초록 ▼

개발 목적 및 필요성
본 연구에서는 유역 내 비점오염원 및 비점오염 저감시설의 평가를 위한 모니터링 기법 및 자료평가기법의 선진화를 통하여 비점오염원 배출의 정성적, 정량적 조사기술의 고도화를 하고자 함.

연구개발 결과
본 연구에서는 비점오염원 모니터링 기법 및 자료평가 기법의 선진화를 통한 비점오염물질 배출 조사기술의 고도화를 위한 세 가지의 요소기술이 있음. 요소기술로는 최적모니터링 설계 및 자료해석, 오염물질 배출경로 추적기술, 포터블 자동모니터링시스템 개발이란 목적을 가지고 연구를 수행하였음.
토

개발 목적 및 필요성
본 연구에서는 유역 내 비점오염원 및 비점오염 저감시설의 평가를 위한 모니터링 기법 및 자료평가기법의 선진화를 통하여 비점오염원 배출의 정성적, 정량적 조사기술의 고도화를 하고자 함.

연구개발 결과
본 연구에서는 비점오염원 모니터링 기법 및 자료평가 기법의 선진화를 통한 비점오염물질 배출 조사기술의 고도화를 위한 세 가지의 요소기술이 있음. 요소기술로는 최적모니터링 설계 및 자료해석, 오염물질 배출경로 추적기술, 포터블 자동모니터링시스템 개발이란 목적을 가지고 연구를 수행하였음.
토지이용별 비점오염원 모니터링을 실시하여 토지이용별 모니터링 체계를 구축하였으며, 이를 바탕으로 토지이용별 최적 모니터링 기법 및 택지개발지역 모니터링 매뉴얼을 작성하였음. 또한 미생물 분포 모니터링을 실시하는 등, 기존의 연구들과는 차별화된 모니터링을 실시하였음.
인 배출경로 추적기법을 통하여 배수구역 또는 유역 출구에서 발생하는 강우비점오염에 대하여 토지이용별 영향력 또는 기여도를 평가하거나, 유역 내에서의 잠재적 오염원을 추출하고 각 오염원이 수질에 미치는 영향 또는 기여도를 정량화할 수 있는 기법을 제시하였음. 또한 택지개발지역에서의 공사 중 침사지 성능평가를 통하여, 침사지의 설계 매뉴얼을 작성하였으며, 전국 소유역 단위의 비점오염물질 배출 부하량 산정을 통해 시각화를 하여 전국적으로 비점오염원 물질의 배출량을 파악할 수 있도록 비점오염 지도를 작성하였고, 향후에 지속적인 연구를 통하여 많은 데이터가 축적이 되면 보다 정확도가 높은 비점오염원 배출 부하량 지도를 작성할 수 있을 것으로 판단됨.
5년간의 연구를 통해 비점오염원 자동 모니터링 측정기기 및 가시화 소프트웨어, 자동 시료채수기를 개발하여 포터블 비점오염원 자동 모니터링 시스템을 구축하였음. 이와 같이 구축된 자동 모니터링 시스템을 대상지역에 적용 및 테스트를 진행하여, 비점오염원 측정망 운영 방안 및 각 장비 매뉴얼을 작성하였음. 본 연구를 통해 작성된 각각의 매뉴얼 및 지침, 방안은 향후 정책에 활용될 수 있고, 많은 비점 연구자들에게 도움을 줄 수 있을 것으로 판단됨.

성능사양 및 기술개발 수준
비점오염원 자동 모니터링 시스템은 5년에 걸쳐 단계별로 개발되어, 모든 시스템을 구축하여 현장 테스트를 진행하였으며, 지속적인 보완을 통해 준수한 성능을 갖출 수 있도록 하였음.
비점오염원 자동 측정기기는 실시간 모니터링이 가능하도록 가시화 소프트웨어와 연계를 하여 보다 편리하고 쉬운 시스템이 되도록 하였고, 자동 시료채수기는 샘플백을 파우치(한약봉지)를 이용함으로써, 밀봉이 가능하고 원하는 만큼의 시료를 채수할 수 있도록 하는 등, 기존의 시료 채수기와는 다른 차별성과 창의성을 지니고 있음. 그러나 모든 시스템의 현장 테스트 기간이 짧기 때문에 발생하지 않은 보완사항이 있을 수 있으므로 지속적인 연구가 필요하며, 지속적인 연구가 진행된다면 향후에 제품화 및 사업화가 가능할 것임.

활용계획
본 연구를 통해 작성된 매뉴얼 및 지침, 방안은 정책에 활용될 수 있으며, 자동 모니터링 시스템은 위험지역 및 소유역 등에서 누구나 이용이 편리하고 쉬운 모니터링이 가능할 것임. 특히, 개발된 포터블 모니터링시스템은 모바일 랩의 개념과 통합하여 운영하는 경우 특정 소유역의 비점유출 및 해당 지역에 산재한 비점처리시설의 유출을 모니터링하고 평가하는데 유용.

