호소나 하천들의 오염은 일반적으로 점원 오염과 비점원 오염으로 구분할 수 있다. 연구 대상지역인 충주호주변은 호소 주위 도시들의 하수나 공장폐수에 의한 점원 오염뿐만 아니라, 강우에 의한 토양 침식 등에 의하여 야기되는 비점원 오염이 수년전부터 아주 중요한 오염원으로 등장되고 있다. 본 연구에서는 충주호주변의 이러한 비점원 오염을 GIS를 이용하여 정량적으로 분석하였으며, 대상 환경정보들을 데이타베이스화하여 GIS지도모형연구를 실시하였다. 지표 유출량 분석이 이루어진 후, 토양 유실량 계산과 원격탐사기법을 이용한 호소의 녹조류 분석 등이 실시되었으며, GIS 를 이용하여 구현된 환경지질정보시스템에 의하여 종합 분석되었다. 본 연구는 한국자원연구소 환경지질연구그룹에서 시행하고 있는 환경지질도작성 연구사업의 일부이며, 금번 연구결과를 토대로 차년도의 목표에서는 호소주변 개발에 따른 자연환경 오염 최소화의 개발적지 선정과 호소주변 도시들의 확장, 발달에 의한 호소 환경오염 방지 대책이 연구될 것이다.
The water quality from nonpoint source run off results from different land use types has been studied. The construction of a buffer strip is one method of nonpoint source pollutant control. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model has been applied to estimate the pollutant removal through the buffer strip. When the non-business land has been changed into grass to form a buffer-strip, the change of land use effects the results of the model according to measures of the water quality. The data from a water level station within the watershed in the years 2006 and 2007 was used for calibration and validation of the model. Under the rainfall conditions in 2007, the removal rates of SS, BOD, TN, TP were 11.5%, 9.5%, 1.2%, and 4.5%, respectively. During the rainy days, the removal rates at the buffer strip were 92.3% of SS, 91.2% of BOD, 82.4% of TN, and 83.5% of TP. The pollutants from nonpoint sources were effectively removed by over 80% as they passed through the buffer strips. Rainfall resulted in soil erosion, which led to an increase in the SS concentration, therefore, the construction of buffer strips protected the streams from SS inflows. Since TN concentrations are affected by the inflows of ground water and the N concentration of the rainfall, the removal rate of TN was relatively lower than for the other pollutants.
In this research, I performed rainfall monitoring by selecting the spot which can represent high altitude cool farm region in recent 3 years, and tried to understand the characteristic of outflow of non-point pollutants coming from high altitude cool farm region. As a result, it was shown that reducing rainfall runoff in highland farm area can reduce non-point pollution load and should consider priority to reduce runoff through management resources when selecting abatement method. Additionally, it is judged that reduction method related to base run-off should be selected by performing research on material motion of TN.
The purpose of this study is to reprocess Waste-LCD(Liquid Crystal Display), to widely increase specific surface-area by foaming agent in the process of reprocessing and to use as a substrate of water treatment which is increased the ability of biological treatment, as well as to control non-point source pollutants produced by surface run off during rainfall with using this substrate, and to improve water quality of public watershed as developing substrate for water treatment to be able to purify second treated water which is exhausted at the wastewater treatment plant. The average removal efficiency of Waste-LCD that using the foaming technology was SS 71.2%, BOD 55.7%, COD 58.4%, T-N 29.5% and T-P was 50.3%. Almost Media, early stage showed low removal efficiency of SS and BOD. However, it became high when the microorganism adhered the Media. The variation of SS removal efficiency was high by inflow concentration of SS. The reason for the Media 4 showed high SS removal efficiency is that it has wide specific surface-area, and also it has a pore. All in all, it shows floating matter treatment ability not only inside but it also works outside of the substrate.
여주군 여주읍 상거리 내의 임지, 초지, 밭으로 구성되어 있는 소규모 농업유역에서 (35ha) 유출 및 퇴사 탱크를 시설하고 $90^{\circ}V$노치를 설치하여 토양 유실 및 물 수지(收支)를 측정한 결과는 다음과 같다. 유역내 토양 유실량은 $152.2Mg\;35ha^{-1}$으로 유사량은 $78.6Mg\;35ha^{-1}$, 퇴사량 $73.6Mg\;35ha^{-1}$이였다. 유역내 물 유출량은 $65,018Mg\;35ha^{-1}$로 강우량 1,037.9 mm의 17.9 %가 유출되었다 토지 이용별 토양 유실량은 밭 $16.02Mg\;ha^{-1}$, 상전 $2.69Mg\;ha^{-1}$, 초지 $0.58Mg\;ha^{-1}$, 임지 $0.55Mg\;ha^{-1}$ 유실되었다. 토양유실 예측공식에 의한 토양 유실량의 예측치는 실측치보다 임지, 초지 및 밭은 약 20 %정도 과소 추정, 상전은 32% 정도 과소 추정되었다.
