전형적인 농촌지역 지하수의 질산성 질소 오염현상에 대하여 오염원 규명, 지하수 오염범위와 오염도 파악을 위하여 이 연구를 수행하였다. 연구지역은 대규모 축사가 곳곳에 위치한 축산단지 인근지역이며, 벼농사와 포도재배가 이루어지고 있다. 이 지역의 수리화학적 특성을 밝히기 위하여 지하수파 지표수 시료를 채취하여 화학분석을 수행한 결과, 1차 17지점, 2차 22지점에서 채취한 지하수 시료 중 32~42%에서 질산성 질소 성분이 음용수질 기준(10 mg/L)을 ,초과하였으며, 77%에 해당하는 지점이 인위적 오염물질의 유입가능성이 있는 것(3 mg/L 초과)으로 나타났다. 질소 동위원소($\delta$$^{15}$ N-NO$_3$) 분석 결과에 의하면, 질산성 질소 성분은 대부분 축산폐수 기원임이 밝혀졌다. 현재 축사가 운영되고 있는 지역 뿐 만이 아니라 폐축사가 위치한 지역에서도 질산성 질소 오염이 나타나 축사가 천부지하수질에 오랜 기간동안 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌다.
전형적인 농촌지역 지하수의 질산성 질소 오염현상에 대하여 오염원 규명, 지하수 오염범위와 오염도 파악을 위하여 이 연구를 수행하였다. 연구지역은 대규모 축사가 곳곳에 위치한 축산단지 인근지역이며, 벼농사와 포도재배가 이루어지고 있다. 이 지역의 수리화학적 특성을 밝히기 위하여 지하수파 지표수 시료를 채취하여 화학분석을 수행한 결과, 1차 17지점, 2차 22지점에서 채취한 지하수 시료 중 32~42%에서 질산성 질소 성분이 음용수질 기준(10 mg/L)을 ,초과하였으며, 77%에 해당하는 지점이 인위적 오염물질의 유입가능성이 있는 것(3 mg/L 초과)으로 나타났다. 질소 동위원소($\delta$$^{15}$ N-NO$_3$) 분석 결과에 의하면, 질산성 질소 성분은 대부분 축산폐수 기원임이 밝혀졌다. 현재 축사가 운영되고 있는 지역 뿐 만이 아니라 폐축사가 위치한 지역에서도 질산성 질소 오염이 나타나 축사가 천부지하수질에 오랜 기간동안 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌다.
The purposes of this research are to identify the source and the extent of contamination of nitrate in groundwater in a typical agricultural area. The study area has many livestock raising facilities, rice paddies and grape farms. In order to identify the hydrogeological character, we sampled grou...
The purposes of this research are to identify the source and the extent of contamination of nitrate in groundwater in a typical agricultural area. The study area has many livestock raising facilities, rice paddies and grape farms. In order to identify the hydrogeological character, we sampled groundwater and surface water in 27 locations and performed chemical analyses. Nitrate-nitrogen is the major contaminant in this area. Approximately 32 ~ 42% of groundwater samples are over the drinking water limit(10 mg/L) and 77% estimated to be entered from artificial sources. The nitrogen isotope analysis indicates animal waste being the major source of nitrate in water samples. Not only presently operating livestock facilities but also abandoned ones influence groundwater quality for a long time.
The purposes of this research are to identify the source and the extent of contamination of nitrate in groundwater in a typical agricultural area. The study area has many livestock raising facilities, rice paddies and grape farms. In order to identify the hydrogeological character, we sampled groundwater and surface water in 27 locations and performed chemical analyses. Nitrate-nitrogen is the major contaminant in this area. Approximately 32 ~ 42% of groundwater samples are over the drinking water limit(10 mg/L) and 77% estimated to be entered from artificial sources. The nitrogen isotope analysis indicates animal waste being the major source of nitrate in water samples. Not only presently operating livestock facilities but also abandoned ones influence groundwater quality for a long time.
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문제 정의
이와 같이 농촌지역의 지하수는 농민들의 주요한 식수이자 생활용수이지만, 다양한 오염원에 노출되어 있고 오염에 취약하다는 문제점을 안고 있다. 본 연구는 축산단지와 벼농사 및 과수재배가 어우러진 농촌특성을 갖고 있는 경기도 일죽지역의 소유역에 대하여 천부지하수의 화학적 분석을 통해 오염특성을 밝히고, 주 오염 성분의 배출원을 밝히고자 하였다.
