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문제 정의
- 증 . 하층의 연간 COD 농도의 변화양상을 조사하고, 13년간의 변화 양상을 토대로 앞으로의 COD 농도를 예측하여 적절한 상수원수 관리에 필요한 자료로 활용할 수 있도록 하는데 중점을 두고 연구하였다. 지표수를 상수원으로 하는 우리나라 특성상 수질 현안 문제의 하나로 대두되어 있는 것이 조류의 이상발생으로 인한 수질 악화문제이다.
제안 방법
- 1-3)상수원에서 우려의 대상이 되는 것이 독소나 이취미 및 염소소독부산물과 같은 것이지만, 4,5) 본 연구에서는 COD농도와 Chl-a 농도와의 상관관계에 대한 고찰도 연구대상으로 하였다. 주암호 6개 측정지점 모두 9월 이후에는 수질이 악화되는 것으로 나타나 이때의 COD 농도증가의 원인은 조류의 발생에 따른 비용해성 COD농도의 증가에 기인한다는 인상적인 결과를 팔당호와 비교하여 그 특성을 고찰하였다.
- 현장 수질측정항목인 수온, pH, 전기전도도 및 DO는 Hydronet surveyer 4와 YSI 6600을 이용하였으며, 투명도는 Secchi disc를 사용하여 측정하였다.
- 주암호 6개 정점에서는 월 2회, 옥정호 등 5개 호소는 1개 정점에서는 월 1회씩 Chl-a 및 영양염류 분석을 위해 시료를 채취하여 얼음상자에 냉장 보관하여 실험실로 이송한 후, COD, BOD 및 SS는 수질오염공정시험법에 따라 분석하였다. 용해성 및 비용해성 COD는 0.
- 용해성 및 비용해성 COD는 0.45 nm 여과막을 통과한 여액과 잔사에서 분석하여 구하였다.
- 보관하였다. 조류를 계수하는 경우에는 광학현미경으로 100배 또는 200배 배율로 검경하였고, 동정이 필요한 경우에는 1,000배까지 확대하여 검경하였다.
-
3. 용해성 및 비용해성 COD
COD농도의 증가 원인이 조류의 발생에 기인한 것인지를 알아보기 위해 재분석을 통해 용해성 COD농도를 측정하였다
. Table 1은 주암호 댐 앞의 용해성 및 비용해성 COD 농도의 구성을 알아보기 위해 분석한 결과치를 표시한 것이다. - 주암호에서 Chl-a 농도의 변화에 따라 COD농도가 큰 영향을 받고 있다는 인상적인 결과를 다른 호소와 비교하여 보았다. Fig.
대상 데이터
- 지표수를 상수원으로 하는 우리나라 특성상 수질 현안 문제의 하나로 대두되어 있는 것이 조류의 이상발생으로 인한 수질 악화문제이다.1-3)상수원에서 우려의 대상이 되는 것이 독소나 이취미 및 염소소독부산물과 같은 것이지만, 4,5) 본 연구에서는 COD농도와 Chl-a 농도와의 상관관계에 대한 고찰도 연구대상으로 하였다. 주암호 6개 측정지점 모두 9월 이후에는 수질이 악화되는 것으로 나타나 이때의 COD 농도증가의 원인은 조류의 발생에 따른 비용해성 COD농도의 증가에 기인한다는 인상적인 결과를 팔당호와 비교하여 그 특성을 고찰하였다.
성능/효과
- 연평균 상층 COD 농도가 3.88 mg/L로 비교적 높은 농도이며 시료채취 날짜에 따라 약 10%의 차이로 나타났다. 주암호 6개 조사지점 중 COD농도가 가장 낮은 댐 앞 상층은, 1월부터 7월까지 평균농도는 2.
