우리나라에서 하천에 유입되는 유기물부하의 많은 부분을 차지하는 산업폐수를 대상으로 유기물 오염지표간의 상관성을 조사하였다. 기존 사용되고 있던 COD와 BOD를 현재 많은 국가에서 도입하고 있는 TOC와의 관계를 규명하였다. 업종별 업체별로 그 상관계수에는 큰 차이가 있었으며, 최고의 상관계수는 음식료품 생산업체의 방류수 중에 함유된 COD/BOD/TOC와의 관계에서 나타났다. 각각의 상관계수는 COD/BOD: 0.997, COD/TOC : 0.969, BOD/TOC: 0.990이었다. 상관계수가 낮은 경우도 많았으며, 동일업종이라 하더라도 상관도에는 일관성이 없었다. 그러므로 수질기준 책정 또는 하천수질 모니터링 등에 기존의 유기물질지표의 대체지표로써 TOC를 사용하는 것은 불가능할 것으로 사료된다. 그러나 이들의 상관도가 높은 방류수의 관리에 있어서는 유용하게 사용될 수 있으므로 이들 유기물질 인자간의 상관성을 검토하여 개별적으로 사용하여야 할 것이다.
우리나라에서 하천에 유입되는 유기물부하의 많은 부분을 차지하는 산업폐수를 대상으로 유기물 오염지표간의 상관성을 조사하였다. 기존 사용되고 있던 COD와 BOD를 현재 많은 국가에서 도입하고 있는 TOC와의 관계를 규명하였다. 업종별 업체별로 그 상관계수에는 큰 차이가 있었으며, 최고의 상관계수는 음식료품 생산업체의 방류수 중에 함유된 COD/BOD/TOC와의 관계에서 나타났다. 각각의 상관계수는 COD/BOD: 0.997, COD/TOC : 0.969, BOD/TOC: 0.990이었다. 상관계수가 낮은 경우도 많았으며, 동일업종이라 하더라도 상관도에는 일관성이 없었다. 그러므로 수질기준 책정 또는 하천수질 모니터링 등에 기존의 유기물질지표의 대체지표로써 TOC를 사용하는 것은 불가능할 것으로 사료된다. 그러나 이들의 상관도가 높은 방류수의 관리에 있어서는 유용하게 사용될 수 있으므로 이들 유기물질 인자간의 상관성을 검토하여 개별적으로 사용하여야 할 것이다.
We investigated the relationship of the organic pollutant index in wastewater where the high percentages of an organic load to a water body was found. Measuring of TOC was to identify the relationship with COD and BOD which were used already. The correlation coefficient (r) of TOC/COD, BOD/COD and T...
We investigated the relationship of the organic pollutant index in wastewater where the high percentages of an organic load to a water body was found. Measuring of TOC was to identify the relationship with COD and BOD which were used already. The correlation coefficient (r) of TOC/COD, BOD/COD and TOC/BOD were effected by the types of industry such as paper, textile, chemical, food and metal industries. In food industry it was found that the highest correlation coefficient (r) of TOC/COD, BOD/COD and TOC/BOD as 0.967, 0.969 and 0.990, respectively. There is low correlation coefficient in many cases. Hence it was impossible that the use of TOC for the water standard or monitoring instead of COD and BOD directly. However it can be used as alternative index to management a water process in the case of waste water where there was found high correlation coefficient of TOC/ COD, BOD/COD and TOC/BOD. It was sure that the water quality of river body can be protected if we use these the relationship among organic index.
We investigated the relationship of the organic pollutant index in wastewater where the high percentages of an organic load to a water body was found. Measuring of TOC was to identify the relationship with COD and BOD which were used already. The correlation coefficient (r) of TOC/COD, BOD/COD and TOC/BOD were effected by the types of industry such as paper, textile, chemical, food and metal industries. In food industry it was found that the highest correlation coefficient (r) of TOC/COD, BOD/COD and TOC/BOD as 0.967, 0.969 and 0.990, respectively. There is low correlation coefficient in many cases. Hence it was impossible that the use of TOC for the water standard or monitoring instead of COD and BOD directly. However it can be used as alternative index to management a water process in the case of waste water where there was found high correlation coefficient of TOC/ COD, BOD/COD and TOC/BOD. It was sure that the water quality of river body can be protected if we use these the relationship among organic index.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구에서는 하천 수질에 직접적인 영향을미치는 산업체의 방류수로부터 부하되는 유기물오염지표간의 상호성을 평가하고 이들 상호 관련성을 기초로 하천수질 영향평가 가능 여부를 결정하는데 기초자료로 제공하고자 한다.