제안 방법
주 오염물질로 밝혀진 질산성 질소의 배출원을 밝히기 위해 질소 동위원소 분석을 수행하였다. 지금까지의 발표에 의하면, δ15N이 -2 ~ +4%。인 경우는 화학비료에서 유래, +3 ~ +8%o인 경우는 토양 유기질소에서 유래, +10 ~ +20%。인 경우는 사람이나 동물의 분뇨에서 유래된 것으로 본다(Karr et al.
뿐만 아니라, 주택에도 소규모의 축사를 운영하여 10두 이내의 소를 사육하고 있거나, 과거에 사육했던 폐축사가 위치하고 있다. 화학분석을 위한 시료채 취는 2월과 4월 두 차례에 걸쳐 이루어졌으며, 연구지역의 마을을 중심으로 전체적으로 고른 분포로 지하수와 지표수를 채취하였다(1차-지하수 17지점, 지표수 3지점, 오염원 2지점, 2차-지하수 22지점, 지표수 5지점). 시료채취 지점과 축사 위치는 Figure 1과 같다.
대상 데이터
연구지역은 남쪽 농업용 저수지에서 북쪽의 남한강 지류인 청미천으로 향하는 약 4km의 소하천을 중심으로 주위가 낮은 구릉으로 둘러싸인 마을이다. 이 지역 내에는 7개의 부락이 존재하며, 마을 주민들은 대부분 논농사, 밭농사, 과수재배(포도, 배), 가축사육(한우, 젖소, 돼지, 닭, 개)으로 수익을 올린다.
성능/효과
경 기도 일죽지역 천부지하수의 화학적 특성 연구 결과, 지하수 채취 시료의 77%가 인위적 오염물질의 유입에 의한 오염 가능성이 있다고 판단되었으며, 32~42%가 먹는물 수질기준 이상의 질산성 질소 농도를 나타내었다. 따라서 연구지역의 주 오염물질은 질산성 질소 성분이라 할 수 있다.
질소동위원소 분석결과, 59%에 해당하는 시료가 동물 및 가축의 분뇨에서 질소가 유래된 것으로 밝혀졌다. 또한 질산성 질소 농도가 먹는물 수질기준을 초과하는 지점이 현 축사가 존재하는 지점, 폐축사가 존재하는 지점과 매우 +8%o을 초과하는 지점과도 상당히 일치하는 것을 는 농촌지역에 축사가 존재하는 경우 이는 질산성 운영을 중단하더라도 수년간 잠재적 오염원으로서 잘 일치하는 것을 발견할 수 있으며, δ15N값이 발견할 수 있다. 즉, 천부지하수를 주로 이용하 질소에 의한 천부지하수 오염을 유발하며, 축사 작용하는 것으로 나타났다.
또한 질산성 질소 농도가 먹는물 수질기준을 초과하는 지점이 현 축사가 존재하는 지점, 폐축사가 존재하는 지점과 매우 +8%o을 초과하는 지점과도 상당히 일치하는 것을 는 농촌지역에 축사가 존재하는 경우 이는 질산성 운영을 중단하더라도 수년간 잠재적 오염원으로서 잘 일치하는 것을 발견할 수 있으며, δ15N값이 발견할 수 있다. 즉, 천부지하수를 주로 이용하 질소에 의한 천부지하수 오염을 유발하며, 축사 작용하는 것으로 나타났다. 따라서 농촌 지하수의 수질보존을 위해서 장기적인 대책이 필요할 것이다.
따라서 연구지역의 주 오염물질은 질산성 질소 성분이라 할 수 있다. 질소동위원소 분석결과, 59%에 해당하는 시료가 동물 및 가축의 분뇨에서 질소가 유래된 것으로 밝혀졌다. 또한 질산성 질소 농도가 먹는물 수질기준을 초과하는 지점이 현 축사가 존재하는 지점, 폐축사가 존재하는 지점과 매우 +8%o을 초과하는 지점과도 상당히 일치하는 것을 는 농촌지역에 축사가 존재하는 경우 이는 질산성 운영을 중단하더라도 수년간 잠재적 오염원으로서 잘 일치하는 것을 발견할 수 있으며, δ15N값이 발견할 수 있다.
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