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QUAL2E 모형을 이용한 하천수질의 위해성평가
Risk assessment for water quality of a river using QUAL2E model 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.16 no.3, 2014년, pp.441 - 450  

김정욱 (인하대학교 사회인프라공학과) ,  김연수 (인하대학교 사회인프라공학과) ,  강나래 (인하대학교 사회인프라공학과) ,  정재원 (인하대학교 사회인프라공학과) ,  김수전 (컬럼비아대학교 Columbia Water Center) ,  노희성 (인하대학교 사회인프라공학과) ,  김형수 (인하대학교 사회인프라공학과)

초록
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본 연구에서는 합리적인 수질관리를 위해서 하천의 자정능력을 고려하여 안성천 유역 내 유해성분 중 ABS(음이온 계면활성제)성분에 대해서 QUAL2E모형을 이용하여 위해성평가를 실시하였다. 수질모의결과 안성천과 진위천에서 BOD, ABS의 실측치와 예측치가 비교적 잘 일치함을 보여주고 있으며, DO에 대해서는 예측값과 실측값 사이에 오차가 발생하지만 농도변화의 추이는 잘 나타내고 있었다. 위해성지수는 오염물질의 예상 노출농도(PEC)와 하천수질에 영향을 주지 않는 예상무영향농도(PNEC)를 통해 계산하였고 위해성 비를 산정하여 위해성 지수를 평가하였다. ABS가 하천의 자정작용에 미치는 영향 분석 결과는 안성천[0.0003(Bressan), 0.06(환경부기준)], 진위천[0.0002(Bressan), 0.04(환경부기준)], ABS가 하천의 수생생태계에 미치는 영향에 대한 분석 결과는 안성천[0.0667(Bressan), 0.005(환경부기준)], 진위천[0.1(Bressan), 0.0075(환경부기준)]으로 국립환경과학원고시 제2012-30호에서 제시되어 있는 위해성이 있다고 판단되는 위해성 비의 기준치 값 1보다 작아 하천의 자정능력과 하천의 수생생태계에 영향을 주지 않은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 적용된 방법은 간단하며 현재 환경부 수질기준보다 상세히 유해성분에 대한 정보를 줄 수 있다고 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we consider ability of self-purification for a rational water quality management. And we assess the risk of Alkyl Benzene Sulfonic acid sodium salt(ABS) of harmful ingredients in Anseong Cheon watershed using QUAL2E model. The observations and simulated results were fitted well for BO...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구를 통하여 하천수질 관리에 있어 유해성분의 분석에만 그치지 않고 유해성분에 대한 위해성을 평가하도록 한다. 본 연구에서는 유해성분 중 ABS(음이온계면활성제)에 대해서 위해성평가를 하고자 한다.
  • 본 연구에서는 ABS 농도를 PEC로 선택하여 위해성을 평가하였다. ABS는 음이온 계면활성제(Anionic Surfactant)로써 합성세제와 공업용으로 사용되는 독성이 강한 성분이다.
  • 본 연구에서는 영향지역 개념을 근거로 대상하천의 영향지역 범위를 설정하여 인체에 위협을 주는 오염물질의 예상노출농도(PEC, Predicted Exposure Concentration)에 대해 위해성을 평가하였으며 평가과정은 크게 두 단계로 나눠진다.
  • 본 연구를 통하여 하천수질 관리에 있어 유해성분의 분석에만 그치지 않고 유해성분에 대한 위해성을 평가하도록 한다. 본 연구에서는 유해성분 중 ABS(음이온계면활성제)에 대해서 위해성평가를 하고자 한다. 전국 하천에 확산되고 있으며 공단하천 25개소, 도시 하천 17개소, 일반하천 2개소 등 총 44개소에서 허용치 0.
  • 본 연구에서는 유해성분 중 ABS(음이온계면활성제)에 대해서 위해성평가를 하고자 한다. 전국 하천에 확산되고 있으며 공단하천 25개소, 도시 하천 17개소, 일반하천 2개소 등 총 44개소에서 허용치 0.5ppm이상 검출되어 문제가 되고 있는 생태계 파괴 주범인 ABS를 안성천 유역에 대해서 환경자원의 하나로 인식되는 하천의 자정능력을 고려하여 McAvoy(2003)가 제시한 위해성평가방법으로 위해성 평가를 하여 안성천 내 ABS의 위해성을 분석해보고 국내 합리적인 수질관리를 위해 본 연구에서 수행된 위해성평가를 검토해보도록 한다.

