생활하수, 농업폐수, 산업폐수 등에서 기인한 질소화합물은 수환경에서 해조류나 식물성 플랑크톤의 과도한 성장을 유발할 수 있다. 안정동위원소비는 수계의 인위적인 질소원을 구별하는 유용한 방법으로 많은 오염원 추적 연구에 이용되고 있다. 본 논문에서는 논·밭이 대부분을 차지하고 있는 충청남도의 농촌지역 지하수 100지점을 조사하여 지하수로 유입되는 질소오염원을 추정하였다. 대상 연구지역은 가축 사육과 관련된 시설은 없었으나, 논·밭농사를 위해 유기비료 및 합성비료 등이 살포되고 있었으며, 대부분의 지하수 ...
생활하수, 농업폐수, 산업폐수 등에서 기인한 질소화합물은 수환경에서 해조류나 식물성 플랑크톤의 과도한 성장을 유발할 수 있다. 안정동위원소비는 수계의 인위적인 질소원을 구별하는 유용한 방법으로 많은 오염원 추적 연구에 이용되고 있다. 본 논문에서는 논·밭이 대부분을 차지하고 있는 충청남도의 농촌지역 지하수 100지점을 조사하여 지하수로 유입되는 질소오염원을 추정하였다. 대상 연구지역은 가축 사육과 관련된 시설은 없었으나, 논·밭농사를 위해 유기비료 및 합성비료 등이 살포되고 있었으며, 대부분의 지하수 관정이 비점오염원에서 기인된 질소원에 오염되고 있는 것으로 추정되었다. 잠재오염원으로 종류별 유기비료 및 합성비료를 채집하여 질소오염원을 추적하기 위하여 질소 및 산소 안정동위원소 라이브러리를 구축하고자 하였다. 인위적으로 만들어진 합성비료 (δ15N-NO3 –17∼7‰, δ18O-NO3 12∼30‰)의 동위원소비는 가축들의 분뇨로 만들어진 유기비료(δ15N-NO3 6∼19‰, δ18O-NO3 20∼26‰)와 현격한 차이를 보였으며, 오염원의 영향을 받지 않은 토양(δ15N-NO3 3∼10‰, δ18O-NO3 -5∼5‰)과도 많은 차이를 보였다. 연구지역 지하수의 수질분석을 총 3회(5월, 8월, 9월)에 걸쳐 진행하였으며, 시료 채취 시 pH, DO, EC, ORP에 대한 현장측정을 실시하였다. 현장 수질 측정 결과, 위치 및 계절에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 전기전도도의 경우, 주거지 근처에 위치한 몇몇 지하수에서 높은 값을 보였다. 주요 이온분석 결과 또한 시기별/공간별 큰 변화를 보이지 않는 것으로 나타났다. 100지점의 지하수 시료를 채수하여, 탈질 박테리아 분석법으로 질산성 질소의 질소(δ15N-NO3)및 산소(δ18O-NO3)의 안정동위원소비의 변화를 관찰한 결과, 5월은 대부분의 시료가 토양 및 합성 비료의 영향을 받는 것으로 나타나고 있으나(δ15N –1∼15‰, δ18O –8∼12‰) 9월의 경우 일부 시료에서 질소 안정동위원소비가 점차적으로 무거워지면서 유기비료(δ15N 2∼30‰, δ18O –3∼20‰)의 영향을 받는 것으로 여겨진다. 이는 강우기 이후 농경지 및 축사에서 기인된 외부기원 유기물들이 하천수로 유입된 결과로 여겨진다. 수생태계로 유입되는 다양한 질소 기원을 파악하기 위하여 탈질박테리아법으로 분석된 안정동위원소비를 활용한다면 효율적인 수질 관리를 위한 해석기능을 제공할 것이다. 이 연구는 국내 최초로 탈질박테리아법을 지하수 환경시료에 적용하여 질소오염원 기원 추적 기법을 확립하였으며, 추후 정립된 분석기법을 토대로 환경분야에서 질소오염원 판별 연구에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