본 연구에서는 외국 사례가 아닌 국내 배출업소를 대상으로 우리나라의 물환경에 적합한 유기물 지표를 확립하는데 중점을 두고 연구한 전례가 거의 없었으므로 이에 대한 기초자료를 제공하여 정책에 활용하고자 하는데 큰 의의가 있다.
가설 설정
2. (a) Relationship between COD and TOC in all waste water used, (b) Relationship between COD and BOD in all waste water used, (c) Relationship between BOD and TOC in all waste water used.
제안 방법
BOD와 COD는 수질오염 공정시험 방법을 이용하여 분석하였으며, TOC는 TOC분석기(Simadzu, TOC-5000, Japan)를 이용하였다.
각 업체당 30회 이상의 시료를 채수하였으며, 이를 근거로 상관계수 등을 구하는데 이용하였다.
나타내었다. 각각의 항목 간의 관계를 방정식으로 나타내고 상관계수(r)를 구하였다. Table 1에서 보는바와 같이 Viraraghavan 등에 의해 연구된 결과에서는 하수원수, 부패조 유출수, 오염된 지하수를 대상으로 BOD/COD와 DOC와의 관계를 조사한 것이었는데, 어느 시료에서도 낮은 상관도를 나타내어 결과적으로는 이들 항목 간에는 우리가 이용 가능한 수준의 상관성을 찾아보기가 어려운 것으로 나타났다.
대상으로 한 10개 산업체로부터 배출되는 방류수의 유기물 분석 결과를 모두 함께 도식화하였다. 그 결과를 COD/TOC, COD/BOD 및 BOD/TOC의 인자로 정리하여 Fig.
대상으로 한 총 5개 업종 10개 업체의 방류수 수질을 유기물지표 특성으로 구분하여 분석·정리하였다. 제지, 섬유, 화학, 음식료품 및 금속산업 폐수를 대상으로 하였다.
산업단지 내의 산업체로부터 채취하였다. 또한 시료수집은 각 업체의 수질 특성을 고려하여 대표적인 수질을 나타내는 시간대에 시료를 채취, 분석하였다.
시료는 채수 즉시 냉장·운반하여 채수한 일자에 분석을 하였으며, TOC는 강질산으로 전처리하여 분석하였다.
유기물 오염지표인 COD, BOD 및 TOC와의 상관성을 표본상관계수(r)를 이용하여 평가하였다. Table 5 (a)-(j)에는 각 산업체의 COD, BOD 및 TOC 분석 결과로부터 얻은 유기물의 특성을 바탕으로 상관성을 나타내었다.
대상 데이터
본 연구에서 제시하는 유기물 농도에 대한 분석은 2006년 7월부터 11월에 걸쳐 BOD 부하량이 높은 5개업종 10개의 산업체를 대구광역시와 구미시에 위치하고 있는 산업단지 내의 산업체로부터 채취하였다. 또한 시료수집은 각 업체의 수질 특성을 고려하여 대표적인 수질을 나타내는 시간대에 시료를 채취, 분석하였다.
특성으로 구분하여 분석·정리하였다. 제지, 섬유, 화학, 음식료품 및 금속산업 폐수를 대상으로 하였다. 5개업종 10개 업체의 방류수에 대한 각 유기오염원 지표 항목별(CODTOC/BOD) 분석 결과를 최대값/최소값/평균값으로 구분하여 Table 3에 정리하였다.
데이터처리
Table 5 (a)-(j)에는 각 산업체의 COD, BOD 및 TOC 분석 결과로부터 얻은 유기물의 특성을 바탕으로 상관성을 나타내었다. 또한 각 상관성 중에서 상관계수 r값이 0.7 이상인 경우에 유효한 상관성을 나타내는 것으로 판단하여 직선회귀식을 이용한 환산식으로 나타내었다.
성능/효과
6 정도로 나타났고, BOD와 TOC 지표간의 상관계수는 거의 0에 가깝게 나타났다. 그러나 동일 업종인 H업체의 방류수에서는 COD와 TOC 지표간, BOD와 TOC 지표간 및 COD와 BOD 지표간에 모두에서 상관 계수 r이 0.9 이상의 높은 값으로 나타나 매우 높은 상관성이 나타났다. 이 결과로부터 섬유산업 C, D업체와 같은 결론을 얻을 수 있다.
