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문제 정의
- 현재 새만금호는 해수의 영향과 담수의 영향을 동시에 받고 있으며 방조제의 체절에 의한 수질변화가 크게 발생할 것으로 판단되나 이러한 수질 변화에 대한 연구는 그리 많지 않은 실정이다. 본 연구는 만경강과 동진강 하구의 2개 지점과 해역의 5개 지점에서 수질의 변화 특성을 분석하여 새만금 수역 수질예측모델 구축에 필요한 보정 및 검정자료를 도출하고 향후 새만금 수질관리에 필요한 기초자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
- T-N/T-P비는 조류성장에 영향을 주는 화학적 인자로서 크게 해역과 동진강, 만경강의 하구지역 지역으로 분류하여 비교하였다. Fig.
- 물리적 특성 조사는 Multi parameter instrument로써 정점 1과 4, 5는 SBE19 (Sea-Bird Electronics, Inc.) 를, 정점2, 3은 SBE25를, 정점6, 7은 YSI-600XLM(YSI Incorporated)을 이용하여 10분 간격으로 조사하였다.
- 본 연구는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 새만금 예정수역 7개 수질조사 지점을 선정하고 1차 조사는 2002년 11월 21일(T=0, 11：00), 2차 조사는 2003년 2월 24일 (T=0, 14：30)에 각각 1시간 간격으로 25회씩 시료채취 및 수질측정을 실시하였다. 정점 ST.
- 새만금호 예정수역 7개 정점에서 2002년 11월 21일（1차조사, T=0, 11：00）과 2003년 2월 24일（2차조사, T=0, 14：30） 2회에 걸쳐서 각각 1시간 간격으로 25시간 모니터링을 실시한 결과를 분석한 결과는 다음과 같다.
- 유속과 유향은 정점1과 4, 5, 6, 7은 RCM7(Aanderaa) 을 정점2, 3은 RCM-9을 표층하 1~2 m에 고정후 10분 간격으로 측정하였다.
데이터처리
- 하구지역 2개 정점(ST.6, ST.7)에서의 수질농도는 Table 3과 같고, 각 정점간의 평균농도는 ttest를 통하여 크기를 비교하였다. Table 3에서 p-value는 두지점에서의 평균농도가 유의적인 차가 있음을 의미한다.
- 해역 5개 정점에서의 수질농도는 Table 2와 같고，각 정점간의 농도를 다중분석 (Duncan's Multiple Range Test) 에 의하여 크기를 비교하였다. 각 지점별 평균농도의 대소는 알파벳의 오름차순으로 표시하였다.
이론/모형
- 실제로는「가 16이상일 때 인성 분이 제한인자가 되고,「가 7이하일 때 질소성분이 제한인자가 되며, T-N/T-P비는 5~20에서 부영양화가 일어나기 쉬운 조건이 되는 것으로 알려져 있다(Thomann & Mueller, 1987). 본 연구에서는 N/P로서 T-N/T-P를 사용하였다.
- 수질조사는 Table 1과 같이 물리적 요소인 수온, pH, 염도(Salinity) 와 화학적 요소인 COD (Chemical Oxygen Demand), 질소계 NOe-N, NHj—N, T-N(Total Nitrogen), PO43--P, Chl-a에 대하여 실시하였고, 해양환경공정시험법(Ministry of Marine Affairs & Fisheries, 1998) 에 준하여 조사/분석하였다.
성능/효과
- 1. 해역에서 질소는 1차 조사의 경우 유기질소가 87.9%, 암모니아성 질소 10.7%, 질산성 질소 1.4%로 90%에 가까운 양이 유기성 질소로 나타났다. 이에 반해 2차 조사에는 유기성 질소가 59.
- 7과 같다. 1차 조사의두 지점(ST.6와 ST.7) 평균 염분도는 각각 6.53%, 4.46%였고 2차 조사에서는 O.2O%o, 1.76%o로 1차 조사에서 5.6배 정도 높게 나타났다. 또한 1차 조사에서는 해역에 비하여 5.
- 2. 총질소는 만경강과 가까운 정점 ST.4에서 두시기 모두 평균값이 가장 큰 것으로 나타났고, 동시에 조석차에 의한 변화가 나타났다. 따라서 정점 ST.
- 4%를 차지하였다. 2차 조사에서는 유기성 질소가 59.7%로 크게 감소하였으며 상대적으로 암모니아성 질소와 질산성 질소가 21.4%, 18.8%로 증가하는 것으로 나타났다. 2차 조사의 질산성 및 암모니아성 질소 비율의 증가는 엽록소의 대사활동이 감소함으로써 나타나는 현상으로 판단된다(Fig.
- 비슷한 값을 나타냈다. 2차 조사의 ST.4에서는 창조시에 최대 22.6%o, 낙조시에 최소 16.8%）로 평균 20.67%의 상대적으로 적은 염분농도를 나타냈다（Table 2）. 이것은 측정 전일（前日） ST.
- 7에서는 08시~15시와 23시~04시에 조석의 영향을 받아 상승하였다. 2차 조사의 ST.6에서는 5：30~9：30분 사이에서 큰 변동을 보였고 ST.7에서는 거의 변화가 없는 것으로 나타났다(Table 3).
- 3. 하구지역에서 2차 조사의 염도에 대한 일변화를 보면 만경대교(ST.6)에서는 거의 변화가 없었고 동진대교(ST.7) 에서는 조차에 따른 농도변화를나타냈다. 또한 1차 조사에서 만경대교와 동진대교에서의 평균농도는 차이가 없었으나 2차 조사시는 동진대교 지점이 만경대교 지점보다 약 9배 높은 것으로 나타나 만경대교 지점이 해수의 영향을 덜받는 것으로 판단된다.
