순천만에서 발생하는 패각을 이용한 질산염과 인산염의 제거

공병욱 ( Byeong-wook Kong ),고현주 ( Hyeon-ju Goh ),유영선 ( Yung-sun Ryu ),서하나 ( Ha-na Seo ),이우진 ( Woo-jin Lee ),라덕관 ( Deog-gwan Ra ),정정조 ( Cheong-jo Cheong ) 한국환경기술학회 2017 한국환경기술학회지 Vol.18 No.4

본 연구는 순천만 주변에서 발생하는 새꼬막 패각을 이용한 수처리제로서의 활용방안에 대해 알아보기 위함으로 영양염류 제거효율에 대하여 분석하여, 다음과 같은 결론을 도출하였다. TGA 분석결과 굴 및 꼬막 패각은 700℃ 전후에서 유기물 손실에 의한 43%의 중량 감소를 보이며, XRD 분석으로 비소성일 경우는 탄산칼슘(CaCO₃)이, 소성일 경우는 산화칼슘(CaO)이 주성분을 이루는 것으로 나타났다. 질산염 제거를 위한 모든 조건의 실험과정에서 비소성 보다 소성 패각이 높은 제거효율을 가지는 것으로 나타났으며, 이는 SEM 분석 결과를 통한 비소성은 침상 및 판상 형태를 보이나, 소성의 경우는 다공성 형태를 보임에 따라서 더 넓은 비표면적을 가지는 영향으로 판단된다. 인산염 제거를 위한 모든 조건의 실험과정에서 비소성 보다 소성 패각이 높은 제거 효율을 가졌으며, 굴과 새꼬막에 의한 제거율은 비슷한 것으로 나타났으며, 소성된 패각(0.25~0.50 mm) 1 g으로 400 mg/L의 인산염을 99% 이상 제거 가능한 것으로 나타났다. 순천만에서 발생하는 새꼬막 패각을 이용하여 인산염 제거에 효율적인 수처리제로 활용가능할 것으로 판단되며, 특히 소규모 마을 하수처리장의 인처리 시설에 유용할 것으로 판단된다. The purpose of this study is to investigate about application of wastewater treatment using ark shell taken from the Suncheon Bay. Specific conclusions derived from this study through removal efficiency of nutrients are as follows. The oyster and ark shell was shown weight loss of 43% due to loss of organic matter around 700℃ in the TGA analysis and their main component was shown calcium carbonate (CaCO₃) in case of non-calcined and calcium oxide(CaO) in calcined shell. The calcined shell was shown higher removal efficiency than non-calcined in all terms for nitrate removal because non-calcined type is flat structure but calcined is porous type of large specific surface. 1 g of calcined shell(0.25~0.50 mm) capable of removing 99% or more of 400 mg/L of phosphate was shown higher removal efficiency than non-calcined and the removal rates of oyster and ark shell were similar in all terms for phosphate removal. It can be used effective water treatment agent for phosphate removal using ark shell taken from the Suncheon Bay. Particularly, it is expected to be useful in phosphorus treatment facilities of small scaile sewage treatment plant.1)

통계분석기법을 이용한 순천만 유입수계의 수질환경 평가

공병욱 ( Byeong-wook Kong ),이우진 ( Woo-jin Lee ),라덕관 ( Deog-gwan Ra ),정정조 ( Cheong-jo Cheong ) 한국환경기술학회 2017 한국환경기술학회지 Vol.18 No.2