9 이상의 높은 값으로 나타나 매우 높은 상관성이 나타났다. 그러나 동일업종인 섬유 산업의 D업체의 방류수에서는 COD와 TOC 지표간, BOD와 TOC 지표간 및 COD와 BOD 지표 간에 모두에서 전혀 상관성을 보이지 않았다.
그러므로 보다 정확하고 재현성이 높으며, 실제 환경에 가장 유사한 TOC 분석을 이용하여 폐수의 방류수중에서의 유기오염물질을 관리하고 제어하는 것은 바람직한 일이나, 먼저 유기물질을 대표하는 기존의 BOD, COD와의 상관에 대해 일반화된 관련 방정식은 구하기 어렵다는 것을 알 수 있다.
음식료품산업 중, G업체의 방류수에서는 COD와 TOC 지표간 상관계수 r이 0.6정도로, COD와 BOD 지표간 상관계수 r도 0.6 정도로 나타났고, BOD와 TOC 지표간의 상관계수는 거의 0에 가깝게 나타났다. 그러나 동일 업종인 H업체의 방류수에서는 COD와 TOC 지표간, BOD와 TOC 지표간 및 COD와 BOD 지표간에 모두에서 상관 계수 r이 0.
조사 결과, 제지산업 중 A업체의 방류수에서는 COD와 TOC 지표 간에 유효한 상관성을 보이고, B업체의 방류수에서는 BOD와 TOC 지표 간에 유효한 상관성을 보였다.
한편, 섬유산업 중 C업체의 방류수에서는 COD와 TOC 지표 간, BOD와 TOC 지표간 및 COD와 BOD 지표 간에 모두에서 상관계수 r이 0.9 이상의 높은 값으로 나타나 매우 높은 상관성이 나타났다. 그러나 동일업종인 섬유 산업의 D업체의 방류수에서는 COD와 TOC 지표간, BOD와 TOC 지표간 및 COD와 BOD 지표 간에 모두에서 전혀 상관성을 보이지 않았다.
화학산업 중, E업체의 방류수에서는 COD와 BOD 지표간에 유효한 상관성이 나타났고, F 업체의 방류수에서도 COD와 BOD 지표 간에 유효한 상관성을 보여 화학산업업체로부터 발생하는 유기물 오염 농도는 각 산업체 특성에 따라 적절한 회귀 직선을 이용한 상관식을 사용하면 COD값은 BOD값에 대체 가능할 것을 사료된다. 그러나 2개 업체만을 대상으로 하였기 때문에 전체적으로 확실하게 판단하기에는 무리가 있을 것으로 보인다.
후속연구
즉 수질기준 또는 수질모니터링을 하는데 있어서도 유기물간의 상호수치환산적용은 매우 위험한 오류임을 제시할 수 있다. 본 연구 결과를 근거로 하천환경 보전과 방류수 수질관리에 효율적으로 이용하기를 기대한다.
연구결과, 산업폐수의 종류와 업체에 따라 높은 상관을 보이기도 하고 전혀 상관성을 나타내지 않는 경우도 발생하기 때문에 이들 개별 유기물 지표를 이용하여 상호 대체하는 것은 무리가 있다고 판단된다. 그러나 특정 업체에 대한 상관성은 유효한 것으로 볼 수 있으며, 이 경우에는 상관식을 유용하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다.
그러나 2개 업체만을 대상으로 하였기 때문에 전체적으로 확실하게 판단하기에는 무리가 있을 것으로 보인다. 향후 더 많은 데이터의 축적이 필요하다.
참고문헌 (8)
이재영, 강미아, 2006, 미규제 수질인자를 이용한 정수공정의 효율성 평가, 지질공학, 16(2), pp. 153-159
환경관리공단 최종보고서, 2005, 폐수배출업소 오염물질 자동감시시스템 구축방안 수립을 위한 연구
European Norm, ISO-CEN EN484, 1997(November), Guidelines for the determination of total organic carbon( TOC) and dissolved organic carbon(DOC)
G. Visco. L. Campanella, V. Nobili, 2005, Organic carbon and TOC in waters : an overview of the international norm for its measurements, Microchemical Journal 79, pp. 185-91
Pedro Serio Fadini, Wilson F. Jardim and Rose Roberto Guimaraes, 2004, Evaluation of organic load measurement techniques in a sewage and waste stabilisation pond,, J. Braz. Chem. Soc. 15(1), pp. 131-135
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.