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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 낙동강 하류의 물금지역의 1995년 이후부터 2012년까지의 장기적인 수질 변화와 연계하여 식물 플랑크톤의 농도변화를 고찰하여 낙동강 하류지역의 장기적인 수질 및 식물 플랑크톤 농도와 같은 환경 생태학적인 변화 경향을 평가하였다.
제안 방법
- 낙동강 하류의 수질조사 지점(Fig. 1)은 부산시 H 60만 톤/일의 처리용량을 가진 정수장의 취수구이며, 1995년 1월부터 2012년 12월까지 주 1회 시료를 채수하여 이화학적인 수질 특성 및 클로로필-a 농도를 측정하였다. 수질 조사항목은 수온, pH, BOD, COD, NH3-N, NO3-N, T-N, T-P 및 클로로필-a 농도를 측정하였으며, 분석방법은 수질오염 공정시험법에 준하여 분석하였다.
- 수리·수문 현황은 낙동강 홍수통제소의 진동 지점의 유량(discharge)과 기상청의 대구 지역의 강우량을 수리학적 인자로 이용하여 낙동강 하류지역의 수질특성 변화요인을 분석하였다.
데이터처리
- 수질 조사항목은 수온, pH, BOD, COD, NH3-N, NO3-N, T-N, T-P 및 클로로필-a 농도를 측정하였으며, 분석방법은 수질오염 공정시험법에 준하여 분석하였다. N/P 비율은 측정된 T-N 및 T-P 결과를 이용하여 계산하였다.
이론/모형
- 낙동강 하류 물금지역의 영양상태 지수를 평가하기 위해 Aizaki 등8)이 제시한 영양상태 지수와 등급기준을 이용하여 클로로필-a 농도만을 선택하여 영양상태를 평가하였다. Aizaki 등8)이 제시한 영양상태 지수와 등급 기준을 보면 클로 로필-a 농도가 4.
- 1)은 부산시 H 60만 톤/일의 처리용량을 가진 정수장의 취수구이며, 1995년 1월부터 2012년 12월까지 주 1회 시료를 채수하여 이화학적인 수질 특성 및 클로로필-a 농도를 측정하였다. 수질 조사항목은 수온, pH, BOD, COD, NH3-N, NO3-N, T-N, T-P 및 클로로필-a 농도를 측정하였으며, 분석방법은 수질오염 공정시험법에 준하여 분석하였다. N/P 비율은 측정된 T-N 및 T-P 결과를 이용하여 계산하였다.
성능/효과
- 대구지역의 강우량 및 진동지점 유량의 월 평균 변화(Fig. 2(a), (b))를 살펴보면 강우량의 경우 6월부터 9월까지 149~256 mm로 나타나 4달간의 강우량이 연간 강우량의 71%를 차지하였으며, 유량의 경우도 7월~9월에 1,103~1,301 m3/sec로 나타나 대구 지역의 강우가 낙동강 하류의 유량에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타나고 있다.
- 1) 수질 항목들의 연 평균 농도변화를 살펴본 결과, 1995년부터 2012년까지 점점 낮아져 낙동강 하류의 수질이 점점 개선되는 것으로 나타났으며, 특히 BOD, NO3-N 및 T-P의 경우는 다른 수질항목들에 비해 연 평균 농도들의 감소폭이 크게 나타났다.
- 2) 1995년부터 2012년까지의 장기적인 N/P 비율(ratio)의연 평균 변화를 살펴본 결과, 2009년 이후부터는 T-P 농도의 감소로 인해 N/P 비율이 점점 증가하는 것으로 나타났으며, T-N/T-P 비율이 47.8로 나타나 낙동강 하류지역의 경우는 인이 식물 플랑크톤 성장에 제한인자로 작용하였다.
- 3) 클로로필-a 농도를 1995년부터 2012년까지의 장기적으로 평가한 결과를 살펴보면 월별 평균농도 변화의 경우는 12월부터 3월까지 80 mg/m3 이상의 높은 클로로필-a 농도를 나타내었고, 연도별 평균농도 변화에서는 점진적으로 감소하는 추세를 나타내어 2011년도와 2012년도에는 18 mg/m3와 34 mg/m3의 농도를 나타내었다.
