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문제 정의
- 본 연구에서는 전주천의 BOD 와 COD, 총질소, 총 인에 대한 오염현황을 알아보고 연구결과를 기존연구와 종합하여 전주시와 하천 주변 점오염원들이 전주시 하천 수질에 미치는 영향과 전주천이 만경강 오염에 미치는 영향을 연구하였다. 또한 원 단위를 이용한 발생부하량 측정의 문제점을 확인하기 위하여 수질 측정값과 추적자 시험법을 통한 실측 유량값(김강주 등, 2001)을 이용하여 실측 오염부하량을 구하였고 이를 원 단위 오염부하량과 비교하였다.
제안 방법
- 시료는 하천을 가로질러 3지점에서 채취 후 혼합하여 무균처리 된 채 수병에 담아 냉장 보관 하였다. BOD의 경우 BOD meter로 초기 DO 측정 후 BOD Incubator에서 5일간 배양하였고 배양 후 다시 DO를 측정하여 그 차이 값을 구하였다(김종택, 1992). COD, 총질소, 총인은 광주과학기술원의 UV/Visible Photometer로 측정하였다.
- BOD의 경우 BOD meter로 초기 DO 측정 후 BOD Incubator에서 5일간 배양하였고 배양 후 다시 DO를 측정하여 그 차이 값을 구하였다(김종택, 1992). COD, 총질소, 총인은 광주과학기술원의 UV/Visible Photometer로 측정하였다.
- 하지만 만경강과 그 지류들은 최종적으로 새만금으로 유입되며 앞으로 새만금이 호수화될 경우 만경강과 그 지류들은 새만금 호수의 COD, 총질소, 총인 오염에 중요한 역할을 하게 된다. 따라서 본 연구에서 BOD 오염은 수질 공정 법상의 하천수 수질 기준치를 그리고 COD, 총질소, 총인 오염은 호소수 수질 기준치를 이용하여 설명하였다.
- 본 연구에서는 전주천의 BOD 와 COD, 총질소, 총 인에 대한 오염현황을 알아보고 연구결과를 기존연구와 종합하여 전주시와 하천 주변 점오염원들이 전주시 하천 수질에 미치는 영향과 전주천이 만경강 오염에 미치는 영향을 연구하였다. 또한 원 단위를 이용한 발생부하량 측정의 문제점을 확인하기 위하여 수질 측정값과 추적자 시험법을 통한 실측 유량값(김강주 등, 2001)을 이용하여 실측 오염부하량을 구하였고 이를 원 단위 오염부하량과 비교하였다.
- 1, Table 2). 만경강 3차 조사시기는 3월로서 전주천 조사시기인 4월과 큰 차이가 나지 않아 만경강 3차 조사와 전주천 조사자료를 종합하여 전주시 하천이 만경강 수질에 미치는 영향을 평가하였다.
- 전주천 및 익산 천으로부터 공급된 BOD, 총질소, 총 인의 오염 부하량은 원 단위를 이용한 개략적인 방법을 통하여 추정되었으나(농어촌진흥공사, 1997a, 농어촌진흥공사, 1997b, 농어촌진홍 공사, 1998) 그 정확도를 확인하기 힘들다. 본 연구에서는 원단위 계산법의 정확성을 확인하기 위하여 실제 측정된 유량과 수질 분석치를 근거로 오염 부하량을 구하고 그 결과를 농어촌진흥공사가(농어촌진흥공사, 1997b) 실시한 원 단위의 계산 결과(1996년, 2001년)와 비교하여 보았다. Table 5에는 본연구결과와 원 단위를 이용하여 계산된 결과가 비교되어 있다.
