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본 연구에서는 일본 돗또리현 (鳥取縣) 동북부에 위치한 코야마호 (湖山池)와 그 유역을 대상으로 하여, 강우시 비점오염원으로부터 영양물질 (특히, 인) 유출특성과 유출된 물질이 호소 수질에 미치는 영향을 입자물질을 중심으로 조사?분석하였다. 특히 입자성 인의 생물이용가능성(BAP)에 관하여 고찰하였다. 코야마호의 1973년부터 2002년까지의 모니터링 자료를 분석한 결과, 관측기간 동안의 평균 ...

본 연구에서는 일본 돗또리현 (鳥取縣) 동북부에 위치한 코야마호 (湖山池)와 그 유역을 대상으로 하여, 강우시 비점오염원으로부터 영양물질 (특히, 인) 유출특성과 유출된 물질이 호소 수질에 미치는 영향을 입자물질을 중심으로 조사?분석하였다. 특히 입자성 인의 생물이용가능성(BAP)에 관하여 고찰하였다. 코야마호의 1973년부터 2002년까지의 모니터링 자료를 분석한 결과, 관측기간 동안의 평균 엽록소 a 농도 , 평균 총인 농도, 최대 투명도가 41.3 ㎎/㎥, 64 ㎍/ℓ, 3.5 m를 나타내어 부영양호와 과부영양호 사이의 수질 특성을 보였다. 질소/인 비와 수질 항목간의 상관관계를 분석한 결과 질소보다는 인이 제한영양염류로 작용할 가능성이 크다. 또한 수질 항목간의 상관관계와 모델을 이용한 모의 결과 부유물질과 인은 외부에서 유입되는 입자성 물질에서 기인될 가능성이 큰 것으로 판단되었다. 입자성 물질은 강우시 많이 유입되며, 유입된 입자성 물질 중 24 % ~ 68 %가 유출되지 않고 호수내에 침전되는 것으로 계산되었다. 이러한 결과로 볼 때 코야마호의 수질관리에 있어서 인, 특히 입자성 인의 관리가 중요하다고 생각된다. 코야마호 유역에서 관개기와 비관개기에 강우시 유출되는 입자성 물질의 유출특성과 토지용도별의 생물이용가능성을 평가해 보았다. 강우시 유출되는 탁류의 입도분포는 각 하천별, 시간별로 다른 양상을 보였으며, 전체적으로 입자의 면적비로 보았을 경우 약 10 ~ 100 ㎛사이의 입자가 많이 유출되는 것으로 나타났다. 관개기와 비관개기에 입도분포의 차이를 보이는데, 비관개기에 첨두값이 더 크며, 작은 입자의 유출이 많은 것으로 나타났다. 이때 하천의 BAP / TP 비와 PCOD / SS 비는 시간 및 유역별로 다른 값을 보이며, 변화의 폭도 관개기의 경우보다 비관개기에 더 컸다. 이는 유출되는 부유물질의 유출특성이 시간에 따라, 유역에 따라 다르다는 것을 시사하고 있다. 코야마호 유역에서는 BAP가 유출되는 총인의 약 60 ~ 80 %를 차지하였다. 강우시 유출되는 부유물질의 대부분이 토양에서 기인된 것으로 생각하여, 나가라 유역과 오바타케 유역의 토양을 대상으로 물리적?화학적 특성을 조사하여 보았다. 토지용도별 입도분포를 보면 논이 밭과 산림토양에 비하여 작은 입자를 많이 함유하고 있었으며, 강우시 유출되는 탁류의 입도분포의 대부분을 차지했던 200 ㎛이하의 고운모래는 약 40 % ~ 60 %를 포함하고 있었다. 비중은 2.52 ~ 2.58 사이의 값을 보였으며, 토지이용과 유역별로는 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 입자의 크기가 작을수록 비중이 작아지는 경향을 보였다. 탄소와 질소의 함유량은 산림 〉 논 〉 밭의 순으로 나타났으며, 작은 입자일수록 함유량이 많은 것으로 나타났다. 질소/인 비를 보면 밭과 논토양이 산림 토양에 비하여 매우 작은 값을 보였다. 이는 농업활동에 의한 비료의 축적에 기인한 것으로 사료된다. 입자성 인의 생물이용가능성을 평가하기 위해 H2O-P, NH4Cl-P, NaOH-P, HCl-P, Org.-P로 분리하여 측정하였다. 총인의 함유량은 밭 〉 논 〉 산림 토양 순이었으며, 입자가 작아질수록 함유량이 큰 것으로 나타났다. 모든 토양 시료에서 NaOH -P과 Org-P의 함량비가 큰 것으로 나타났으며, 밭 토양에서 H2O-P과 NH4Cl-P의 함량이 다른 토지이용의 시료보다 많은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 모델화하여 오바타케 유역에서 유출되는 부유물질에 함유된 인의 생물이용가능성을 평가하였다. 범용토양손실공식 (USLE)을 이용하여 유출토사량을 계산하고, 여기에 강우시 유출되는 탁류의 입도분포와 토양의 입도별, 존재형태별 인의 함유량을 적용함으로서 탁류로 유출되는 각 존재형태별 인을 계산하였다. 모의한 결과, 밭이 유역에 대한 면적비는 작지만, BAP의 유출 가능성이 가장 크며, 유출 후 즉시 생물에게 이용 가능한 형태 (H2O-P와 NH4Cl-P)로 많이 유출될 수 있음을 보였다. 이상의 결과로부터 강우시 유출되는 입자성 물질의 입도, 물리적·화학적 특성은 하천과 호소의 수질에 미치는 영향이 크게 달라질 수 있다는 사실을 시사한다. 이는 강우시 비점오염원으로부터 유출되는 오염부하가 호소내 수질에 미치는 영향을 평가할 때, 유역의 입자성 물질의 특성, 강우시 유출특성 및 생물이용가능성에 관한 이해도 필요로 함을 의미한다. 따라서 이러한 이해와 함께 호소내로 이동한 입자성물질의 거동을 고려한, 유역으로부터 호소 내의 이동까지 연계된 장기적인 시점의 강우시 비점원오염부하 평가법이 호수수질관리 및 유역관리를 위해 필요하다.

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