본 연구의 목적은 순천만 습지보호지역으로 유입되는 수계의 시공간적 특성을 파악하고, 통계분석을 통한 진단으로 순천만의 효율적인 관리 및 보전을 위한 기초자료의 제공에 있다. 2013년 11월~ 2014년 10월과 2015년 3월~2106년 2월(총 24회)까지 조사한 결과는 다음과 같다. 수온과 용존산소는 모든 정점에서 계절적 특성이 뚜렷하였으며, pH의 경우 일부 정점에서 일시적으로 높게 나타났다. BOD의 평균등급은 “보통(Ⅲ)”으로 나타났으며, 해룡천이 평균 8.9 mg/L로 “나쁨(Ⅴ)”, 이사천과 동룡천의 경우는 “좋음(Ib)”으로 나타나 유입수계별로 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다. SS는 1.5~397.7 mg/L의 분포를, 총대장균군은 ND~25,901 CFU/100mL의 분포를 보였다. T-N과 T-P는 각각 0.41~9.39 mg/L, 0.01~2.51 mg/L의 분포를 나타냈으며, “약간나쁨(Ⅳ)”의 등급으로 나타났다. 통계분석된 3개의 요인으로 수질의 68.9%를 설명할 수 있으며, 해룡천과 공공하수처리시설의 방류수가 상대적으로 높은 요인점수를 나타내었다. 또한, 순천만 해수수질에 미치는 영향은 해룡천과 공공하수처리시설의 방류수로부터 유입되는 영양염류의 부하가 가장 큰 것으로 나타났다. 순천만의 효율적인 관리 및 보전을 위해서 유입수계의 지속적인 조사가 필요하며, 해룡천의 경우 하천정화시설 설치 등의 영양염류 저감 대책 마련이 필요할 것으로 판단된다. The purpose of this study is to provide information for effective management of the Suncheon Bay through to investigate the characteristics of spatio-temporal and to evaluate using statistic analysis for the streams flowing into the Suncheon Bay. We investigated the characteristics of water quality at 10 sites from November 2013 to October 2014 and from March 2015 to February 2016. Specific conclusions derived from this study are as follows. Temperature and DO were distinctly seasonal characteristics in all sampling sites. The pH was shown higher for a limited time only at some site. Average grade of BOD in sampling sites was “Normal(Ⅲ)” for life environment standard of river and was shown great difference for each site such as that HRC(Hearyong stream) is average “Bad(Ⅴ)”(8.9 mg/L) whereas ISC(Isa stream) and DRC(Dongryong stream) are “Good(Ib)”. SS and total coliform group were shown each rage of 1.5~397.7 mg/L, ND~25,901 CFU/100mL T-N and T-P were shown rage of 0.41~9.39 mg/L, 0.01~2.51 mg/L at all sampling sites, and average grade of T-P was shwon “Little Bad(Ⅳ)”. It was possibled to explain 68.9% of water quality by 3 factors of using statistic analysis. Factor points were shown relatively high at HRC and STP(Sewage treatment plant). Also, road of nutrients inflowed from HRC and STP are estimated to influence in sea water of the Suncheon Bay. It need continually surveys of the streams flowing into the Suncheon Bay for efficient management and conservation of the Suncheon Bay. We are estimated necessity of nutrient reduction countermeasure such as installation of river sanitation facilities at HRC.

순천만 자연환경보전지역 갯벌의 입경 분포 및 물리·화학적 특성

공병욱 ( Byeong-wook Kong ),이우진 ( Woo-jin Lee ),라덕관 ( Deog-gwan Ra ),정정조 ( Cheong-jo Cheong ) 한국환경기술학회 2016 한국환경기술학회지 Vol.17 No.5

본 연구의 목적은 순천만의 효율적 관리 및 보존을 위한 기초자료 제공으로 순천만 갯벌환경에 대한 입경분포 특성 및 물리·화학적 특성을 파악하여 오염현황을 진단하는 것이며, 자연환경보호지역의 50개 정점을 2014년 2월과 7월에 조사한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 순천만 갯벌은 대부분 점토와 실트의 혼합으로 이루어진 니질상으로 나타났으며, 갯강과 유입수계의 하구와 같은 일부 정점에서는 평균 이상의 모래함량을 보였다. 순천만 갯벌의 분급도는 1.9~4.1ø (2.3ø), 왜도는 -0.68~0.97(-0.04), 첨도는 1.54~3.11(2.11)의 분포를 나타냈으며, 순천만 갯벌의 대부분은 2개 이상의 입자의 크기로 이루어진 세립 및 중립실트로 구성되어 있다. 순천만 갯벌의 강열감량(IL)은 3.62~8.16% (6.00%), 화학적산소요구량은 3.88~13.23 ㎎/g dry(8.37 ㎎/g dry), 산휘발성황화물은 0.010~0.590 ㎎/g dry (0.165 ㎎/g dry)의 범위를 보였다. 부영양화 정화·복원지수는 평균 3점으로 평가되었으며, 순천만 자연환경보전지역은 비교적 양호하고 건강한 갯벌환경을 보이고 있다. The purpose of this study is to provide information for effective management of the Suncheon Bay through to investigate the distribution of grain size and the characteristics of physicochemical for evaluation of tidal flat sediment. We investigated the characteristics of the surface sediments in natural environment conservation area of the Suncheon Bay at fifty stations in February and July, 2014. Specific conclusions derived from this study are as follows. The sediments in the most part of tidal flat was shown muddy facies be mixed silt and clay, whereas some points such as tidal river and estuary of flowing stream were shown above the average sand content. The analyzed values of the tidal flat sediment were 1.9~ 4.1ø(avg. 2.3ø) for sorting, -0.68~0.97(-0.04) for skewness and 1.54~3.11(2.11) for kurtosis. It was shown fine and medium silt that be composed particle size of two or more in the Suncheon Bay. Also, it was shown concentration range of eutrophication items that IL(Ignition loss) is 3.62~8.16%(6.00%), Sediment COD is 3.88~13.23 ㎎/g dry(8.37 ㎎/g dry) and AVS(Acid volatile sulfide) is 0.010~0.590 ㎎/g dry(0.165 ㎎/g dry). The Cleanup index of eutrophication was evaluated average 3 point, and it was shown relatively good and healthy tidal environment in natural environment conservation area of the Suncheon Bay.