- 김강주 등(2001)은 전주하수처리장에서 방출되는 C 과 SO, ;를 추적자로 이용하여 보건환경연구원 및 지방환경관리청에서 정기적으로 수질 분석을 실시하는 지 점 중 전주천 합류 이전 만경강인 고산천 하류, 그리고 지천인 전주천과 익산천 하류 지점에서 각 하천의 유량을 결정하였다. 실제 측정된 오염량과 유량을 이용하여 오염부하량 계산 시 김강주 등(2001)에 의해 결정된 유량과 유량 측정시기에 실시한 수질 분석치를 곱하여 오염부하량을 구하였다.
- 원 단위를 이용한 추정 방법에서는 먼저 유역의 형태 나 주요 지천 등의 기준에 의하여 배수 구역을 구분하고 각 배수 구역에 대한 인구와 산업폐수, 축산폐수에 의해 발생되는 오, 폐수 발생량을 구하였다(농어촌진흥 공사, 1997a). 인구에 의한 오염부하량은 인구수에 오 염부하원단위를 곱하게 되고 축산에 의한 오염부하량은 가축 수에 축산폐수 발생 원 단위를 곱한다.
- 인구에 의한 오염부하량은 인구수에 오 염부하원단위를 곱하게 되고 축산에 의한 오염부하량은 가축 수에 축산폐수 발생 원 단위를 곱한다. 토지에 의한 오염부하량은 지목별 토지이용 면적에 원 단위를 곱하며 양장은 양i] 장시설면적에 원 단위를 곱하고 산업 폐수 오염부하량은 배출허용농도에 폐수배출량을 곱하였다. 이러한 오염부하량들을 구하여 배수 구역별로 합하고 환경기초시설에 의해 제거되는 삭감부하량(The amount of reduction)을 빼주어서 하천에 실질적으로 유입되는 유입부하량 (The amount of influent)을 구하였다(농어촌진흥공사, 1997a).
- 현장에서는 수온, pH, EC를 측정하였다. 시료는 하천을 가로질러 3지점에서 채취 후 혼합하여 무균처리 된 채 수병에 담아 냉장 보관 하였다.
대상 데이터
- 본 연구 대상인 전주천과 삼천 천은 만경강 수계에 해당되며 전주시를 관통한다. 만경강 수계는 전주, 완주, 익산, 군산, 김제 일대에 발달되어 있으며 전북 완주군 동상면 원등산에서 발원한 고산천이 하류로 가면서 소양천, 전주천, 익산천, 탑 천 등의 지류와 합류하여 만경강을 형성한 후 서해로 유입된다(Fig.
- 본 연구에서 수행된 조사에서는 삼천천 상류인 A 지점에서의 BOD 값이 3.0 mg/L로서 3급수를 지시하나 전주천 하류인 E 지점에서는 7.2 mg/L로 수질이 4급 수로 떨어진다. 이는 보건환경연구원 및 지방환경관리청의 자료와 유사한 결과이다.
- 본 연구에서 수행된 조사에서는 삼천천 상류인 A 지점에서의 COD 값은 6 meL으로 3급수를 지시하나 하류인 E 지점에서는 14 mg/iq로 수질이 5급수로 떨어진다(Fig. 2, Table 3). 이 자료는 보건환경연구원 및 지방환경관리청의 자료와 다소 차이가 있으나 두 경우 상류에서 하류로 증가하는 경향은 일치한다.
- 본 연구에서는 전주시 하천 일부 시료에 대해서만 조사되었기 때문에 자료가 빈약하여 전주시 하천의 시료 채취 시기인 1999년 4월에 보건환경연구원 및 지방환경 관리청에서 분석된 삼천 천과 전주천 자료를 함께 비교하였다. 보건환경연구원 및 지방환경관리청의 시료 채취 지점은 Fig.
- 본 연구에서는 전주시 하천에 대한 BOD 와 COD, 총질소, 총인에 대한 조사를 1999년 4월에 수행하였다. 삼천천 상류인 A 지점, 하류인 E 지점 그리고 고사 평 쓰레기 매립장 근처의 B, C, D 지점에서 시료가 채취되었다(Fig.
