Journal of Navigation and Port Research (한국항해항만학회지)

Korean Institute of Navigation and Port Research (한국항해항만학회)
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Effects of pH, Temperature, and Dissolved Oxygen on Phosphorus Release from Marine Sediment to Seawater

해양퇴적물 인 용출에 미치는 pH, 온도, 용존 산소 농도의 영향

  • Cheon, Hyo-Chang (Graduate school, Department of Environmental Engineering, Daegu University) ;
  • Nam, Se-Yong (Department of Environmental Engineering, Hankyong National University) ;
  • Kim, Sang-Hyoun (Department of Environmental Engineering, Daegu University)
  • 천효창 (대구대학교 환경공학과 대학원) ;
  • 남세용 (국립한경대학교 환경공학과) ;
  • 김상현 (대구대학교 환경공학과)
  • Received : 2012.06.25
  • Accepted : 2012.08.16
  • Published : 2012.08.31
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Abstract

Understanding the behavior of pollutants in the marine environment is essential for coping with the marine pollution problems such as eutrophication. In this study, the effects of environmental parameters on phosphorus release from marine sediment to sea water were investigated. The environmental parameters such as pH in the range of 7 to 9, temperature from 10 to 20C and dissolved oxygen levels (DO) renging 0.7 to 7.0mg/L were examined. Phosphorus release data were taken from batch tests excluding biotic effects, and analyzed using a first-order kinetic model. The effects of environmental parameters were quantified using a statistical methodology. High pH, high temperature, and low DO increased phosphorus release from the sediment to sea water. pH from 7 to 9, temperature from 10 to $20^{\circ}C$, or DO from 7.0 to 0.7 mg/L magnified the equilibrium phosphorus concentration up to 2~3 times.

오염 원인 물질의 해양 내 거동에 대한 파악은 환경 변화에 따른 부영양화 등 해양 수질 오염에 대한 예측 및 대응 방안 선정을 위한 전제 조건이다. 본 연구에서는 부영양화 원인 물질인 인의 해양퇴적물에서 해수로의 용출 특성을 조사하였다. 검토된 환경 조건은 pH 7-9, 온도 10-$20^{\circ}C$, 용존 산소 농도(dissolved oxygen, DO) 0.7-7.0 mg/L 였다. 생물학적 요인을 배제한 조건에서 회분식 실험을 통해 구해진인 용출 자료는 1차 반응식으로 해석되었으며, 환경 조건의 영향은 통계학적 방법을 통해 정량화 되었다. 해양 퇴적물로부터 해수로의 인 용출은 pH와 온도가 높고 DO가 낮을수록 증가하였다. 1차 반응 평형 농도 기준으로 검토된 범위의 pH 증가, 온도 증가, DO 감소는 각각 인용출을 2-3배 증가시켰다.

Keywords

References

  1. 국가해양환경통합정보시스템, 1997-2011년 평균, http://www.meis.go.kr.
  2. 김덕찬, 배재호, 문경환(2005), "환경화학", 동화기술, pp. 94.
  3. 김도희, 박청길(1998), "득량만 퇴적물로부터 영양염 용출 평가", 한국환경과학회지, 7(4), pp.425-431.
  4. 김순오, 정영일, 조현구(2006), "삼산제일.삼본 동광산 주변 수계의 중금속 오염도 평가", 한국광물학회지, 19(3), pp.171-187.
  5. 김창제, 김미금, 손창배, 강성진(2002), "당항만의 해수유동에 관한 연구", 한국항해항만학회지, 26(2), pp.227-233.
  6. 나춘기(2004), "목표연안 갯벌 acl 서식생물에서의 중금속 함량", 자원환경지질, 37(3), pp.335-345.
  7. 이준기, 김석구, 송재흥, 이태윤(2009), "부산시 하천퇴적물의 유기 오염도 평가", 대한환경공학회지, 31(11), pp. 975-982.
  8. 이찬원, 전홍표, 하경애(2008), "마산만 오염 준설토사의 생태회복", 한국환경과학회지, 17(1), pp.29-36.
  9. 전상호, 박용안(1989), "소양호 퇴적물에 함유된 인의 존 재형태와 용출가능성에 대하여", 한국육수학회, 22(3), pp. 261-271.
  10. 조대철, 이은미, 박병기, 권성현(2011), "퇴적물의 영양염류 용출과 호기적 조건과의 상관성 분석", 한국환경과학회지, 20(7), pp.845-855.
  11. 조우정, 강신범(2011), "해양레저이벤트의 경제적 파급효과 분석", 한국항해항만학회지, 35(5), pp.412-421.
  12. 국토해양부고시(2008), 해역별 수질등급기준. p. 1.
  13. Bostrom, B., Jansson, M. and Forsberg, C.(1983), "Phosphorus release from lake sediment", Arch. Hydrobiol. Beih, 18, pp.5-59.
  14. Carman, R., Edlund, G. and Damberg, C.(2000), "Distribution of organic and phosphorus compounds in marine and lacustrine sediment: a 31P NMR study", Chem. Geol., 163, pp.101-114. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(99)00098-4
  15. Christophordis, C. and Fytianos, K.(2005), "Study of conditions affecting the release of phosphorus from the top sediments of two lakes of NORTHERN GREECE", proceeding of the 9th international conference on environmental science and technology, pp.A-225-229.
  16. Derrick, Y.F.Lai, and Kin, C.L.(2009), "Phosphorus sorption by sediments in a subtropical constructed wetland receiving stormwater runoff", Ecological engineering, 35, pp.735-743. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2008.11.009
  17. Hakanson, L. and Jansson, M.(1983), "Principles of lake sedimenjtology", Spriinger-Verlag, Berlin, pp.316.
  18. Ingall, E.D., Schroeder, P.A., and Berner, R.A.(1990), "The nature of organic phosphorus in marine sediment: New insights from 31P NMR", Geochim. Cosmochim. Acta, 54, pp.2617-2620. https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90248-J
  19. Lee, Y.S. and Lee, K.S.(2000). "A study on release characteristics of sediment and its impacts on water quality in Daecheong Dam reservoir, Kor. Sci. Environ. Impact Assess., 9(2), pp.99-107.
  20. Ryding, S.O. and Forsberg, C.(1977), "Sediments as a nutrient source in shallow lake", InGolterman H.L. (ed.), Interactions between sediments and freshwater, Junk, The Hague, pp.227-234.
  21. Williams, J.D.H., Jaquet, J.M. and Thomas, R.L.(1976), "Forms of phosphorus in the surficial sediments of lake Erie", J. Fish. Res. Board Can., 333, pp.413-429.

Cited by

  1. Variation of Nutrients due to Long-Term Effects of Ocean Dumping and Spatial Variability of Water Quality Parameters in Summer at the Ocean Waste Disposal Site Off the West Coast of Korea vol.22, pp.11, 2013, https://doi.org/10.5322/JESI.2013.22.11.1389