• 한국물환경학회지
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• 제22권3호
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• pp.475-481
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• 2006

The major problem in closing water like lakes and ponds in Korea is that because they are exposed to surrounding, so easily polluted. The pollution in closing water can be caused by not only artificial factor like sewage but also natural factor like elution from sediment. For insurance of safe and satisfied water source, lots of studies and projects are now going on. In this study, we examined the behavior and effect of microbubble ($3{\sim}10{\mu}m$) produced by device called O.S.D (Oxygen Solubillization Device) in small size pond. The value of oxygen transfer coefficient ($K_La$) was 0.68/min independently of air flow rate, 6.5 times higher than commercial aeration stone and the variation of nitrogen concentration was $0.008NO_3/O_2$, DO concentration was potentially saturated for 24 hr. From the results of pilot plant, SOD of experiment (O.S.D) and control were $12.18gO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ and $47.95gO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ respectively. In conclusion, because O.S.D has extraordinary physico-chemical characteristics, it can contribute to improvement of both the waterbody and the sediment environment.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권2호
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• pp.81-96
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• 2011

남해안의 주요 하구 4곳(순천만, 섬진강, 고성천, 마산만)과 서해안의 태안 근소만 갯벌에서 2009년 3월부터 2010년 5월까지 유기물 정화능력을 파악할 수 있는 퇴적물 산소요구량(Sediment Oxygen Demand; SOD)과 탈질소화(Denitrification)를 측정하였다. 퇴적물 산소요구량은 퇴적물 배양 중 시간당 용존산소감소율로 부터 추정되었으며, 탈질소화 측정에는 질소 안정동위원소를 추적자로 이용하는 isotope paring technique이 사용되었다. 조사지역의 퇴적물 산소요구량과 탈질소화율은 각각 -5.1~24.6 mmole $O_2m^{-2}d^{-1}$와 0.0~3.9 mmole $N_2m^{-2}d^{-1}$의 범위를 보였다. 퇴적물 산소요구량이 가장 높은 곳은 마산만(평균 = 10.2(범위 =-2.2~19.2 mmole $O_2m^{-2}d^{-1}$)이었으며, 순천만, 고성, 태안, 섬진강 순으로 나타났다. 탈질소화율도 마산만(평균 = 1.0(범위 =0.0~3.9) mmole $N_2 m^{-2}d^{-1}$이 가장 높았으며, 고성, 섬진강, 순천만, 태안 순으로 나타났다. 태안, 섬진강, 마산 지역에서는 계절적으로 저서미세조류에 의한 광합성이 탈질소화에 뚜렷한 영향을 미쳤는데 광합성 동안 생성된 산소는 혐기성과정인 탈질소화를 저해하기 보다는 질산화를 원활하게 하여, 질산화-탈질소화 연계과정을 촉진시켰다. 남해안 허구에서 탈질소화의 계절변화 유형(봄철 최대 유형과 여름철 최대 유형)의 지역적 차이는 탈질소화에 사용되는 두 질산원($D_w$; 강을 통해 공급된 질산과 $D_n$; 질산화-탈질소화 연계과정에 의해 생성된 질산)의 상대적 중요성에 따라 결정되었다. 즉 봄철에 탈질소화가 높게 나타난 순천만, 고성, 마산은 여름철에 비해 봄철 수층 질산염이 풍부하였고, 이를 통해 $D_w$가 증가되었다. 태안과 섬진강 지역이 여름철에 탈질소화 최대값을 보인 이유는 수층의 질산염이 고갈되지 않은 상태에서 여름철 수온의 증가로 $D_w$가 증가하였고, 이와 더불어, 산소고갈이 나타나지 않아 질산화에 좋은 환경이 조성되었으며, 결과적으로 $D_n$이 증가되었기 때문이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권3호
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• pp.24-33
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• 2000

우리나라 남해연안의 해양수산자원과 경관은 생태학적인 관점에서뿐만 아니라 경제적으로도 매우 중요하다. 밀식 등 과다한 양식과 하ㆍ폐수의 유입으로 이 해역의 부영양화 현상은 더욱 심각하게 되었다. 본 연구는 1998년부터 1999년까지 여름과 겨울로 구분하여 채취한 해수와 퇴적물의 분석결과로부터 남해연안의 부영양화 상태를 파악하였고, 퇴적물 오염정도, 퇴적물로부터 의 영양염류 용출과 산소소비량을 측정하였다. 또한 양식장 자가오염의 주원인중의 하나인 양식장의 부착생물에 의한 배설물량을 측정하였다. 양식장의 해수의 영양염류 농도는 일반해양보다 대체적으로 높게 나타났다. 양식장에서 채취된 여름의 퇴적물 중 COD와 총인의 농도가 겨울의 퇴적물보다 높은 경향을 보여주었다. 우리나라 남해연안의 패류양식장 퇴적물은 부영양화 물질과 저산소층 수괴의 주요 오염원으로 작용하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국수산과학회지
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• 제27권4호
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• pp.413-433
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• 1994

