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식품용수 수질자료를 이용한 지하수 오염 예측 모델 개발 및 소규모 유역에서의 검증
Development of Prediction Model of Groundwater Pollution based on Food Available Water and Validation in Small Watersheds 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.26 no.6, 2021년, pp.165 - 175  

남성우 ((주)지오그린21) ,  박은규 (경북대학교 지구시스템과학부) ,  이명재 ((주)지오그린21) ,  전선금 ((주)지오그린21) ,  정혜민 ((주)지오그린21) ,  김정우 ((주)지오그린21)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Groundwater is used in many areas in food industry such as food manufacturing, food processing, cooking, and liquor industry etc. in Korea. As groundwater occupies a large portion of food industry, it is necessary to predict deterioration of water quality to ensure the safety of food water since usi...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 질산성질소는 대표적인 인위적 오염물질로, 지표 또는 지표 인근의 지하 오염물질이 지하로 침투하여 지하수를 오염시키는 양상을 잘 설명한다. 본 연구는 수질검사(질산성질소) 자료 기반 지역 지하수 오염추세 평가기법을 개발하고, 이를 식품 용수 안전성 분야에 적용하였다. 이들 수질검사 자료는 식품 용수의 적합 여부 판정 후 예기되던 자료로, 자료의 신뢰성이 크지는 않지만, 전국을 포괄한다는데 의미가 크다.
  • 본 연구는 식품용수로 사용되는 지하수의 사전 예방적 수질 관리의 필요성이 대두됨에 따라 기존의 수질검사 자료를 활용하여 장기적인 변화를 예측할 수 있는 모델을 개발하고자 수행되었다.
  • 본 연구에서는 자료의 한계성으로 인하여 질산성 질소 항목에 국한된 분석을 시행하였다. 질산성질소는 대표적인 인위적 오염물질로, 지표 또는 지표 인근의 지하 오염물질이 지하로 침투하여 지하수를 오염시키는 양상을 잘 설명한다.
  • 본 연구에서는, 10년간의 식품용수(지하수) 수질검사 자료를 확보하여 GIS 기반의 DB로 구축하였으며, 향후 빅데이터로 발돋움하기 위한 표준 절차를 마련하였다. 또한, 식품용수로 사용되는 지하수의 장기적인 변화를 예측할 수 있도록 예측모델을 개발하고 적용하여 사전적 개념의 식품 용수 관리를 위한 기반을 마련하였다.

가설 설정

  • 2000~2020년까지 10년간의 자료를 사용하는 만큼, 해당 기간 동안 기후변화, 도시개발, 토지이용 변화, 인구변동 등으로 인한 수질변화가 발생할 수 있으며, 이는 다른 추세가 보이는 변곡점으로 나타날 수 있다. 관측 기간 동안 최소 1회의 수질변화가 발생했을 것이라 가정하여 예측 모델에 변곡점을 설정하였으며, 변곡점 설정과 관련된 일련의 과정은 모두 자동화하여 적합한 변곡점으로 분석하는 코드를 추가하여 예측의 정확도를 향상시켰다.
  • 이때 검사 수 미달로 분석 결과를 신뢰할 수 없는 유역을 최소화하여 신뢰도와 정확도가 높은 추세분석 결과를 도출하기 위해 하나의 표준유역 당 최소 분석 자료 수를 50개 이상으로 설정하였다. 표준유역과 수질 자료를 결합한 결과, 추세분석이 가능한 표준유역은 308개이며, 표준유역 내 검사 결과는 모두 해당 표준유역을 대표한다고 가정하였다.
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참고문헌 (15)

  1. An, H.S., Jin, S.W., Lee, S.J., Hyun, Y.J, Yoon, H.S., and Kim, R.H., 2015, Suggestion of a groundwater quality management framework using threshold values and trend analysis, Journal of Soil and Groundwater Environment, 20(7), 112-120. 

  2. EC, 2000, Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for community action in the field of water policy. 

  3. EC, 2006, Directive 2006/118/EC of the European Parliament and of the Council of 12 December 2006 on the protection of groundwater against pollution and deterioration. 

  4. EC, 2009, Common implementation strategy for the water-framework directive (2000/60/EC) Guidance document No. Guidance on groundwater status and trend assessment. 

  5. Frollini, E.N., Preziosi, E.B., Calace, N.L., Guerra, M.Z., Guyennon, N.C., Marcaccio, M.C., Menichetti, S.F., Romano, F.N., and Ghergo, S.F., 2021 Groundwater quality trend and trend reversal assessment in the European Water Framework Directive context: an example with nitrates in Italy, Enviromental Sience and Pollution Resarch, Rev., 28., 22092-22104. 

  6. Korea Water Resources Corporation, Jeju Province, 2016, Investigate potential sources of groundwater pollution and prepare management plans for each water quality level. 

  7. Korea Environment Institute, Jeju Province, 2020, Establishment of Jeju-do groundwater quality management standards and preparation of application plan. 

  8. Kim, G.B. and Hwang, C.I., 2020, A proposal of unit watershed for water management based on the interaction of surface water and groundwater, Journal of Korea Water Resources Association, 53(1), 755-764. 

  9. Ministry of Food and Drug Safety, Park, E.G., 2019, Research on the development of a water quality change prediction model to secure safe food processing water. 

  10. The Groundwater Association, 2020, Groundwater Use in the United States of A merica. 

  11. 광주지방식품의약품안전청, 2021, 안전한 주류제조를 위한 주류 위생관리 매뉴얼의약품안전청. 

  12. 식품의약전전처, 2020, 2020년 안전관리인증기준(HACCP) 평가기준매뉴얼. 

  13. 천안시, 2020, 2020년 천안통계연보. 

  14. 평택시, 2020, 제25회 2020 평택통계연보. 

  15. 환경부, 2021, 2020 지하수조사연보. 

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