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인공 대수층내에서 발생하는 해수침투의 지화학적 분석 및 병원성 지표 미생물의 사멸 특성
Geochemical Analysis and Fates of Pathogenic Indicating Bacteria on Seawater Intrusion in a Sand Box Model 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.30 no.4, 2008년, pp.385 - 392  

이소정 (인하대학교 환경공학과) ,  박헌주 (인하대학교 환경공학과) ,  성은혜 (인하대학교 환경공학과) ,  소명호 (인하대학교 환경공학과) ,  김창균 (인하대학교 환경공학과)

초록
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본 연구에서는 해수침투를 방지하기 위해 실험실에서 제조한 하수 방류수를 이용하였으며, 각각의 함양 및 양수 조건에 따른 해수침투 진행 과정을 지표미생물인 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis를 이용하여 평가하였다. 해수침투의 대표적인 화학적 지표인자인 Cl$^-$와 Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ 및 비전도도값 등은 해수에 의해 인공 대수층내의 지질매체와 양이온간의 이온 교환이 발생되는 수조 내에서 동시에 분석되었다. 지표 생물로 이용된 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis 모두 해수침투에 따라 증가하는 염분 농도에 민감하게 반응하였으며, Enterococcus faecalis의 경우 Escherichia coli 보다 염분 농도에 더 큰 저항을 보였다. 시간에 따른 Enterococcus faecalis / Escherichia coli 값은 함양과 양수가 10 mL/min으로 동일할 경우에는 E. coli 초기 주입 농도가 90% 이상의 사멸을 보이는 18시간 이후에 50$\sim$100배 이상으로 증가하였다. 그러나 함양과 양수가 5 mL/min의 경우에는 E. coli의 완만한 사멸율로 인해 운전 시간 내내 2.5$\sim$5.0 사이의 일정한 비를 유지하였다. 또한 본 연구에서 분석된 염소 이온과 비전도도, Ca$^{2+}$ 및 Mg$^{2+}$농도는 서로간에 0.9 이상의 높은 상관관계를 나타내었으며, 인공 해수가 인공 대수층내로 침투되면서 일어나는 양이온 교환 반응의 진행 여부는 음의 $\Delta$Na, $\Delta$Mg값과 양의 $\Delta$Ca의 관측을 통해 효과적으로 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, seawater intrusion was assessed employing a kind of biological parameters such as Escherichia coli and Enterococcus faecalis while lab-prepared reclaimed water was recharged to prevent seawater intrusion. Chemical factors indicating seawater intrusion such as Cl$^-$, Ca

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 해수 침투의 방지방안 중 하나인 하수 방류수의 함양정 주입을 통해 염수의 침투를 방지하는 인공 재충진 방안이 본연구에 적용되었으며, 주입된 하수 방류수는 인천 S하수 처리장의 하수 방류수의 이온 분석 결과를 토대로 제조된 인공 함양수를 사용하였다. 또한 본 연구에서는 하수 방류수의 재이용과 관련하여 지하수원으로서 적합성 여부를 제고하기 위해 Cabelli3) 등의 연구를 통해 건강 위해도와의 양호한 양(陽)의 관계가 이미 확인된 지표 미생물인 Escherichia coli(ATCC 11775)와 Enterococcus faecalis (ATCC 19433)를 사용하여 양수 및 함양 조건에 따른 이들의 거동을 평가하였다.
  • 본 연구에서는 해수침투 및 함양에 따른 인공 대수층의 지구 화학적 특성을 평가하였으며, 이와 더불어 지표 생물로 Enterococcus faecalis 및 E. coli를 이용하여 인공 수조 내에서 염수의 침투에 따른 미생물의 거동 특성도 규명하였다.
  • 본 연구에서는 해안 대수층 내에서 발생되는 해수침투 지역을 모사한 인공 대수층을 이용하여 지구-화학적 분석 이외에 대수층의 함양에 이용되는 인공 하수 방류수내의 잔류 병원성 미생물의 거동 특성도 함께 평가하였다. 해수 침투의 방지방안 중 하나인 하수 방류수의 함양정 주입을 통해 염수의 침투를 방지하는 인공 재충진 방안이 본연구에 적용되었으며, 주입된 하수 방류수는 인천 S하수 처리장의 하수 방류수의 이온 분석 결과를 토대로 제조된 인공 함양수를 사용하였다.

가설 설정

  • 14) 즉 식 (4)를 이용하여 시간에 따른 미생물의 사멸율을 산정하였다. 본 연구에서는 모래에 대한 박테리아의 부착으로 인한 미생물 농도감소량은 고려하진 않았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
해수침투가 발생하는 지역은? 해수침투는 전 세계적으로 연안 및 도서지역에서 발생하는 주요 지하수 오염원 중 하나로서 일반적으로 과도한 지하수 개발에 의해 진행된다. 해수침투가 발생되면 원활한 지하수 공급이 제한되고 해수에 연안 대수층이 장기간 노출되어 그 지역의 생물종 및 지질매체의 화학적 조성이 변하게 된다.
해수침투의 악영향은? 해수침투는 전 세계적으로 연안 및 도서지역에서 발생하는 주요 지하수 오염원 중 하나로서 일반적으로 과도한 지하수 개발에 의해 진행된다. 해수침투가 발생되면 원활한 지하수 공급이 제한되고 해수에 연안 대수층이 장기간 노출되어 그 지역의 생물종 및 지질매체의 화학적 조성이 변하게 된다. 연간 1∼5 m의 느린 속도로 이동하는 지하 수의 특성상 이러한 피해는 쉽게 눈에 띄지 않고 서서히 진행되며 정화 및 오염방지에도 상당한 어려움이 뒤따른다.
해수침투의 확산에 대한 대비방안은? 연간 1∼5 m의 느린 속도로 이동하는 지하 수의 특성상 이러한 피해는 쉽게 눈에 띄지 않고 서서히 진행되며 정화 및 오염방지에도 상당한 어려움이 뒤따른다.1) 따라서 지하수의 의존도가 높은 연안 및 도서지역의 철저한 수질 모니터링이 요구되며, 이미 오염된 지역에는 각 대수층별 수리 지질학적 조건에 알맞은 해수침투 방지 대책을 적용하여야 한다.
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참고문헌 (20)

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