- 88 mg/L로 비교적 높은 농도이며 시료채취 날짜에 따라 약 10%의 차이로 나타났다. 주암호 6개 조사지점 중 COD농도가 가장 낮은 댐 앞 상층은, 1월부터 7월까지 평균농도는 2.60 mg/L로 호소의 생활환경 수질기준으로 2급수를 유지하였으나 조류가 발생하기 시작한 8월부터는 농도가 증가하여 월평균치(댐 앞, 상층)는 8월 4.18 mg/L, 9월 4.19 mg/L이었고, 10월에는 8.27 mg/L까지 중가하였다 11월에는 5.24 mg/L로 전월에 비해 37% 정도 감소하였으나(Fig. 1), 7월까지의 평균 농도에 비해 2배 이상 증가한 높은 농도였다.
- 1 mg/L로 다소 높은 농도를 보였다. 조류발생시 수심별 조류 농도조사 결과에서 수심 10 m 이하에서는 조류농도가 급격히 낮아지는 현상을 감안하면 이것은 침강하는 사멸된 조류의 영향으로 생각되며, 연평균 농도는 2.9 mg/L로 나타났다.
- 한편, 하층(호소바닥에서 약 50 cm 상층부)의 매주 1회 분석한 월평균 농도는 모두 3.0 mg/L 이하로 거의 일정한 농도를 유지하였으며, 연평균 농도는 2.6 mg/L로 조류발생 시기에도 농도증가에 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 조류의 영향이 없었던 8월까지의 평균농도에 비해 조류가 발생하여 농도 증가가 나타났던 10월 이후의 COD 평균농도는 16% 정도 증가한 농도였다.
- 중 . 하층의 전체평균치는 3.0 mg/g로 상수원수 2급수를 겨우 만족하는 농도이며, 장마에 의한 COD 부하량의 증가, 조류의 영향을 제외한 용해성 COD로서 판단하면 주암호 댐 앞의 COD 농도는 9월까지의 평균인 2.5 mg/L 정도로 상수원수 2급수로 충분한 수질로 평가할 수 있다.
- 이상과 같이 Fig. 1의 측정결과에 대해 고찰해 보면, 주암호 6개 측정지점 모두 9월 이후에는 수질이 악화되었음을 알 수 있었고 이때의 COD농도 증가의 원인은 조류의 발생에 따른 비용해성 COD농도의 증가에 기인했던 탓으로 생각되며, 2002년도에는 예년에 비해 조류가 많이 발생하여 특히 상층부의 COD 농도 증가에 상당히 기여했던 것으로 판단된다.
- Table 1의 2차 분석결과에서, 상층의 COD농도 9.16 mg/L 일 때, 비용해성 COD는 5.97 mg/L로 전체COD의 65%를 포함하고 있는 것으로 나타났다(용해성 COD는 3.19 mg/L로 35%). 또한 조류의 양이 적은 중층에서는 COD농도 4.
- 19 mg/L로 35%). 또한 조류의 양이 적은 중층에서는 COD농도 4.18 mg/L이었고 비용해성 COD농도는 1.59 mg/L로 38% 정도로 조류가 다량 함유된 상층에 비해 매우 낮은 비율을 차지하고 있는 것으로 조사되었다.
- 이상과 같이 여과지를 통과한 여액의 COD농도 분석으로 비용해성 COD농도 그리고 부유물질 중에 포함된 휘발성부유물질(VSS: Volatile Suspended Solids)의 양과 강열잔류부유물(FSS: Fixed Suspended Solids)의 양을 측정함으로써 조류에 의한 COD농도의 증가를 확인할 수 있었다(Table 2).
- Chl-a 송도변화에 따른 COD농도의 변화 양상을 확인하기 위해 주암호에서 2002년 1년간 측정한 값으로 COD농도와 Chl-a 농도의 상관관계를 분석한 결과, Chl-a농도의 증가에 따라 COD농도가 증가한 양상을 확인할 수 있으며, 추세선 y = 0.0732x +2.5953에서 상관관계는 매우 높아 결정계수 r2 = 0.8141 로 나타났다(Fig. 3).
