본 연구과제는 한강수계 내 난분해성 물질의 증감요인 파악과 관리방안 제시를 목표로 총 4년간 수행된 과제로서 팔당호 등 총 37개 지점에 대해 TOC 등 총 12개 유기물 항목을 대상으로 수행한 연구결과는 다음과 같다. 〇 팔당호 상류 주요 하폐수처리장 유기물 조사 - 난분해성 물질의 처리효율은 73% 이하로 80% 이상인 TOC 처리효율에 비해 낮았다. 〇 팔당호 유입 외부 부하량 기여율 산정 - 팔당호에 유입하는 총 부하량에 대한 발생원인별 기여율은 점오염원(방류계), 강우, 상류기저농도, 내부생성에
본 연구과제는 한강수계 내 난분해성 물질의 증감요인 파악과 관리방안 제시를 목표로 총 4년간 수행된 과제로서 팔당호 등 총 37개 지점에 대해 TOC 등 총 12개 유기물 항목을 대상으로 수행한 연구결과는 다음과 같다. 〇 팔당호 상류 주요 하폐수처리장 유기물 조사 - 난분해성 물질의 처리효율은 73% 이하로 80% 이상인 TOC 처리효율에 비해 낮았다. 〇 팔당호 유입 외부 부하량 기여율 산정 - 팔당호에 유입하는 총 부하량에 대한 발생원인별 기여율은 점오염원(방류계), 강우, 상류기저농도, 내부생성에 대해 각각 17%(3%), 42%, 25%, 5%로 조사되었다. 〇 내부생성에 의한 난분해성 물질 발생 - 팔당호와 수변지역에서 부유조류와 부착보류에 의해 생성된 DOC의 50% 이상이 28일 후에도 난분해성 물질로 잔존하였고 POC의 경우 각각 16%와 42%가 잔존하였다. 〇 수질측정망 최상류 중권역 유기물 분포 - 난분해성 물질 비율은 5월과 7월에 각각 81%와 92%로 조사되었으며 이러한 분포는 농업활동에 의한 토지이용도가 증가할수록 높아졌다. 〇 팔당호 상류 유역 하천 조사 및 정체수역 영향 - 모든 수계에서 난분해성 물질 농도는 하류로 갈수록 최대 5배까지 증가하는 경향을 보였으며 난분해성 물질 분포는 감소하는 추세를 보였다. 대형댐 저수지 유입 후 R-TOC 농도 중 R-DOC는 증가하고 R-POC는 감소하였다. 〇 팔당호 내 난분해성 물질 기원 지목 - 다변량분석 결과 팔당호 R-TOC 물질의 성상은 토양 기원과 가장 유사하였다. 〇 한강수계 난분해성 물질 증가요인 규명 - 종합적으로 볼 때 유역 내 토양유실과 관련이 큰 토지이용(객토에 의한 나대지 증가 및 시가화)과 장기적 강우패턴 변화로 인한 탁수발생 증가가 주요 원인인 것으로 판단된다. 〇 난분해성 유역모델을 사용한 유역 최적관리방안 분석 - 토양 내 유기탄소 변환와 수체 내 내부생성을 반영하는 유역모델을 개발하여 관리방안 시나리오 분석 결과 밭20%감소와 멀칭을 동시에 사용할 경우 LPOC와 RPOC가 각각 17%와 20.6%으로 저감효과가 가장 큰 것으로 분석되었다.
(출처 : 보고서 초록 370p)
Abstract▼
BOD concentrations remain constant for major drinking water sources in the Han river basin for the last 20 years while COD concentrations exhibit an increasing trend. The observed trend indicates the presence of the constant inputs of refractory organic matters(R-OM) or transform of labile organic m
BOD concentrations remain constant for major drinking water sources in the Han river basin for the last 20 years while COD concentrations exhibit an increasing trend. The observed trend indicates the presence of the constant inputs of refractory organic matters(R-OM) or transform of labile organic matter into R-OM in the watershedss. The main purposes of this study were to estimate the contributions of R-OM loadings from point sources, non-point sources, algal production, and baseline production into the lake Paldang, to fingerprint the source of R-OM in the lake, and to suggest appropriate management plan for reducing R-OM in watersheds. The major findings of four-year project report are as follows. The removal efficiencies of TOC for major wastewater treatment plants were above 80% while they were less than 73% for R-OM. The contributions of influent loadings from point-sources (effluent), storm event, algal production, and upper site production into the lake Paldang were found to be 17%(3%), 54%, 4%, and 25%, respectively. Stable isotope experiments using suspended and attached algae demonstrated that over 50% of the algal derived organic carbon remained as R-OM. The data from the upper most monitoring sites indicate that R-OM constitute over 80% of total organic matters and this ratio tends to increase with increasing land use of urban activities. R-OM ratio in the lake Paldang was more than 0.7 and the characteristics of lake R-OM appears to be affected by sampling stations rather than the depths particularly for spring season. The R-OM concentrations tend to increase by 1.5- to 5.0-fold from the upper reaches down to the lake Paldang while the ratios of R-OM exhibit a decreasing trend except for the Namhan river. The concentrations of dissolved R-OM tend to increase after entering large-scale dam reservoirs. The extent of the increase depended on the seasons and the particular dam reservoir. Comparison of the R-OM characteristics in the influent versus the effluent to dam reservoirs implies that humification of algal derived DOM and/or resuspension of lake sediments may be responsible for the changes. Relatively higher proportion of polysaccharide to protein was observed for DOM with the sources of field soils, paddy water, treated sewage, and the lake Paldang. Principal component analysis based on various analyses revealed that R-OM in the lake Paldang has similar characteristics to the field soil-derived dissolved organic matter (DOM). The highest correlations with R-OM concentrations were observed for TOC, which was independent of the sampling seasons and the locations. Possible conversion equations for estimating R-OM concentrations based on TOC were 0.43xTOC 1.12, 0.44xTOC 0.61, 0.24xTOC 1.28 for rain-event river, non-rain event river, and the lake Paldang samples, respectively. For spectroscopic indices, ultraviolet absorbance and fluorescence intensity measured at the wavelengths of 254 nm and 350 nm showed the highest correlations with R-OM concentrations for river and lake samples, respectively. TOC-based watershed model should simulate temporal and spatial distribution of soil temperature and soil moisture by dividing a watershed into square grids. In development of a TOC watershed model, organic matter pool was classified into six groups depending on its biodegradability, solubility, and adsorption characteristics. The model was successfully developed such that it could simulate the fate and transport of organic matters in soil environments as well as the relationships between algae and organic matters. Among the suggested best management plans for the reduction of R-OM, a scenario of 20% reduction of field area combined with mulch was found to be the most appropriate management strategy for reducing R-OM production in urban watersheds, showing approximately 20% reduction of particulate organic matter production.
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