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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 오종민
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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저수지 퇴적물의 용출 특성과 형광 특성에 관해 파악하기 위해 오염원이 다른 두 농업용 저수지를 대상으로 연구를 진행하였다. 퇴적물과 수질의 현재 오염도를 파악하기 위해 다양한 항목에 대해 분석을 하였고 퇴적물이 수질에 미치는 영향을 파악하기 위해 용출 실험을 실시하였다. 용출실험은 산소 조건에 따른 물과 퇴적물의 경계면에서 용출 특성을 파악하기 위하여 현장수와 퇴적물을 사용하였다. 또한 이에 따른 오염물질의 농도 변화와 형광 특성 변화를 측정함으로써 실제 저수지 퇴적물에 의한 용출 가능성과 수질에 미치는 영향을 파악하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
수질 오염은 TOC 기준 생활계 저수지(인평)는 VI, 축산계 저수지(이담)는 V로 오염이 심각하여 농업용수로 적합하지 않은 것으로 조사되었다. 퇴적물의 오염도 평가 결과, LOI, COD, T-N, T-P 항목에서 인평에 비해 이담의 오염이 더욱 심각한 것으로 나타났다. 특히 이담 퇴적물의 COD, T-N, T-P 농도는 각각 인평보다 2배~5배 큰 것으로 측정되었다. 두 저수지의 축조시기가 비슷한 것을 고려하면 이는 매우 큰 차이로 축산계 오염원에 의한 퇴적물 오염이 더욱 심한 것으로 나타났다.
퇴적물의 용출 실험 결과, 인평과 이담 모두 산소 조건에 따라 용출 되는 항목이 다른 것으로 나타났으며 이는 산소 조건에 따른 미생물의 활성도가 다르기 때문으로 판단된다. 그 중에서도 질소 계열의 용출은 인평 보다 이담에서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 혐기 조건의 경우, DOC, NH4-N, PO4-P의 용출이 일어나는 것으로 나타났다. 혐기 조건의 NH4-N의 용출 속도는 이담에서 인평보다 6배 빠른 속도로 용출이 일어났다. 대조군의 경우 두 저수지 모두 혐기와 호기의 중간 정도의 성향을 띠었는데, 이담의 경우 그로 인해 모든 항목(DOC, 질소계, PO4-P)에서 용출이 일어난 것으로 나타났다. 따라서 산소 조건에 따라 실제 현장에서 퇴적물이 수질에 미치는 영향은 각 저수지의 환경 조건에 따라 크거나 작을 수 있음이 확인되었다.
실제 현장의 저수지 바닥에서 오염 퇴적물이 수질에 미치는 영향을 파악하기 위해 용출실험과 형광 분석 결과, 인평은 저수지 바닥에서 대조군과 비슷한 환경 조건으로 용출이 이루어질 것으로 예측되었다. 따라서 인평에서 오염 퇴적물이 수질에 영향을 줄 수 있는 항목은 NO2-N, NO3-N로, 하루에 각각 0.27 mg/L, 0.72 mg/L정도 영향을 미칠 수 있는 것으로 예상된다. 이담의 경우는 저수지 바닥에서 혐기 조건과 비슷한 환경 조건으로 용출이 이루어질 것으로 예측된다. 따라서 DOC, NH4-N, PO4-P가 용출될 수 있으며 하루에 각각 0.31 mg/L, 0.85 mg/L, 0.34 mg/L정도 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상 가능 하다.
저수지의 현장 상황을 정확하게 파악하고 퇴적물이 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 형광 특성을 이용해 보았다. 형광 특성 분석을 통해 용출실험만을 통한 해석 보다 현장 상황을 정확하게 파악할 수 있었다. 그 결과, 퇴적물에 의한 수질 오염은 인평 저수지의 경우 질산화 미생물에 의한 영향 가능성이 있고 이담 저수지에서는 유입 오염원과 더불어 오염 퇴적물에 의한 탄소, 질소, 인의 공급이 이루어질 수 있어 퇴적물에 의한 수질 오염에도 주의를 기울일 필요가 있는 것으로 사료된다.
수질 오염은 TOC 기준 생활계 저수지(인평)는 VI, 축산계 저수지(이담)는 V로 오염이 심각하여 농업용수로 적합하지 않은 것으로 조사되었다. 퇴적물의 오염도 평가 결과, LOI, COD, T-N, T-P 항목에서 인평에 비해 이담의 오염이 더욱 심각한 것으로 나타났다. 특히 이담 퇴적물의 COD, T-N, T-P 농도는 각각 인평보다 2배~5배 큰 것으로 측정되었다. 두 저수지의 축조시기가 비슷한 것을 고려하면 이는 매우 큰 차이로 축산계 오염원에 의한 퇴적물 오염이 더욱 심한 것으로 나타났다.
