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수질 중 질산염의 질소와 산소 안정동위원소비를 이용한 상수원 오염원 판별
유지수,박범성,김정인,강은비,김윤석 한국분석과학회 2021 학술대회논문집 Vol.2021 No.5
최근 기후변화의 심화로 점(생활하수) · 비점오염원(농지, 산림 등)에서 유출된 영양염(질소, 인)이 상수원 내 과도하게 축적되어 수질 오염을 유발하고 있다. 충주호 유역 또한 녹조현상과 수질 오염이 빈번히 발생하여, 발생원인의 파악 및 대책 마련이 시급한 실정이다. 질산염의 질소와 산소 안정동위원소비 분석법은 탈질 작용이 일어날 때 질산염의 오염기원을 판별하는 데 유용하게 활용될 수 있으며, 하천, 지하수 등의 오염기원을 밝히는 중요한 지문으로 사용되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 충주호 유역의 주요 오염원을 판별하기 위하여 유입지천, 댐 호소 등 총 15개 지점을 대상으로 질산염(NO<sub>3</sub>-N) 농도와 질산염의 질소(δ<sup>15</sup>N)와 산소(δ<sup>18</sup>O) 안정동위원소비를 분석하였다. 질산염 농도는 먹는 물 수질공정시험기준에 따라 이온 크로마토그래피(Ion Chromatography)를 이용하여 분석하였다. 또한, 수질 시료에 탈질 박테리아를 주입하여 질산염을 환원시키는 전처리를 하였으며, 안정동위원소비는 안정동위원소-질량분석기(Stable isotope ratio-Mass spectrometer)를 이용하여 분석하였다. `20년 4~10월 분석결과, 제천천 유역과 고교천 상류 지점의 질산성 질소 농도가 높았으며, 명확한 오염원 파악을 위하여 질산염의 질소와 산소 안정동위원소비를 분석하였다. 충주댐 본류와 제천천 구역의 δ<sup>15</sup>N, δ<sup>18</sup>O 값이 유사한 범위를 나타내어 제천천 유역의 오염원이 충주댐으로 유입되는 것으로 판단되었으며, 주요 오염원은 생활하수 및 축산분뇨로 판단되었다. 고교천 상류인 포전교 지점은 화학비료가 하천으로 유입된 후 탈질화 되어, 높은 δ<sup>15</sup>N 값을 나타낸 것으로 보인다. 이를 통해, 충주호로 유입되는 주요 오염원은 제천천 유역의 생활하수, 축산분뇨 그리고 고교천 상류의 화학비료로 판단된다. 그러나, 추후 주변 축산분뇨, 생활하수 등 End-member 시료의 안정동위원소비 분석을 통해 수질 시료와의 상관관계 분석이 진행되어야 하며, 특히 오염원의 기여율을 평가하면 좀 더 명확한 해석이 가능할 것으로 사료된다.