선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이후 보다 많은 자료를 활용하게 되는 경우 관측 횟수의 일정비율을 적용하는 연구가 수행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 가장 엄격한 기준을 적용하여 초과횟수가 1이상이면 오염을 지시하는 것으로 하였다.
- 지하수수질분석 중 평균농도분석과 경향성분석에서 각각 농도 평균값과 농도기울기 추정값에 대한 95% 신뢰도에 해당하는 신뢰구간을 이용하였다. 본 연구에서는 분석 방법의 신뢰구간이 오염등급분류에 미치는 영향을 살펴보기 위해 민감도분석을 수행하였다. 각 분석방법의 신뢰도를 70%에서 99%까지 증가시키며 평균오염지수의 변화를 관찰하였다(Fig.
- 본 연구에서는 환경부에서 운영하는 지하수수질측정망의 농도변화자료를 통계적으로 분석하여 오염도와 경향성을 파악하고 오염지수와 등급을 정량적으로 평가하고자 하였다. 이를 위하여 지하수수질측정망의 각 지점별 자료에 대해 수질기준 초과횟수 조사, 평균농도분석 및 경향성분석을 수행하고 분석결과를 이용하여 지하수수질등급을 평가하는 방법을 제시하였다.
제안 방법
- (a)는 경상북도 청도군 금천면 갈지리 797번지 지점의 질산성질소에 대한 자료로 수질 기준 초과횟수 조사, 평균농도분석, 경향성분석 결과 모두 오염을 지시하여 오염지수 3인 ‘오염심각’ 등급으로 분류 하였다.
- (b)는 경기도 안성시 대덕면 소현리 420번지 지점의 TCE에 대한 자료로 오염지시인자 중 수질기준 초과횟수 조사에서만 오염을 지시하여 오염지수 1인 ‘오염가능’ 등급으로 분류하였다.
- 각 오염지시인자 오염을 판단하는 횟수를 오염지수로 정의하고 오염지수에 따라 지하수수질등급을 ‘안전’, ‘오염가능’, ‘오염’, ‘오염심각’의 네 가지로 분류하였다(Table 2).
- 각 지점별 측정 농도값 중 해당 항목의 수질기준을 초과한 횟수를 조사하고 지정된 횟수를 넘을 경우 오염을 지시하도록 하였다. 관측횟수가 일정하지 않은 경우 오염 지시 초과횟수를 관측횟수의 일정 비율로 결정하는 것이 타당할 수 있다.
- 각 항목에 대한 분석 기준은 먹는 물 수질기준을 적용하였고(Table 1), 수질 기준이 없는 전기전도도의 경우 일반수 범위를 고려하여 500 µS/cm으로 설정하였다(한정상, 1998).
- 이를 위하여 지하수수질측정망의 각 지점별 자료에 대해 수질기준 초과횟수 조사, 평균농도분석 및 경향성분석을 수행하고 분석결과를 이용하여 지하수수질등급을 평가하는 방법을 제시하였다. 또한 이를 바탕으로 항목, 지역, 용도, 음용별 지하수 오염도를 평가하였다.
- 본 연구는 통계적 분석방법을 이용하여 지하수 오염도를 정량화하는 방법을 제시하고 이를 지하수수질측정망 자료에 적용하였다. 이를 통하여 얻게 된 결과에 대한 고찰과 결론은 다음과 같다.
- 수질기준 초과횟수 조사만으로는 조사 기간 동안의 농도 분포가 오염 가능성을 가지는지를 판단할 수 없다. 본 연구에서는 각 지점별 측정 농도의 평균과 표준오차를 계산하여 평균 농도의 95% 신뢰구간을 결정하고(식 (1)) 수질기준과 신뢰구간을 비교하여 오염을 지시하는 것으로 판단하였다. 즉, 평균 농도 신뢰구간이 상한선이 수질기준보다 높은 경우를 오염을 지시하는 것으로 판단하였고, 수질기준이 구간으로 존재하는 pH의 경우는 그 반대의 경우도 고려하였다.
