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문제 정의
- 채수된 시료의 수질을 평가하기 위해 pH, SS, CODMn, BOD5, TN 및 TP를 수질오염공정시험법에 의하여 측정하였다. 4년간의 수질분석은 강우가 없는 날이며, 강우 종료 후의 수질을 비교하여 비점오염원의 유입에 따른 서호천의 수질 오염 변화를 조사하고자 하였다.
- 본 연구는 수원시의 장안구, 팔달구 및 권선구를 흐르는 도시하천인 서호천를 대상으로 상, 중 및 하류의 수질현황 및 하천의 수질등급과 하천환경성을 조사하였다. 비강우 시에 4년간의 상, 중 및 하류의 월간 수질과 2011년 강우 발생시 2차에 걸친 하천의 수질을 모니터링 함으로써, 강우 시 하천의 오염변화와 향후 비점오염원 저감시설 및 하천정화시설에 필요한 기초 자료를 확보하고자 한다.
- 본 연구는 수원시의 하천지류중 하나인 서호천을 대상으로 비강우 시와 강우 후에 하천 수질의 오염현황과 환경질을 파악하기 위해 수행하였으며, 연구결과는 다음과 같다.
- 본 연구는 수원시의 장안구, 팔달구 및 권선구를 흐르는 도시하천인 서호천를 대상으로 상, 중 및 하류의 수질현황 및 하천의 수질등급과 하천환경성을 조사하였다. 비강우 시에 4년간의 상, 중 및 하류의 월간 수질과 2011년 강우 발생시 2차에 걸친 하천의 수질을 모니터링 함으로써, 강우 시 하천의 오염변화와 향후 비점오염원 저감시설 및 하천정화시설에 필요한 기초 자료를 확보하고자 한다.
제안 방법
- 서호천의 수질 및 환경 질을 보다 더 정밀하게 모니터링하기 위해 13개의 측정지점을 선정하였다. pH, SS, CODMn, BOD5, TN 및 TP 등의 수질항목을 분석 하였다.
- 1에 수질분석 채수지점에서 확인할 수 있으며, 1차 조사기간은 2011년 9월 30일부터 10월 1일이며, 2차 조사기간은 2011년 10월 15일부터 16일까지 2회에 걸쳐 실시하였다. 동일 기간에 영화천을 동시에 조사하여 서호천과 비교하였다.
- 수질 측정을 위한 샘플링은 비가 오지 않은 날이었다. 또한 세밀한 수질 및 환경질을 위한 서호천의 수질오염 모니터링을 위해 2011년 9월 29일 및 10월 14일 등 2회에 걸쳐 실시하였다. 수질분석을 위한 채수지점은 상류 지역인 장안구는 W-1 ~ W-5, 중류지역인 팔달구는 W-6 ~ W-7 그리고 하류지역인 권선구는 W-8 ~ W-13이며, 이를 Fig.
- 생활계 오염원 현황조사는 주민등록상 거주인구를 기준으로 행정구역별 가정인구와 배출원별 가정인구로 조사하였다. Table 1에서 보면, 수원시의 인구현황을 서호천, 수원천, 원천리천 및 황구지천으로 살펴보면 총 인구 1,090,675명이 살고 있으며, 하천의 면적은 총 121.
- 서호천 주변의 지역적 현황을 파악하기 위해 상류 지역에 해당하는 장안구(Point-1 ~ Point-4), 중류지역인 팔달구(Point-5 ~ Point-7) 그리고 하류지역인 권선구(Point-8 ~ Point-10)로 구분하여 인구분포, 하수도 보급률 및 폐수발생량과 폐수배출량을 기초 조사하였으며, 수원시의 또 다른 하천인 수원천, 원천리천 및 황구지천과 비교하였다. 수원시의 현황은 2011년 1월 1일을 기준으로 조사하였다.
- 우종점 법은 저서성 무척추 동물 자료에서 오염지수가 정해진 개체수가 가장 많은 우점종을 선정한다. 선정한 우점종의 오염지수(Pollution Index; PI)를 정해 수질등급을 판정한다. 오염지수는 다음의 식 (1)을 이용하여 산출한다.
- 수질분석결과와 하천의 수질환경에 민감한 저서 무척추 동물의 ESB(Ecological Score of Benthic macroinverterbrate community)지수를 분석하여 서호천의 환경질을 평가하였다(Kim, 2004). 저서무척추동물의 조사는 상류는 W-5, 중류는 W-7 그리고 하류는 W-13에서 실시하였으며, 수질분석을 위한 채수 후 다음날에 조사하였다.
