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문제 정의
- 본 연구에서는 시화호로 유입되는 다양한 비점오염원 중 도심 유역을 흐르는 안산천 및 화정천과 반월산단 토구에 대한 강우유출수 중 총부유물질, COD, 영양염류, 총인, 총질소 등의 유출특성 및 총유출부하량을 조사하였으며 최적관리기법(BMPs; best management practices)을 적용하여 비점오염 모델의 구축에 기초 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 도심유역을 흐르는 안산천 및 화정천 강우유출수 조사항목간의 상관관계를 분석하였다(Table 2). 총부유물질은 t-COD와 통계학적으로 유의한 양(+)의 상관성(r=0.
- 강우시 지표면을 따라 흐르는 강우유출수는 강우량 및 해당유역과 연관이 있는 것으로 나타났다. 따라서 각 토구당 유역면적 및 비점오염물질 총유출량의 관계를 이용하여 4토구를 통한 비점오염물질의 유출량을 간접적으로 계산하였다(Table 4). 반월산단 토구를 통한 비점오염물질의 총유출량은 총인, 총질소, 총부유물질 및 t-COD가 각각 922 kg, 13,519 kg, 187,536 kg 및 17,118 kg으로 나타났다.
- 도심유역을 흐르는 안산천 및 화정천의 경우, 하천지형이 불규칙적으로 변화하며 수위 측정이 어렵기 때문에 본 연구에서는 수위를 통한 정확한 유량 산정은 이루어지지 않았다. 반월산단 토구의 경우, 유량을 직접적으로 연속 측정하는 것은 어렵기 때문에 시료 채취 시간에 측정된 반월산단 토구의 수위를 이용하여 수위-유량관계에 의해 유량을 계산한 뒤 각 조사시간에 따른 비점오염물질의 총유출량을 적분하여 2010년 7월 16~17일(약 30시간) 조사기간 동안 각 토구별 수질항목에 대한 총유출량을 계산하였다(Table 4). 각 토구당 소유역별 면적은 1토구 0.
- 연구지역인 시화호는 경기도 안산시, 시흥시 및 화성시에 둘러싸여 있으며 1994년 방조제 완공에 따른 인공적으로 형성된 호수이다. 시화호로 유입되는 다양한 하천 중 비점오염 시범 소유역으로 지정된 도심지역을 흐르는 안산천 및 화정천과 강우시 반월산단 유역 내 우수관거를 통하여 유출되는 반월산단 토구를 통한 강우유출수를 조사하였다(Fig. 1). 안산천은 강우량이 3 mm 이상시 자동채수 장치가 작동하도록 설치하여 2010년 5월, 7월, 8월 총 4회에 걸쳐 강우초기 6시간까지는 30분 간격, 이후로는 1시간 간격으로 시료를 채수하였다.
- 채수된 강우유출수는 총부유물질(TSS; total suspended solids), 화학적산소요구량(COD; chemical oxygen demand), 용존영양염(nitrate, nitrite, ammonia, phosphate, silicate), 총질소(TN; total nitrogen) 및 총인(TP; total phosphorus)등의 항목에 대하여 분석을 실시하였다. 용존영양염류는 GF/F 막여과지로 여과한 시료를 Segmented Flow Analyzer(O.I. Analytical)로 측정하였으며, 총질소 및 총인은 여과되지 않은 시료를 과황산칼륨 용액으로 산화시킨 다음 Flow Injection Analyzer(Lachat Quickchem AE flow injection system)로 분석하였다(Valerama, 1980). 화학적산소요구량(COD)은 해양환경 공정시험방법에 따라 분석하였으며(해양수산부, 1998), 여과를 하지 않는 total COD(t-COD)와 47 mm GF/F로 여과한 dissolved COD(d-COD)로 구분하여 분석을 실시하였다.
- 채수된 강우유출수는 총부유물질(TSS; total suspended solids), 화학적산소요구량(COD; chemical oxygen demand), 용존영양염(nitrate, nitrite, ammonia, phosphate, silicate), 총질소(TN; total nitrogen) 및 총인(TP; total phosphorus)등의 항목에 대하여 분석을 실시하였다. 용존영양염류는 GF/F 막여과지로 여과한 시료를 Segmented Flow Analyzer(O.
