상수용, 농업용 등으로 사용되고 있는 낙동강수계의 30개소 호소를 대상으로 새로운 환경기준인 TOC(총유기탄소, Total organic carbon)의 활용성을 평가하였다. 적극적인 수자원의 이용은 양호한 수질을 확보하는 것으로 시작된다. 이는 사람과 자연에게 질적 안정성을 유지할 수 있게 하므로 양호한 수질 확보를 위해 수질기준은 보다 엄격하게 강화되고 있다. 생활환경 중 호소의 유기물질 오염수준을 개선하는 데에는 적절한 유기물질 지표의 활용성이 중요하다. 대상호소에서는 새로 도입된 TOC와 기존에 사용하던 COD(화학적산소요구량, Chemical oxygen demand)간의 상호성이 양의 관계로 나타났는데 이는 TOC의 COD대체가능성을 의미한다. 그러나 TOC를 활용한 환경기준의 등급이 COD를 활용한 환경기준의 등급보다 더 양호한 것으로 나타나 TOC를 유기물질인자로 이용한 수질등급 수준이 완화된 것과 동일한 효과를 지니게 된다. 이것은 호소의 유기물질 지표를 활용하여 질적 수준을 판단하거나 개선하고자 할 때에 기존의 COD에 직접적으로 대체하기에 TOC의 한계를 나타내는 것이다. 따라서 호소의 질적 안전성을 확보하기 위해서는 수질등급 면에서 TOC의 환경기준 강화가 요구된다. 또 호소의 이용특성에 따라 TOC와 COD간의 상관성에도 큰 차이를 나타내고 있다. 이에 대한 명확한 과학적 규명이 필요하며, 이를 위해 호소의 유기물질 지표의 축적에 기존에 사용하던 COD의 지속적인 모니터링이 요구된다.
상수용, 농업용 등으로 사용되고 있는 낙동강수계의 30개소 호소를 대상으로 새로운 환경기준인 TOC(총유기탄소, Total organic carbon)의 활용성을 평가하였다. 적극적인 수자원의 이용은 양호한 수질을 확보하는 것으로 시작된다. 이는 사람과 자연에게 질적 안정성을 유지할 수 있게 하므로 양호한 수질 확보를 위해 수질기준은 보다 엄격하게 강화되고 있다. 생활환경 중 호소의 유기물질 오염수준을 개선하는 데에는 적절한 유기물질 지표의 활용성이 중요하다. 대상호소에서는 새로 도입된 TOC와 기존에 사용하던 COD(화학적산소요구량, Chemical oxygen demand)간의 상호성이 양의 관계로 나타났는데 이는 TOC의 COD 대체가능성을 의미한다. 그러나 TOC를 활용한 환경기준의 등급이 COD를 활용한 환경기준의 등급보다 더 양호한 것으로 나타나 TOC를 유기물질인자로 이용한 수질등급 수준이 완화된 것과 동일한 효과를 지니게 된다. 이것은 호소의 유기물질 지표를 활용하여 질적 수준을 판단하거나 개선하고자 할 때에 기존의 COD에 직접적으로 대체하기에 TOC의 한계를 나타내는 것이다. 따라서 호소의 질적 안전성을 확보하기 위해서는 수질등급 면에서 TOC의 환경기준 강화가 요구된다. 또 호소의 이용특성에 따라 TOC와 COD간의 상관성에도 큰 차이를 나타내고 있다. 이에 대한 명확한 과학적 규명이 필요하며, 이를 위해 호소의 유기물질 지표의 축적에 기존에 사용하던 COD의 지속적인 모니터링이 요구된다.
The utilization of TOC(Total organic carbon), a new environmental standard, was evaluated for 30 lakes in the Nakdong River Basin, which is used for drinking and agricultural usage. The active use of water resources begins with securing satisfactory water quality. Since this allows people and nature...
The utilization of TOC(Total organic carbon), a new environmental standard, was evaluated for 30 lakes in the Nakdong River Basin, which is used for drinking and agricultural usage. The active use of water resources begins with securing satisfactory water quality. Since this allows people and nature to maintain stability of quality, water quality standards are being tightened to ensure good water quality. In order to improve the pollution level of organic matter in lakes in the living environment, it is important to use the appropriate organic substance index. The relationship between the newly introduced TOC and the existing COD(Chemical oxygen demand) in the targeted lake was positively correlated with the possibility of replacing the TOC with COD. However, the environmental grade standard using TOC is better than the environmental grade standard using COD, so it has the same effect as that of the grade of water quality using TOC as an organic substance factor. This indicates the limitation of TOC to directly replace existing COD when trying to determine or improve the quality level using organic indicators of lakes. Therefore, in order to secure the qualitative safety of the lake, it is required to strengthen environmental standards of TOC in terms of water quality grade. In addition, the correlation between TOC and COD shows a great difference depending on the utilization characteristics of the lake. This requires clear scientific identification, and it requires continuous monitoring of COD that has been used to accumulate indicators of lake organic matter.