- 수질분석결과와 하천의 수질환경에 민감한 저서 무척추 동물의 ESB(Ecological Score of Benthic macroinverterbrate community)지수를 분석하여 서호천의 환경질을 평가하였다(Kim, 2004). 저서무척추동물의 조사는 상류는 W-5, 중류는 W-7 그리고 하류는 W-13에서 실시하였으며, 수질분석을 위한 채수 후 다음날에 조사하였다. 조사지점은 Fig.
대상 데이터
- 2008년부터 2011년까지 상, 중 및 하류의 BOD5 및 SS를 측정하여 서호천의 수질 모니터링하였다. 수질 측정을 위한 샘플링은 비가 오지 않은 날이었다.
- 오수생물계열에 의한 판정으로 서호천은 β-중부수성으로 나타났다. 비교 대상인 영화천은 환경상태가 매우 불량한 강부수성으로 조사되었다.
- 서호천의 수질 및 환경 질을 보다 더 정밀하게 모니터링하기 위해 13개의 측정지점을 선정하였다. pH, SS, CODMn, BOD5, TN 및 TP 등의 수질항목을 분석 하였다.
- 서호천 주변의 지역적 현황을 파악하기 위해 상류 지역에 해당하는 장안구(Point-1 ~ Point-4), 중류지역인 팔달구(Point-5 ~ Point-7) 그리고 하류지역인 권선구(Point-8 ~ Point-10)로 구분하여 인구분포, 하수도 보급률 및 폐수발생량과 폐수배출량을 기초 조사하였으며, 수원시의 또 다른 하천인 수원천, 원천리천 및 황구지천과 비교하였다. 수원시의 현황은 2011년 1월 1일을 기준으로 조사하였다.
- 또한 세밀한 수질 및 환경질을 위한 서호천의 수질오염 모니터링을 위해 2011년 9월 29일 및 10월 14일 등 2회에 걸쳐 실시하였다. 수질분석을 위한 채수지점은 상류 지역인 장안구는 W-1 ~ W-5, 중류지역인 팔달구는 W-6 ~ W-7 그리고 하류지역인 권선구는 W-8 ~ W-13이며, 이를 Fig. 1에 나타내었다. 상, 중 및 하류의 수질 채수현황은 Fig.
- 저서무척추동물의 조사는 상류는 W-5, 중류는 W-7 그리고 하류는 W-13에서 실시하였으며, 수질분석을 위한 채수 후 다음날에 조사하였다. 조사지점은 Fig. 1에 수질분석 채수지점에서 확인할 수 있으며, 1차 조사기간은 2011년 9월 30일부터 10월 1일이며, 2차 조사기간은 2011년 10월 15일부터 16일까지 2회에 걸쳐 실시하였다. 동일 기간에 영화천을 동시에 조사하여 서호천과 비교하였다.
이론/모형
- 저서무척추동물 조사결과를 이용하여 생물학적 수질등급을 판정하는 데 우점종법을 이용한다. 우종점 법은 저서성 무척추 동물 자료에서 오염지수가 정해진 개체수가 가장 많은 우점종을 선정한다.
- 수질분석을 위한 채수는 강우 종료 1시간 후에 실시하였다. 채수된 시료의 수질을 평가하기 위해 pH, SS, CODMn, BOD5, TN 및 TP를 수질오염공정시험법에 의하여 측정하였다. 4년간의 수질분석은 강우가 없는 날이며, 강우 종료 후의 수질을 비교하여 비점오염원의 유입에 따른 서호천의 수질 오염 변화를 조사하고자 하였다.
성능/효과
- 5 mm의 강우가 오염물질을 희석시킨 효과로 판단된다. 1, 2차 조사의 비강우일은 9일과 14일로 1차보다 2차에 많은 도시의 오염물질의 유입이 예상되나 2일에 걸친 강우에 의한 희석효과를 억제하지 못한 것으로 판단된다.
- 1. 4년 동안 비강우시 서호천의 수질현황을 모니터링한 결과, 상류 및 중류에 비하여 하류 지역의 오염도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 또한 유기물인 BOD5 보다 SS의 농도가 상대적으로 높게 나타났으며, 하수처리수와 폐수처리장 방류수의 가중으로 입자의 침전이 어려운 하천 환경에 기인하는 것으로 판단된다.
- 2. 강우 후 2차 걸쳐 서호천의 수질을 모니터링한 결과, 강우 후나 비강우 시에 유기물의 변화는 심하지 않는 것을 알 수 있었으나, SS의 경우 강우 후에 하류 지역에 매우 큰 오염이 유발하였다. 또한, 부영양화의 원인 물질인 TN 및 TP의 경우 강우강도에 따라 오염도가 비례하여 증가하였으며, 강우 후에 상류 및 중류에 비하여 하류의 오염도가 매우 심하게 증가하는 것을 알 수 있었다.