대상 데이터
- 화정천은 강우시 현장에서 PVC막대에 시료병을 매달아 안산천과 유사하게 2010년 7월과 8월 총 3회에 걸쳐 시료를 채수하였다. 반월산단 토구는 총 7개의 토구 중 한국수자원공사에서 모니터링을 실시하고 있는 4토구를 제외한 6개 토구에서 강우시인 2010년 7월 16~17일 약 30시간 30분에 걸쳐 PVC막대에 시료병을 매달아서 강우량에 따라서 15분 혹은 30분 간격으로 시료를 채수하였다. 하천 및 토구를 통한 강우유출수의 총부하량은 유량관측을 실시하여 수위-유량관계식(수위-유량곡선)을 사용하고 통계프로그램을 이용해 회귀분석으로 관계식을 구한 뒤 각 시료 채수 시 관측한 수위를 유량을 산출한 뒤 각 수질 항목에 대한 농도를 이용하여 반월산단 토구를 통한 비점오염물질의 총유출량을 계산하였다(국토해양부, 2010).
- 1). 안산천은 강우량이 3 mm 이상시 자동채수 장치가 작동하도록 설치하여 2010년 5월, 7월, 8월 총 4회에 걸쳐 강우초기 6시간까지는 30분 간격, 이후로는 1시간 간격으로 시료를 채수하였다. 화정천은 강우시 현장에서 PVC막대에 시료병을 매달아 안산천과 유사하게 2010년 7월과 8월 총 3회에 걸쳐 시료를 채수하였다.
- 연구지역인 시화호는 경기도 안산시, 시흥시 및 화성시에 둘러싸여 있으며 1994년 방조제 완공에 따른 인공적으로 형성된 호수이다. 시화호로 유입되는 다양한 하천 중 비점오염 시범 소유역으로 지정된 도심지역을 흐르는 안산천 및 화정천과 강우시 반월산단 유역 내 우수관거를 통하여 유출되는 반월산단 토구를 통한 강우유출수를 조사하였다(Fig.
- 안산천은 강우량이 3 mm 이상시 자동채수 장치가 작동하도록 설치하여 2010년 5월, 7월, 8월 총 4회에 걸쳐 강우초기 6시간까지는 30분 간격, 이후로는 1시간 간격으로 시료를 채수하였다. 화정천은 강우시 현장에서 PVC막대에 시료병을 매달아 안산천과 유사하게 2010년 7월과 8월 총 3회에 걸쳐 시료를 채수하였다. 반월산단 토구는 총 7개의 토구 중 한국수자원공사에서 모니터링을 실시하고 있는 4토구를 제외한 6개 토구에서 강우시인 2010년 7월 16~17일 약 30시간 30분에 걸쳐 PVC막대에 시료병을 매달아서 강우량에 따라서 15분 혹은 30분 간격으로 시료를 채수하였다.
데이터처리
- 반월산단 토구는 총 7개의 토구 중 한국수자원공사에서 모니터링을 실시하고 있는 4토구를 제외한 6개 토구에서 강우시인 2010년 7월 16~17일 약 30시간 30분에 걸쳐 PVC막대에 시료병을 매달아서 강우량에 따라서 15분 혹은 30분 간격으로 시료를 채수하였다. 하천 및 토구를 통한 강우유출수의 총부하량은 유량관측을 실시하여 수위-유량관계식(수위-유량곡선)을 사용하고 통계프로그램을 이용해 회귀분석으로 관계식을 구한 뒤 각 시료 채수 시 관측한 수위를 유량을 산출한 뒤 각 수질 항목에 대한 농도를 이용하여 반월산단 토구를 통한 비점오염물질의 총유출량을 계산하였다(국토해양부, 2010).
이론/모형
- Analytical)로 측정하였으며, 총질소 및 총인은 여과되지 않은 시료를 과황산칼륨 용액으로 산화시킨 다음 Flow Injection Analyzer(Lachat Quickchem AE flow injection system)로 분석하였다(Valerama, 1980). 화학적산소요구량(COD)은 해양환경 공정시험방법에 따라 분석하였으며(해양수산부, 1998), 여과를 하지 않는 total COD(t-COD)와 47 mm GF/F로 여과한 dissolved COD(d-COD)로 구분하여 분석을 실시하였다.