순천만 염생식물 서식지의 토양 간극수 특성

공병욱 ( Byeong-wook Kong ),박동철 ( Dong-cheol Park ),손화성 ( Hwa-seong Son ),이우진 ( Woo-jin Lee ),서하나 ( Ha-na Seo ),라덕관 ( Deog-gwan Ra ),정정조 ( Cheong-jo Cheong ) 한국환경기술학회 2018 한국환경기술학회지 Vol.19 No.3

순천만 염생식물 서식지의 토양간극수 환경특성을 파악하여, 염생식물 복원 및 관리를 위한 기초자료 제공의 목적으로 2016년 8월에서 2016년 10월까지 조사를 실시한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 염생식물 서식지의 간극수를 파악한 결과, 갈대서식지의 경우는 DO 3.41 mg/L로 가장 낮은 농도를 보였으며, pH 7.01, 염분농도 20.9 psu, 전기전도도 32.7 mS/cm 및 COD 14.28mg/L의 평균값을 나타내었다. 그리고 DIN 및 T-N은 4.28, 7.62 mg/L를 나타내고 있었으며, DIP 및 T-P는 0.93, 1.12 mg/L의 평균농도를 나타내었다. 칠면초의 경우는 염분 및 전기전도도가 31.2 psu 및 48.3 mS/cm로 타 염생식물에 비해 높은 값을 보였으나, 대부분의 항목에서 타염생식물과 비슷한 농도를 나타내고 있었다. 새섬매자기의 경우는 pH가 7.34, COD 및 질소계 영양염류가 타 염생식물에 비해 높은 농도를 보였으며, 천일사초의 경우는 염분농도 및 전기전도도가 13.9 psu, 23.2 mS/cm로 타 염생식물에 비해 낮은 농도를 보였다. 비서식지의 토양간극수 특성을 파악한 결과, pH 7.09, DO 4.05 mg/L, 염분농도 및 전기전도도 29.5 psu, 44.1 mS/cm를 나타내었다. 또한 DIN 및 T-N이 9.42 mg/L, 17.71 mg/L, DIP 및 T-P는 0.36 mg/L 및 0.48mg/L를 나타내며, 염생식물 서식지의 토양간극수와 비슷한 환경을 보이고 있었다. 순천만 염생식물 서식지의 토양간극수 특성을 파악함으로써, 염생식물의 서식 특성을 파악할 수 있었다. 그러나 효율적인 관리 및 복원 방안 수립에 있어서는 제한성이 있기에, 서식지의 토양환경과 같은 물리화학적 파악과 주변 환경을 고려한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. The purpose of this study is to investigate the characteristics of soil pore water of halophytes habitats and to provide information for restoration and management of halophytes in the Suncheon Bay. We investigated the characteristics of soil pore water from August 2016 to October 2016. Specific conclusions derived from this study are as follows. Soil pore water of Phragmites communis habitats was shown the lowest DO(3.41 mg/L) in the survey sites. It was shown average concentration that pH and salinity are 7.01, 20.9 psu and electric conductivity and COD are 32.7 mS/cm, 14.28 mg/L. Also, it had average concentration that DIN and T-N are 4.28, 7.62 mg/L and, DIP and T-P are 0.93, 1.12 mg/L. In the case of Suaeda japonica, salinity and electronic conductivity were higher than other halophytes such as 31.2 psu and 48.3 mS/cm, while other items showed similar concentrations. Soil pore water of Scirpus planiculmis habitats had 7.34 of pH and was shown higher concentration of COD and nitrogenous nutrients than other habitats. In the case of Carex scabritolia, it had lower concentration of salinity and electric conductivity than other habitats such as 13.9 psu and 23.2 mS/cm. Soil pore water of nonvegetation had 7.09 of pH, 4.05 mg/L of DO, 29.5 psu of salinity and 44.1 mS/cm of electric conductivity. Also, it had average concentration that DIN, T-N, DIP and T-P are 9.42 mg/L, 17.71 mg/L, 0.36 mg/L and 0.48 mg/L, was shown environment similar to the soil pore water of halophytes habitats. We could understand characteristics of halophytes habitats through soil pore water of halophytes habitats in the Suncheon Bay. But it is a limit to the establishment of plans of efficient management and restoration, so it is necessary to further research that consider physicochemical identification such as soil environment and surrounding environment.