The utilization of TOC(Total organic carbon), a new environmental standard, was evaluated for 30 lakes in the Nakdong River Basin, which is used for drinking and agricultural usage. The active use of water resources begins with securing satisfactory water quality. Since this allows people and nature to maintain stability of quality, water quality standards are being tightened to ensure good water quality. In order to improve the pollution level of organic matter in lakes in the living environment, it is important to use the appropriate organic substance index. The relationship between the newly introduced TOC and the existing COD(Chemical oxygen demand) in the targeted lake was positively correlated with the possibility of replacing the TOC with COD. However, the environmental grade standard using TOC is better than the environmental grade standard using COD, so it has the same effect as that of the grade of water quality using TOC as an organic substance factor. This indicates the limitation of TOC to directly replace existing COD when trying to determine or improve the quality level using organic indicators of lakes. Therefore, in order to secure the qualitative safety of the lake, it is required to strengthen environmental standards of TOC in terms of water quality grade. In addition, the correlation between TOC and COD shows a great difference depending on the utilization characteristics of the lake. This requires clear scientific identification, and it requires continuous monitoring of COD that has been used to accumulate indicators of lake organic matter.
본 연구에서는 낙동강수계에 위치한 30개 호소를 대상으로 COD와 TOC의 분포 현황, 상관관계 등을 확인하여 현행 호소 생활경기준이 우리나라의 실정에 적합하게 수립되었는지 확인하고 향후 호소 안정적인 수질관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
낙동강수계에 위치한 30개의 호소는 이용목정이 다양하며 그 중 16개의 호소는 상수원수로 사용되고 있다. 이들 30개 호소를 대상으로 새로 도입되어 사용되고 있는 TOC의 기준값에 대한 활용가능성을 COD와 비교분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
시료채수 시 고무보트 및 도보로 조사지점에 접근 후 반돈채수기를 이용하여 지점별로 표층, 중층, 심층 3개 시료를 채수하였다. 채수한 시료는 4℃ 이하의 암소에 즉시 냉장 보관하여 실험실로 이동 후 수질오염공정시험기준에 따라 분석을 수행하였으며 조사기간 동안 72개 지점에서 총 2,795개 시료를 분석하였다. 측정망자료조사는 환경부 물환경정보시스템의 수질측정망 관측 자료를 이용하였다.
대상 데이터
조사대상 호소는 우포늪, 정양늪, 질날늪, 해곡늪 등 측정망자료가 없는 4개 호소를 제외한 26개 호소를 대상으로 하였다. 수질측정망 자료는 호소별로 TOC가 최초 측정된 시점부터 2017년 12월까지 관측된 모든 자료를 수집하였으며 총 6,375개 자료에 대한 분석을 수행하였다(Table 1).
호소 내 조사지점은 호소의 크기 및 형태, 지류의 유입 유․무등을 고려하여 호소별로 최소 1개에서 최대 3개 지점을 선정하였다. 시료채수 시 고무보트 및 도보로 조사지점에 접근 후 반돈채수기를 이용하여 지점별로 표층, 중층, 심층 3개 시료를 채수하였다. 채수한 시료는 4℃ 이하의 암소에 즉시 냉장 보관하여 실험실로 이동 후 수질오염공정시험기준에 따라 분석을 수행하였으며 조사기간 동안 72개 지점에서 총 2,795개 시료를 분석하였다.
측정망자료조사는 환경부 물환경정보시스템의 수질측정망 관측 자료를 이용하였다. 조사대상 호소는 우포늪, 정양늪, 질날늪, 해곡늪 등 측정망자료가 없는 4개 호소를 제외한 26개 호소를 대상으로 하였다. 수질측정망 자료는 호소별로 TOC가 최초 측정된 시점부터 2017년 12월까지 관측된 모든 자료를 수집하였으며 총 6,375개 자료에 대한 분석을 수행하였다(Table 1).
호소 유기물질 항목의 특성조사를 위해 현장조사와 측정망자료조사로 구분하여 조사를 수행하였다. 현장조사는 환경부 호소환경조사지침에 근거하여 낙동강수계에 위치한 호소 중 경상북도 문경시에 위치한 경천호부터 경상남도 거제시에 위치한 연초호까지 30개 호소를 조사하였다. 호소는 주된 이용목적에 따라 상수원용호소, 농업용호소 및 자연늪으로 구분하였다(Fig.
데이터처리
새로운 유기물질 지표로서의 TOC의 적합성을 파악하기 위해 기존의 유기물질 지표인 COD와의 상관성을 분석하였다. 두 지표간의 상관관계는 결정계수(R2)로 평가하였으며, 두 지표에 의한 오염수준의 검출범위를 제시하면서 수질기준에서 제시하는 지표간 기울기를 계산하여 상호 비교하였다(Table 2). 수질기준에서 제시하는 COD와 TOC 간의 R2는0.
새로운 유기물질 지표로서의 TOC의 적합성을 파악하기 위해 기존의 유기물질 지표인 COD와의 상관성을 분석하였다. 두 지표간의 상관관계는 결정계수(R2)로 평가하였으며, 두 지표에 의한 오염수준의 검출범위를 제시하면서 수질기준에서 제시하는 지표간 기울기를 계산하여 상호 비교하였다(Table 2).