진해만은 빈산소로 인한 수산생물의 생산성 저하가 현저하다. 본 연구에서는 진해만의 수질환경개선 및 회복을 위해서 빈산소 수괴의 형성방지가 무엇보다도 중요하다고 생각되어 해수유동 및 물질순환 모델을 이용하여 빈산소 수괴 형성상태를 재현하였고, 주요 오염부하가 용존산소에 미치는 영향의 정도를 예측하여 어장환경 관리방안을 도출한 결과는 다음과 같다. 저층의 용존산소 농도분포는 수온 및 밀도성층과 밀접한 관계를 가지고 변동하였고 수온성층이 가장 강했던 $6{\sim}7$월에 양식어장이 밀집된 진해만 서부해역과 마산만 해역에서 2.0mg/l이하의 빈산소 수괴가 형성되었다. 해수유동 모델에 의한 $M_2$분조 계산결과 창조시 유향의 주류는 가덕수로를 통하여 서쪽으로 이동하였고 일부는 마산만으로 유입되었으며, 낙조시는 반대방향이었다. 최강유속은 가덕수로 부근에서 발생하였고 진동만, 고현성만, 원문만등의 진해만 서부해역과 마산만에서는 5cm/sec이하로 미약하였다. 항유는 만 중앙부와 칠천도 사이에서 반시계방향의 환유가 형성되는 것이 특징적이었으며, 마산만이나 당황만 입구 부근에서는 표층의 경우 남향의 흐름이 나타났고, 저층에서는 북향의 흐름이 형성 되었다. 물질순환 모델의 보정결과 상관성은 0.85이상을 보였고 상대오차는 $28\%$이하의 범위내에서 여름철의 빈산소 수괴를 재현하였다. 각종 오염부하가 용존산소에 미치는 영향의 정도와 범위를 시뮬레이션을 통하여 예측한 결과 SOD가 전지역에 걸쳐 가장 큰 영향을 나타내었고 ,마산만의 유입부하도 용존산소 분포에 큰 영향을 미쳤으나 마산만내 국한되어 나타났으며, 양식생물에 의한 부하는 영향도 적었고 진해만 서부해역에 국한되었다. 빈산소 수괴가 강하게 형성되는 마산만과 진해만 서부해역의 빈산소 수괴 형성방지를 위해 효율적인 오염저감 대책으로서 마산만의 경우 유입 COD부하와 SOD를 저감해야하며, 진해만 서부해역의 경우 SOD가 주가 되어야 함을 알 수 있었다. 회복시켜야 할 용존산소 농도를 해역II등급인 5.0mg/l의 농도를 유지시키기 위해서는 마산만의 경우 유입되는 COD 부하를 $50\%$, SOD를 $70\%$로 저감해야 하며, 진해만 서부해역의 경우 SOD를 $95\%$, 양식생물 오염부하를 $90\%$까지 저감해야 되는 것으로 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제27권1호
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• pp.19-29
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• 2011

In order to assess the influences of bottom sediment on water quality, following measurement were made. (1) Estimations of pollutant loads from the bottom sediment based on mass balance concept, (2) measurements of pollutant concentrations in the sediment to assess the pollution level and influence potential, (3) in situ and laboratory measurements of Sediment Oxygen Demants (SOD) and pollutant load (sediment release) from bottom sediment. Analyses of inflow and outflow loadings using simple mass balance show that there are some variations found according to the pollutants. However, there is no consistent evidence that the sediment can be a source of pollutants. Pollutant concentrations in the sediment range 16~724.8 mg/kg (COD), 1.68 ~12.64 mg/kg (T-P), 5.6~76.8 mg/kg (T-N), 0.32~21.6 mg/kg ($NH_3$-N), 0.092~0.544 mg/kg ($NO_2$-N), 4.8~18.4 mg/kg ($NO_3$-N), and 1.59~11.23 mg/kg ($PO_4$-P). Measured SOD ranges $0.190{\sim}0.802g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ and measured release rate ranges $-1618.42{\sim}10mg/m^2{\cdot}d$(COD), $-12{\sim}16mg/m^2{\cdot}d$(T-P), $-197.37{\sim}140mg/m^2{\cdot}d$(T-N), $0.4{\sim}74.32mg/m^2{\cdot}d$($NH_3$-N), $-2.04{\sim}0.8mg/m^2{\cdot}d$ ($NO_2$-N), $-70{\sim}40mg/m^2{\cdot}d$ ($NO_3$-N), and $-26.11{\sim}28.55mg/m^2{\cdot}d$($PO_4$-P). All study results indicate that bottom sediments in the Seoha weir show only limited effects on the water quality. It implies that sediment dredging is not an effective option or management measure to reduce pollutant loading.