- 본 연구에서는 전주시 하천에 대한 BOD 와 COD, 총질소, 총인에 대한 조사를 1999년 4월에 수행하였다. 삼천천 상류인 A 지점, 하류인 E 지점 그리고 고사 평 쓰레기 매립장 근처의 B, C, D 지점에서 시료가 채취되었다(Fig. 1, Table 1), 1998년 7월과 11월, 1999년 4월에는 3차례에 걸쳐 삼성 SDS와 함께 만경강 유역에 대한 수질 조사를 수행하였으며 14개 지점에서 시료를 채취하였다(환경부, 1999a; Fig. 1, Table 2). 만경강 3차 조사시기는 3월로서 전주천 조사시기인 4월과 큰 차이가 나지 않아 만경강 3차 조사와 전주천 조사자료를 종합하여 전주시 하천이 만경강 수질에 미치는 영향을 평가하였다.
- 새만금호로 흘러드는 만경강을 오염시키는 오염원인 중 도심하천의 영향을 알아보기 위하여 전주시 하천 조사와 비슷한 시기인 1999년 3월에 삼성 SDS와 함께 조사한 만경강 자료를 이용하였다(환경부, 1999a). 만경강의 시료 채취지점은 Fig.
- 현장에서는 수온, pH, EC를 측정하였다. 시료는 하천을 가로질러 3지점에서 채취 후 혼합하여 무균처리 된 채 수병에 담아 냉장 보관 하였다. BOD의 경우 BOD meter로 초기 DO 측정 후 BOD Incubator에서 5일간 배양하였고 배양 후 다시 DO를 측정하여 그 차이 값을 구하였다(김종택, 1992).
성능/효과
- 1. 1999년 3월과 4월에 걸친 본연구결과 전주시하천의 상류에서 하류로 가면서 BOD, COD, 총질소, 총인 이 증가하며 이는 전주시의 여러 오염원으로부터 발생하는 하수 및 폐수를 포함한 방류수가 이들의 오 염원임을 지시한다. 특히 고사 평 쓰레기 매립장 이후부터 전주시 하천은 BOD 와 COD에 대해서 하천 내 지 호소수 4 내지 5급수 기준치 이상으로 오염되어 있었으며 총질소에 대해서는 전 구간이 호소수 수질 기준 치 5급수 이상으로 오염되어 있었다.
- 1999년 3월과 4월에 걸친 본연구결과는 전주시의 여러 오염원으로부터 발생하는 하수 및 폐수를 포함한 방류수가 전주천을 BOD, COD, 총질소, 총인에 대해서 오염시키고 있음을 지시한다. 고사 평 쓰레기 매립장 이후부터 전주시 하천은 BOD에 대해서는 4늡수 이상 그리고 COD, 총질소, 총인 모두에 대해서는 5급 수 이상으로 오염되어 있음을 알 수 있었다.
- 2. 전주시 하천에 대한 여러 오염원 중 전주하수처리장은 특히 COD, 총질소, 총 인의 주 오염원이며 고사 평 쓰레기 매립장은 BOD 와 COg] 오염원일 가능성이 높다. 총질소는 상류부터 상당히 오염되어 있기 때문에 농 업 활동에 의한 오염 영향도 큰 것으로 생각된다.
- 3. BOD, COD, 총질소, 총 인의 경우 전주천과 합류 하기 이전의 만경강보다 합류 이후 만경강에서 그 함량이 크게 증가하며 이는 전주천이 이들 성분에 있어 만경강 오염에 중요한 영향을 미치고 있음을 지시한다. 전주 천외에도 전주 하류의 지류들은 전주천과 함께 BOD, COD, 총질소, 총인에 의해 만경강을 오염시키고 있으며 특히 익산 천은 주 오염원임을 알 수 있었다.