성능/효과
- 2009년 조사에서도 6개의 토구 중 3토구에서의 총인과 총질소의 농도가 가장 높은 것으로 보고된 바 있다(윤 등, 2010). 1토구와 2토구에서는 총무기질소 중 암모니아염이 각각 40%와 43%로 암모니아염과 질산염이 유사한 농도로 유출되고 있었으나 3토구에서는 용존무기질소 중 암모니아염이 차지하는 평균비율은 약 75%로 높아 3토구를 통해 다량의 암모니아염이 유출되고 있음을 알 수 있었다.
- 4 kg, 총부유물질 2,726 kg 및 tCOD 234 kg이 유출되는 것으로 나타났다. 3토구를 통한 비점오염물질의 유출량은 총인 366 kg, 총질소 5,081 kg, 총부유물질 66,248 kg 및 t-COD 5,315 kg으로 조사를 실시한 6개의 토구 중 유출량이 가장 높은 것으로 나타났다. 4토구를 제외한 전체 토구를 통한 비점오염물질의 유출량 중 3토구가 차지하는 비율은 총인 61%, 총질소 57%, 총부유물질 54% 및 t-COD 44%로 나타났다.
- 5%로 다른 토구에 비해 낮았으나 총질소 중 용존무기질소가 차지하는 비율은 평균 60%으로 다른 토구에 비해 높았다. 3토구와 마찬가지로 총무기질소 중 암모니아염이 차지하는 비율은 평균 75%였으며 강우초기에는 이 비율이 93%로 높았다. 6토구의 경우 총부유물질의 농도범위 및 평균농도는 8~223 mg/L와 64.
- 3토구를 통한 비점오염물질의 유출량은 총인 366 kg, 총질소 5,081 kg, 총부유물질 66,248 kg 및 t-COD 5,315 kg으로 조사를 실시한 6개의 토구 중 유출량이 가장 높은 것으로 나타났다. 4토구를 제외한 전체 토구를 통한 비점오염물질의 유출량 중 3토구가 차지하는 비율은 총인 61%, 총질소 57%, 총부유물질 54% 및 t-COD 44%로 나타났다. 총인의 경우 3토구에서 유출량이 가장 높았으며 3토구>7토구>2토구>5토구>6토구>1토구의 순이었고 총질소, 총부유물질 및 tCOD의 총유출량 역시 유사하였다.
- 5토구에서의 t-COD는 9.9~47.7 mg/L(평균 32.7 mg/L)로 총 6개의 토구 중 가장 높은 평균농도를 보였으며 강우 시작 후 약 6시간 동안 40 mg/L 내외의 높은 농도를 유지하다가 이후 감소하는 경향을 보이고 있었다(Fig. 4). 2009년 조사결과에서도 5토구에서 가장 높은 t-COD의 평균농도를 보였으며 조사시기는 다르지만 2009년 평균 2.
- 4 mg/L에 비해 약 4배 높은 평균 농도를 보였다. t-COD는 2.0~24.5 mg/L(평균 7.5 mg/L)으로 나타났으며 강우시작 전 20.6 mg/L에서 강우시작 후 12.1 mg/L으로 감소하였고 강우 시작 1시간 후 최대농도인 24.5 mg/L를 보인뒤 감소하다가 강우사상에 따라 일시적으로 증가하는 경향을 보였다(Fig. 4 and Table 1). 총인은 강우 시작과 동시에 0.
- 두 지역 모두 t-COD는 용존무기인과는 양호한 상관성을 보여 도시하수에 포함되어 유출되는 합성세제가 영향을 미치고 있음을 시사하고 있다. t-COD와 d-COD간의 상관성은 안산천, 화정천 및 반월산단토구에서 좋은 양의 상관성을 보였으며 기울기가 0.506으로 평균적으로 t-COD의 절반정도가 d-COD인 것을 알 수 있었다(Fig. 5). 총인과 총질소의 상관관계는 화정천에서는 통계학적으로 유의한 상관성을 보였으나(r=0.
