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문제 정의
- 따라서, 본 연구는 낙동강으로 유입되는 지천 중 하나이며 전형적인 산지하천인 대천천의 최상류에서 생활하수가 유입되면서 변화되는 무기 영양염류, 수층의 용 존 유기 탄소 및 총유기탄소의 동태를 중심으로 시공간적 인수 질의 변화를 파악하였다.
제안 방법
- 조사시기별 유량의 변화는 최상류 지점인 DC1 에서 유량계 (BMF 002 WaddingX 이용하여 조사시 기마다 측정 하였다. 수온과 pH는 pH meter (Thermo Orion model 290), 전기전도도는 전기전도도계 (Fisher Conductivity meter model 152), DO는 DO meter (YSI, 55/12 FT)를 이용하여 현장에서 측정하였고, BOD5는 Winkler acid modification 방법을 이용하여 측정하였다(환경부 1991).
- N/P비는 용 존 무기 질소와 용 존 무기 인의 비율로 나타내었다(김과 황 2004). 총 유기 탄소 (TOC)와 용존유기탄소 (DOC)농도는 TOC분석기 (TOC5000A, Shimadzu)를 사용하여 측정하였으며, DOC 는 증류수 500mL로 세척한 47 mm GF/C filter로 시료를 여과시킨 후 여액을 분석하였다.
- 1월부터 2003년 5월까지 조사하였다. 최상류 지점에서의 유량, 수온, pH, 전기전도도, 생화학적 산소 요구량(BOD), 용존산소(DO), 수층의 무기 영양염류, 퇴적물 공극수내의 무기영양염류와 퇴적물의 유기물 함량은 매월 측정하였고, 수층의 총유기탄소 (TOC)와 용 존 유기 탄소(DOC)를 분기별로 측정하였다.
- 퇴적물 공극수내의 무기영양염 농도는 13 cm길이의 syringe corer를 이용하여 4개씩 채취하여 15분간 원심분리 시킨 후(5,000xg) 상등액을 채취한 후 희석하여(1: 5, v/v) 수중 영양염 분석방법과 동일한 방법으로 분석하였다. 퇴적물의 유기물 함량은 550℃에서 2시간 회화시킨 후 강열감량을 계산하여 환산하였다 (Davis 1974; Brower et al.
- 하천수의 용존무기질소 (DIN: NH4+, NO3-+NO2-)와용존무기인 (SRP, PCU3+)은 각 정점당 4개씩 시료를 채취 하여 standard colorimetric techniques에 따라 분석 하였고, NOa■NO?「의 농도는 카드뮴 구리 환원법으로 측정하였다 (Rump and Christ 1988). N/P비는 용 존 무기 질소와 용 존 무기 인의 비율로 나타내었다(김과 황 2004).
대상 데이터
- 대천천의 상류에서 유기물 및 무기영양염류의 동태를 2002년 1월부터 2003년 5월까지 조사하였다. 최상류 지점에서의 유량, 수온, pH, 전기전도도, 생화학적 산소 요구량(BOD), 용존산소(DO), 수층의 무기 영양염류, 퇴적물 공극수내의 무기영양염류와 퇴적물의 유기물 함량은 매월 측정하였고, 수층의 총유기탄소 (TOC)와 용 존 유기 탄소(DOC)를 분기별로 측정하였다.
- 합류되는 하천이다. 조사지역은 최상류의 청정지역과 생활하수가 하천에 유입되는 오염지역 그리고 수질의 부분적인 자연정화가 이루어진 회복지역으로 크게 나눌 수 있으며 총 5개 지점에서 조사하였다. DC1 은 대천천의 최상류 지역의 상수도 보호구역으로 민간인의 접근이 금지되어 오염원이 거의 없는 지점 이며, DC2는 DC1 로부터 약 1.
데이터처리
- 0). 수질 항목간의 상관성 분석은 Pearson's correlation an- alysis를 통해 분석하였고(SPSS 10.0), 측정치는 평균값으로 기록하였다.
- 수층 및 퇴적물의 영 양염 농도, 수층의 TOC, DOC 농도, 퇴적물의 유기물 함량의 조사 시기 및 장소에 따른 차이를 two-way ANOVA를 사용하여 검증하였고, 변수들 간에 유의한 차이가 나타나면 Tukey HSD(Honestly Significant Difference)로 평균값을 비교하였다(SAS 8.0). 수질 항목간의 상관성 분석은 Pearson's correlation an- alysis를 통해 분석하였고(SPSS 10.