- 2011년 9월 29일과 2011년 10월 14일 등 총 2회에 걸친 현지조사 결과, 서호천의 상류(W-5)와 중류 (W-7)에서 조사된 저서무척추동물은 총 19과 23종이 채집 및 동정되었다. 분류군별 출현비율은 절지동물문 16종(69.
- 3. 수질분석과 저서무척추 동물을 조사한 결과, ESB 지수는 상류 44, 중류 37 및 하류는 35로 평가되었다. 또한 하류에 비해서 상류와 중류지역에 많은 저서무척추동물이 서식하는 것은 부유물질의 영향이 큰 것으로 판단된다.
- 8 mg/L로 TP와 동일하게 1차보다 2차 조사시기가 낮게 나타났다. TP는 상류에서 하류로 갈수록 지속적으로 농도가 높아지는 반면, TN는 상류에서는 높아지다가 중류에서 감소되어 일정하게 유지하였으며, 다시 하류로 갈수록 오염도가 크게 높아지는 것을 알 수 있었다. TP의 경우 강우에 의한 오염도는 하천의 지류를 지나면서 지속적으로 오염도가 가중되는 특징을 보이는 반면, TN은 오염도가 증가와 하강 그리고 다시 재상승하는 경향을 나타내고 있다.
- 부영양화의 원인 물질인 TN은 상류에서 오염도가 증가하다가 중류에서는 일정구간 낮게 정체하고 다시 하류에서 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. TP의 경우 상류에서 하류로 갈수록 오염도가 가중되는 것을 확인하였으며, 강수량에 의해 두 오염물질의 희석효과를 판단할 수 있었다.
- 다른 하천과 비교하여 폐수발생량이 높은 하천지역에서 폐수처리율이 높은 것으로 나타났다. 가장 폐수 발생량이 높은 원천리천과 서호천 상류지역의 처리율이 90% 이상이며, 수원천, 황구지천 및 서호천 하, 중류의 폐수처리율은 90% 이하로 조사되었다.
- 다른 하천과 비교하여 폐수발생량이 높은 하천지역에서 폐수처리율이 높은 것으로 나타났다. 가장 폐수 발생량이 높은 원천리천과 서호천 상류지역의 처리율이 90% 이상이며, 수원천, 황구지천 및 서호천 하, 중류의 폐수처리율은 90% 이하로 조사되었다.
- 4년 동안 비강우시 서호천의 수질현황을 모니터링한 결과, 상류 및 중류에 비하여 하류 지역의 오염도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 또한 유기물인 BOD5 보다 SS의 농도가 상대적으로 높게 나타났으며, 하수처리수와 폐수처리장 방류수의 가중으로 입자의 침전이 어려운 하천 환경에 기인하는 것으로 판단된다.
- 강우 후 2차 걸쳐 서호천의 수질을 모니터링한 결과, 강우 후나 비강우 시에 유기물의 변화는 심하지 않는 것을 알 수 있었으나, SS의 경우 강우 후에 하류 지역에 매우 큰 오염이 유발하였다. 또한, 부영양화의 원인 물질인 TN 및 TP의 경우 강우강도에 따라 오염도가 비례하여 증가하였으며, 강우 후에 상류 및 중류에 비하여 하류의 오염도가 매우 심하게 증가하는 것을 알 수 있었다. 고 강우 후와 저 강우 후에 BOD5, CODMn 및 SS 기준으로 수질등급은 Ⅳ으로 TP를 기준으로는 Ⅲ으로 나타났다.
- 강수량이 낮은 겨울철에는 하천으로 하수처리수와 폐수방류수의 유입으로 유기물의 오염도는 낮으나 많은 수량이 하천으로 유입되어 하천의 상황을 교란시키는 결과가 나타난다. 또한, 서호천의 상류, 중류 및 하류의 단면을 측정한 결과 상류는 2.11 m2 , 중류는 4.05 m2 그리고 하류는 7.32 m2으로 상류지역이 가장 좁아 유속이 높아지고 난류발생이 증가할 수 있는 구조로 SS의 오염이 증가할 수 있는 원인이 되었다.
- 00%)으로 가장 다양하게 출현하는 양상을 보였다. 반면 서호천의 하류(W-13)에서 조사된 저서무척추동물은 총 3과 4종이 채집 및 동정되었다. 분류군별 출현비율은 절지동물문 3종(75.
- 인구분포로 보면 중류지역인 팔달구가 가장 많으나 폐수발생량은 가장 낮게 조사되었다. 반면에 하수처리율이 가장 높은 상류지역의 폐수발생량이 가장 높게 나타났으나, 폐수처리율은 중류와 하류에 비해 높은 처리율인 99.27%로 나타났다. 이것은 미처리 또는 무단 방류가 아닌 법적인 처리를 통한 하천방류가 이루어진다는 것을 의미한다.
