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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 낙동강 수계의 유역에서 유입되는 용존유기오염물질들의 기원에 대하여 평가하기 위하여 낙동강 수계별, 시기별로 대상지점에 대해 수질을 조사하고 수지분획을 이용하여 N0M을 성상별로 분리하여 유기물의 특성변화에 대하여 연구하였다.
- 제공해 준다. 따라서 본 연구에서는 HPLC-SEC방법을 이용하여 Table 1에 나타낸 조건으로 용존유기물의 분자 특성을 연구하였다.
- 본 연구에서는 낙동강 수계의 유역에서 유입되는 용존유기오염물질에 대해 조사하기 위하여 다양한 물리.화학적 방법을 통하여 유기물의 특성변화를 조사하여 지점별로 용존유기물의 특성을 분석.
제안 방법
- 본 연구에서는 Amicon사의 한외여과 막장치를 이용하여 대상원수를 0.45 ㎛ 멤브레인 여과지로 여과한 후 여액을 Millipore 사의 Ultrafiltration 멤브레인 YM100, YM10, YM1 series를 이용하여 순차적으로 여과, 분리하여 용존유기물의 분자량 범위를 대략 Molecular weight cutoff(MWCO) 100, 000에서 1000의 범위로 구분하여 특성 분석에 이용하였다.
- 1 M NaOH 용액에 넣고 24시간 침적한 흑-, 미세입자를 포함한 상등액을 버린다. 상기 조작을 연속 5일간 행한 다음, 24시간 Soxhlet 에 Methanol, Diethylether, Acetonitrile, Methanol의 순서로 추출 세정한 후 세정한다. 수지를 Glass Column 에 충진 후, 약 1 L의 증류수에 세정하고, 0.
- 1 M HC1 로 세정을 3 회 반복하고, 마지막으로 약 200 ml의 Milli-Q수를 통과한 정제된 XAD-8수지를 Methanol 혼합액에 보존했다. 강산성 Macroporous Cation Exchange Resin(BioRad AG-MP-50, 50-100 Mesh, Hydrogen Form)과, 강염기성 Macroporous Anion Exchange Resin(BioRad AG-MP-1, 50-100 Mesh, Chloride Form) 은 Methanol에 24시간 Soxhlet0)] 추출 세정한다.
- 다음에 적량의 수지를 Glass Column에 충진하고, 증류수를 약 1 L 흐르게 한 후, Flow- Adaptor에 의해 Cation-Anion 수지 칼럼의 순서로 연결하여 약 200 ml 의 Milli-Q수를 통과시켰다. 이와 같이 추출 세정한 XAD-8 Resin 과 AG-MP-50 Cation Exchange Resin 및 AG-MP-1 Anion Exchange Resin을 항온실에서 보관하면서 실험하였다.
- 발생원별로 분자량 분포비를 비교하기 위하여 분자량 분포를 월평균한 값에 대하여 본류, 지천, 산림하천수, 전답 유입.유출수, 하수처리장, 폐수처리장, 분뇨처리장, 축산폐수 등으로 나누어 Figure 3에 나타내었다.
- 시료에 대하여 6개의 peak를 분리하여 피크 I, Ⅱ는 고분자, Ⅲ, IV는 중간, V, VI 는 저분자로 각 fraction에 대하여 분자 크기는 결정하지 않고 지문방법으로 조사하였다. 앞서의 겉보기 분자량 분획은 한 외막을 이용하여 유기물 전체 중 분자량의 비율을 살펴본 것이라면 HP-SEC는 이보다 좁은 범위의 소수성 유기물에 대한 구성비를 살펴보는 방법이다.
- 9%로 2배 정도 많이 분포하는 것으로 조사되었다. 발생원별로 분자량 크기 분포비를 비교하기 위하여 분자량 분포를 월 평균한 값에 대하여 본류, 지천, 산림하천수, 전답유입.유출수, 하수처리장, 폐수처리장, 분뇨처리장, 축산폐수 등으로 나누어 그림 41에 나타내었다.
- 다양한 물리.화학적 방법을 통하여 유기물의 특성변화를 조사하여 지점별로 용존유기물의 특성을 분석.평가한 결과는 다음과 같다.
- 본류와 지천 환경기초시설의 HP-SEC 결과를 peak height(단위 : AU)로 하여 DOC와의 상관성을 살펴보고 발생원별(본류, 지천, 하수.폐수.