가설 설정

  • 전 대상유역을 크게 n개의 구간(Reach)으로 나누고, 각 구간 내부를 소구간 요소(Elements)로 다시 나누어 농도를 소구간별로 계산한다. 이런 각 구간 내부에서는 하상경사, 하천의 종단면적, 마찰계수 등의 수리학적 특성과 BOD 분해율, 저층의 용출률, 조류의 침강속도 등의 수질반응계수가 일정하다고 가정하여 모의한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 논문에서 수행한, 합리적인 수질관리를 위해서 하천의 자정능력을 고려하여 안성천 유역 내 유해성분 중 ABS 성분에 대해서 QUAL2E모형을 이용하여 위해성평가를 실시한 결과는 어떠한가? 본 연구에서는 합리적인 수질관리를 위해서 하천의 자정능력을 고려하여 안성천 유역 내 유해성분 중 ABS(음이온 계면활성제)성분에 대해서 QUAL2E모형을 이용하여 위해성평가를 실시하였다. 수질모의결과 안성천과 진위천에서 BOD, ABS의 실측치와 예측치가 비교적 잘 일치함을 보여주고 있으며, DO에 대해서는 예측값과 실측값 사이에 오차가 발생하지만 농도변화의 추이는 잘 나타내고 있었다. 위해성지수는 오염물질의 예상 노출농도(PEC)와 하천수질에 영향을 주지 않는 예상무영향농도(PNEC)를 통해 계산하였고 위해성 비를 산정하여 위해성 지수를 평가하였다. ABS가 하천의 자정작용에 미치는 영향 분석 결과는 안성천[0.0003(Bressan), 0.06(환경부기준)], 진위천[0.0002(Bressan), 0.04(환경부기준)], ABS가 하천의 수생생태계에 미치는 영향에 대한 분석 결과는 안성천[0.0667(Bressan), 0.005(환경부기준)], 진위천[0.1(Bressan), 0.0075(환경부기준)]으로 국립환경과학원고시 제2012-30호에서 제시되어 있는 위해성이 있다고 판단되는 위해성 비의 기준치 값 1보다 작아 하천의 자정능력과 하천의 수생생태계에 영향을 주지 않은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 적용된 방법은 간단하며 현재 환경부 수질기준보다 상세히 유해성분에 대한 정보를 줄 수 있다고 판단된다.
QUAL2E는 무슨 모형인가? QUAL2E는 하천 수질 모의에 광범위하게 사용되는 모형으로 흐름방향으로 1차원의 정상상태의 수질을 모의할 수 있는 모형이다. F.
하천 내에 존재하는 유해물질의 위해성을 정기적으로 검토하는 것이 필요하게 된 배경은 무엇인가? 인구 증가와 산업의 발전은 용수사용의 증대를 야기하였고, 이에 수반된 생활하수 및 공장폐수를 처리하기 위해 대규모 하수처리장 건설과 운영에 많은 예산이 투입되고 있지만, 수질에 문제가 되는 유해물질의 위해성에 대한 연구가 부족하여 하천수질은 현저하게 개선되고 있지 못하고 있다. 이러한 문제점으로 인해 하천 내에 존재하는 유해물질의 위해성을 정기적으로 검토하는 것이 필요하다.
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참고문헌 (26)

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