- 서호천의 수질은 강우 후나 비강우 시에 유기물의 변화는 심하지 않는 것을 알 수 있었으나, SS의 경우 강우 후에 하류 지역에 매우 큰 오염을 유발한다는 것을 알 수 있었다. 부영양화의 원인 물질인 TN은 상류에서 오염도가 증가하다가 중류에서는 일정구간 낮게 정체하고 다시 하류에서 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. TP의 경우 상류에서 하류로 갈수록 오염도가 가중되는 것을 확인하였으며, 강수량에 의해 두 오염물질의 희석효과를 판단할 수 있었다.
- 2011년 9월 29일과 2011년 10월 14일 등 총 2회에 걸친 현지조사 결과, 서호천의 상류(W-5)와 중류 (W-7)에서 조사된 저서무척추동물은 총 19과 23종이 채집 및 동정되었다. 분류군별 출현비율은 절지동물문 16종(69.00%), 환형동물문 4종(17.00%), 연체동물문 2종(8.00%) 및 편형동물문 1종(4.00%)의 순으로 채집되었고, 분류군별 출현 점유율을 살펴보면 노린 재목이 8종(34.00%), 파리목이 5종(21.00%)으로 가장 다양하게 출현하는 양상을 보였다. 반면 서호천의 하류(W-13)에서 조사된 저서무척추동물은 총 3과 4종이 채집 및 동정되었다.
- 반면 서호천의 하류(W-13)에서 조사된 저서무척추동물은 총 3과 4종이 채집 및 동정되었다. 분류군별 출현비율은 절지동물문 3종(75.00%), 환형동물문 1종(25.00%)의 순으로 채집되었다. 하류에 비해서 상류와 중류지역에 많은 저서무척추동물이 서식하는 것은 부유물질의 영향이 큰 것으로 판단된다.
- 5 mg/L를 나타내었다. 비강우시나 비점오염원의 유입 가능성이 높은 강우 후에도 유기물로 대표되는 BOD5 및 CODMn은 크게 오염도가 증가하지는 않는 것으로 나타났다. 2008년부터 2011년 사이의 계절별 총 강수량을 보면, 겨울철의 경우 각각 13.
- 서호천의 수질은 강우 후나 비강우 시에 유기물의 변화는 심하지 않는 것을 알 수 있었으나, SS의 경우 강우 후에 하류 지역에 매우 큰 오염을 유발한다는 것을 알 수 있었다. 부영양화의 원인 물질인 TN은 상류에서 오염도가 증가하다가 중류에서는 일정구간 낮게 정체하고 다시 하류에서 크게 증가하는 것을 알 수 있었다.
- 실시한 결과를 가지고 ESB 지수를 통한 해당 수환경의 환경질 평가와 생태환경 관리기준의 판정을 해본 결과 Table 11에서 보듯이, 하류와 중류 지역은 다소 불량한 개선수역으로 조사되었고 상류지역은 다소 양호한 보호수역으로 조사되었다. 오수생물계열에 의한 판정으로 서호천은 β-중부수성으로 나타났다.
- 3%를 차지하였다. 인구 분포를 서호천의 10개 소유역(Stream)으로 구분한 결과 33.7%로 지천 중 원천리천 다음으로 많았으며, 하수도 보급율은 99.2%가장 높게 나타났다.
- BOD5 및 CODMn의 농도 변화는 유사한 경향을 나타내고 있다. 즉, 두 오염물질의 농도 변화를 보면 BOD5와 CODMn의 농도는 상, 중 및 하류에서 유사하게 증가와 하강을 나타내고 있다. 이것은 두 오염물질이 유기물을 대표하는 성분이기 때문으로 판단된다.
- 또한 하류에 비해서 상류와 중류지역에 많은 저서무척추동물이 서식하는 것은 부유물질의 영향이 큰 것으로 판단된다. 하류와 중류 지역은 다소 불량한 개선수역으로 조사되었고, 상류지역은 다소 양호한 보호 수역으로 조사되었다. 오수생물계열에 의한 판정으로 서호천은 β-중부수성으로 나타났다.
후속연구
- 이를 위해 현재의 하천의 환경적인 현황을 파악해서 향후 오염물질의 유입에 따른 하천의 변화를 비교할 수 있어야 한다. 또한 도시하천의 빗물에 의한 오염 정도의 파악은 향후 하천정비에 필요한 근거자료로 삼을 수 있다.
- 본 연구 결과는 향후 서호천의 비점오염원 저감시설 및 하천정화시설에 필요한 기초자료로 활용할 수 있다고 판단된다.
- 5배 높은 매우 탁한 수질환경이 조성되어 나타난 결과로 판단된다. 본 조사기간은 가을 기간에 한정되어 조사된 결과이며, 향후 봄, 여름 및 겨울철의 조사가 필요할 것으로 사료된다.
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