximum EMC of R-POC was 12 times higher than that of R-POC in dry season. Results of the survey show that enhanced management of R-DOC in dry season and R-POC in rainy season is needed.
In this paper, runoff characteristics of South-Han river watershed in terms of refractory organic matters were investigated. The concentrations of DOC, POC, R-DOC, R-POC in runoff and flow rates were determined by monitoring 27 times in dry season and 4 times in rainy season. The concentrations of the dissolved refractory organic matter, R-DOC was the lowest in fall and similar in the other dry seasons. The particulate refractory organic matter, R-POC showed less fluctuation than R-DOC. In summer, mass loading was the highest than other dry seasons. The concentrations of R-DOC, R-POC were showed to be affected by runoff volume. The mass loading grows higher as runoff volume gets higher.
Park, Je-Chul;Oh, Young-Taek;Bae, Sang-Deuk;Ryu, Dong-Kyeong
한국환경생물학회:학술대회논문집
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한국환경생물학회 2004년도 학술대회
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pp.26-26
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2004
This study was conducted to evaluate the characteristics of dissolved orgamc matters based on their origins. The dissolved organic carbon(DOC) represents an index for dissolved organic matter and basically regarded as a source of organic pollution. The monthly variations and vertical profiles of dissolved organic carbon(DOC) in Kumoh reservoir were surveyed from May 2001 to April 2002. In addition, other areas such as river, reservoir, sewage and industrial wastewater were also surveyed in summer 2001. Kumoh reservoir was divided with depth into three layers .: epilimnion, metalimnion and hypolimnion. The proportion of total DOC(T-DOC) was classified by labile DOC(L-DOC) and refractory DOC(R-DOC) on the basis of long-term incubation. DOC of freshwater and Kumoh reservoir was ranged to be 1.6~4.1 mgC/L and 2.1~4.0 mgC/L, respectively. L-DOC accounted for 3~30% of DOC from watershed. Therefore, refractory dissolved organic carbon(R-DOC) was major component of DOC in the watershed. The decomposition rate(k) ranged from 0.008 $d^{-1}$ to 0.083 $d^{-1}$ in Kumoh reservoir. The highest decomposition rate(k) was observed at River Hoein III freshwater. Therefore, modified total organic carbon analyzer is needed to be applied for effective management of dissolved organic matter.
수심이 얕고 부영양 호소인 L. Kasumigaura를 대상으로 퇴적층으로부터 유기물 용출특성을 조사하였다. 퇴적물의 함수율은 약 80%이상을 차지하고 있었으며 공극수의 DOC농도는 표층에서 높고 깊어질수록 감소하는 경향을 나타냈다. 특히 조사기간중 공극수의 DOC농도(104mg C/l)가 크게 증가하여 공극수로부터 수체로 용출 가능성이 높을 것으로 추정되었다. DOC 용출실험결과, 호기조건에서는 Labile-DOC (L-DOC)용출이 거의 관측되지 않았고 Refractory-DOC (R-DOC)만 관측되었으며, 혐기조건에서는 L-DOC와 R-DOC 모두 용출되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 퇴적층의 상부수층에 DO가 충분히 유지되면 L-DOC는 용출되어도 호기성 bacteria에 의해 쉽게 분해되기 매문에 R-DOC만 용출되는 것으로 조사되었으며, 혐기조건하에서는 혐기성 bacteria의 유기물 분해능력의 감소로 L-DOC와 R-DOC모두 용출되는 것으로 나타났다. 결과적으로 내부생성기원의 유기물중 퇴적층으로부터 R-DOC 용출은 수체의 유기물 농도를 증가시키는 주요 원인으로 나타났으며, 수중 유기물의 대부분을 차지하고 있는 R-DOC는 유기물순환에 중요한 역할을 담당하고 있다는 사실이 확인되었다.
Seasonal and vertical distribution of water quality were investigated from May 2001 to June 2002 in Kumoh reservoir located nearby Kumi City, Kyungpook. Kumoh reservoir that lost the role of agricultural irrigation is currently of rapid eutrophication. The vertical distribution of DO was observed clinograde with hypolimnetic anoxic zone. T-P concentrations at the surface ranged from 0.008 to 0.152 mgP/L and T-N concentrations ranged from 1.4 to 3.0 mgN/L. The vertical and seasonal variation of T-N was smaller than T-P. DOC concentrations, indicator of organic matter pollution, ranged from 2.8 to 5.4 mgC/L. Apportionment of Total-DOC (T-DOC) indicated that 14% of T-DOC was attributed to Labile-DOC(L-DOC) and the rest was due to Refractory-DOC(R-DOC). The values of TSI(Trophic State Index) ranged between 44 and 52 indicating that Kumoh reservoir is under mesotrophic condition. The results of this study indicate that Kumoh reservoir is likely to be under influence of eutrophication and thus water quality will be aggravated. Therefore, the Kumoh reservoir requires further treatment to improve water quality and a plan of the reusing water resource should be developed.