이론/모형
- NOa■NO?「의 농도는 카드뮴 구리 환원법으로 측정하였다 (Rump and Christ 1988). N/P비는 용 존 무기 질소와 용 존 무기 인의 비율로 나타내었다(김과 황 2004).
- 하였다. 수온과 pH는 pH meter (Thermo Orion model 290), 전기전도도는 전기전도도계 (Fisher Conductivity meter model 152), DO는 DO meter (YSI, 55/12 FT)를 이용하여 현장에서 측정하였고, BOD5는 Winkler acid modification 방법을 이용하여 측정하였다(환경부 1991).
성능/효과
- 8 rM)에서 높게 조사되었다. BOD, 전기전도도, 탁도, 수층의 NH4+ 농도와 양의 상관관계를 나타냈다 (Table 2). 전체 조사지점에서 경상남도 산지하천에서의 측정치 (0.
- 001), 봄과 가을에 증가하는 경향을 보였다. DC 1 (2.0 μM)에서 가장 낮았고 DC2 (32.8 |1M)에서 가장 높았으며 , 수층의 NH4+ 농도, TOC, 전기전도도, 탁도와 유의한 양의 상관관계를 보였으며, 하수의 유입 과 밀접 하게 관련되 었음을 알 수 있었다 (Fig. 6C, Table 1, 2).
- 차이를 나타내었다. DC1 에서 평균 7.5mgLT로 가장 낮게 조사되었고 DC2에서 평균 40.1 mg IL로 DC1 에 비해 약 5배 정도 증가하였으며, DC5에서 평균 19.5 mg IL로 낮아졌다 (Fig. 3E, Table 1). DC1 은 낙동강 하류에서 조사된 측정치 (2.
- 3 mg Le)로갈수록 감소하였다. DOC는 TOC와 높은 상관관계를 보였으며, TOC의 87%가 DOC로 나타나 TOC의 대부분이 DOC로 존재한다는 기존의 보고(김 등 1998)와 유사한 경향을 보였다 (Fig. 7B, Tables 1, 2). TOC 및 DOC 농도는 수층의 NH4+, PO43-, 전기전도도와 유의한 양의 상관관계를 나타내었다.
- 4C, Table 1). NH4+, BOD, 전기전도도, 탁도와 유의한 상관 관계를 보였으며 (Table 2), 하수의 유입으로 인해 증가되 었고, DC5지점까지의 농도의 감소율은 +의 농도 감소율보다 낮았다.
- PQr5-농도도 조사 시기별 지점별 차이는 유의하게 나타났으며 (p< 0.001), 겨울 및 봄에 높은 경향을 보였다. DC1 (0.
- 7B, Tables 1, 2). TOC 및 DOC 농도는 수층의 NH4+, PO43-, 전기전도도와 유의한 양의 상관관계를 나타내었다.
- 2mgLT)보다 높은 값을 나타내었다(박 등 1999; 오와 고 2003). pH는 계절적 인 경향과 장소에 따른 변화는 보이지 않았고, 평균적으로 pH 7.3~7.6을 나타내었다 (Fig. 3F, Table 1).
- 0 μM)에서낮게 나타나 수층의 NH4+의 농도의 변화와 비슷한 경향을 나타내었다. 공극수의 NH4+의 농도는 TOC, DOC, 전기전도도, 탁도와 높은 상관관계를 보였으며, 하수의 유입과 밀접하게 관련되어 있었음을 알 수 있었다(Fig. 6A, Table 1, 2).
- (안과 신 2005). 공극수의 NO「 +NO2-의 농도는 수층의 NH4+의 농도, TOC와 음의 상관관계를 보였다(Table 2). 하수의 유입 이 있는 산지하천에서 수층이나 퇴적층의 NO「+NO2-의 동태는 NH4+ 및 PCW 의 동태와 뚜렷한 차이를 보였는데, 이는 수심이 얕은 하천에서 흘러가는 과정에 대기 중의 산소가 용해 될 수 있는 기회가 많아 질산화가 활발히 일어날 수 있기 때문인 것으로 추측된다(김 등 1998).
- 공극수의 NO「+NO广의 농도는 조사시기별 지점별 차이는 유의하게 나타났으나(p<0.001), 뚜렷한 계절 경향은 보이지 않았다. DC 1(48.
- 공극수의 PCW- 농도는 조사 시기별 지점별 차이가 유의하게 나타났으며 (p<0.001), 봄과 가을에 증가하는 경향을 보였다. DC 1 (2.