- 본 연구에서는 수질기준 초과횟수 조사, 평균농도분석, 경향성분석의 세 가지 방법을 오염지시인자들로 설정하였다. 각 오염지시인자 오염을 판단하는 횟수를 오염지수로 정의하고 오염지수에 따라 지하수수질등급을 ‘안전’, ‘오염가능’, ‘오염’, ‘오염심각’의 네 가지로 분류하였다(Table 2).
- 본 연구에서는 지하수수질측정망의 항목별 오염도를 정량화하기위하여 다음의 세 가지 분석방법을 수행하고 각 분석방법을 오염지시인자로 설정하였다.
- 경향성분석 결과 전기전도도에 대한 오염 지시율이 가장 높았고 질산성질소, 염소이온, 수소이온농도가 약 10% 내외의 오염 지시율을 보여주었다. 이러한 수질분석결과를 이용하여 6개 항목에 대한 2006개 지점의 오염등급을 결정하였다. Fig.
- 본 연구에서는 환경부에서 운영하는 지하수수질측정망의 농도변화자료를 통계적으로 분석하여 오염도와 경향성을 파악하고 오염지수와 등급을 정량적으로 평가하고자 하였다. 이를 위하여 지하수수질측정망의 각 지점별 자료에 대해 수질기준 초과횟수 조사, 평균농도분석 및 경향성분석을 수행하고 분석결과를 이용하여 지하수수질등급을 평가하는 방법을 제시하였다. 또한 이를 바탕으로 항목, 지역, 용도, 음용별 지하수 오염도를 평가하였다.
- 지하수를 음용수로 이용할 경우 지하수 오염이 보다 큰 위해를 줄 수 있기 때문에 각 항목에 대한 오염 취약성을 조사할 필요가 있다. 이에 수질분석 결과 중 먹는물 용도로 이용되는 경우의 자료만을 분리하여 오염지수가 1이상인 지점들 수를 조사하였다(Fig. 6). 조사 결과 음용수로 이용되는 지점은 총 723개 지점이었고 질산성질소와 일반세균에 대해 오염지수가 1이상인 지역이 각각 224개 지점과 118개 지점으로 높게 나타났다.
- 지하수 사용 용도별 오염정도를 파악하기위해 각 항목에 대한 생활, 농업, 공업용별로 평균오염지수를 조사하였다(Fig. 5). 질산성질소의 경우 농업용으로 이용되는 지점에서의 평균오염지수가 0.
- 지하수수질분석 중 평균농도분석과 경향성분석에서 각각 농도 평균값과 농도기울기 추정값에 대한 95% 신뢰도에 해당하는 신뢰구간을 이용하였다. 본 연구에서는 분석 방법의 신뢰구간이 오염등급분류에 미치는 영향을 살펴보기 위해 민감도분석을 수행하였다.
대상 데이터
- 각 항목에 대해 2001년부터 2008년까지의 최대 16회의 수질측정 자료를 분석 하였다. 2004년부터 측정이 시작된 일반세균의 경우 10회의 수질측정 자료를 분석하였다. 측정 지점은 오염우려지역과 일반지역에 대한 2021지점 중 관측 주소지가 자주 변경되어 분석이 어렵다고 판단된 15개 지점을 제외한 2006개 지점을 고려하였다.
- 각 항목에 대한 분석 기준은 먹는 물 수질기준을 적용하였고(Table 1), 수질 기준이 없는 전기전도도의 경우 일반수 범위를 고려하여 500 µS/cm으로 설정하였다(한정상, 1998). 각 항목에 대해 2001년부터 2008년까지의 최대 16회의 수질측정 자료를 분석 하였다. 2004년부터 측정이 시작된 일반세균의 경우 10회의 수질측정 자료를 분석하였다.
