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
- 따라서, 지속적인 모니터링 연구가 필요한 실정이며, 아울러 표층퇴적물 오염도를 평가할 수 있는 명확한 지표가 필요한 시점이다. 따라서 본 연구는 조력발전소 가동이후 표층퇴적물 환경의 지속적인 연구의 필요에 따라 2013년 시화호 표층퇴적물의 특성을 파악하고 다양한 오염도 평가 지표를 분석하여 이들간의 차이를 확인해 보았다.
제안 방법
- 농축계수(Enrichment Factor)와 농집지수(Geoaccumulation Index)에 의한 최종 오염도 평가는 table 1에 준하여 총 7개 단계로 나누어 수행하였다.
- 상등액을 제거하고 증류수로 세척하는 과정을 3회 반복한 이후 시료를 입도측정기(Sympatec, De/Helos BF & Quixel)로 분석하였다.
- 1). 시료는 표층에서 3cm까지의 퇴적물을 채취하여, 입도 및 유기물 함량 분석시료는 300mL 병(PE 재질), 미량금속 분석을 위한 시료는 동일한 재질의 산세척된 병에 담아 즉시 냉동보관 하였다.
- 건조 된 시료에 질산 2 ml를 넣고 110℃에서 건조 후 1% 질산용액을 첨가하여 미량금속을 용출 하였다[11]. 용출된 용액을 여과지 (Whatman no. C 11cm)에 여과한 후 100 ml로 정량한 후 유도결합 플라즈마 질량분석기 (ICP-MS, PerkinElmer Elan 9000)로 분석하였다. 수은(Hg)의 경우 수은전용분석기(Milestone LTD.
- 우리나라 해양환경기준과 농축계수, 농집지수를 이용하여 시화호 표층퇴적물의 미량금속 오염도를 평가하였다 (Fig 4). As의 경우 EF와 Igeo 둘다 오염된 상황으로 평가되었으나, Pb, Cd, Cu, Cr, Zn, Ni 농도는 낮은 오염 수준이었고, Mn, Hg는 오염되지 않은 것으로 평가되었다.
대상 데이터
- 2013년 8월에 시화호 내측 12개 조사정점에서 van Veen grab(50×50×30cm)을 이용하여 표층퇴적물 시료를 채취하였다(Fig. 1).
데이터처리
- 분석의 신뢰성을 확보하기 위하여 표층퇴적물 인증표준물질인 MESS-3(Canada, NRC)를 사용하였고 회수율은 최소 92±2%(Zn)에서 최대 109±4% 였다.
이론/모형
- 시화호 표층퇴적물에 대한 오염도를 평가하기 위하여 우리나라 해양수산부의 해양환경기준과 미량금속의 농축 정도를 평가하는 방법인 농축계수(Enrichment Factor), 미량금속의 농도를 지각물질 중의 자연적 배경농도나 연구해역의 오염되지 않은 표층퇴적물 중의 미량금속의 농도를 이용하여 수치적으로 환산한 값을 비교하는 농집지수(Geoaccumulation Index)등의 방법을 이용하였다.
성능/효과
- dr의 범위였다. As, Cd, Fe, Hg은 조사정점 9에서 가장 높은 농도를 보였으며, Pb과 Cu, Cr, Zn은 조사정점 12에서 가장 높은 농도를 보였다. 이들 원소들은 평균입도, 유기물함량 지표와 높은 양의 상관성을 보였다(r=0.
- 우리나라 해양환경기준과 농축계수, 농집지수를 이용하여 시화호 표층퇴적물의 미량금속 오염도를 평가하였다 (Fig 4). As의 경우 EF와 Igeo 둘다 오염된 상황으로 평가되었으나, Pb, Cd, Cu, Cr, Zn, Ni 농도는 낮은 오염 수준이었고, Mn, Hg는 오염되지 않은 것으로 평가되었다. EF와 Igeo 간 비교에서는 Cu의 경우 EF가 상대적으로 더 오염된 상황으로 평가되어, 미량금속에 의한 표층 퇴적물의 오염도 평가시에는 다양한 지표를 같이 사용하는 것이 적절할 것으로 판단하였다.
- As의 경우 EF와 Igeo 둘다 오염된 상황으로 평가되었으나, Pb, Cd, Cu, Cr, Zn, Ni 농도는 낮은 오염 수준이었고, Mn, Hg는 오염되지 않은 것으로 평가되었다. EF와 Igeo 간 비교에서는 Cu의 경우 EF가 상대적으로 더 오염된 상황으로 평가되어, 미량금속에 의한 표층 퇴적물의 오염도 평가시에는 다양한 지표를 같이 사용하는 것이 적절할 것으로 판단하였다.
- 3). IL, COD는 평균입도와 높은 양의 상관성을 나타내어(r=0.57~0.65), 표층퇴적물중 유기물 함량이 입도의 영향을 받는 것으로 나타났다. 유기물 함량은 모래함량이 가장 높은 정점 4에서 가장 낮은 반면, 산업 및 주거지역에 인접한 정점 12와, 재방에 가장 근접한 정점 2에서 높은 특징을 보였고, 일부 정점에서 일본 해양환경 표층퇴적물 기준농도[14]를 상회하는 값을 나타내었다.