이론/모형
- 수중 용존유기물의 이러한 성상을 알아보기 위하여 주로 XAD- 합성수지 가 사용되며 XAD-합성수지의 종류와 분리조건(pH 등) 에 의해 소수성 휴믹 물질, 친수성산, 친수성염기, 중성, 소수성산, 소수성염기 등으로 구분되어 진다. 본 연구에 사용한 XAD-8 수지는 Nonionic Macro 망상형 Acryl 계 Amberlite XAD-8 (20 ~ 60 mesh ; 평균비표면적 450 mI 2/g ; 평균공극 250 A) 수지의 세정은 Thurman과 Malcolm의 방법에 준하여 수행하였다. 즉 수지를 0.
성능/효과
- 2%로 조사되었다. 1K이하의 저분자 물질은 환경기초시설의 경우 68%정도의 비율로 유사한 분포비를 나타내었으며 지천이 본류에 비해 10%이상 높은 비율을 나타내었고 토양 유래의 소수성 고분자 물질이 많이 존재하는 산림하천수와 전답 유입수는 50%이하의 분포비를 나타내었다.
- 본류지점의 분자크기 분포를 살펴보면 전체 분자크기 분포비 중 대부분의 지점에서 Ⅱ, Ⅲ 그룹의 물질의 분포가 각각 23.4, 29.1 %로 가장 많은 것으로 조사되었으며 고분자 피크인 I 피크는 전체적으로 15% 정도로 조사되었다. 저분자영역인 V, VI 피크는 각각 8.
- 9%로 나타났다. 지천의 경우 도시하폐수의 직접적인 영향을 받는성서공단천, 강창, 달서천, 팔달교, 무태교, 신천 등이 각 피크의 농도(peak height) 가황강, 남강, 밀양강 등에 비해 2~10배 정도로 검출되었으며 각 피크 농도의 합은 달서천이 21.51 AU로 가장 많은 유기물질이 존재함을 알 수 있었다. 이는 조사기간.
- 달서천하수처리장 방류수의 영향을 받는 달서천이 유기물질의 농도가 높게 나타난 것과 일치하는 결과이다. 폐수처리장과 분뇨처리장도 하수처리장과 유사한 경향으로 조사되었으며 폐수처리장 중 피크농도의 합이 가장 높게 나타난 지점은 성서공단 폐수처리장이었으며 다음은 상평, 달성, 칠서공단 폐수처리장 순으로 각각 15.23, 7.23, 5.29 AU이었다. 폐수처리장의 V, VI 피크의 분포비는 21.
- 29 AU이었다. 폐수처리장의 V, VI 피크의 분포비는 21.6, 10.6%로 하수처리장과 동일하게 본류나 지천 지점에 비해 저분자가 많이 존재함을 알 수 있었다. 축산폐수처리장은 다른 처리장에 비해 중저분자 영역의 Ⅲ 피크가 45.
- 6%로 하수처리장과 동일하게 본류나 지천 지점에 비해 저분자가 많이 존재함을 알 수 있었다. 축산폐수처리장은 다른 처리장에 비해 중저분자 영역의 Ⅲ 피크가 45.9%로 2배 정도 많이 분포하는 것으로 조사되었다. 발생원별로 분자량 크기 분포비를 비교하기 위하여 분자량 분포를 월 평균한 값에 대하여 본류, 지천, 산림하천수, 전답유입.
- 유출수, 하수처리장, 폐수처리장, 분뇨처리장, 축산폐수 등으로 나누어 그림 41에 나타내었다. 토양유래의 분자크기가 큰 휴믹산의 영향을 많이 받는 산림하천수 조사에서는 저분자 영역의 피크가 전혀 검출되지 않았고 I, II 피크의 합이 80%로 대부분의 유기물질이 큰 분자 형태로 존재함을 알 수 있었으며 환경기초시설의 경우는 V 피크가 본류나 지천 지점에 비해 2배 정도 높게 존재하는 것으로 조사되었다. 비교적 생활 하수나 폐수의 영향을 많이 받는 지천지점도 본류나 산림하천수에 비해 저분자 피크의 분포가 많음을 알 수 있었다⑹.