In this study, changes in the composition of dissolved organic carbon (DOC) were investigated using water samples collected at a downstream site of the Namhan River near the Lake Paldang ($N37^{\circ}24^{\prime}05.33^{{\prime}{\prime}}E127^{\circ}32^{\prime}25.01^{{\prime}{\prime}}$) during a heavy rain event from July 23 to July 28, 2008. The DOC concentrations varied from 1.68 to 3.18 mg/L with the maxium value at a peak of the river water level. Each DOC sample was fractionated into three compositions including hydrophilic (Hi), hydrophobic acid (HoA) and hydrophobic neutral (HoN) fractions. The results showed that HoA was most abundant fractions, constituting 47.2~56.5% of DOC. Refractory dissolved organic carbon (R-DOC) contents were also determined by measuring the DOC concentration after 28-day dark incubation of the samples. R-DOC content was in the range from 83 to 99% of DOC and it was significantly correlated with HoA contents (r = 0.91, p<0.005), while it did not exhibit such a good correlation with the fractions of Hi and HoN (p>0.02). Our results suggest that the HoA, which is associated with humic substances, may be a major composition of refractory organic matters in rivers during storm events.
The fractionation characteristics of organic matter were investigated in inflow and effluent of each other pollution sources and river. While the DOC/TOC ratio in the influent of public sewage treatment plant and livestock disposal facilities was above 0.58, the POC/TOC ratio of human livestock Night soil treatment plant and stormwater runoff was more than 0.7. The TOC removal efficiency of public sewage treatment plant and human livestock Night soil treatment plant were 88.5 % and 99.6 %, respectively. Although the concentration distribution of organic matter pollution most of total organic carbon (TOC) in effluent of pollution sources accounted for dissolved organic carbon (DOC) type (DOC/TOC ratio >0.89) and Refractory-DOC (RDOC)/TOC ratio was higher (>0.65). The fractionation characteristics of organic matter in river were similar with that of sewage treatment plant and TOC concentration showed the positive correlation with DOC ($r^2=0.93$) and RDOC ($r^2=0.89$) concentration. The decay rate of Labile DOC (LDOC) (avg. $0.128day^{-1}$) was higher than labile particulate organic carbon (LPOC) ($0.082day^{-1}$), while that of DOC ($0.008day^{-1}$) was lower than POC ($0.039day^{-1}$) (paired t-test, p < 0.001, n = 5). These study results suggested that it should consider important both TOC and DOC as the target indicator to control refractory organic matter in pollution sources.
Changes of organic carbon after the entrance into dam reservoirs were investigated using water samples collected in May, September, and October in 2010 from the inflow sites and the outlets of four selected dam reservoirs-Soyang, Chungju, Chungju regulation, and Uiam. Increase of refractory dissolved organic carbon (R-DOC) was observed only for large dam reservoirs with long residence times whereas the trend was not found for relatively small reservoirs. The effects of residence times on organic carbon changes were further confirmed by significant positive correlations between monthly residence times and the relative increase of either dissolved organic carbon (DOC) or R-DOC concentrations. Comparison of spectroscopic characteristics of DOC revealed that the changes in the large reservoirs in May might result from in-lake processes. The inflow of terrestrial sources of DOM during storms appears to largely affect the DOC quality of the large reservoirs for the rest of the sampling periods. The mechanism, however, did not fully explain the behaviors of DOC for the small sized reservoirs. Our combined results suggested that both residence time and the input of allochthonous carbon sources might substantially influence the quantity of DOC as well as its quality in dam reservoirs.
본 연구는 하수처리장 방류수가 하천 유기물 오염에 미치는 영향을 파악하기 위하여 구미시 관내에 위치한 구미 4단지, 구미, 구미 원평하수처리장 방류수와 처리장 상 하류 하천을 조사하였다. TOC 중 DOC가 70% 이상으로 대부분 용존성으로 존재하였고, TOC에 대한 BOD, $COD_{Mn}$의 산화율은 각각 13~43%, 37~73%로 나타났다. 하지만 현재 사용되고 있는 BOD, $COD_{Mn}$이 총 유기탄소에서 차지하는 비율이 약 50% 이하로 나타나, 유기물을 대표하는 데 어려움이 있을 것으로 보이며, 향후 TOC로 지표를 전환하는 방향도 모색해 보아야 할 것으로 판단된다. DOC 분해실험 결과 DOC 중 R-DOC가 70% 이상으로 난분해성 유기물이 대부분을 차지하는 것으로 나타났다. 하수처리장 방류수의 유기물이 하천에 미치는 영향을 보면, 낙동강 하류에서 구미 4단지, 구미, 구미 원평하수처리장 방류수의 총 TOC 부하량이 차지하는 비율은 15%로 나타났다. 총 비율은 15%로 비교적 많은 부분을 차지하지는 않았지만 이 중 생분해성 유기물보다 난분해성 유기물이 더 많은 부분을 차지하는 것으로 나타나, 상수 처리 시 소독부산물의 전구물질이 증가하는 원인으로 작용할 수 있을 것으로 판단된다.
2,600만 수도권 시민들의 식수원인 한강수계의 경우 수질관리를 위해 비점오염원에 대한 관리가 중요하며 특히 비점오염원이 주요 원인인 유기물질 및 난분해성 물질에 대한 조사가 필요하다. 이번 연구에서는 한강 수계의 주요 3개 하천(남한강, 북한강, 경안천)의 연간 비강우시 난분해성 유기물질을 포함한 유기물질의 유출특성을 연구하였다. 연구결과 유기물질 및 난분해성 물질의 경우 용존성 물질의 비율이 높았으며 전체 부하량중 여름철에 대부분의 부하량이 가장 많았다. 각 하천별 유기물질 및 난분해성 물질의 연간 부하량의 경우 유역면적에 비례하여 남한강, 북한강, 경안천 순서로 나타났다. 각 유역 면적 당 부하량 산정결과 TOC의 경우 경안천, 남한강, 북한강 순서로 나타났으며, R-TOC의 경우 비교적 일정한 유출특성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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