금강유역의 지하수계 내 물수지 분포를 파악하기 위하여 지하수 물수지 분석을 수행하였다. 유역의 2002년에서 2006년까지 강우량, 하천 유출량, 증발산량 및 상수도 유입량, 댐 저류변화량을 산출하였고 이 값들을 바탕으로 유역 내 유출입량을 고려하여 금강유역 내 물수지 잔류량을 산정함으로써 년도 및 소 유역별 수자원의 분포 양상을 검토하였다. 분석 결과 2003년에 가장 많은 강우량이 기록되었고, 2006년의 강우량이 가장 적었으며 강우량 대비 유출률은 5개년 평균 60.44%로 산출되었다. 년도 별 증발산량은 큰 편차를 보이지 않았으나, 주로 금강 하류 지역에서 다량의 증발산이 산출되었다. 산정된 값들을 토대로 물수지를 분석한 결과 각 년도 별 유역 내 물수지 잔류량은 2002년 133.36, 2003년 77.64, 2004년 -19.40, 2005년 -82.25, 2006년 -128.07 mm로 시간의 흐름에 따라 유역 내에 잔류되어있는 수자원의 총량이 적어지는 양상을 나타내었다. 또한 금강 유역 물수지 잔류량은 대체로 금강의 상류와 금강 본류인 공주 부근에서 많이 산출 되었고, 청주 인근의 미호천 유역과 논산이 위치한 금강 하류 유역으로 갈수록 유역 내 잔류량이 적어지는 것으로 분석되었다.
Hexavalent chromium is a bio accumulative toxic metal in water and fish. It enters aquaculture ponds mainly through anthropogenic sources. Hexavalent chromium concentrations and its effects on the morphology and behavior of Clarias gariepinus were investigated from four aquaculture ponds for 12 weeks. Chromium was measured using diphenyl carbohdrazide method; alkalinity and hardness were measured using colometric method and analyzed with Bench Photometer. Temperature and pH were measured using pH/EC/TDS/Temp combined tester. Temporal and spatial replications of samples were done with triplicates morphological and behavioural effects of the metal on fish were observed visually. Chromium ranged from no detection to 0.05 mg/L, alkalinity 105 to 245 mg/L, hardness 80 to 165 mg/L, pH 6.35 to 8.03 and temperature 29.1 to $35.9^{\circ}C$. Trend in the chromium concentrations in the ponds is natural > earthen > concrete > collapsible. There was a significant difference (P < 0.05) in chromium, alkalinity, water hardness, pH and temperature among the four ponds. Significant positive correlation also existed between alkalinity, water hardness, pH, with chromium. Morphological and behavioural changes observed in the fish include irregular swimming, frequent coming to the surface, dark body colouration, mucous secretion on the body, erosion of gill epithelium, fin disintegration, abdominal distension and lethargy. High chromium concentration in natural pond was due to anthropogenic run-off of materials in to the pond. Acidic pH, low alkalinity, low water hardness also contributed to the high chromium concentration. Morphological and behavioural changes observed were attributed to the high concentrations, toxicity and bio accumulative effect of the metal. Toxicity of chromium to fish in aquaculture could threaten food security. Watershed best management practices and remediation could be adopted to reduce the effects of toxicity of chromium on pond water quality, fish flesh quality and fish welfare.
