초록 ▼

I. 서 론
팔당호는 수도권 시민 2,600만명의 상수원으로서 다양한 관리 방안, 제도, 정책 등이 추진되어 왔으며 안전한 먹는 물 공급과 건강성 보전을 위해 수질모니터링을 실시하고 있다.1 이 중 화학적산소요구량(COD), 총유기탄소농도(TOC)로 대표되는 호소 유기물은 물의 색, 맛, 냄새 등 심미적인 부분과 중금속 및 미량 유기물질의 거동과 독성발현에 영향을 미치고 상수처리 막오염을 일으키고 염소소독 시 소독부산물을 생성하기 때문에 생활환경기준으로 관리되고 있다. 호소 유기물의 농도와 성상은 계절적 영향을 많이 받는 것으

I. 서 론
팔당호는 수도권 시민 2,600만명의 상수원으로서 다양한 관리 방안, 제도, 정책 등이 추진되어 왔으며 안전한 먹는 물 공급과 건강성 보전을 위해 수질모니터링을 실시하고 있다.1 이 중 화학적산소요구량(COD), 총유기탄소농도(TOC)로 대표되는 호소 유기물은 물의 색, 맛, 냄새 등 심미적인 부분과 중금속 및 미량 유기물질의 거동과 독성발현에 영향을 미치고 상수처리 막오염을 일으키고 염소소독 시 소독부산물을 생성하기 때문에 생활환경기준으로 관리되고 있다. 호소 유기물의 농도와 성상은 계절적 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 강우나 조류 발생 등에 의해 유입/생성되는 유기물의 경우 성상이 다르지만 호소 내에 혼재되어 있기 때문에 단순 농도로 성상을 파악하는 것은 매우 어렵다.

특히 2013년 호소의 총유기물농도의 지표로서 도입된 TOC의 경우 BOD에 비해 강우 및 녹조 발생과 같은 계절적 변화에 의한 변동이 크지 않다. 따라서 TOC만으로는 계절적 요인에 따른 팔당호 유기물의 기원과 성상 변화를 파악하기 어려워 수질관리에 한계를 가지고 있다. 유기물의 성상을 파악하는 방법은 수지분획법, 비흡광도분석, 형광분석, 분자량분석, FT-ICR/MS, 열분해-GC/MS 분석법을 이용할 수 있으나1,4,5 분석을 위해 많은 시간과 비용, 고도의 기술이 들어가는 단점이 있어 이를 대신하여 유기물 성상을 쉽게 파악할 수 있는 지표의 제시가 필요하다.

또한 팔당호는 남한강, 북한강, 경안천이 합류하는 지점에 팔당댐이 축조되어 형성된 인공호로서 최근 20년간 BOD는 감소한 반면 COD의 개선정도는 미흡하여 유입, 생성, 누적되는 유기물에 관한 시·공간적 거동 연구가 필요하다. 이를 위해 수질 예측 모델의 활용이 수반되어야 한다. 국내·외 하천 및 호소의 수질의 예측을 위해서 QUAL2E, QUALKO, WASP, CE-QUAL-W2, EFDC 등의 다양한 수치모델이 사용되고 있다. 연구 대상영역에 따라 각각의 모델의 목적과 특성을 고려하여 모델의 선택이 매우 중요하다. 특히 지류가 합류되거나 하수처리장 유입 등의 영향으로 하폭 및 수심 방향으로 수질 편차가 발생되어 이송·확산 되는 경우에는 정확한 수질 변화를 분석하기 위한 3차원 수리 수질 수치해석 모델을 적용해야 한다. 이를 위해 유체의 이동, 온도, 부유물질의 이동, 오염물질의 확산, 부영양화, 독성물질 이동 등을 다차원으로 해석이 가능한 EFDC (Environmental Fluid Dynamic Code) 모델이 활용되고 있다. 국립환경과학원은 EFDC 모델을 기반으로 다기능 보의 구조 및 운영방식을 모의할 수 있는 모듈 기능을 포함하여 EFDC-NIER 모델을 구축하였다. 본 연구에서는 EFDC-NIER를 활용하여 팔당호의 다양한 수문변화 속에서 유기물 거동을 평가하고 분석하고자 하였다.