생활하수, 농업폐수, 산업폐수 등에서 기인한 질소화합물은 수환경에서 해조류나 식물성 플랑크톤의 과도한 성장을 유발할 수 있다. 안정동위원소비는 수계의 인위적인 질소원을 구별하는 유용한 방법으로 많은 오염원 추적 연구에 이용되고 있다. 본 논문에서는 논·밭이 대부분을 차지하고 있는 충청남도의 농촌지역 지하수 100지점을 조사하여 지하수로 유입되는 질소오염원을 추정하였다. 대상 연구지역은 가축 사육과 관련된 시설은 없었으나, 논·밭농사를 위해 유기비료 및 합성비료 등이 살포되고 있었으며, 대부분의 지하수 관정이 비점오염원에서 기인된 질소원에 오염되고 있는 것으로 추정되었다. 잠재오염원으로 종류별 유기비료 및 합성비료를 채집하여 질소오염원을 추적하기 위하여 질소 및 산소 안정동위원소 라이브러리를 구축하고자 하였다. 인위적으로 만들어진 합성비료 (δ15N-NO3 –17∼7‰, δ18O-NO3 12∼30‰)의 동위원소비는 가축들의 분뇨로 만들어진 유기비료(δ15N-NO3 6∼19‰, δ18O-NO3 20∼26‰)와 현격한 차이를 보였으며, 오염원의 영향을 받지 않은 토양(δ15N-NO3 3∼10‰, δ18O-NO3 -5∼5‰)과도 많은 차이를 보였다. 연구지역 지하수의 수질분석을 총 3회(5월, 8월, 9월)에 걸쳐 진행하였으며, 시료 채취 시 pH, DO, EC, ORP에 대한 현장측정을 실시하였다. 현장 수질 측정 결과, 위치 및 계절에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 전기전도도의 경우, 주거지 근처에 위치한 몇몇 지하수에서 높은 값을 보였다. 주요 이온분석 결과 또한 시기별/공간별 큰 변화를 보이지 않는 것으로 나타났다. 100지점의 지하수 시료를 채수하여, 탈질 박테리아 분석법으로 질산성 질소의 질소(δ15N-NO3)및 산소(δ18O-NO3)의 안정동위원소비의 변화를 관찰한 결과, 5월은 대부분의 시료가 토양 및 합성 비료의 영향을 받는 것으로 나타나고 있으나(δ15N –1∼15‰, δ18O –8∼12‰) 9월의 경우 일부 시료에서 질소 안정동위원소비가 점차적으로 무거워지면서 유기비료(δ15N 2∼30‰, δ18O –3∼20‰)의 영향을 받는 것으로 여겨진다. 이는 강우기 이후 농경지 및 축사에서 기인된 외부기원 유기물들이 하천수로 유입된 결과로 여겨진다. 수생태계로 유입되는 다양한 질소 기원을 파악하기 위하여 탈질박테리아법으로 분석된 안정동위원소비를 활용한다면 효율적인 수질 관리를 위한 해석기능을 제공할 것이다. 이 연구는 국내 최초로 탈질박테리아법을 지하수 환경시료에 적용하여 질소오염원 기원 추적 기법을 확립하였으며, 추후 정립된 분석기법을 토대로 환경분야에서 질소오염원 판별 연구에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
Nitrogen compounds originating from domestic wastewater, agricultural wastewater, and industrial wastewater can cause excessive growth of algae and phytoplankton in aquatic environments. Stable isotope ratios used in many source-tracking research project for distinguishing anthropogenic sources from...