- 4. 1999년 8월의 오염부하량을 실제 유량과 수질분석치를 이용해 계산해본 결과 전주천 유입이전의 만경강인 고산천으로부터 유입되는 BOD(0.49 ton/day), COD(0.86 ton/day), 총질소(1.61 ton/day), 총인(0.01 ton/day)에 비해 전주천으로부터 유입되는 B0D, COD, 총질소, 총인이 각각 약 5배, 7배, 7배, 36배가량 높았으며 익산 천으로부터 유입되는 BOD, COD, 총질소, 총인은 각각 약 13배, 10배, 10배, 147배가 량 높았다.
- 5.원단위를 이용한 계산시 농업지대에서는 실제 오염 유입량보다 많게 도심지역에서는 실제 오염 유입량보다 적게 나타날 가능성이 있다.
- 1999년 3월과 4월에 걸친 본연구결과는 전주시의 여러 오염원으로부터 발생하는 하수 및 폐수를 포함한 방류수가 전주천을 BOD, COD, 총질소, 총인에 대해서 오염시키고 있음을 지시한다. 고사 평 쓰레기 매립장 이후부터 전주시 하천은 BOD에 대해서는 4늡수 이상 그리고 COD, 총질소, 총인 모두에 대해서는 5급 수 이상으로 오염되어 있음을 알 수 있었다. 전주하수처리장 상류에 비해 하류에서의 BOD는 5급수에서 4급수로 감소하지만 COD, 총질소, 총인은 증가한다.
- 그러나 원 단위로 계산된 결과에서는 1996년의 경우(Table 5B) BOD는 유입부하량에서 익산 천이 21.66 ton/day로 가장 크게 나타났으며 고산천은 21.25 ton/day로 익산 천으로부터 발생되는 양과 유사하게 계산되었고 전주천은 발생량에서는 가장 큰 값을 보여주나 삭감량에 의해 제거되어 유입부하량은 19.58 mg/L로 가장 적은 값이 계산되었다. 총질소의 경우 전주천이 3.
- 전주천의 만경강에 대한 영향을 평가해본 결과 전주천과 익산 천을 포함한 만경강 지류가 모두 만경강의 BOD, COD, 총질소, 총 인의 오염원임이 확인되었다. 그리고 실제 측정된 유량과 수질 분석치를 이용하여 계산된 오염 부하량을 계산한 결과 전주천의 영향이 원단위 계산보다 클 수 있음과 전주천이 합류하기 이 전의 만경강의 영향은 원단위 계산보다 적을 수 있음 이 확인되었다. 이러한 결과는 원 단위를 이용하는 경우 발생된 오염량이 하천에 이르는 동안 자연 정화되는 과정이 제대로 계산되지 않았기 때문일 가능성이 크다.
- 본 연구에서 측정된 자료에 의해 계산된 오염부하량을 살펴보면(Eble 5A) BOD의 경우 고산천(0.49 ton/day)에 비해 전주천이 약 5배가량 높은 값을 보이며 익산 천에서는 13배 정도 높게 나타났다. COD는 고산천(0.
- 둘째, 본연구결과와 보건환경연구원 및 지방환경관리청의 결과를 종합하는 과정에서 두 조사결 과의 일부분이 일치하지 않았다. 셋째, 고사 평 쓰레기 매립장 이전의 전주천에서 상류인 전주천 1에 비해 하류인 전주천 4가 총질소는 1.3배, 총인은 8.3배가량 급격히 증가하였으며 그 원인이 유채꽃 행사를 위한 비료 사용의 결과일 가능성이 있으나 확인하지 못하였다. 넷째, 고사 평 쓰레기 매립장을 지난 하류인 전주친 5에서 총인 이 매립장 주변에 비해 감소하며 그 이유는 자연정화의 영향일 것으로 추정되나 자세한 연구가 실시되지 못했다.