- 조류가 발생하고 남조류가 우점종으로 나타나던 9월까지는 Chl-a 농도와 조류의 세포수도 일정하게 증가하였으나, 10월부터는 조류의 세포수는 감소하여도 Chl-a농도와 COD 농도는 증가하였으며, 11월 이후의 COD농도는 감소하지 않고 년 평균치의 약 2배에 이르지만 계속적인 온도의 저하에 따른 조류의 사멸로 COD농도는 점차 감소하는 양상을 보여주었다.
- 위의 COD농도 분석에서 설명한 것처럼, 주암호 댐앞 상층과 중층의 COD증 65%가 비용해성 COD이었으며, 고형물질은 모두 휘발성부유물질(VSS: Volatile Suspended Solids)이었다. 하층의 고형 물질은 휘발성고형물질과 강열잔류부유물 (FSS: Fixed Suspended Solids)의 비율이 비슷한 것으로 나타나, 2002년 8월 이후의 COD농도 중가는 조류의 발생에 의한 것으로 평가할 수 있다.
- 그러나 9월 이후 조류의 세포수의 감소에도 COD농도가 높게 나타난 것은 수온의 감소와 함께 남조류보다 매우 큰 와편모조류인 Peridinium이 많이 발생한 때문으로 보인다. 주암호에서 나타난 Peridiniumer 원형에 가깝고 상부가 약간 뾰족하고 직경이 50-60 um로, Microcystis의 2~8 jim 비해 매우 커 Chl-a 및 COD 농도증가에 상당히 기여했던 것으로 판단된다.
- 1) 연도별 COD 변화 추세선에서 1992년도의 COD농도 2.31mg/L에서 2005년 2.72 mg/L로 13년간 0.23 mg/L 증가한 것으로 분석되었다(실제 분석결과는 2.3 mg/L에서 2.5 mg/L로 0.2 mg/L 증가). 추세선에서 2010년에는 COD농도가 3.
- 2) 상층의 COD농도 9.16 mg/L일 때, 비용해성 COD는 5.97 mg/L로 전체COD의 65%를 차지하였다(용해성 COD는 3.19 mg/L로 35%). 또한 조류의 양이 적은 중층의 COD 농도 4.
- 19 mg/L로 35%). 또한 조류의 양이 적은 중층의 COD 농도 4.18 mg/L이었고 비용해성 COD농도는 1.59 mg/L로 38% 정도로 조류가 다량 함유된 상층에 비해 매우 낮은 비율을 차지하고 있었다. 사멸된 조류의 일부가 존재할 것으로 예상되는 하층(수심 30-40 m)은 2.
- 3) 주암호 댐 앞의 Chl-a와 COD농도의 상관관계에 대한 조사결과, COD농도는 Chl-a농도가 5.5 mg/m3 이하일 때 호소 생활환경 2급수인 3 mg/L 이하를 유지하나 Chl-a 농도가 46.5 mg/n?을 초과할 경우에는 상수원수 3급수 수질인 COD 농도 6 mg/L 이하를 유지하기 힘든 것으로 나타나 하절기 안정적인 수질을 유지하기 위해서는 조류의 제어가 중대한 인자임을 알 수 있었다.
- 5 mg/m3 이하일 때 호소 생활환경 2급수인 3 mg/L 이하를 유지하나 Chl-a 농도가 46.5 mg/n?을 초과할 경우에는 상수원수 3급수 수질인 COD 농도 6 mg/L 이하를 유지하기 힘든 것으로 나타나 하절기 안정적인 수질을 유지하기 위해서는 조류의 제어가 중대한 인자임을 알 수 있었다.
후속연구
- 3669로 상관도는 낮다. 그러나 COD 농도 증가에 대비하기 위해서는 주암호로 유입되는 축산분뇨의 적정관리, 생활오수의 처리 그리고 6월부터 9월까지 우기에 비점오염원으로부터의 오염물질 유입 방지 등 대책을 강구하여야 할 것으로 판단된다.7' 주암호는 연간 광주광역시 5천만, 목포시 3.
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