- 이는 호소수 및 하천수를 수처리하였을 때 고분자량 쪽에서 높은 제거율을 보이는 것으로 알려져 있는데 이로 인하여 폐수처리 과정을 거쳐 나온 생활 하수나 폐수가 유입되는 지점이 본류에 비해 저분자 피크의 분포가 많은 것으로 사료된다. 전체적으로 DOC 농도와 상관도도 피크 농도에 높은 상관성을 가지는 것으로 나타났다.
- 이는 호소수 및 하천수를 수처리하였을 때 고분자량 쪽에서 높은 제거율을 보이는 것으로 알려져 있는데 이로 인하여 폐수처리 과정을 거쳐 나온 생활 하수나 폐수가 유입되는 지점이 본류에 비해 저분자 피크의 분포가 많은 것으로 사료된다. 전체적으로 DOC 농도와 상관도도 피크 농도에 높은 상관성을 가지는 것으로 나타났다.
- 2%의 범위로 우위를 차지하였다. AHS의 분포비는 풍지지점과 낙단 지점이 각각 37.2, 35.7%로 본류 다른 지점에 비해 낮은 분포비를 보였고 하류로 내려갈수록 다른 물질에 대한 AHS의 비율이 증가하였다. 지천의 경우도 본류와 동일하게 AHS물질 이 47.
- 지천의 경우도 본류와 동일하게 AHS물질 이 47. 78.6%로 우위 를 차지 하였으며 산지나 농업, 토양유래의 영향을 많이 받는 황강, 밀양강, 남강 등이 도시하천인 달서천, 성서공단천 등에 비해 AHS 이 비율이 높았다. 하폐수 처리장에서 높은 비율로 존재하는 것으로 나타난 소수성 중성물질의 영향으로 달서천, 성서공단천, 팔달교에서도 소수성중성물질이 각각 30.
- 6%로 다른 지천지점에 비해 높은 비율로 존재하였다. 죽장천과 반변천은 산림하천수로 대개의 산림하천수는 토양이나 산림의 부식 등으로 소수성산이 60% 이상 존재하는 것으로 보고되어져 있는데& 이번 조사에서는 AHS가 죽장천과 반변천에서 46.0, 50.3%로 다소 낮은 분포비를 보였다. 하수처리장의 수지분획분포비를 살펴보면 처리장별로 분포비의 차이는 다소 있었지만 AHS물질이 평균 49.
- 3%로 다소 낮은 분포비를 보였다. 하수처리장의 수지분획분포비를 살펴보면 처리장별로 분포비의 차이는 다소 있었지만 AHS물질이 평균 49.4%로 가장 많은 분포비를 나타내었다. 본류나 지천의 평균분포비에 비해 10%정도 낮은 분포비를 보였다.
- 본류나 지천의 평균분포비에 비해 10%정도 낮은 분포비를 보였다. AHS물질이 가장 높은 비율로 나타난 지점은 안동하수처리장으로 60.6%이었으며 다음은 양산, 왜관, 달서천하수처리장순으로 각각 59.6, 58.1, 57.1%의 분포비를 보였다. 본류나 지천에서 평균 10% 정도 분포비를 보였던 소수성중성물질이 하수처리장에서는 21.
- 9%이었다. 염기성 물질과 친수성산, 친수성중성물질은 본류나 지천지점과 유사한 분포비를 보였다. 폐수처리장은 소수성중성물질이 평균 분포비 41.
- 염기성 물질과 친수성산, 친수성중성물질은 본류나 지천지점과 유사한 분포비를 보였다. 폐수처리장은 소수성중성물질이 평균 분포비 41.9%로 32.2%인 AHS물질에 비해 높은 분포로 존재하였다. 소수성중성물질이 가장 높은 분포비를 나타낸 지점은 칠서공단 폐수처리장으로 64.
- 7%이었다. 분뇨처리장과 축산폐수처리장은 5가지 분획물질 분포에 있어서 하수처리장과 유사한 경향을 나타내었는데 분뇨처리장이 AHS, 소수성중성, 염기성, 친수성산, 친수성중성물질이 각각 46.9, 26.8, 18.6, 2.1, 5.7%의 분포비를 나타내었으며 축산폐수처리장이 각각 41.5, 29.4, 24.7, 0.1, 4.2%를 나타내었다.
