보고서 정보
주관연구기관 |
한경대학교 |
연구책임자 |
박성직
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2023-03 |
과제시작연도 |
2022 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO202300009810 |
과제고유번호 |
1711161397 |
사업명 |
개인기초연구(과기정통부) |
DB 구축일자 |
2023-10-11
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키워드 |
인.퇴적물.소하천.저수지.거동.Phosphorus.Sediment.Small stream.Reservoir.Transport.
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초록
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□ 연구개요
○ 퇴적물 및 수층의 특성에 따른 인의 거동 특성 규명
○ 퇴적물 인의 존재 형태에 따른 인의 거동
○ 환경 변화(온도, 용존산소, 재부유, 수위 변화)에 따른 인의 거동
□ 연구 목표대비 연구결과
○ 퇴적물 및 수층의 특성에 따른 인의 거동 특성 규명
- 퇴적물의 특성 인자(수온, DO, pH, EC, 입도, 함수율, 완전연소가능량, COD, TOC, TN, TP, SRP, Pb, Zn, Cu, Cr, Ni, As, Cd, Hg, Al, Li)가 인의 용출에 미치는 영향을 분석하
□ 연구개요
○ 퇴적물 및 수층의 특성에 따른 인의 거동 특성 규명
○ 퇴적물 인의 존재 형태에 따른 인의 거동
○ 환경 변화(온도, 용존산소, 재부유, 수위 변화)에 따른 인의 거동
□ 연구 목표대비 연구결과
○ 퇴적물 및 수층의 특성에 따른 인의 거동 특성 규명
- 퇴적물의 특성 인자(수온, DO, pH, EC, 입도, 함수율, 완전연소가능량, COD, TOC, TN, TP, SRP, Pb, Zn, Cu, Cr, Ni, As, Cd, Hg, Al, Li)가 인의 용출에 미치는 영향을 분석하였다.
- 퇴적물 측정망을 통해 TP는 TOC와 TN과 상관성을 보였다. 표층 퇴적물에서의 인산염인 용출/유입 특성은 유입이 우세하게 나타났다.
- 공극수 내의 인산염 인이 인 용출 및 유입에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 퇴적물 내의 TOC, TN, TP와 인산염 인의 용출은 양의 상관관계를 보였다.
○ 퇴적물 인의 존재 형태에 따른 인의 거동
- Ruttenberg (2009), Jensen and Thamdrup (1993), Hieltjes and Lijklema (1980) 방법에 따라서 인의 연속 추출을 수행하였으며, 각 방법을 통해서 획득된 결과를 비교 분석하였다.
- 시기에 따른 인의 존재 형태 변화는 뚜렷한 경향을 보이지 않았다.
- 하천 퇴적물에 존재하는 인은 대부분 Al과 Fe과 같이 금속에 결합된 형태로 존재함을 확인하였다.
- 퇴적물에 입경과 인 연속 추출에 따른 인의 존재 형태와 높은 상관관계를 보였다.
○ 환경 변화(온도, 용존산소, 재부유, 수위 변화)에 따른 인의 거동
- 온도, 용존산소, pH, 수위 변화에 따른 인의 용출에 미치는 영향을 분석하였으며, 수층의 온도가 증가함에 따라 TP와 PO4-P의 농도가 증가하였다.
- 수온의 상승은 생물학적 활동 증가를 유발하고, 퇴적물의 산소 요구량이 증가하기 때문에 수중의 DO를 고갈시킨다.
- DO의 고갈과 수층의 온도 상승은 유기물질 무기화의 가속화를 유발하여 수층의 P 농도를 증가시켰다.
- 퇴적물의 재부유는 수층의 P (용존성 무기 인, 용존성 유기 인, 용존성 총 인) 농도를 상승시켰으며, 칼슘이 풍부한 소재(ATT, DOL, SEP)의 투입은 수층에 존재하는 인산염과 반응하여 침전하기 때문에 수층의 P 농도를 감소시켰다.
- 흡착제 중에서 가장 높은 P 농도 감소 효과는 ATT에서 관찰되었다.
□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 퇴적물과 수층에 존재하는 인은 부영양화의 주요 원인 물질로 알려져 있음에도, 퇴적물 내 인의 거동에 대한 연구는 매우 부족한 실정에서 본 연구를 통해서 퇴적물에서 인의 거동을 이해하는데 있어서 많은 연구 결과를 도출하였습니다. 도출된 결과는 수질 모델링에서 변수 추정을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다. 또한 인의 거동에 대한 연구와 수층으로의 인 확산을 억제하기 위한 정화 공법을 제안함으로써, 오염 퇴적물 정화에 대한 연구 기반을 마련하였다.
- 퇴적물에 존재하는 인이 실제 수층의 인에 기여하는 정확한 양을 산정함으로써, 오염 정화 방법의 선택 및 복원 대상 지역을 한정하여 복원 비용을 줄일 수 있다.
- 퇴적물과 수층에서 인의 거동을 정확히 이해함으로써, 저수지의 수질 개선 효과 적용 및 효율적인 기술 적용을 위한 과학적 근거를 제시하였다.
- 인 연속 추출 방법에 대한 표준화를 통해서 향후 인의 존재 형태를 판단하는 수질 분석 방법으로 정립하여 인 관리를 위한 수질 지표로 제시할 예정이다.
- 인의 거동 특성에 대한 이해를 바탕으로 하천 수질 및 보 운영 관리를 위한 참고자료로 활용 가능하다.
(출처 : 연구결과 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 연구결과 요약문 ... 2
- 목차 ... 3
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
- 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
- 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
- 3) 목표 달성 수준 ... 13
- 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
- 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
- 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
- 6. 자체점검표 ... 15
- 7. 참고문헌 ... 15
- [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
- [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
- 끝페이지 ... 39
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