수질평가지수(WQI)를 이용한 순천만 수질의 공간적 특성 분석

공병욱 ( Byeong-wook Kong ),이우진 ( Woo-jin Lee ),라덕관 ( Deog-gwan Ra ),정정조 ( Cheong-jo Cheong ) 한국환경기술학회 2016 한국환경기술학회지 Vol.17 No.2

본 연구에서는 순천만의 효율적인 관리의 일환으로 순천만의 해수수질을 모니터링하고, 지리정보시스템(GIS)과 생태기반 해수수질 평가기준(WQI)을 적용하여, 시·공간적인 수질특성파악 및 평가를 목적으로 하였다. 순천만에서 해수수질의 조사를 계절적인 변화를 고려하여 2013년 11월, 2014년 2월, 5월 및 8월에 실시하였으며, 연구조사의 주요 결과는 다음과 같았다. 저층산소포화도는 계절적 특성이 뚜렷하였고, 순천만 초입부에서 갈수록 낮아지는 경향이 나타났다. 투명도 값은 8월이 가장 높았으며, 수심이 낮은 지역에서 낮아지는 경향이 나타났다. Chl-a는 봄철에 해당하는 5월에 가장 높았으며, 해룡면 인근이 높게 나타났다. DIN과 DIP는 8월이 가장 높았으며, 초입부로 갈수록 농도가 높아지는 것으로 나타났다. 특히, 3번 정점 인근의 영양염류가 높은 것은 공공하수처리시설의 방류수와 해룡천의 영향으로 판단된다. 그 결과로, 수질평가지수(WQI)는 51점, 4등급(주의)로 평가되었으며, 이와 같은 등급의 원인 중 하나는 DIN과 DIP의 높은 농도에 의한 것으로 나타났다. 하지만, DIN과 DIP는 저서생물과 조류의 먹이원이 되는 염생식물, 식물성플랑크톤 및 갯벌 부착조류의 영양분으로 이용되기에 순천만의 생태계 유지 차원에서 긍정적인 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다. The purpose of this study is to monitor the seawater quality for effective management of the Suncheon Bay and to assess for temporal-spatial characteristics of water quality using geographic information system and water quality index(WQI) of ecology basis. Survey of seawater quality was conducted to understand the seasonal variations in November 2013, February, May and August 2014 at the Suncheon Bay. Specific conclusions derived from this study are as follows. DO saturation at bottom was shown distinct seasonal pattern and lower value at the upper part of the Suncheon Bay. Transparency(Secchi depth) value was the highest in August and lower at the shallow depth of the Bay. Chl-a was the highest in May because of spring bloom and higher around the Haeryong-myeon. DIN and DIP value were the highest in August and higher at the upper part owing to the sewage treatment plant and Haeryong stream. From our investigation, the annual average of WQI of the Suncheon Bay was evaluated 51 point and Ⅳ grade(Careful), because of the high concentration of DIN and DIP. However, we can say that the high concentration of DIN and DIP has positive effects on the maintenance of the Suncheon Bay ecosystem because DIN and DIP is very important nutrients to primary producers(phytoplankton, attach algae, and halophytes) which is food for benthos and birds.