- 본 연구에서는 환경부의 2007년도와 2008년도 지하수 수질측정망 운영결과 보고서 기준으로 다른 항목들에 비해 수질기준 초과 빈도가 높은 일반세균(BT), 질산성질소 (NO3-N), 염소이온(Cl− ), 수소이온농도(pH), 트리클로로에틸렌(TCE)을 분석 대상으로 하였다. 또한 전기전도도(EC) 의 경우 오염우려지역에서만 측정되고 수질기준이 없어 수질기준 초과 항목에 없지만 전반적인 이온농도의 지시 인자로서 유용하고 높은 값이 관측되는 지점이 많은 것으로 조사되어 분석 대상에 포함시켰다. 각 항목에 대한 분석 기준은 먹는 물 수질기준을 적용하였고(Table 1), 수질 기준이 없는 전기전도도의 경우 일반수 범위를 고려하여 500 µS/cm으로 설정하였다(한정상, 1998).
- 본 연구에서는 환경부의 2007년도와 2008년도 지하수 수질측정망 운영결과 보고서 기준으로 다른 항목들에 비해 수질기준 초과 빈도가 높은 일반세균(BT), 질산성질소 (NO3-N), 염소이온(Cl− ), 수소이온농도(pH), 트리클로로에틸렌(TCE)을 분석 대상으로 하였다.
- 2004년부터 측정이 시작된 일반세균의 경우 10회의 수질측정 자료를 분석하였다. 측정 지점은 오염우려지역과 일반지역에 대한 2021지점 중 관측 주소지가 자주 변경되어 분석이 어렵다고 판단된 15개 지점을 제외한 2006개 지점을 고려하였다.
- 오염우려지역에서는 대장균수 대신 전기전도도를 측정한다. 특정유해물질은 카드뮴, 비소, 시안, 수은, 유기인, 페놀, 납, 6가크롬, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 1.1.1-트리클로로에틸렌, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌이다. 측정 결과는 토양지하수정보시스템 (sgis.
데이터처리
- 전체 지점에 대한 수질분석 결과를 바탕으로 항목, 지역, 용도, 음용여부별 평균오염지수를 비교·분석하였다.
이론/모형
- 해당 지역의 오염도를 판단하는데 있어 농도의 크기에 대한 분석 뿐 아니라 시간에 따른 농도의 경향성을 조사 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 농도의 경향성분석을 위해 Sen의 경향성 분석법(Trend test)을 적용하였다. Sen 의 경향성 분석법은 비모수적 분석 방법으로 실제 관측값을 그대로 적용하지 않고 구간 기울기 값들의 서열을 이용함으로써 이상값이나 결측값의 영향을 크게 받지 않는다.
성능/효과
- 1) 각 항목에 대한 분석 결과에서 오염우려지역에서만 측정되는 전기전도도를 제외하면 전반적으로 질산성질소와 일반세균에 대한 오염도가 큰 것으로 나타났다. 전기전도도의 경우 수질기준이 없어 임의의 기준을 설정하였는데 모든 분석방법에 대해 가장 큰 오염 지시율을 보여주었다.
- 2) 지역별로 전체 항목 평균오염지수를 비교한 결과 도시 중 서울, 인천, 광주와 행정구역 중 경기, 전라도가 상대적으로 오염도가 높았고 제주도의 평균오염지수가 가장 낮았다. 제주도는 측정지점 수가 40개 지점으로 가장 적었는데 이후 측정지점 수를 늘릴 필요가 있다고 판단된다.
- 4) 지하수를 음용수로 이용하는 경우의 오염지수별 관측지점 수에 대해 분석한 결과 질산성질소와 일반세균이 오염에 가장 취약한 것으로 조사되었다.
- 36으로 비교적 높았다. 각 도시 및 행정구역의 모든 항목에 대한 평균오염지수를 살펴보면 도시 중 서울, 인천, 광주와 행정구역 중 경기, 전라도가 상대적으로 높은 평균오염지수를 보여주는 것을 알 수 있다(Fig. 4(b)).