따라서 본 연구에서는 팔당호 내 생성, 유입되는 유기물의 시·공간적 변화를 조류유기물 생산량 산정과 수질 모니터링을 통해 파악하고 수치모형을 통해 유기물 거동을 조사하고자 한다. 또한 형광분석, 분자량 분포 등 고도분석을 통해 유기물 성상을 파악하고 이와 기존 지표인 BOD, COD, TOC 등과의 상관관계를 살펴보고 기존 지표의 활용성을 제고하고자 한다.

(출처 : 본문 : I. 서론 8p)

Abstract ▼

It is important to continue research in Lake Paldang to provide 26 million citizens in the metropolitan area with safe drinking water. Organic matter is one of the important part of water quality in lake due to properties of organic matter such as bioavailability, molecular weight, and disinfection

It is important to continue research in Lake Paldang to provide 26 million citizens in the metropolitan area with safe drinking water. Organic matter is one of the important part of water quality in lake due to properties of organic matter such as bioavailability, molecular weight, and disinfection by product formation ability. In present, organic matter was managed using chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC) concentrations. However it is hard to track the seasonal changes in organic matter using these parameters. Therefore, the parameters which can track the seasonal changes in organic matter were needed. Also it is necessary to use numerical model to understand organic matter transportation for preemptive water management. In this study, we monitored algae cell abundance, water quality during March to December and characteristics using advanced analysis (i.e. fluorescence, size exclusion chromatography) and investigated applicability of Numerical model (EFDC-NIER).

Algae cells were increased in spring (April), summer (July to middle of August) and Autumn (September to early October) while it was rapidly decreased on middle of May, early July, late August and early October when rains a lot (precipitation over 80 mm). Organic matter and Refractory Organic matter concentrations (BOD, TOC, R-TOC) were higher in summer compared other seasons in all of sites. The refractory organic matter distribution (R-TOC/TOC) was highest in winter, followed summer, spring, and autumn. This result suggested that the incoming of allochthonous organic matters is the predominant factor of refractory organic matter. The results from advanced analysis indicated that the predominant effect in organic matter in spring, summer and autumn were algae driven matter, storm event and photodegradation, respectively.
Numeric model (EFDC-NIER) could be applied to simulate the organic matter transportation due to the well reproducibility of the model about water temperature and dissolved oxygen concentration (error less 5%).

(출처 : Abstract 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 표목차 ... 5
• 그림목차 ... 6
• Abstract ... 7
• I. 서 론 ... 8
• II. 연구내용 및 방법 ... 10
• 1. 조류기원 유기물 생산량 조사 방법 선정 ... 10
• 가. 유기물 생산량 조사방법 국·내외 문헌조사 및 조사방법 선정 ... 10
• 나. 조류 생체량(세포수) 및 우점종 조사 ... 10
• 2. 팔당호 유기물 농도 및 특성 조사 ... 10
• 가. 시료채취 지점 ... 10
• 나. 유기물 농도 및 분포 현장조사 ... 10
• 다. 고도분석을 통한 유기물 구조 파악 ... 11
• 라. 이변량상관성분석을 통한 유기물 지표 검토 ... 12
• 3. 팔당호 유기물 거동 조사 ... 13
• 가. 실측자료를 이용한 유입-유출 부하량 시기별 산정 ... 13
• 나. 유기물 거동 특성 파악을 위한 수치모형 내부모듈 적용 방안 검토 ... 13
• III. 연구결과 및 고찰 ... 15
• 1. 조류기원 유기물 생산량 조사방법 선정 ... 15
• 가. 유기물 생산량 조사방법 국·내외 문헌조사 및 조사방법 선정 ... 15
• 나. 조류 생체량(세포수) 및 우점종 조사 ... 16
• 2. 팔당호 유기물 농도 및 특성 조사 ... 19
• 가. 유기물 농도 및 분포 현장조사 ... 19
• 나. 고도분석을 통한 유기물 구조 파악 ... 21
• 다. 이변량상관분석(Pearson’s rho)을 통한 유기물 지표 검토 ... 28
• 3. 팔당호 유기물 거동 조사 ... 30
• 가. 실측자료를 이용한 유입-유출 부하량 시기별 산정 ... 30
• 나. 유기물 거동 특성 파악을 위한 수치모형(EFDC-NIER) 내부모듈 및 적용 방안 검토 ... 32
• IV. 결 론 ... 38
• V. 참 고 문 헌 ... 40
• 끝페이지 ... 42