Nitrogen compounds originating from domestic wastewater, agricultural wastewater, and industrial wastewater can cause excessive growth of algae and phytoplankton in aquatic environments. Stable isotope ratios used in many source-tracking research project for distinguishing anthropogenic sources from aquatic systems. In this paper, we conducted 100 groundwater in rural areas in Chungcheongnam - do province where rice fields are dominant. In the study area, there were no facilities related to livestock breeding, but organic fertilizer and synthetic fertilizer were sprayed for farming, and it was estimated that most of the groundwater contamination was influenced by nitrogen source originating from non-point source. As a potential source of nitrogen pollution, we tried to establish libraries through stable nitrogen and oxygen isotope values to trace nitrogen sources by analyzing organic and synthetic fertilizers. The isotopic values of artificially produced synthetic fertilizers (δ15N-NO3 –17∼7‰, δ18O-NO3 12∼30‰) was significantly different from that of organic fertilizers(δ15N-NO3 6∼19‰, δ18O-NO3 20∼26‰) made from livestock manure, and there was a alrge difference from that of uninfected soil(δ15N-NO3 3∼10‰, δ18O-NO3 –5∼5‰). The water quality of the groundwater was conducted three times (May, August, and September) and field measurements were analyzed for pH, DO, EC and ORP. The results of groundwater quality showed no significant difference according to location and season, but electrical conductivity was high in some residential area. The results of major ion also showed no significant change according to location and season. The groundwater samples from 100 sites were collected and the changes of stable isotope values of nitrogen (δ15N-NO3) and oxygen (δ18O-NO3) of nitrate were observed by denitrification bacteria method. As a result, most of the samples were affected by soil and synthetic fertilizer in May(δ15N –1∼15‰, δ18O –8∼12‰), but it was changed to be affected by organic fertilizer in September(δ15N 2∼30‰, δ18O –3∼20‰) as the stable nitrogen isotope values was gradually heavier in some samples. This results suggesting that organic manures should be one of the main sources in those area after rainfall season. The use of stable isotope techniques by denitrification bacteria method will provide function of efficient water quality management to identify the various nitrogen sources in aquatic ecosystem. This study was first applied case study to the groundwater environment samples using denitrification bacteria method in Korea, and it is expected that it will be widely used for tracing of nitrogen pollution source in the environmental field.
Nitrogen compounds originating from domestic wastewater, agricultural wastewater, and industrial wastewater can cause excessive growth of algae and phytoplankton in aquatic environments. Stable isotope ratios used in many source-tracking research project for distinguishing anthropogenic sources from aquatic systems. In this paper, we conducted 100 groundwater in rural areas in Chungcheongnam - do province where rice fields are dominant. In the study area, there were no facilities related to livestock breeding, but organic fertilizer and synthetic fertilizer were sprayed for farming, and it was estimated that most of the groundwater contamination was influenced by nitrogen source originating from non-point source. As a potential source of nitrogen pollution, we tried to establish libraries through stable nitrogen and oxygen isotope values to trace nitrogen sources by analyzing organic and synthetic fertilizers. The isotopic values of artificially produced synthetic fertilizers (δ15N-NO3 –17∼7‰, δ18O-NO3 12∼30‰) was significantly different from that of organic fertilizers(δ15N-NO3 6∼19‰, δ18O-NO3 20∼26‰) made from livestock manure, and there was a alrge difference from that of uninfected soil(δ15N-NO3 3∼10‰, δ18O-NO3 –5∼5‰). The water quality of the groundwater was conducted three times (May, August, and September) and field measurements were analyzed for pH, DO, EC and ORP. The results of groundwater quality showed no significant difference according to location and season, but electrical conductivity was high in some residential area. The results of major ion also showed no significant change according to location and season. The groundwater samples from 100 sites were collected and the changes of stable isotope values of nitrogen (δ15N-NO3) and oxygen (δ18O-NO3) of nitrate were observed by denitrification bacteria method. As a result, most of the samples were affected by soil and synthetic fertilizer in May(δ15N –1∼15‰, δ18O –8∼12‰), but it was changed to be affected by organic fertilizer in September(δ15N 2∼30‰, δ18O –3∼20‰) as the stable nitrogen isotope values was gradually heavier in some samples. This results suggesting that organic manures should be one of the main sources in those area after rainfall season. The use of stable isotope techniques by denitrification bacteria method will provide function of efficient water quality management to identify the various nitrogen sources in aquatic ecosystem. This study was first applied case study to the groundwater environment samples using denitrification bacteria method in Korea, and it is expected that it will be widely used for tracing of nitrogen pollution source in the environmental field.
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