- 본 연구에서는 분석 방법의 신뢰구간이 오염등급분류에 미치는 영향을 살펴보기 위해 민감도분석을 수행하였다. 각 분석방법의 신뢰도를 70%에서 99%까지 증가시키며 평균오염지수의 변화를 관찰하였다(Fig. 7). 민감도분석 결과 평균농도분석에 비해 경향성분석에 대한 신뢰도가 평균오염지수 결정에 높은 민감도를 보이는 것으로 나타났다.
- 수질기준 초과횟수 조사와 평균농도분석 결과 질산성질소, 일반세균, 전기전도도에 대한 오염 지시율이 높은 것으로 나타났다. 경향성분석 결과 전기전도도에 대한 오염 지시율이 가장 높았고 질산성질소, 염소이온, 수소이온농도가 약 10% 내외의 오염 지시율을 보여주었다. 이러한 수질분석결과를 이용하여 6개 항목에 대한 2006개 지점의 오염등급을 결정하였다.
- 7). 민감도분석 결과 평균농도분석에 비해 경향성분석에 대한 신뢰도가 평균오염지수 결정에 높은 민감도를 보이는 것으로 나타났다. 특히 수소이온농도와 전기전도도의 경우 높은 민감도를 보여준다.
- Table 4에서는 각 분석방법의 오염 지시율, 즉 전체분석 지점 중 오염을 판단한 지점의 비율을 항목별로 표시하였다. 수질기준 초과횟수 조사와 평균농도분석 결과 질산성질소, 일반세균, 전기전도도에 대한 오염 지시율이 높은 것으로 나타났다. 경향성분석 결과 전기전도도에 대한 오염 지시율이 가장 높았고 질산성질소, 염소이온, 수소이온농도가 약 10% 내외의 오염 지시율을 보여주었다.
- 2와 3은 각각 오염우려지역과 일반지역에 대한 (a)도시별, (b)행정구역별 오염등급 분포를 보여준다. 오염등급 분석 결과 전반적으로 오염우려지역이 일반지역보다 높은 오염도를 나타내고 있고 도시와 행정구역 간의 뚜렷한 차이는 보이지 않았다.
- 조사 결과 음용수로 이용되는 지점은 총 723개 지점이었고 질산성질소와 일반세균에 대해 오염지수가 1이상인 지역이 각각 224개 지점과 118개 지점으로 높게 나타났다. 오염우려지역에 대해서만 측정된 전기전도도의 경우 음용수로 이용하고 있는 186지점들 중 90 지점에서 오염지수가 1이상으로 나타났다. 특히 일반세균의 경우 ‘오염인정’에 해당하는 오염지수가 2인 지점이 63개 지점이나 되어 오염에 취약함을 나타냈다.
- 4(a)는 전체자료에 대한 항목별 평균오염지수를 보여준다. 오염우려지역의 전기전도도의 평균오염지수가 1.00으로 가장 높았고 질산성질소와 일반세균이 각각 0.59와 0.36으로 비교적 높았다. 각 도시 및 행정구역의 모든 항목에 대한 평균오염지수를 살펴보면 도시 중 서울, 인천, 광주와 행정구역 중 경기, 전라도가 상대적으로 높은 평균오염지수를 보여주는 것을 알 수 있다(Fig.
- 1) 각 항목에 대한 분석 결과에서 오염우려지역에서만 측정되는 전기전도도를 제외하면 전반적으로 질산성질소와 일반세균에 대한 오염도가 큰 것으로 나타났다. 전기전도도의 경우 수질기준이 없어 임의의 기준을 설정하였는데 모든 분석방법에 대해 가장 큰 오염 지시율을 보여주었다. 전기전도도는 지하수의 전체적인 이온농도의 정도를 효과적으로 알 수 있는 지표로 활용가능하고 현재 오염우려지역에서 높은 오염도를 보여주고 있으므로 일반 지역까지 측정범위를 넓히는 것이 필요하다고 판단된다.
