[논문]의암호에서 퇴적물 용출에 대한 수온, 빛과 퇴적물 제거의 영향

윤석제; 김헌년; 김용진; 임종권; 이은정; 유순주

doi:10.15681/kswe.2017.33.6.670

의암호에서 퇴적물 용출에 대한 수온, 빛과 퇴적물 제거의 영향
Effects of Water Temperature, Light and Dredging on Benthic Flux from Sediment of the Uiam Lake, Korea 원문보기

한국물환경학회지 = Journal of Korean Society on Water Environment, v.33 no.6, 2017년, pp.670 - 679

윤석제 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 김헌년 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 김용진 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 임종권 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 이은정 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 유순주 (국립환경과학원 한강물환경연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

An experiment to study the effect of temperature, light, and dredging on release of nutrients downstream from Gongjicheon in the Uiam reservoir was carried out in the laboratory using sediments from different depths. At various water temperatures, dissolved total nitrogen was not released, but the average nutrient flux of dissolved total phosphorus was increased (0.034 at $15^{\circ}C$, 0.005 at $20^{\circ}C$, 0.154 at $25^{\circ}C$, $0.592mg/m^2/d$ at $30^{\circ}C$). Dissolved total phosphorous was released in controlled darkness. In contrast, in controlled light, the concentrations of dissolved total phosphorous and dissolved total nitrogen in the overlying water steadily decreased during the study period (70 d), because they were continuously consumed by the growth of photosynthetic algae. However, there was no significant relationship between water nutrient concentration, nutrient release, and the depth of the sediment. We concluded that the dredging of sediment would not affect the nutrient release rate of the sediment, because there were no significant differences in the nutrient concentrations released from the sediment. When the sediment was removed from the surface to 20 cm in depth, the nutrients were not transferred to the water body, implying that the sediment removal had little effect on secondary pollution.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 실험실내 실험에서 (1) 퇴적물로부터의 영양염 용출에 대한 수온과 빛의 영향과 (2) 수체 내 영양염 농도와 생물학적 요인의 관계를 살펴보고, (3) 퇴적물 깊이별 용출이 수체에 미치는 영향을 파악하는데 목적을 두었다.

제안 방법

분석할 시료는 퇴적층을 제거하지 않은 지점과 퇴적층 표층(2 ~ 5 cm)를 제거한 지점, 표면부터 20 cm 깊이까지 퇴적층을 제거한 지점에서 core sampler로 퇴적물을 채취 후 깊이 20 cm까지 시료를 취하였다. 분석에 영향을 미칠 굵은 협잡물과 유기물을 제거하기 시료를 2 mm 체로 거른 후 동결 건조 및 자연 풍건하여 CHN 원소분석기(Elemental, Vario EL)로 TOC와 TN의 함량을 분석하였으며, TP는 시료를 증류수에 현탁한 후 아스코르빈산 환원법으로 측정하였다(ME, 2012, 2016). 실험 초 실험조에 채우고 채수 후부족분을 채워줄 현장수의 영양염류와 용출실험에서 측정한 영양염류는 dissolved total nitrogen(DTN; 용존 총질소),dissolved total phosphorus(DTP; 용존 총인)는 NO₃-N(질산성 질소), PO₄-P(인산염 인)을 측정하였다.
퇴적물의 물리화학적 특성을 분석하기 위하여 total nitrogen(TN; 총질소), total phosphorus(TP; 총인), total organic carbon(TOC; 총유기탄소)와 입도를 측정하였다. 퇴적물 입도와 영양염류 분석은 수질오염공정시험기준 및 퇴적물 분석방법에 준하였다.

대상 데이터

따라서 외부 유입원에 대한 오염뿐만 아니라 내부에서 기원한 오염원에 대한 조사가 필요한 지역이다. 연구대상 지역은 강원도 춘천시에 위치한 의암호로 공지천이 유입되는 지점을 선정하였다(Fig. 1). 연구 대상 지역의 수심은 2 ~ 3 m이고 공지천 하류에 춘천하수처리장이 위치하고 있어 하수처리수가 합류되는 수역이다.

데이터처리

수질오염공정시험기준에 따라 영양염류 중 DTN은 연속흐름법으로 질소화합물을 산화분해하여 NO₃-N 형태로 변화시킨 후 카드뮴- 구리환원 칼럼을 통과시켜 NO₂-N(아질산성 질소)의 양을 550 nm에서 측정하였으며, DTP는 연속흐름법으로 아크코빈산으로 환원하여 생성된 몰리브덴산 등을 880 nm 파장에서 측정하였다. NO₃-N은 이온크로마토그래피 분석법으로 고압으로 전개시켜 분리되는 질산성 이온을 측정하였고, PO₄-P는 자외선/가시선분광법으로 아크코빈산으로 환원하여 생성된 몰리브덴산을 880 nm 파장에서 측정하여 분석하였다(ME, 2016).

성능/효과

1) 수온 변화에 따른 실험에서 수체 내 용존성 질소 농도는 실험 초기부터 지속적으로 감소되어 질소의 용출은 일어나지 않았다. 수체 내 용존성 인 농도는 퇴적물로부터 용출되어 실험 기간이 경과할수록 증가되었으며, 수온이 증가할수록 수체 내에 인 농도는 더 높았다.
2) 암조건에서 용존성 인은 수체 내로 용출되었으나, 대조적으로 빛조건에서 수체 내 용존성 인 농도는 실험초기부터 종료시점까지 감소되었다. 이는 빛에 의한 광합성 조류의 성장으로 영양염을 소비되어 수체 내 농도가 감소된것으로 판단된다.
3) 퇴적물 깊이에 따른 실험에서 수체 내 인과 질소는 퇴적표층, 퇴적중층(표층 2 ~ 5 cm 제거한 조건)과 퇴적심층(표면부터 20 cm 깊이까지 제거한 조건) 간에 농도 차이가 크지 않아서 퇴적물의 제거가 수체 내 영양염 농도에 주는 영향은 명확하지 않는 것으로 보이나, 퇴적물 내 생물군의 조사나 간극수에 대한 분석이 필요한 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	하천이나 호수에서 퇴적물 제거가 부영양화된 수역이 내부 부하를 줄이고 호수의 남조류의 발생을 예방하는데 사용되는 이유는 무엇인가?	퇴적물 용출에 의한 내부 부하는 호수가 부영양화로부터 개선되는 것을 억제하며, 외부부하량보다 내부부하량이 높을경우 점오염원 및 비점오염원 등의 유역 오염원을 관리하는 것만으로는 호수의 부영양화를 개선하는데 한계가 있다(Dose et al., 1992; Jung and Cho, 2003).
	퇴적물 제거의 주된 목표는 무엇인가?	퇴적물 제거의 주된 목표는 퇴적물에 풍부하게 존재하는 오염물질을 제거하기 위함이며, 이로 인한 퇴적층에서 수체로의 용출을 억제하는 것이다. 그러나 퇴적물의 제거가 호수의 수환경 개선에 적극적인 도움이 되는 것은 아니다.
	식물플랑크톤 및 저서성 남조류의 군집과 출현량을 분석한 이유는 무엇인가?	빛의 유무에 따라 조류의 성장과 호흡으로 인해 수중 영양염류의 농도가 달라지므로 식물플랑크톤 및 저서성 남조류의 군집과 출현량을 분석하였다. 저서성 남조류 분석을 위해서 직경 1 cm 크기의 퇴적물 표면을 흡입기를 통해 채집하였다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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