관상어 사육에 있어서 pH 조절 및 인산염 제거를 위한 꼬막과 굴 패각의 활용

서하나 ( Ha-na Seo ),이지나 ( Ji-na Lee ),공병욱 ( Byeong-wook Kong ),이영식 ( Young-sik Lee ),라덕관 ( Deog-gwan Ra ),정정조 ( Cheongjo Cheong ) 한국환경기술학회 2018 한국환경기술학회지 Vol.19 No.5

본 연구는 관상어 사육에 있어 꼬막과 굴 패각을 이용한 pH 조절 및 인산염 제거재로서의 활용방안 모색을 목적으로 하였다. XRD 분석결과 비소성 패각에서는 탄산칼슘(CaCO₃)이, 800 ℃ 이상 소성 시에는 산화칼슘(CaO)이 주성분을 이루는 것으로 나타났다. Jar-test를 통한 pH 변화는 주입량이 많을 수록 초기 상승률이 높았으며, 48시간 경과 후 패각 종류와 관계없이 pH 8로 유지되는 것으로 나타났다. 100 L 수조 내에서 pH 변화는 Jar-test 실험과 유사한 경향을 보였다. 패각의 인산염 제거율은 꼬막 패각 4 kg 주입 시 4일 경과 후 제거가 시작되어 15일 후 86.1 %의 제거율을 보였으며, 굴 패각 4 kg 주입 시 3일 경과 후 제거가 시작되어 15일 후 80.6 %의 제거율을 보였다. 꼬막과 굴 패각은 양어장에서 pH 조절과 인산염 제거에 효율적인 수처리재로 활용이 가능할 것으로 판단된다. The purpose of this study is to utilize the ark shell and oyster shell as a pH control and phosphate removal in aquaculture of ornamental fish. XRD analysis showed that carbonate (CaCO₃) was the main component in non-calcinated shell, and calcium oxide(CaO) was the main component in calcinating at 800 ℃ or more. The pH change by jar-test was higher at greater doses and maintained at pH 8 regardless of shell type after 48 hours. The pH change in the 100 L tank was similar to the jar-test experiment. The phosphate removal was started 4 days later and the removal rate was 86.1 % after 15 days when 4 kg of ark shell was injected. When 4 kg of oyster shell was injected, phosphate removal was started 3 days and the removal rate was 80.6 % after 15 days. It is expected to be utilized to pH control and phosphate removal in fish farm using the ark shell and oyster shell.

섬진강에서 다슬기의 서식과 수질환경의 상호 연관성 연구

박상진 ( Sang-jin Park ),이재희 ( Jae-hui Lee ),임미라 ( Mi-ra Lim ),공병욱 ( Byeong-wook Kong ),이영식 ( Young-sik Lee ),라덕관 ( Deoggwan Ra ),정정조 ( Cheong-jo Cheong ) 한국환경기술학회 2020 한국환경기술학회지 Vol.21 No.4

The purpose of this study is to interrelate between inhabitation of Semisulcospira and water quality in the Seomjin river. We investigated the characteristics of water quality, Semisulcospira population status and correlation analysis at 22 sites from October 17, 2018 to October 19, 2018. The four species of Semisulcospira forticosta, Semisulcospira libertina, Semisulcospira coreana and Semisulcospira tegulata were present in the Seomjin river. The predominant species of sampling site were Semisulcospira coreana of 15 pieces/m² at St. 16, Semisulcospira forticosta of 16 pieces/m² at St 17. The population was 6 pieces/m² at upper, 2 pieces/m² at middle, and 12 pieces/m² at lower, respectively. The frequency of emergence showed 51 % and 45 % of the Semisulcospira coreana in the upper and middle regions. The lower regions showed 44 % of Semisulcospira coreana and 35% of Semisulcospira forticosta. The organic concentration(BOD) was found to be very low at 0.90 mg/L. As a result of evaluation of water quality standard of Sumjin river was surveyed as ‘Ⅰa’ grade. The Pearson's correlation coefficient between Semisulcospira and investigating item was analyzed based on surveying items and water quality. It was found that the velocity was high and the SS concentration was low at the sampling point where the riverbed was formed on the boulder. In this case, It is estimated that the number of Semisulcospira population relatively appeared to be high compared to other sampling points where algae growth of the attached materials were present.