[논문]제주도 하수처리장 해양방류구 인근해역의 늦은 봄철 조류 특성과 조석잔차류에 의한 오염물질의 분포 특성

김준택; 홍지석; 문재홍; 김상현; 김태훈; 김수강

doi:10.7850/jkso.2021.26.2.063

제주도 하수처리장 해양방류구 인근해역의 늦은 봄철 조류 특성과 조석잔차류에 의한 오염물질의 분포 특성
Characteristics of Tide-induced Flow and its Effect on Pollutant Patterns Near the Ocean Outfall of Wastewater Treatment Plants in Jeju Island in Late Spring 원문보기

바다 : 한국해양학회지 = The sea : the journal of the Korean society of oceanography, v.26 no.2, 2021년, pp.63 - 81

김준택 (제주특별자치도의회) , 홍지석 (제주대학교 지구해양과학과) , 문재홍 (제주대학교 지구해양과학과) , 김상현 ((주)에코이엔비) , 김태훈 (전남대학교 지구환경과학부) , 김수강 (제주특별자치도 해양수산연구원)

초록
AI-Helper

이 연구에서는 2018년 늦은 봄철을 대상으로, 제주도내 위치한 제주와 보목 하수처리장의 해양방류구 주변 해역의 하수처리 방류수의 이동 특성을 파악하기 위하여 다층 유향·유속계 (Acoustic Doppler Current Meter; ADCP)와 지역규모 해양 수치모델의 가상 추적자 실험을 활용한 분석을 수행하였다. ADCP관측 결과에 의하면 두 하수처리장 모두 방류구 인근 해역의 해수 유동은 비조석 성분 보다 조석 성분이 컸고, 조류는 등수심선과 평행한 방향의 왕복성 운동이 지배적이었다. 조화 분석결과는 제주와 보목 하수처리장 해역 모두 반일주기 유속 성분이 우세한 혼합형 조석특성이 지배적이지만, 보목 하수처리장 주변의 유속 세기가 제주 하수처리장 유속의 50% 정도로 느리고, 조류의 회전성이 제주는 시계 방향, 보목의 경우 반시계 방향으로 지역적으로 차이를 보인다. 특히, 보목 하수처리장 방류구 주변해역은 상대적으로 느린 유속과 더불어 잔차류가 등수심선을 가로질러 연안으로 향하기 때문에 해안을 따라 오염물질이 집적되는데 유리한 환경이다. 고해상도 수치실험은 유속·유향 현장 관측 결과와 유사한 해수 유동 특성을 잘 모의하였으며, 오염물질의 이동확산을 파악하기 위한 추적자 실험을 통하여 잔차성분이 연안을 향하는 보목 하수처리장 연안에서 오염물질 잔류량이 상대적으로 높아질 수 있음을 제시하였다. 이러한 결과는 늦은 봄철에 보목 하수처리장 인근 해역이 상대적으로 약한 조류와 연안을 향하는 잔차성분의 영향으로 하수처리 방류수에 의한 연안 오염 가능성이 높은 환경임을 제시하는 결과이다. 퇴적유기물 조사에서도 보목하수처리장 인근 연안은 중간오염 단계를 보임으로써 조석 잔자류에 의한 연안 오염물질 축적과 그에 따른 연안환경오염의 가능성을 뒷받침하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we investigated the tide-induced flow patterns near the ocean outfall of the Jeju and Bomok Wastewater Treatment Plants (WTP) in Jeju Island by using measurements of Acoustic Doppler Current Meter (ADCP) and a numerical experiment with inserting passive tracer into a regional ocean model. In late spring of 2018, the ADCP measurements showed that tidal currents dominate the flow patterns as compared to the non-tidal components in the outfall regions. According to harmonic analysis, the dominant type of tides is mixed of diurnal and semi-diurnal but predominantly semidiurnal, showing stronger oscillations in the Jeju WTP than those in the Bomok WTP. The tidal currents oscillate parallel to the isobath in both regions, but the rotating direction is different each other: an anti-clockwise direction in the Jeju WTP and a clockwise in the Bomok WTP. Of particular interest is the finding that the residual current mainly flows toward the coastline across the isobath, especially at the outfall of the Bomok WTP. Our model successfully captures the features of tidal currents observed near the outfall in both regions and indicates possibly high persistent pollutant accumulation along the coasts of Bomok.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. (a) Climatological mean barotropic currents from May to June in the operational Jeju model (Cha and Moon, 2020) and the locations of study area and bathymetry near (b) Jeju and (c) Bomok wastewater treatment plants. Black box indicates the model domain and red circle indicates the location of outfall.
표 Table 1. Locations, periods, and depths of in-situ measurements
그림 Fig. 2. Time series comparison of tidal elevation from the ADCP (black) and the numerical model (red) at the (a) R1 and (b) R2 stations.
그림 Fig. 3. Comparison of the vertical profiles of modeled (dotted line) temperature (red) and salinity (blue) with CTD (solid lines) measurements at (a) R1 and (b) R2 stations.
그림 Fig. 4. Scatter diagrams of observed currents by ADCP at R1 station in (a) surface and (b) bottom layers. (c, d) same as (a, b) except at R2 station.
그림 Fig. 5. Vector stick diagrams of observed currents and tidal currents derived from harmonic analysis at R1 station in (a) surface and (b) bottom layers. (c, d) same as (a, b) except at R2 station.
그림 Fig. 6. Comparison of modeled (red) tidal ellipse of four principal constituents with ADCP (black) measurements: (a)M₂, (b)S₂, (c)O₁, and (d)K₁ at R1 station. (e-h) same as (a-d) except at R2 station.
그림 Fig. 7. Progressive vector diagrams obtained from ADCP measurements for all layers with 10 minute interval at (a) R1 and (b) R2 stations. (c, d) same as (a, b) except for the simulated currents for surface (L10), middle (L5) and bottom (L01) layers with 1 hour interval.
그림 Fig. 8. Stick diagrams of wind data measured at (a) Jejusi, (b) Chujado, (c) Seogwipo and (d) Marado station. The locations of wind observation stations are marked as asterisks (ASOSs) and black circle (Buoys) in Fig. 1.
그림 Fig. 9. Spatial patterns of simulated surface (a, c) flood current and (b, d) ebb current at spring (upper) and neap (lower panels) tide periods near the Jeju wastewater treatment plant. Symbol "X" indicates the location of outfall.
그림 Fig. 10. Same as Fig. 9 except for the Bomok wastewater treatment plant.
그림 Fig. 11. Spatial patterns of the ratio of residual tracer mass to discharged tracer mass from the (a, b) R1 and (c, b) R2 stations for flood (left) and ebb (right panels) tides during neap tide period.
그림 Fig. 12. Spatial patterns of simulated bottom residual current near the Jeju (a) and Bomok (b) wastewater treatment plant. Black stars indicate the location of stations in Table 2, 3.
표 Table 2. Ignition loss in percent of dry weight of the sediment at the outfall station (R1) and the adjacent coastal stations (S1, S2)
표 Table 3. Ignition loss in percent of dry weight of the sediment at the outfall station (R2) and the adjacent coastal stations (S3, S4)

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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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