- 4) 낙동강 하류 물금지역의 Aizaki가 제안한 영양상태 지수 평가에서는 클로로필-a 농도가 연중 10.25 mg/m3를 초과하여 부영양(eutrophic) 상태를 유지하는 것으로 나타나 장기적인 수질개선 대책이 필요한 것으로 나타났다.
- 5) 낙동강 하류 물금지역의 1995년부터 2012년까지의 연평균 클로로필-a 농도와 다른 수질인자들의 연평균 농도와의 단순 상관분석을 실시한 결과 클로로필-a 농도는 BOD와 상관성(r2 = 0.82)이 다른 수질인자들에 비해 높게 나타났고, 다음으로 NH3-N (r2 = 0.58)이 비교적 양호한 상관성을 나타내었으며, NO3-N, T-N, T-P 및 N/P ratio의 경우는 낮은 상관성을 나타내었다. 또한, 강우량 및 유량과 클로로필-a 농도와의 상관성은 강우량과 유량 모두 약한 부의 상관관계(r2 = -0.
- 4에 나타내었다. N/P 비율의 18년간의 평균은 47.8로 1995년, 2002~2004년, 2006년 및 2012년에 18년간 평균값 보다 높은 N/P 비율을 나타내었으며, 1995년에 105.3으로 가장 높게 나타났다. 2009년 이후부터는 N/P 비율이 점점 증가하는 것으로 나타나고 있다.
- 58)이 비교적 양호한 상관성을 나타내었으며, NO3-N, T-N, T-P 및 N/P ratio의 경우는 낮은 상관성을 나타내었다. 또한, 강우량 및 유량과 클로로필-a 농도와의 상관성은 강우량과 유량 모두 약한 부의 상관관계(r2 = -0.27)를 나타내었다.
- 9) 그러나 Table 1에 나타낸 클로로필-a 농도와 T-N 및 T-P 농도와의 상관관계는 약한 정의 상관관계를 나타내어 이전의 연구결과와 상이한 결과를 보였다. 또한, 물금지역의 유량에 많은 영향을 미치는 대구지역의 강우량과 진동지점의 유량과의 클로로필-a 농도와의 상관성은 강우량과 유량 모두 약한 부의 상관관계(r2 = -0.27)를 나타내었다.
- 이것은 단순히 식물 플랑크톤가 인위적 오염물질 중 생물학적으로 분해 가능한 유기물질이 식물 플랑크톤의 생장에 유리하게 작용하였거나 식물 플랑크톤가 다량 발생하면서 비교적 생분해 가능한 유기물질이 배출되었기 때문으로 추정되나 이에 대한 이해는 좀 더 연구되어야 할 과제이다. 질소와 인 농도와 클로 로필-a 농도와의 상관성은 NH3-N이 0.58로 비교적 양호한 상관성을 나타내었고, NO3-N, T-N, T-P 및 N/P ratio의 경우는 r2값이 0.07~0.39 정도로 나타나 낮은 상관성을 나타내었다. 일반적으로 식물 플랑크톤의 성장에 따라 용존성 T-N과 T-P가 감소하여 수중의 T-N 및 T-P 농도가 감소하기 때문에 일반적으로 부의 상관관계를 나타낸다.
후속연구
- 82)이 다른 수질인자들에 비해 높게 나타나고 있다. 이것은 단순히 식물 플랑크톤가 인위적 오염물질 중 생물학적으로 분해 가능한 유기물질이 식물 플랑크톤의 생장에 유리하게 작용하였거나 식물 플랑크톤가 다량 발생하면서 비교적 생분해 가능한 유기물질이 배출되었기 때문으로 추정되나 이에 대한 이해는 좀 더 연구되어야 할 과제이다. 질소와 인 농도와 클로 로필-a 농도와의 상관성은 NH3-N이 0.
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