성능/효과
넷째, 호소의 질적 평가에 활용되는 수질등급 기준을 기반으로 TOC와 COD의 활용성을 평가할 수 있다. 기존에 COD 기준으로 수질등급을 한 결과보다, 현장조사 및 측정망자료 조사 등의 양면에서 얻은 TOC 기준 수질등급이 더 양호한 것으로 나타났다. 이는 동일한 호소의 수질 등급에서 유기물질을 대표하는 인자의 변화로 호소의 질급 등급이 양호한 방향으로 상승하는 요소로 작용되는 효과가 있다.
둘째, 주목적이 농업용수인 호소라도 지역 주민들의 생활용수로도 이용되는 경우가 있어 안정적인 음용수 공급을 위해 농업용호소에 대한 수질관리 강화가 필요할 것으로 조사되었다. 자연늪의 경우 상수원용호소나 농업용호소와 달리 늪지역 호소가 가지는 고유한 자연환경 특성을 반영한 관리가 필요한 것으로 나타났다.
셋째, 현장조사 결과와 측정망자료조사 결과 등에서 확보한 실측값을 이용하여 30개 호소에서의 TOC와 COD간의 상관성을 조사한 결과 TOC와 COD의 농도는 유사한 경향으로 검출되었다. TOC와 COD의 결정계수는 현장조사 결과와 측정망자료조사 결과에서 상수원용호소의 R2는 각각 0.
첫째, 호소의 주 이용목적별로 구분할 때 상수원용호소의 TOC와 COD 등의 유기물질에 대한 수질이 농업용호소나 자연늪의 수질보다 양호하게 나타나는 것으로 보아 상수원에 대한 수질관리는 유효성이 크다는 것을 알 수 있다.
후속연구
양 조사에서 모두 농업용호소의 상관성이 높았는데 이는 검출되는 영역이 다른 호소들보다 다소 넓은 것에서 기인한 것으로 보인다. 따라서 상수원용호소와 같이 검출농도가 상대적으로 낮은 영역에서의 TOC 및 COD간의 상관성은 농도 뿐 만 아니라 오염원의 특성을 규명하여야 장기간 축적된 유기물질 자료를 유용하게 이용할 수 있을 것이다.
이로 인해 TOC 단일 항목만을 이용하여 유기물지표로 사용하는 데는 한계가 있을 것으로 판단된다. 따라서 현행호소 생활환경기준에서 TOC 항목의 등급별 기준 강화를 통해 기존의 등급평가를 유효하게 하거나 COD를 지속적으로 조사하여 대상으로 하는 각 호소별 유기물질 특성을 명확히 할 필요성이 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
호소 수질의 안정적인 관리가 중요한 이유는?
저수지, 댐, 늪 등의 호소 환경은 홍수조절, 수생 및 육상생물의 서식지 제공, 유전자원과 생물다양성 유지 등 여러 가지 생태학적 이익과 함께 음용수 및 농업용수 제공, 어로 활동 및 여가활동 공간 제공, 수력 발전 등 인간생활에 필요한 경제학적 이익을 제공한다. 이에 호소 수질의 안정적인 관리는 청정한 생태보전과 쾌적한 인간생활 유지를 위해 매우 중요하다. 정수계인 호소는 유수계인 하천과 달리 폐쇄된 하나의 공간이기 때문에 소량의 유기, 무기성 오염물질의 유입에 의해서도 영양상태의 불균형이 초래될 수 있다.
호소의 수질관리를 위해 정수계 환경 특성을 고려한 과학적인 관리방안의 마련이 요구되는 이유는?
이에 호소 수질의 안정적인 관리는 청정한 생태보전과 쾌적한 인간생활 유지를 위해 매우 중요하다. 정수계인 호소는 유수계인 하천과 달리 폐쇄된 하나의 공간이기 때문에 소량의 유기, 무기성 오염물질의 유입에 의해서도 영양상태의 불균형이 초래될 수 있다. 또한 대부분의 호소는 오염이 시작되면 주된 오염원이 차단되더라도 계속하여 오염도가 증가하는 특징을 가진다. 따라서 호소의 수질관리를 위해 정수계 환경 특성을 고려한 과학적인 관리방안의 마련이 요구된다(김응석 등, 2012).
저수지, 댐, 늪 등의 호소 환경이 제공하는 것은?
저수지, 댐, 늪 등의 호소 환경은 홍수조절, 수생 및 육상생물의 서식지 제공, 유전자원과 생물다양성 유지 등 여러 가지 생태학적 이익과 함께 음용수 및 농업용수 제공, 어로 활동 및 여가활동 공간 제공, 수력 발전 등 인간생활에 필요한 경제학적 이익을 제공한다. 이에 호소 수질의 안정적인 관리는 청정한 생태보전과 쾌적한 인간생활 유지를 위해 매우 중요하다.
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