소양댐 상류 유역에 위치한 고랭지 밭에서 강우시 많은 양의 탁수가 유입되고 있어 상·하류지역사회에 갈등을 유발하고 하천 환경오염의 주범으로 지목되었다. 이에 환경부는 2007년부터 꾸준히 소양호 유역을 비점오염원 관리지역으로 지정하여 다양한 노력을 기울여왔으나 여전히 소양강 상류 수계의 강우시 흙탕물 발생이 지속적으로 문제가 되고 있다. 특히 고랭지 농업이 활발한 자운지구의 경우 고랭지 밭 경작 이외에도 나대지 상태로 방치되거나, 절삭지 보호가 제대로 이루어지지 않는 등 여러 가지 문제로 토사유출이 심각하게 발생하고 있어 흙탕물 관리가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 자운지구를 포함한 내린천 유역을 대상으로 강우유출수 모니터링을 수행하였으며, 모니터링 결과를 바탕으로 강우시 비점오염물질 유출 특성을 분석하였다. 강우유출수 모니터링은 2022년 3월부터 10월 중 총 5회를 수행하였으며, 내린천 유역 내 유량 측정망이 설치되어 있는 4개지점(양지교, 현리교, 하죽천교, 원대교)과 내린천 상류 2개지점(에코빌리지, 새터교) 총 6개 지점에서 강우유출수 모니터링을 실시하였다. 분석된 자료를 바탕으로 각 소유역별 EMC, 오염부하, 단위면적당 오염부하를 산정한 결과 하죽천교와 원대교의 단위면적 당 오염부하가 높게 나타났다. 이는 해당 소유역(내린천 하류)에서 발생한 강우강도가 상류에 비해 높았으며, 하죽천교는 유역내 농경지의 비율이 높고, 원대교는 가파른 경사도의 영향이 큰 것으로 판단된다. 또한, 하죽천교와 원대교 소유역에서 배출된느 흙탕물이 내린천 유역의 하천수질 오염에 상당한 기여를 하고 있는 것으로 나타났으며, 오염 우심 소유역에서 발생하는 흙탕물 저감을 위한 적절한 대책이 마련되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구 결과와 같이 장기적인 모니터링을 통해 내린천 유역의 흙탕물 저감 대책 수립을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
영농지역에서 비점오염원인 농약의 살포가 수질환경에 미치는 영향과 유출량을 평가 하였다. 충북 괴산군 괴산읍 능촌리 일대 폐쇄권역에서 소수계내 물 중 잔류농약은 20종의 성분이 검출되었으며, 살균제 4종, 살충제 10종, 제초제 6종이었고, 검출범위는 0.008${\sim}$7.59 ppb 수준으로 배출수 기준보다 훨씬 못 미치는 수준이었다. 대하천 유입전 소수계 물 중 시기별 잔류농약 성분은 살균제가 5${\sim}$8월, 살충제는 7${\sim}$8월 및 제초제는 5${\sim}$7월에 주로 검출되었고, 밭에 사용하는 농약보다 수도용 농약이 검출 빈도가 높았다. 또한 강우강도가 높을 때는 밭토양의 토사 유출로 밭에 사용하는 농약이 상대적으로 높게 검출되었다. 작물 재배조건별 검출된 잔류농약성분은 고추밭 토양 6종, 과수원 토양 4종, 참깨밭 토양 3종 및 논토양 5종으로 총 13종이 검출되었으며, 검출 범위는 0.001${\sim}$0.109 ppm 수준이었다. 공주시 정암면 고성리 영농지역의 소수계내 물 중 농약잔류성분은 13종(살균제2, 살충제6, 제초제5)의 성분이 검출되었으며 검출범위는 0.01${\sim}$7.21ppb 수준으로 잠정 배출수 기준보다 못 미치는 수준이었다. 농약 종류별 검출양상은 살균제는 5${\sim}$8월, 살충제는 7${\sim}$8월, 제초제는 5${\sim}$6월에 주로 검출되었으며 강우시간별 물 중 농약잔류량은 강우시작 3${\sim}$5시간에 최고농도가 검출되었고 수도용 농약의 검출 빈도가 높았다.
어류군집을 이용한 생물보전지수(Index of Biological Integrity, IBI)와 서식지 평가지수 (qoalitativeHabitatEvaluationlndex, QHEI)를 적용하여 금호강의 수서 생태계를 평가하였다. 총체적으로 금호강의 IBI값은 13-37 범위에 있었으며, 연 평균값은 23(n=25, Std. error=1.16)으로서 Karr(1981) 와 U.S. EPA (1993) 기준에 따르면 "Poor" 또는 "Very Poor" 상태로 판명되었다. 평균 IBI값은 하천의 고도구배를 따라서 $0.22km^{-1}$($r^2$=0.91, p<0.05)로 감소하였다. 하류지역의 IBI값의 감소는 여울저서성 어류 및 식충성 어류의 감소와 함께 내성종, 비정상 어류 및 외래 어류의 증가 때문으로 판명되었다. IBI값의 공간적 양상은 평균 어종 수와 1차 함수관계 ($r^2$=0.998, p< 0.001)를 보인 QHEI와 동일한 양상을 보였다. 수 환경내 conservative ion변화의 척도로서 측정된 전기전도도와 pH값에 따르면, 금호강은 여름동안의 장마 및 수계로부터 표층수 유입으로 인해 30%까지 희석되었으며, 이런 결과는 장마기간 동안 강물의 물리적, 화학적 불안정성을 제시하였으며, 장마기간 및 장마 후의 IBI값을 비교해 보면 장마 전에 비해 20%이상 감소하였다. 총체적으로 하천의 물리적 교란 전(장마 전), 서식지 평가지수는 잡식성 어종의 상대 풍부도와 역상관관계(r=0.99, p<0.0001)를 보인 반면에 육식성 어종과는 정상관관계(r=0.87, p=0.05)를 보였다. 결론적으로 서식지의 공간적 질적 저하는 영양구조 체제에 변경을 초래하였고, 이런 기능적 변화는 결국 IBI값의 감소를 초래하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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