- 미량금속농축계수 와 농집지수를 이용해 오염도를 평가한 결과에서도 As의 경우에는 모든 조사정점에서 약간 오염된 상태(Moderately severe) 였고, Pb, Cd, Cu, Cr, Zn, Ni은 약한 오염상태(Minor enrichment)를 보였다. 결과적으로 시화호내 미량금속 중 As의 처리가 우선되어야 할 것으로 판단되었다.
- 비소의 처리에 성공한 기법이 주로 복토, 고형화/안정화, 토양세척, 식물정화기법 등이 있을 정도이며, 본 시화호 표층퇴적물에서는 자연적으로 감소될 수 있는 요인이 상대적으로 적어, 다른 미량금속에 비해 농도가 오히려 증가한 것으로 판단된다. 결과적으로 조력발전소 가동 이후 미량금속은 유입된 경로 뿐 만 아니라 금속자체의 반응성도 농도변화에 원인이 될수 있음을 시사하였다.
- 시화호 조력발전소 가동 전과 후의 미량금속 평균 함량을 비교하기 위해 방조제 공사가 완공된 1994년부터 조력발전소 가동 후인 2013년까지의 미량금속 평균 함량을 Table 2에 나타내었다. 그 결과 As의 경우 과거에 비해 조력발전소 가동 후에 농도가 증가하는 경향을 보였으나, Pb, Cd, Cr, Cu의 조력발전소 가동 전 농도증가를 보였지만 가동 후 농도가 감소하는 경향을 나타냈다. 미량금속은 각기 거동특성이 다르고 특히 비소는 다른 미량금속과는 물리화학적 특성이 매우 달라 동시처리에 어려움이 많은 것으로 알려져 있다[20].
- 01)을 나타내어, 시화호내에 유입되는 육상기원의 유기물관리가 중요할 것으로 판단되었다. 또한 시화호 조력발전소 운용이후 다른 미량금속에 비해 As만 다소 증가한 경향을 보였다. 미량금속농축계수 와 농집지수를 이용해 오염도를 평가한 결과에서도 As의 경우에는 모든 조사정점에서 약간 오염된 상태(Moderately severe) 였고, Pb, Cd, Cu, Cr, Zn, Ni은 약한 오염상태(Minor enrichment)를 보였다.
- 또한 시화호 조력발전소 운용이후 다른 미량금속에 비해 As만 다소 증가한 경향을 보였다. 미량금속농축계수 와 농집지수를 이용해 오염도를 평가한 결과에서도 As의 경우에는 모든 조사정점에서 약간 오염된 상태(Moderately severe) 였고, Pb, Cd, Cu, Cr, Zn, Ni은 약한 오염상태(Minor enrichment)를 보였다. 결과적으로 시화호내 미량금속 중 As의 처리가 우선되어야 할 것으로 판단되었다.
- 시화호 표층퇴적물 중 유기물 함량과 분포 특성을 살펴보면 강열감량(IL)은 1.7~8.21(4.9±1.7)%, 화학적산소요구량(COD)는 5.82~23.22(15.2±4.1) mg/g.dry로 분포하였다(Fig. 3).
- 시화호 표층퇴적물의 각 조사정점별 입도 조성과 유형은 모래(sand), 실트(silt), 점토(clay)함량을 기초로 Folk의 삼각도표에 도시한 결과 silty sand(zS)로 나타난 조사정점 4를 제외한 전 조사정점이 sandy silty(sZ)였다. 평균입도는 2.
- 65), 표층퇴적물중 유기물 함량이 입도의 영향을 받는 것으로 나타났다. 유기물 함량은 모래함량이 가장 높은 정점 4에서 가장 낮은 반면, 산업 및 주거지역에 인접한 정점 12와, 재방에 가장 근접한 정점 2에서 높은 특징을 보였고, 일부 정점에서 일본 해양환경 표층퇴적물 기준농도[14]를 상회하는 값을 나타내었다. 특히 시화호내 수질개선을 목적으로 배수갑문을 통해 외해수와의 해수교환을 시도하여, 배수갑문 주변지역에 국한되어 수질개선이 이루어진 것으로 보고되었고[5], 본 연구결과에서도 배수갑문으로부터 약 3km 떨어진 정점 4의 경우 유기물 함량이 가장 낮게 나타났다.
- As, Cd, Fe, Hg은 조사정점 9에서 가장 높은 농도를 보였으며, Pb과 Cu, Cr, Zn은 조사정점 12에서 가장 높은 농도를 보였다. 이들 원소들은 평균입도, 유기물함량 지표와 높은 양의 상관성을 보였다(r=0.50~0.86, r=0.72~0.89). 우리나라의 도시지역을 배후로 하는 하천에서, 하계 강우에 의한 하천 유량의 증가는 유기물을 포함한 부유물질 이동이 급격히 높아진다 [15].
- 평균입도는 2.94~6.35Ø의 범위로 분포 하였고, 2.94Ø인 조사정점 4를 제외한 전 조사정점에서 극조립실트(very coarse silt, 5.0Ø)와 중립실트(medium silt, 7.0Ø) 사이였으며 전반적으로 조립실트(coarse silt, 6.0Ø)가 우세하였다.
- 표층퇴적물 중 As, Cd, Fe, Hg, Pb, Cu, Cr, Zn, Ni은 평균입도 및 유기물함량과 양의 상관성(p<0.01)을 나타내어, 시화호내에 유입되는 육상기원의 유기물관리가 중요할 것으로 판단되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.