- 8 mg/L로 6개 토구 중 가장 낮은 평균농도를 나타냈다. t-COD의 농도범위는 3.6~47.8 mg/L(평균 14.3 mg/L)으로 나타났으며 강우 초기보다는 강우 시작 후 일시적으로 농도가 높아지는 것으로 나타났다. 총인과 총질소의 농도범위는 각각 0.
- 본 연구에서는 조사를 실시하지 않았으나 4토구는 비점오염물질의 총유출량이 가장 많았던 3토구와 유사한 면적을 가지며 반월산단 전체 유역 중 약 28%를 차지하고 있다. 각 토구당 유역면적과 비점오염물질(총부유물질, t-COD, 총인 및 총질소)의 총유출량은 좋은 양 (+)의 상관성을 나타내고 있다(Fig. 6). 강우시 지표면을 따라 흐르는 강우유출수는 강우량 및 해당유역과 연관이 있는 것으로 나타났다.
- 01)와 통계적으로 유의한 상관관계를 나타냈다. 도심하천에서는 t-COD가 용존무기질소와 상관성이 없었으나 공업지역인 반월산단 토구에서는 t-COD는 용존무기질소와 양호한 상관성을 보였다. 두 지역 모두 t-COD는 용존무기인과는 양호한 상관성을 보여 도시하수에 포함되어 유출되는 합성세제가 영향을 미치고 있음을 시사하고 있다.
- 따라서 각 토구당 유역면적 및 비점오염물질 총유출량의 관계를 이용하여 4토구를 통한 비점오염물질의 유출량을 간접적으로 계산하였다(Table 4). 반월산단 토구를 통한 비점오염물질의 총유출량은 총인, 총질소, 총부유물질 및 t-COD가 각각 922 kg, 13,519 kg, 187,536 kg 및 17,118 kg으로 나타났다. 비점오염원은 강우량에 비례하여 유출되기 때문에 몬순기후의 특성을 지니고 있는 우리나라는 계절적으로 비점오염원의 유출이 크게 변동되며 하계에 집중되고 있다.
- 반월산단 토구에서의 각 측정항목간 상관성은 분석한 결과(Table 3), 총부유물질은 t-COD(r=0.26, p<0.05) 및 총인(r=0.17, p<0.05)의 양호한 상관성을 보였으나 용존영양염과는 상관성이 없는 것으로 나타났다.
- 본 연구에서 안산천, 화정천 및 반월산단 토구를 통한 강우유출수 내 비점오염물질의 유출특성을 조사한 결과 강우사상, 조사시기 및 비점오염물질의 종류에 따라 차이는 있으나 강우시작 후 일시적으로 증가하였다가 감소하는 경향을 나타냈다. 비점오염물질의 농도 및 유출되는 총부하량은 토지이용 및 유역면적에 따라 다르게 나타나며 산업단지인 반월공단 토구를 통한 비점오염물질의 유출이 심각한 것을 알 수 있었다.
- 3토구와 4토구가 가장 많은 면적을 차지하고 있었으며 1토구가 가장 적은 유역면적을 차지하고 있었다. 본 조사에서 각 토구별 평균유량은 1토구 31.9 ton/min, 2토구 72.4 ton/min, 3토구 303 ton/min, 5토구 51.9 ton/min, 6토구 6.6 ton/min 및 7토구 106 ton/min으로 토구의 소유역 면적과 양의 상관성(R2=0.946)을 보여 유량이 토구 면적에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다(Table 1). 시간별 유량의 변화는 강우 초기보다는 강우 중반에 유량이 크게 증가하여 시간당 강우량에 따라 조절되고 있음을 알 수 있었다(Fig.
- 본 연구에서 안산천, 화정천 및 반월산단 토구를 통한 강우유출수 내 비점오염물질의 유출특성을 조사한 결과 강우사상, 조사시기 및 비점오염물질의 종류에 따라 차이는 있으나 강우시작 후 일시적으로 증가하였다가 감소하는 경향을 나타냈다. 비점오염물질의 농도 및 유출되는 총부하량은 토지이용 및 유역면적에 따라 다르게 나타나며 산업단지인 반월공단 토구를 통한 비점오염물질의 유출이 심각한 것을 알 수 있었다. 비 강우시에도 유출량은 적으나 시화호 주변 하천을 통한 비점오염물질이 지속적으로 시화호로 유출되고 있으며 총인, 총질소 및 화학적산소요구량 이외에도 하천 및 토구를 통하여 중금속 및 유기오염물질 등의 다양한 비점오염물질이 시화호로 유출되는 것을 고려할 때 강우시 뿐만 아니라 비 강우시 비점오염물질을 삭감 및 처리할 수 있는 종합적인 대책이 마련되어야 할 것으로 사료된다.