- 1. 발생원별로 분자량 분포비를 살펴보면 100K이상의 고분자 영역의 분자량 분포비가 가장 높게 나타난 지점은 축산폐수였으며 휴믹산이 높은 분포를 보이는 100~10K 영역은 산림하천수가 26.7% 로 가장 높게 나타났다. 1K이하의 저분자 물질은 환경기초시설에서 높은 분포비를 나타내었다.
- 2. 발생원별로 분자량 크기 분포비를 비교하기 위하여 분자량 분포를 월평균한 값에 대하여 본류, 지천, 산림하천수, 전답 유입.유줄수, 하수처리장, 폐수처리장, 분뇨처리장, 축산폐수 등으로 나누어 살펴본 결과 토양유래의 분자크기가 큰 휴믹산의 영향을 많이 받는 산림하천수 조사에서는 저분자 영역의 피크가 전혀 검출되지 않았고 I, II 피크의 합이 80%로 대부분의 유기물질이 큰 분자 형태로 존재함을 알 수 있었으며 환경기초시설의 경우는 V 피크가 본류나 지천 지점에 비해 2배 정도 높게 존재하는 것으로 조사되었다.
- 발생원별로 분자량 크기 분포비를 비교하기 위하여 분자량 분포를 월평균한 값에 대하여 본류, 지천, 산림하천수, 전답 유입.유줄수, 하수처리장, 폐수처리장, 분뇨처리장, 축산폐수 등으로 나누어 살펴본 결과 토양유래의 분자크기가 큰 휴믹산의 영향을 많이 받는 산림하천수 조사에서는 저분자 영역의 피크가 전혀 검출되지 않았고 I, II 피크의 합이 80%로 대부분의 유기물질이 큰 분자 형태로 존재함을 알 수 있었으며 환경기초시설의 경우는 V 피크가 본류나 지천 지점에 비해 2배 정도 높게 존재하는 것으로 조사되었다. 비교적 생활 하수나 폐수의 영향을 많이 받는 지천지점도 본류나 산림하천수에 비해 저분자 피크의 분포가 많음을 알 수 있었다.
- 유줄수, 하수처리장, 폐수처리장, 분뇨처리장, 축산폐수 등으로 나누어 살펴본 결과 토양유래의 분자크기가 큰 휴믹산의 영향을 많이 받는 산림하천수 조사에서는 저분자 영역의 피크가 전혀 검출되지 않았고 I, II 피크의 합이 80%로 대부분의 유기물질이 큰 분자 형태로 존재함을 알 수 있었으며 환경기초시설의 경우는 V 피크가 본류나 지천 지점에 비해 2배 정도 높게 존재하는 것으로 조사되었다. 비교적 생활 하수나 폐수의 영향을 많이 받는 지천지점도 본류나 산림하천수에 비해 저분자 피크의 분포가 많음을 알 수 있었다. 전체적으로 DOC농도와 상관도도 피크 농도에 높은 상관성을 가지는 것으로 나타났다.
- 3. 수지분획결과, 대부분의 지점에서 소수 성산(AHS)이 우점하고 있었지만 토양 유래의 유기물질의 영향을 많이 받는 본류나 지천이 환경기초시설에 비해 다소 높게 나타났다. Hydrocarbon이나 농약 세제 등의 유기물이 주성분을 이루는 소수성 중성(HoN)은 폐수처리장이 가장 높게 나타났으며 산림하천수는 소수성 중성 (HoN)유기물이 4.
- 수지분획결과, 대부분의 지점에서 소수 성산(AHS)이 우점하고 있었지만 토양 유래의 유기물질의 영향을 많이 받는 본류나 지천이 환경기초시설에 비해 다소 높게 나타났다. Hydrocarbon이나 농약 세제 등의 유기물이 주성분을 이루는 소수성 중성(HoN)은 폐수처리장이 가장 높게 나타났으며 산림하천수는 소수성 중성 (HoN)유기물이 4.7%로 인위적인 유기물질의 오염이 없음을 알 수 있었다.
후속연구
- 식물에 대한 피해는 물론 인간에게까지 직.간접적으로 해를 미치므로 이에 대한 보다 효율적인 수질 관리기법의 개발이 절실히 요구되는 실정이다 본 연구의 대상하천인 낙동강은 유역 및 유역인근에 거주하는 일천만 주민의 상수원으로 이용되고 있을 뿐만 아니라 각종 농공 용수원으로 이용되고 있는 중요한 수자원이다. 그러나 낙동강 중.
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