(출처 : 요약서)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Nonpoint Source monitoring
A total of five sites; i.e. mix land use(Site 4), construction(Site 5), urban(Site 7), stream(Site 9), and agricultural(Site 6) sites were monitored during 5-years monitoring program. The site mean concentration (SMC) which is calculated as the mean of

Ⅳ. Results
1. Nonpoint Source monitoring
A total of five sites; i.e. mix land use(Site 4), construction(Site 5), urban(Site 7), stream(Site 9), and agricultural(Site 6) sites were monitored during 5-years monitoring program. The site mean concentration (SMC) which is calculated as the mean of all the measured EMCs is compared for all sites. It was found that the SMC for organic pollutants except for TP were higher at urban site compared to all other land uses. Mix land-use compared to construction site exhibits higher SMC value for COD however values for other organic pollutants are comparable at both sites. SMC for Cl- were found significantly higher at urban site, whereas SS and Turbidity SMC values were significantly higher at construction site compared to all other sites. Mix land use shows showed larger data spread for SS and nutrients.

2. Land use and Land cover analysis
The development activities were categorized into three phases which includes pre, initial and later phases of development. From the results of land use analysis, the bare land was continuously converted into ground throughout the development phases. The impervious cover was sharply risen in the study area due to residential development activities. Therefore, the pollutant wash off pattern and the sources were different based on land use change in the study area.

3. Interpretation of nonpoint source monitoring data
From the statistical analysis of 5-years monitoring program, it was found that agricultural site mainly contributes to lowest concentrations of the pollutants. However, mix land use, urban, and construction site pollutant concentrations are comparable. These three sites were selected for further statistical comparison based on conventional quality parameters.
The Mann-Whitney test was used to determine if there is a significant difference between the land uses having the lowest and highest median concentrations. 1-way ANOVA analyses were also used to identify if a significant difference existed among any of the selected land uses.p-values ≤ 0.05 indicates that the concentration of at least one land use is statistically different than the other land uses. The results indicated that except for TN and TP (p ≥ 0.05) the median values for all other constituents were found significantly different based on land-use.The results indicated that there are significant differences in stormwater constituents for different land-use category. It implies that land-use type and site characteristics significantly effects the pollutant concentrations throughout the monitoring period.

4. Design of optimal monitoring
Through the monitoring and literature survey of the nonpoint pollution sources, and the investigation of the existing monitoring system, a surveillance system was created. A monitoring manual for the development area was created in a fourth year of monitoring which is provided in the Appendix. In addition, in the fifth year, based on land use and runoff characteristics, the optimal monitoring strategy was tailored.

5. Phosphorus discharge tracking method
This research suggested the use of three different kinds of source identification method: DFA, PCA, and PMF. For each water sample, a total of 12 ionic species were measured. The results from DFA could identify the pollutant contributions from different landuses. Then, PCA was used to qualitatively identify the potential sources of pollutants contained in the runoff. For the quantitative source identification, PMF was used. The results from PMF and PCA were in agreement with each other.

6. Sedimentation tank performance evaluation and design guidelines
Rainfall runoff from construction site consists mostly of smaller than 75um soil particles. It has been identified as a primary cause of sediment tank performance degradation. Sedimentation tank design and management is an important factor for the control of soil emission from non-point source pollution. In this study, we suggest sedimentation tank design guidelines for sites with construction activities.

7. Non-point source pollution mapping
Based on the nationwide non-point source pollution map, the loading of the parameters TP, TSS, Cu, and Zn were calculated. It was found that the maximum values of the TP, TSS, Cu and Zn loadings were 1.2 mg/yr, 1021.7 mg/yr, 0.0325mg/yr, and 0.0960 mg/yr, respectively. For the Geumhak watershed, we have used two different EMC values: one was from our monitoring data and the other value was from the data of the Ministry of Environment. The results suggested that the TP loading for the entire Geumhak watershed scale is similar but with different for individual landuses. The TP loading from the monitoring data was larger than that from the Ministry of Environment data.

8. Development of portable nonpoint source automatic monitoring system
During monitoring year 1 to 3, the measurement equipment’s like sensors and board were selected and prepared to develop automatic nonpoint pollution source automatic monitoring system. , During fourth year, development of visualization software of the flowmeter was carried out. In 5th years, we have developed an automated sampler of standing packaging system to allow real-time water sampling. It is recorded in the appendix (manual for monitoring system) that have been developed through research.

9. Operating strategy of Nonpoint pollutant source monitoring system network
Five years of nonpoint source monitoring was used to develop automatic monitoring system through the test in the field. The nonpoint source pollution management scheme was developed during fourth year of monitoring; whereas, in the fifth year, the management scheme also includes the addition of automatic sampler.

(출처 : SUMMARY)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 3요 약 서 ... 4요 약 문 ... 6SUMMARY ... 13목차 ... 21표목차 ... 22그림목차 ... 251. 연구개발과제의 개요 ... 33 1-1. 연구개발 목적 ... 33 1-2. 연구개발의 필요성 ... 34 1-3. 연구개발 범위 ... 402. 국내외 기술개발 현황 ... 43 2-1. 해외 기술개발 현황 ... 43 2-2. 국내 기술개발 현황 ... 573. 연구수행 내용 및 결과 ... 71 3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 ... 71 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 105 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 2604. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 265 4-1. 목표달성도 ... 265 4-2. 관련분야 기여도 ... 2675. 연구결과의 활용계획 ... 269 5-1. 연구결과의 활용방안 ... 269 5-2. 기대성과 ... 270 5-3. 추가 연구의 필요성 ... 271 5-4. 사업화계획 및 효과 ... 2726. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 2757. 연구개발결과의 보안등급 ... 2778. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 2799. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 28110. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 28711. 기타사항 ... 28912. 참고문헌 ... 291부 록 ... 295끝페이지 ... 404