- N/P비율은 청정한 DCl(1430)에서 가장 높았고, DC2(130), DC3(183), DC4(83)에서 낮았으며, DC5(167)에서 다시 증가하였다. 담수에서 N/P 비율은 일반적으로 여름철에 낮고, 겨울철에 높아지는데 비해 (신과 조 2000), 본 조사장소에서는 봄철과 겨울철에 증가하는 것을 볼 수 있었다 이는 오염물의 근원이 주로 음식점으로 상시 발생되는 하수가 하천으로 유입되었기 때문이라 추측된다(Fig. 5A, B).
- 수층의 NH4+ 농도는 조사 시기별 지점별로 유의한 차이를 보였으며 (p<0.001), 겨울에 높고, 여름에 낮았다. 지점별로는 DC1(O.
- 수층의 NO「+NO2-의 농도는 조사 시기별 지점별 차이는 유의하게 나타났으나(p<0.0이), 뚜렷한 계절 변화는 보이지 않았다. DC1(54.
- 수층의 TOC 농도는 조사 시기별 지점별 차이가 유의하게 나타났으며, 등산객 이 증가하는 봄과 가을에 TOC 의 농도가 유의하게 증가하였다 (p< 0.001). TOC는 DC1 (1.
- 장소에 따라서도 뚜렷한 차이를 보여 DC1 에서 평균 10.8 mglL로 가장 높았고, 생활하수 유입지역인 DC2에서평균 7.3 mg IL로 가장 낮은 값을 나타내었으며, DC5에서는 평균 10.2 mg IL로 다시 회복되는 경향을 나타내었다(Fig. 3D, Table 1). DC1 에서는 경남도 산지하천에서의 측정치 (10.
- 전기전도도는 계절적인 경향은 없었으나, 조사지점별 차이는 뚜렷하였다 DC1 에서는 가장 낮게 나타나 평균 37.7|iscmT로 조사되었고, 하수가 유입되기 시작하는 DC2에서는 평균 160.7|ls cnL로 최대값을 보이다가 하류로 갈수록 다시 낮아지는 경향을 보였으며, 가장 하류에 위치한 DC5에서는 평균 99.6|iscmT로 비교적 낮게 나타났다. DC 1에서의 평균 전기전도도는 오염이 적은 경상남도 산지하천에서의 측정치 (31 ~58 3 cnL), 경기도 산지하천에서의 측정치 (58±8|is cnL)와 유사하게 측정되었다(하 등 1997; 장 등 1999).
- 001), 겨울에 높고, 여름에 낮았다. 지점별로는 DC1(O.5)1M)에서 가장 낮았고, DC2 (75.0 |1M), DC3 (54.9 |1M), DC4 (71.6 μM)에서 높았으며 , DC5 (1.5|1M)에서 다시 낮아져 오염물 유입지역 인 DC2 수역에 비해 DC5에서 약 98% 감소하였다. 유량과는 음의 상관관계를 보였는데 (Table 2) 유량이 많은 시기에는 희석되어 농도가 낮아지고, 갈수기에는 증가하였다(박 등 1999; 신 등 2000; McKee et al.
- 탁도 또한 계절적인 경향은 없으나 조사장소에 따라 차이를 보여 DC1 에서 평균 15.5NTU로 가장 낮게 나타났고 DC2에서 평균 74.5 NTU로 높은 값을 보이다가 서서히 감소하여 DC5에서 평균 40.4NTU로 다시 낮아졌다 (Fig. 3C, Table 1). 본 조사에서 측정된 탁도는 경 기도 산지하천에서의 측정치 (2.
- 퇴적물 공극수의 NH4+의 농도도 조사시기별 지점별 유의한 차이를 보였으나(p<0.001), 뚜렷한 계절 경향은 보이지 않았다. DC 1 (25.
- 퇴적물의 유기물 함량은 조사시기별 지점별 차이는 유의하게 나타났으나 (P< 0.001), 뚜렷한 계절 경향은 보이지 않았다. DC1 (1.
- 하천 유량의 조사 시기별 변화를 살펴보면 DC1 에서 측정한 유량은 겨울철에 낮고, 여름철에 높은 계절적 경향을 보였으며, 상류지점에서의 평균 유량은 4.0 LL였고 2002년 9월에 15.7 L 或로 최대값을 2002년 2월에 0.7LsT로 최소값을 보였다(Fig. 2).
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