- 9 mg/L)으로 1토구에 비해 평균적으로 약 2배 높은 값을 보였다. 시간별 변화특성은 강우초기에 높고 이후 감소하는 경향을 보였으나 강우 시작 4시간 이후 증가한 다음 다시 감소하는 경향을 보였다. 총인은 0.
- 946)을 보여 유량이 토구 면적에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다(Table 1). 시간별 유량의 변화는 강우 초기보다는 강우 중반에 유량이 크게 증가하여 시간당 강우량에 따라 조절되고 있음을 알 수 있었다(Fig. 4). 반월산단 유역의 집수구역별 토지이용현황은 상대적으로 유역면적이 작은 5토구와 6토구는 각각 91.
- 용존무기인은 용존규산염(r=0.87, p<0.01) 및 용존무기질소(r=0.43, p<0.01)의 양(+)의 좋은 상관성을 보이는 것으로 나타나 용존영양염이 강우유출수를 통하여 유출되고 있음을 보여주고 있다.
- 용존무기인의 유출량은 193 kg으로 총인의 32%를 차지하고 있었다. 용존무기질소의 유출량은 3,790 kg으로 총질소의 43%를 차지하고 있었으며, 조사지역에 따라 차이는 있으나 용존무기질소 내 암모니아염이 차지하는 비율이 약 67%(2,550 kg)으로 질산염(1,120 kg)에 비해 2배 이상 높은 유출량을 보이고 있었다. 2009년의 조사결과 역시 전체토구 중 가장 유역면적이 큰 3토구를 통한 유출량이 가장 컸으며 총인 51.
- 토구를 통한 부유물질의 다량 유출로 인하여 토구 인근지역에서의 퇴적률이 높은 것으로 나타났으며 전체 부하량은 심각한 수준으로 사료된다. 전체 시화호 유역 중 반월산단 토구 유역이 차지하는 비율은 3%에 불과하여 전체 유역내에서 차지하는 면적비율은 낮으나 산업단지의 특성상 비점오염물질의 부하량이 높은 주오염원 지역이기 때문에 시화호 전체 소유역 중 비점오염물질의 총 유출량이 차지하는 비율은 높은 것으로 판단된다.
- 5 mm로 상대적으로 적었으며 5시간 동안 조사를 실시한 결과 총부유물질과 t-COD의 농도가 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 조사시간동안 97 mm의 강우량을 보인 7월 16일 조사의 경우, 총 부유물질은 강우 초기 높고 이후 감소하였고 t-COD는 지속적으로 유사한 농도를 보이고 있는 것으로 나타났다. 8월 조사에서는 약 6시간 동안 조사가 이루어졌으며 총부유물질과 t-COD의 변화폭이 가장 작은 것을 알 수 있었다.
- 3kg, 총질소 520kg, 총부유물질 5,883kg, t-COD 1,386kg이었다(윤 등, 2010). 조사항목에 따라 차이는 있으나 2009년에 비해 2010년 조사에서 비점오염물질의 총유출량은 3.8~11배 증가한 것으로 나타났다. 2010년 조사의 경우 총강우량과 조사기간이 각각 167.
- 총 유역면적 및 토구의 폭이 가장 넓어 강우유출수의 총 유출량이 가장 큰 3토구의 경우, 총부유물질은 213~534 mg/L(평균 129 mg/L)으로 2토구에 비해 약간 낮았으며 강우 시작 후 점차적으로 감소하다가 약 2시간 후 최대농도인 534 mg/L를 보이고 이후 다시 감소하였다. t-COD의 농도범위와 평균농도는 각각 5.