• 환경영향평가
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• 제8권1호
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• pp.93-105
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• 1999

Lately water quality of Daechong Reservoir has become more eutrophicated than ever before and there has been much concern over especially the eutrophication of the embayment near Daejon and Chongju Water Intake Tower every summer. The purpose of this study is to predict the impact of change in the pollutant loading, flowrate, nitrogen and phosphorus release from sediment, SOD(sediment oxygen demand) upon the water quality of Daechong Reservoir by WASP5/EUTR05 in order to suggest water quality management alternatives. The data of Sep. 1995 were used for the calibration of the model and those of Sep. 1997 was for verification. The result of the modeling can be summarized as follows. 1. The 50% increase(decrease) of pollutant loading has caused that of T-N concentration by 0.10-0.14 mg/l, T-P concentration by 0.003-0.005 mg/l, and CBOD concentration by 0.16-0.18 mg/l. But the ratio of DO change by the change of pollutant loading was relatively small. 2. The sensitivity test of NH4 flux to T-N and that of P04 flux to T-P shows that T-N and T-P concentration were changed more in the epilimnion segments (SEG4, SEG5, SEG6, SEG7) than the other segments. As SOD increases, DO was predicted to decrease more especially in the hypolimnion (SEG9-SEG14). 3. As flowrate increase, the concentration of T-N, T-P, and CBOD were predicted to decrease, but DO concentration increased especially in the hypolimnion segments(SEG11, SEG12, SEG13, and SEG14). As the flowrate changed from $119m^3/sec$ to $50m^3/sec$, the concentration of T-N and CBOD in the hypolimnion was predicted to decrease.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.318-318
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• 2011

자연수를 가압(4~5기압)하면서 물과 공기의 비를 4:1~3:1로 혼합하면 수체 내 초미세기포(Diameter $3{\sim}10{\mu}m$)가 발생하는데 이를 산소용해수라 하며 수질정화시설 또는 양식장 등에 널리 사용되고 있다. 산소용해수의 특징은 기포의 비표면적이 넓고 10시간 이상 포화 농도를 유지하여 수체에 잔류하는 시간이 길기 때문에, 일반 산기석을 활용한 포기나 순산소 용해 등의 타 방법과 구별된다. 산소용해수의 산소전달효율은 기존 방법과 큰 차이를 보이기 때문에 실제 적용시에는 대상수를 이용하여 산소전달계수($K_{L}a$)를 사전에 산정할 필요가 있다. 본 연구에서는 한국건설기술 연구원의 안동 수자원 환경실험센터 내 실외형 콘크리트 사각반응수조에 산소용해장치 및 확산장치를 결합한 일체형 시스템을 적용시켜 2010년 9월~2011년 1월의 5개월간 결과를 분석, 본 장치의 $K_{L}a$를 산정 후 수질정화의 활용 면에서 검토하였다. $K_{L}a$의 산정에는 다양한 방법이 이용되나 용존 산소 농도의 제어에 한계가 있는 실외 대형실험장에 적합한 Lewis and Whitman의 Two-film 이론에 근거한 정상포기법을 적용하였다. 체적 $80m^3$의 수조 내에서 현장 유지용수를 대상으로 실험한 결과 산소전달계수는 $0.324\pm0.050$/min, 포화농도는 8.64 mg $O_2$/L, 도달시간은 11 /min이 산정되었으며, 이는 기존 산기석 포기의 산소전달계수 범위인 $0.105\pm0.019$ /min보다 약 3.1배 높은 결과를 보였다. 또한, 확산장치의 수류 순환 방향 및 정도를 검토하기 위하여 실험수조에서 1m단위로 격자를 구성한 후 초음파 유속계로 실측한 결과 0.0~2.5 m/s 의 평면적 유속범위를 도출하였다. 그리고 전체 순환을 고려했을 때 용존산소는 약 8시간 후 8.64 mg $O_2$/L 값에 도달하여 안정화 되었으며, 강한 수류순환과 산소용해수에 의해 하상에 존재하는 퇴적물들의 이송 및 산화촉진을 유도하였다. 이를 근거로 실험수조의 체적과 기준 가동시간인 8시간을 적용시켰을 때, 실험구 수질은 대조구와 비교하여 COD, T-N, T-P가 모두 25~35% 개선되었다. 이 결과는 여과공정 없이 단순 순환만을 고려한 물리적 수질정화 방법의 단독 활용 가능성을 나타내며, 기존 연구에서 나타난 SOD (Sediment oxygen demand) 저감 능력을 감안할 때 향후 폐쇄성 수역의 수질관리에도 효율적으로 활용할 수 있음을 시사한다.