- 35로 지하수오염과 용도와의 상관관계가 높은 것을 지시하였다. 전기전도도의 경우 전체적으로 0.90 이상의 높은 평균오염지수를 보여주었고 공업용으로 이용되는 지점의 경우 1.36으로 가장 높았다. 염소이온, 수소이온농도, 일반세균수의경우 용도별로 뚜렷한 차이를 보여주지는 않았다.
- 6). 조사 결과 음용수로 이용되는 지점은 총 723개 지점이었고 질산성질소와 일반세균에 대해 오염지수가 1이상인 지역이 각각 224개 지점과 118개 지점으로 높게 나타났다. 오염우려지역에 대해서만 측정된 전기전도도의 경우 음용수로 이용하고 있는 186지점들 중 90 지점에서 오염지수가 1이상으로 나타났다.
- 본 연구에서는 각 지점별 측정 농도의 평균과 표준오차를 계산하여 평균 농도의 95% 신뢰구간을 결정하고(식 (1)) 수질기준과 신뢰구간을 비교하여 오염을 지시하는 것으로 판단하였다. 즉, 평균 농도 신뢰구간이 상한선이 수질기준보다 높은 경우를 오염을 지시하는 것으로 판단하였고, 수질기준이 구간으로 존재하는 pH의 경우는 그 반대의 경우도 고려하였다.
- 5). 질산성질소의 경우 농업용으로 이용되는 지점에서의 평균오염지수가 0.84로 상대적으로 높았고 TCE의경우 전체적인 평균오염지수는 0.07로 높지 않았지만 공업용으로 이용되는 경우의 평균오염지수는 0.35로 지하수오염과 용도와의 상관관계가 높은 것을 지시하였다. 전기전도도의 경우 전체적으로 0.
후속연구
- 3) 지하수 용도별 평균오염지수를 조사한 결과 질산성질소와 TCE가 각각 농업용과 공업용으로 사용되는 경우 높은 오염지수를 나타내고 있어 이후 지하수 수질을 효과적으로 관리하는데 토지이용도와의 연계된 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 본 연구에서 제시한 연구방법과 결과들이 지하수수질측정망을 효과적으로 관리하고 오염도를 정량적으로 파악하는데 도움이 될 것으로 기대한다.
- 전기전도도는 지하수의 전체적인 이온농도의 정도를 효과적으로 알 수 있는 지표로 활용가능하고 현재 오염우려지역에서 높은 오염도를 보여주고 있으므로 일반 지역까지 측정범위를 넓히는 것이 필요하다고 판단된다. 염소이온과 수소이온농도의 경우 전체적인 오염도는 크지 않지만 경향성 분석 결과 10% 내외의 오염 지시율을 보여 이후 지속적인 관찰이 필요하다.
- , 2010) 등 국내·외에서 가장 많은 연구가 진행되었다. 이러한 방법은 최근 빠르게 전산화되고 있는 수리지질학적 요소의 데이터베이스를 이용하여 광역적 오염가능성을 제시할 수 있고 계산 과정이 단순하다는 장점이 있으나 실제 농도 관측값을 활용하지 않아 그 효율성을 검증하기 어렵고 가중값 결정과 관련된 주관적 요소가 많아 불확실성이 크다는 제한점이 있다. 농도 관측 자료를 이용하여 오염지수를 산정하는 방법으로는 농도값을 구간에 따라 분류하여 지수화 하거나 (Pusatli et al.
- 따라서 적절한 비율을 결정하여 적용하는데 제한점이 있다. 이후 보다 많은 자료를 활용하게 되는 경우 관측 횟수의 일정비율을 적용하는 연구가 수행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 가장 엄격한 기준을 적용하여 초과횟수가 1이상이면 오염을 지시하는 것으로 하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.