- 총인 중 용존무기인이 차지하는 비율은 강우 초기 1시간은 약 10%로 낮아 증가한 총부유물질이 총인의 농도에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이후 점차적으로 증가하여 총인 중 약 50%가 용존무기인이 차지하고 있었다. 총 질소는 강우시작 1시간 후 증가한 뒤 약 4시간 정도 3.6~3.8 mg/L의 균일한 농도를 보이다가 이후 감소하는 경향을 보였다. 용존무기질소 역시 강우 초기에는 낮은 농도(0.
- 총부유물질과 t-COD간의 상관성은 1토구(r=-0.01), 2토구(r=0.45, p<0.05), 3토구(r=-0.31), 5토구(r=0.45, p<0.05), 6토구 (r=0.38, p<0.05), 7토구(r=0.64, p<0.01)으로 나타났으며 1토구와 3토구에서는 상관성이 없는 것으로 나타났다.
- 5 mg/L에 비해 약 2배 증가한 농도이다. 총부유물질과 t-COD의 시간별 변화특성은 강우 시작 후 증가하여 약 2시간 뒤 각각 47.9 mg/L와 657 mg/L으로 최대농도를 보였고 이후 다시 감소하는 경향을 보였다. 총인은 0.
- 01)으로 나타났으며 1토구와 3토구에서는 상관성이 없는 것으로 나타났다. 총부유물질과 총질소는 모든 토구에서 상관성이 없었으나 총부유물질과 총인은 3토구, 5토구 및 7토구에서 통계학적으로 유의한 양(+)의 상관성을 나타냈다. 도심유역을 흐르는 안산천 및 화정천과 마찬가지로 tCOD는 총인(r=0.
- 총부유물질은 t-COD와 통계학적으로 유의한 양(+)의 상관성(r=0.33, p<0.05)을 나타냈으며, 용존무기인(r=-0.28, p<0.05) 및 용존무기질소(r=-0.39, p<0.01)와는 음(-)의 양호한 상관성을 보였다.
- 총부유물질은 총질소와 통계학적으로 유의한 양(+)의 상관성(r=0.37, p<0.01)을 보였으나, 총질소와는 상관성이 없는 것으로 나타났다.
- 용존무기질소와 총질소의 경우 안산천에서는 강우 시작과 함께 증가하였다가 지속적으로 감소하는 변화를 보였으나 화정천에서는 강우 시작 13시간 이후 다시 증가하는 경향을 나타냈다. 총인 중 용존무기인이 차지하는 비율은 10.2~38.8%(평균 19.5%)이었으며 총질소 중 용존무기질소는 58.2~70.6%(평균 64.4%)로 같은 시기 안산천에 비해 총 무기인은 높았으나 무기질소의 함량은 낮은 것으로 나타났다.
- 56 mg/L의 농도를 보였으나 강우시작 5시간과 10시간 후 일시적으로 증가한 것을 제외하고는 강우시간 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 총인 중 용존무기인이 차지하는 비율은 강우 초기 1시간은 약 10%로 낮아 증가한 총부유물질이 총인의 농도에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이후 점차적으로 증가하여 총인 중 약 50%가 용존무기인이 차지하고 있었다. 총 질소는 강우시작 1시간 후 증가한 뒤 약 4시간 정도 3.
- 19 mg/L)이었으며 강우초기에는 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타냈으며 용존무기질소 역시 유사한 시간별 변화특성을 보였다. 총인 중 용존무기인이 차지하는 비율은 평균 44%였으며 총질소 중 용존 무기질소가 차지하는 평균비율은 39.5%였다.
- 6 mg/L)의 농도범위 및 평균농도를 보였다. 총인 중 용존무기인이 차지하는 평균비율은 23.5%로 다른 토구에 비해 낮았으나 총질소 중 용존무기질소가 차지하는 비율은 평균 60%으로 다른 토구에 비해 높았다. 3토구와 마찬가지로 총무기질소 중 암모니아염이 차지하는 비율은 평균 75%였으며 강우초기에는 이 비율이 93%로 높았다.
- 총인과 총질소의 상관관계는 화정천에서는 통계학적으로 유의한 상관성을 보였으나(r=0.41, p<0.05), 안산천 및 반월산단 토구에서는 상관성을 보이지 않았다(Fig. 5).