- 이러한 연구 결과는 전주시 하천이 총인에 의해 전 주시로 유입되기 이전의 농사 활동으로 3-4급수 이상으로 오염되어 있으며 전주시로 유입된 후 총질소와 마찬가지로 생활하수, 전주공단 유입수, 전주하수처리장 방류수에 의하여 총인 오염이 증가하였음을 지시한다. 그리고 고사 평 쓰레기 매립장 이전의 전주천에서 총인 이 급격히 상승하는 이유는 총질소와 마찬가지로 유채 꽃밭 유지에 사용된 비료에 의한 영향일 가능성이 있어 이에 대한 조사가 필요하다.
- 이러한 연구 결과들은 전주시 하천은 전주시로 유입되기 전 농사 등으로 인하여 총질소에 의해 5급수 이상으로 오염되어 있으며 전주시로 유입된 후 생활 하수와 전주공단 유입수, 그리고 전주하수처리장 방류수에 의해 총질소 오염이 증가됨을 지시한다. 특히 전주천에서 총질소 양이 높았던 이유는 시료 채취 시 기에 이곳에 설치된 유채꽃밭을 유지하기 위한 비료 살포에 의한 영향일 가능성이 있어 이에 대한 연구가 필요하다.
- 이러한 측정 결과들은 BOD의 경우와 마찬가지로 전 주시와 전주 시내의 점오염원들이 COD를 상승시키며 고사 평 쓰레기 매립장이 COD를 증가시키는 중요한 오 염원일 가능성을 지시한다. 특히 보건환경연구원 및 지방환경관리청 자료에 의하면 전주하수처리장 방류수가 전주시 하천의 COD 오염의 주원인임을 지시한다.
- 01 ton/day)의 36배, 익산 천은 전주천의 147배 정도로 매우 높게 나타났다. 이처럼 축산 폐수처리장의 방류수가 홀러나오고 있는 익산 천과 도심 하천인 전주천에서 공급되고 있는 BOD, COD, 총질소, 총인 이 농촌 지역을 통과하는 고산천보다 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 4). 전주천과 삼천 천에서 채취된 6, 13, 14번의 시료는 높은 BOD 값을 보여주고 있으며 이는 7번과 5번 지점 비교 결과와 함께 만경강의 BOD 오염에 전주시가 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 합 류전의 전주천과 삼천 천인 13, 14번 지점의 BOD가 전주하수처리장 하류인 6번의 BOD보다 높은 현상은 전주시 하천에 대한 앞의 조사 내용과 일치한다.
- 전주천의 만경강에 대한 영향을 평가해본 결과 전주천과 익산 천을 포함한 만경강 지류가 모두 만경강의 BOD, COD, 총질소, 총 인의 오염원임이 확인되었다. 그리고 실제 측정된 유량과 수질 분석치를 이용하여 계산된 오염 부하량을 계산한 결과 전주천의 영향이 원단위 계산보다 클 수 있음과 전주천이 합류하기 이 전의 만경강의 영향은 원단위 계산보다 적을 수 있음 이 확인되었다.
- 총인 :보건환경연구원 및 지방환경관리청 조사 결과를 살펴보면 삼천 천의 총인 값은 상류에서부터 5등급 이상의 매우 높은 값을 나타내고 있다(Fig. 3, Table 3). 삼천 천과 합류하기 이전의 전주천에서는 전주천 1, 2의 경우 총인 값이 0.
후속연구
- 특히 보건환경연구원 및 지방환경관리청 자료에 의하면 전주하수처리장 방류수가 전주시 하천의 COD 오염의 주원인임을 지시한다. BOD의 경우에서와 마찬가지로 고사 평 쓰레기 매립장 부근에서 COD가 높아지는 원인을 자세히 연구하기 위해서는 고사 평 쓰레기 매립장 주변 퇴적물과 지하수의 COD에 대한 연구가 함께 수행되어야 할 것으로 생각된다.