- 4. COD는 2차 조사가 1차 조사의 평균농도보다큰 것으로 나타났고, 총질소는 2차 조사가 1차 조사의 평균농도보다 작게 나타났다. 이것은 2차 조사시의 작일에 강우가 발생하여 상류의 탄소비율이 많이 함유된 유기물이 다량 유입 된 것으로 판단된다.
- 5. 조류성장에 영향을 미치는 N/P비는 1차 조사에서 해역은 5.74~8.38로 나타났고 하구지역에서는 32.74~43.93으로 인성분이 제한인자로 적용될 것으로 판단된다. 2차 조사에서 해역은 1.
- 9과 같다. ST.6과 ST.7에서 1차 조사의 평균농도는 0.052 mg/L, 0.024 mg /L로 ST.6이 2.2배 정도 높았고 2차 조사에서는 0.165 mg/L, 0.170 mg/L로 거의 같은 값을 나타냈으며, 시기별로는 2차 조사에서 4.4배 정도 높게 나타났다. 시간별 연속농도로서 1차 조사의 ST.
- 10와 같다. ST.6과 ST.7에서 1차 조사의 평균농도는 15.29 ing/L, 12.48 mg/L로 ST.6이 1.2배 정도 높았고 2차 조사에서는 19.63 mg/L, 16.41 mg/L로 ST.6이 1.2배 정도 높았으며, 시기별로는 2차 조사가 1.3배정도 높게 나타났다. 시간별 연속농도로서 1차 조사의 ST.
- ST.6과 ST.7에서 1차 조사의 평균농도는 2.94 fig/L, 2.01 ug/L로 ST.6이 1.5배 정도 높았고 2차 조사에서는 5.48 ug/L, 3.24 ug/L로 ST.6이 1.7배정도 높았으며, 시기별로는 1차 조사가 2.1배 정도 높게 나타났다. 시간별 연속농도로서 1차 조사에서는 거의 변화가 없었고 ST.
- 7) 에서는 조차에 따른 농도변화를나타냈다. 또한 1차 조사에서 만경대교와 동진대교에서의 평균농도는 차이가 없었으나 2차 조사시는 동진대교 지점이 만경대교 지점보다 약 9배 높은 것으로 나타나 만경대교 지점이 해수의 영향을 덜받는 것으로 판단된다.
- 1배 정도 높게 나타났다. 시간별 연속농도로서 1차 조사에서는 거의 변화가 없었고 ST.7에서는 17시와 06시 사이에 상대적으로 낮고 일정한 변화를 보였다 (Table 3).
- 04배 정도 높게 나타났다. 시간에 따른 농도변화는 1차 조사에서는 거의 나타나지 않았고 2차 조사의 경우, ST.7에서 20시와 05시 사이에 최고 4.41 mg/L까지 상승하는 경향을 보였다.
- 암모니아성 질소는 1차 조사의 ST.6과 ST.7에서 평균 2.05 mg/L, 0.91 mg/L로 ST.6이 ST.7에서보다 2.3배 정도 높았고 2차 조사에서는 3.82 mg/L, 1.44 mg/L로 ST.6이 ST.7에서보다 2.65배 높게 나타났다. 시기별로는 2차 조사가 1차 조사보다 2.
- 4%로 90%에 가까운 양이 유기성 질소로 나타났다. 이에 반해 2차 조사에는 유기성 질소가 59.7%, 암모니아성 질소 21.4%, 질산성 질소 18.8%로 상대적으로 유기성 질소는 감소하고 암모니아성 질소와 질산성 질소는 증가하는 것으로 나타나 조류의 대사활동이 미약해 상대적으로 무기질소의 잔존량이 많아지는 것으로 판단된다.
- 정점별 평균농도는 1차 조사의 ST.1에서 ST.5까지 각각 1.23 ug/L, 0.82 ng/L, 0.89 ug/L, 1.15ug/L, 1.00 ug/L으로 ST.1에서 가장 높았고 ST.4, ST.5, ST.3 순으로 높게 나타났으며 ST.2에서 가장 낮았다. 2차 조사에서는 ST.
- 8와 같다. 질산성 질소는 1차 조사의 ST.6과 ST.7에서 평균 0.22 ng /L, 0.17 mg/L였고 2차 조사에서는 1.65 mg/L, 2.38 mg/L로 2차 조사에 5.04배 정도 높게 나타났다. 시간에 따른 농도변화는 1차 조사에서는 거의 나타나지 않았고 2차 조사의 경우, ST.
- 질소의 구성 성분은 아질산성 질소가 거의 존재 하지 않는다고 가정할 경우 1차 조사에서 87.9%가 유기성 질소로 나타났고 암모니아성 질소와 질산성 질소는 10.7%, 1.4%를 차지하였다. 2차 조사에서는 유기성 질소가 59.
- 63배 정도 높았다. 총질소는 1차 조사의 ST.6과 ST.7에서 평균 9.76 mg/L, 8.89 mg/L였고 2차 조사에서는 9.64 mg/L, 5.81 mg/L으로 1차 조사가 2차 조사보다 1.7배 높게 나타났다(Table 3).
후속연구
- 74로 나타났다. 2회 조사 결과 해역과 하구 지역의 N/P비의 차이가 뚜렷하고 하구지역의 경우 인성분이 제한인자로 작용하는 전형적인 하천의 특성을 나타내므로 이 지역은 해역 특성보다 하천 특성이 더 고려된 수질관리방안이 적용되어야 할 것으로 판단된다.
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