- 5배 농도가 높은 것을 알 수 있었다. 총인은 0.13~5.68 mg/L(평균 0.86 mg/L)의 농도범위를 나타냈으며 강우 시작 후 증가하여 2시간 경과 후 최대농도를 보였고 균일한 농도분포를 보였다. 총질소는 5.
- 4 and Table 1). 총인은 강우 시작과 동시에 0.88 mg/L에서 0.63 mg/L로 감소한 뒤 1시간 정도 유사한 농도를 유지하다가 급격히 감소하는 경향을 보였으며 평균농도는 0.25 mg/L로 나타났다. 1토구의 총인 농도는 안산천 및 화정천에 비해 낮은 평균농도를 보였다.
- 21 mg/L으로 약 3배 정도 증가하는 경향을 보였다. 총인은 강우 초기에 0.56 mg/L의 농도를 보였으나 강우시작 5시간과 10시간 후 일시적으로 증가한 것을 제외하고는 강우시간 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 총인 중 용존무기인이 차지하는 비율은 강우 초기 1시간은 약 10%로 낮아 증가한 총부유물질이 총인의 농도에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이후 점차적으로 증가하여 총인 중 약 50%가 용존무기인이 차지하고 있었다.
- 05 mg/L로 안산천의 1/4수준이었다. 총인의 시간별 변화는 t-COD의 농도가 급격히 증가한 강우 시작 2시간 30분 후 급격히 증가하여 1.66 mg/L의 최고 농도를 보였으며 이후 감소하였다. 용존무기질소는 초기에는 낮은 농도를 보였으나 강우 시작 후 증가하는 경향을 보였으며 총질소 역시 용존무기질소와 유사한 시간별 변화양상을 나타내고 있었다.
- 3%이었다. 총질소 중 약 60%가 용존무기질소였으며 용존무기질소 내 질산염이 차지하는 비율은 52.4%로 암모니아염의 44.7%에 비해 약간 높은 것으로 나타났다. 7토구에서의 총부유물질은 10.
- 19 mg/L)의 농도범위를 보였고 다른 토구에 비해 가장 높은 평균농도를 나타냈다. 총질소는 5.02~29.0 mg/L(평균 12.9 mg/L)의 농도범위를 나타냈으며 강우 시작 후 지속적으로 감소하였으나 강우유출수가 급격히 증가한 강우 시작 24시간후 다시 증가하고 있었다. 2009년 조사에서의 총부유물질, t-COD, 총인 및 총질소의 시간별 변화특성은 일반적으로 강우 초기에 높고 이후 지속적으로 감소하는 경향을 나타냈으나 2010년의 조사에서는 일부 토구 및 조사항목을 제외하고는 강우 초기보다는 강우 시작 후 비점오염물질의 농도가 급격히 증가하는 것으로 나타나 강우사상에 따라 영향을 받고 있음을 알 수 있었다.
- 03 mg/L)이었고 총인 중 용존무기인이 차지하는 평균 비율은 44%으로 1토구와 유사하였다. 총질소는 7.6~33.2 mg/L(평균 14.7 mg/L)이었으며 t-COD와 유사한 시간별 변화양상을 나타냈으며 평균농도가 6개 토구 중 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 총 질소 중 용존무기질소의 평균비율은 약 44%로 다른 토구와 유사한 수준이었다.
- 1토구의 총인 농도는 안산천 및 화정천에 비해 낮은 평균농도를 보였다. 총질소의 농도범위는 2.40~6.96 mg/L(평균 4.19 mg/L)이었으며 강우초기에는 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타냈으며 용존무기질소 역시 유사한 시간별 변화특성을 보였다. 총인 중 용존무기인이 차지하는 비율은 평균 44%였으며 총질소 중 용존 무기질소가 차지하는 평균비율은 39.
- 47 cm으로 나타났다(국토해양부, 2010). 토구를 통한 부유물질의 다량 유출로 인하여 토구 인근지역에서의 퇴적률이 높은 것으로 나타났으며 전체 부하량은 심각한 수준으로 사료된다. 전체 시화호 유역 중 반월산단 토구 유역이 차지하는 비율은 3%에 불과하여 전체 유역내에서 차지하는 면적비율은 낮으나 산업단지의 특성상 비점오염물질의 부하량이 높은 주오염원 지역이기 때문에 시화호 전체 소유역 중 비점오염물질의 총 유출량이 차지하는 비율은 높은 것으로 판단된다.