- 이러한 연구 결과는 전주시 하천이 총인에 의해 전 주시로 유입되기 이전의 농사 활동으로 3-4급수 이상으로 오염되어 있으며 전주시로 유입된 후 총질소와 마찬가지로 생활하수, 전주공단 유입수, 전주하수처리장 방류수에 의하여 총인 오염이 증가하였음을 지시한다. 그리고 고사 평 쓰레기 매립장 이전의 전주천에서 총인 이 급격히 상승하는 이유는 총질소와 마찬가지로 유채 꽃밭 유지에 사용된 비료에 의한 영향일 가능성이 있어 이에 대한 조사가 필요하다.
- 3배가량 급격히 증가하였으며 그 원인이 유채꽃 행사를 위한 비료 사용의 결과일 가능성이 있으나 확인하지 못하였다. 넷째, 고사 평 쓰레기 매립장을 지난 하류인 전주친 5에서 총인 이 매립장 주변에 비해 감소하며 그 이유는 자연정화의 영향일 것으로 추정되나 자세한 연구가 실시되지 못했다. 다섯째, 이들 결과들은 4월 달에 1번 채취한 시료에 근거한 결과이기 때문에 1년 중 다른 시기에 대한 조사를 실하여야 좀 더 확실한 전주시 하천의 오염현황이 확인될 수 있다.
- 넷째, 고사 평 쓰레기 매립장을 지난 하류인 전주친 5에서 총인 이 매립장 주변에 비해 감소하며 그 이유는 자연정화의 영향일 것으로 추정되나 자세한 연구가 실시되지 못했다. 다섯째, 이들 결과들은 4월 달에 1번 채취한 시료에 근거한 결과이기 때문에 1년 중 다른 시기에 대한 조사를 실하여야 좀 더 확실한 전주시 하천의 오염현황이 확인될 수 있다. 이러한 문제점 및 의문점들을 확인하기 위하여 전주시 하천, 매립장 주변 지하수 및 하수 등을 대상으로 이들 성분에 대한 좀 더 자세하고 체계적인 연구가 필요하다.
- 하지만 실측 자료 이용 시에는 유량 측정이 매우 어려워 이를 극복하는 것이 어렵다. 앞으로는 김강주 등(2001)이 제시한 전주하수처리장의 방류수 내의 C1 과 SOf을 추적자로 이용한 유량측정 방법 등을 포함한 유량측정 방법의 개선과 그것을 기초로 한 실제 오염 총량 계산이 활성화되어야 할 것이다.
- 다섯째, 이들 결과들은 4월 달에 1번 채취한 시료에 근거한 결과이기 때문에 1년 중 다른 시기에 대한 조사를 실하여야 좀 더 확실한 전주시 하천의 오염현황이 확인될 수 있다. 이러한 문제점 및 의문점들을 확인하기 위하여 전주시 하천, 매립장 주변 지하수 및 하수 등을 대상으로 이들 성분에 대한 좀 더 자세하고 체계적인 연구가 필요하다.
- 전주시 하천에 대한 본 연구는 다음과 같은 제한점을 가지고 있다. 첫째 고사 평 쓰레기 매립장, 전주공단 유입수, 전주하수처리장의 영향에 대하여 대략적인 연구를 실시하였으나 그 외의 오염원의 영향 및 고사 평 쓰레기 매립장의 영향 원인의 자세한 규명 등이 시행되지 못했다. 둘째, 본연구결과와 보건환경연구원 및 지방환경관리청의 결과를 종합하는 과정에서 두 조사결 과의 일부분이 일치하지 않았다.
- 이러한 연구 결과들은 전주시 하천은 전주시로 유입되기 전 농사 등으로 인하여 총질소에 의해 5급수 이상으로 오염되어 있으며 전주시로 유입된 후 생활 하수와 전주공단 유입수, 그리고 전주하수처리장 방류수에 의해 총질소 오염이 증가됨을 지시한다. 특히 전주천에서 총질소 양이 높았던 이유는 시료 채취 시 기에 이곳에 설치된 유채꽃밭을 유지하기 위한 비료 살포에 의한 영향일 가능성이 있어 이에 대한 연구가 필요하다.
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