퇴적물의 용출 실험 결과, 인평과 이담 모두 산소 조건에 따라 용출 되는 항목이 다른 것으로 나타났으며 이는 산소 조건에 따른 미생물의 활성도가 다르기 때문으로 판단된다. 그 중에서도 질소 계열의 용출은 인평 보다 이담에서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 혐기 조건의 경우, DOC, NH4-N, PO4-P의 용출이 일어나는 것으로 나타났다. 혐기 조건의 NH4-N의 용출 속도는 이담에서 인평보다 6배 빠른 속도로 용출이 일어났다. 대조군의 경우 두 저수지 모두 혐기와 호기의 중간 정도의 성향을 띠었는데, 이담의 경우 그로 인해 모든 항목(DOC, 질소계, PO4-P)에서 용출이 일어난 것으로 나타났다. 따라서 산소 조건에 따라 실제 현장에서 퇴적물이 수질에 미치는 영향은 각 저수지의 환경 조건에 따라 크거나 작을 수 있음이 확인되었다.
실제 현장의 저수지 바닥에서 오염 퇴적물이 수질에 미치는 영향을 파악하기 위해 용출실험과 형광 분석 결과, 인평은 저수지 바닥에서 대조군과 비슷한 환경 조건으로 용출이 이루어질 것으로 예측되었다. 따라서 인평에서 오염 퇴적물이 수질에 영향을 줄 수 있는 항목은 NO2-N, NO3-N로, 하루에 각각 0.27 mg/L, 0.72 mg/L정도 영향을 미칠 수 있는 것으로 예상된다. 이담의 경우는 저수지 바닥에서 혐기 조건과 비슷한 환경 조건으로 용출이 이루어질 것으로 예측된다. 따라서 DOC, NH4-N, PO4-P가 용출될 수 있으며 하루에 각각 0.31 mg/L, 0.85 mg/L, 0.34 mg/L정도 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상 가능 하다.
저수지의 현장 상황을 정확하게 파악하고 퇴적물이 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 형광 특성을 이용해 보았다. 형광 특성 분석을 통해 용출실험만을 통한 해석 보다 현장 상황을 정확하게 파악할 수 있었다. 그 결과, 퇴적물에 의한 수질 오염은 인평 저수지의 경우 질산화 미생물에 의한 영향 가능성이 있고 이담 저수지에서는 유입 오염원과 더불어 오염 퇴적물에 의한 탄소, 질소, 인의 공급이 이루어질 수 있어 퇴적물에 의한 수질 오염에도 주의를 기울일 필요가 있는 것으로 사료된다.
목차
Ⅰ. 서론1. 연구의 배경 및 목적 12. 연구의 내용 및 범위 4Ⅱ. 이론적 고찰1. 저수지 퇴적물 오염의 특성 및 기원 61.1 저수지 퇴적물 오염 특성과 관리 61.2 저수지 내 퇴적물의 오염원 72. 퇴적물이 수질에 미치는 영향 92.1 퇴적물이 수질에 미치는 영향 92.2 퇴적물과 수층간의 상호작용 112.3 퇴적물의 용출 123. 형광 분광 분석을 통한 수질 분석 143.1 용존 자연 유기물질 143.2 형광 분광 분석 153.3 Synchronous 형광 스펙트럼 163.4 3D 형광 excitation-emission matrix(EEM) 173.5 형광 분석 지표 19Ⅲ. 연구 방법1. 연구 대상지 및 시료 채취 방법 212. 퇴적물의 오염 유형 특성 연구 233. 형광 분광 광도 분석 방법 25Ⅳ. 결과 및 고찰1. 농업용 저수지의 수질 및 퇴적물 오염 특성 261.1 수질 현황 261.2 퇴적물 현황 292. 오염원에 따른 용출 특성이 수체에 미치는 영향 322.1 용출 특성 실험 조건 변화 322.2 용존 유기물 용출 특성 342.3 용존성 질소?인 용출 특성 372.4 오염원에 따른 퇴적물 평균 용출 속도 433. 오염 퇴적물의 용출에 따른 형광 특성 변화 473.1 오염원에 따른 연구 대상지의 형광 특성 473.2 오염 물질 용출에 따른 형광 특성 변화 533.3 형광 특성 변화 비교 61Ⅴ. 결론 66Ⅵ. 참고문헌 69ABSTRACT 76요약문 79
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