- 화정천의 경우 총 30시간 30분 동안 조사가 실시되었으며 총 부유물질은 강우 지속에 따라 감소하는 경향을 보였고 평균농도는 234 mg/L로 안산천(315 mg/L)에 비해 낮았다. t-COD는 3.
후속연구
- 특히 반월산단 토구는 비 강우시에는 전량 차집되어 안산 및 시화 하수처리장에서 처리되어 시화외해에 위치한 방류관거를 통하여 유출하고 있으나 강우시에는 차집되는 양보다 월류되는 양이 많아 별도의 처리없이 시화호로 직접 유출되고 있는 실정이다. 강우유출수의 관리가 비점오염원 관리의 가장 중요한 부분이므로 향후 시화호 연안오염총량제 시행을 통한 오염부하의 삭감을 위해서는 시화호로 유입되는 비점오염원에 대한 기초자료가 중요하다.
- 비점오염물질의 농도 및 유출되는 총부하량은 토지이용 및 유역면적에 따라 다르게 나타나며 산업단지인 반월공단 토구를 통한 비점오염물질의 유출이 심각한 것을 알 수 있었다. 비 강우시에도 유출량은 적으나 시화호 주변 하천을 통한 비점오염물질이 지속적으로 시화호로 유출되고 있으며 총인, 총질소 및 화학적산소요구량 이외에도 하천 및 토구를 통하여 중금속 및 유기오염물질 등의 다양한 비점오염물질이 시화호로 유출되는 것을 고려할 때 강우시 뿐만 아니라 비 강우시 비점오염물질을 삭감 및 처리할 수 있는 종합적인 대책이 마련되어야 할 것으로 사료된다. 시화호 주변 소유여의 비점오염원에 대한 지속적인 모니터링을 통해 시화호로 유입되는 비점오염물질의 총 부하량를 파악해야하며 아울러 비점오염물질 삭감을 위한 최적관리기법 및 효율적인 저감대책이 수립되어야 할 것이다.
- 비 강우시에도 유출량은 적으나 시화호 주변 하천을 통한 비점오염물질이 지속적으로 시화호로 유출되고 있으며 총인, 총질소 및 화학적산소요구량 이외에도 하천 및 토구를 통하여 중금속 및 유기오염물질 등의 다양한 비점오염물질이 시화호로 유출되는 것을 고려할 때 강우시 뿐만 아니라 비 강우시 비점오염물질을 삭감 및 처리할 수 있는 종합적인 대책이 마련되어야 할 것으로 사료된다. 시화호 주변 소유여의 비점오염원에 대한 지속적인 모니터링을 통해 시화호로 유입되는 비점오염물질의 총 부하량를 파악해야하며 아울러 비점오염물질 삭감을 위한 최적관리기법 및 효율적인 저감대책이 수립되어야 할 것이다.
- 시화호로 유출되는 전체 소유역의 광범위한 지역에 대한 장기적인 모니터링을 통한 기초자료의 획득은 비점오염물질의 총 유출량 산출을 가능하게 할 것이며 시화호 연안오염총량제 시행에 필요한 오염부하 유출량 파악 및 삭감량 평가에 유용한 도구로 활용될 것이다. 아울러 시화호 유역은 향후 MTV, 송산그린시트 등 다양한 개발이 예정되어 있으며 본 연구에서의 조사항목 이외에 중금속, 기름, 유기오염물질 등의 다양한 비점오염물질을 고려할때 시급한 저감대책이 필요하다.
- 시화호로 유출되는 전체 소유역의 광범위한 지역에 대한 장기적인 모니터링을 통한 기초자료의 획득은 비점오염물질의 총 유출량 산출을 가능하게 할 것이며 시화호 연안오염총량제 시행에 필요한 오염부하 유출량 파악 및 삭감량 평가에 유용한 도구로 활용될 것이다. 아울러 시화호 유역은 향후 MTV, 송산그린시트 등 다양한 개발이 예정되어 있으며 본 연구에서의 조사항목 이외에 중금속, 기름, 유기오염물질 등의 다양한 비점오염물질을 고려할때 시급한 저감대책이 필요하다.
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