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저수지 수질개선을 위한 가압부상공법이 수환경에 미치는 영향
남귀숙 ( Gui Sook Nam ),이의행 ( Eui Haeng Lee ),배요섭 ( Yo Sep Pae ),엄한용 ( Han Yong Um ),김호일 ( Ho Il Kim ) 한국환경농학회 2013 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2013 No.-
가압부상공법은 미세기포 발생장치를 이용해 20 ㎛ 이하의 초미세기포를 생성하며, 이를 포함한 가압 수를 수체 내 분사시켜 오염물질들이 플록을 형성하도록 응집반응을 유도하고, 동시에 기포에 의해 수 면위로 부상시킨 후, 부상된 슬러지는 부유물 제거장치에 의해 수거하는 공법으로, 호소 내 조류 및 영 did염류를 동시에 제거하는 기술이다. 본 연구에서는 30만톤 정도의 소규모 부영양 농업용저수지를 선 정하여 가압부상공법을 적용하였으며, 공법 적용에 따른 수질개선 효과 및 수환경 변화를 분석하였다. 연구대상지인 전북 고창군 해리면에 위치한 라성저수지는 평균수심 1.4 m, 유효저수량 28.8 만㎥의 수 심이 낮은 소규모 농업용저수지이며, 2011년 7월~11월까지 상하류간 3개 정점을 대상으로 수질 및 수 환경조사(8회), 퇴적물조사(2회)를 실시하였다. 수질 및 수환경조사는 현장분석항목(수온, pH, EC, DO, SD)과 실내분석항목(COD, SS, TN, TP, Chl-a)에 대해 실시하였으며, 퇴적물조사는 TN, TP에 대해 실시 하였다. 현장 수환경조사에 따르면, 수온은 15.5~29.4 ℃(평균 23.1 ℃)으로 기온에 의한 계절적 요인에 영향을 받아 점차 감소하였으며, EC는 119~249 μS/cm(평균 178 μS/cm)로 집중강우 이후 희석효과가 있은 후 점차 증가하였고, pH(7.4~10.3, 평균 8.7)와 DO(5.6~16.0 ㎎/L, 평균 10.4 ㎎/L)는 Chl-a와 변 화양상이 유사하였으며, SD는 0.2~1.8 m(평균 0.5 m)로 8차 조사를 제외하고 0.6 m 이하의 낮은 투명 도를 보였다. 실내분석 수질항목인 COD는 3.6~43.0 ㎎/L(평균 13.5 ㎎/L), SS는 0.8~40.0 ㎎/L(평균 24.5 ㎎/L), TN은 0.771~2.446 ㎎/L(평균 1.572 ㎎/L), TP는 0.087~0.239 ㎎/L(평균 0.123 ㎎/L), Chl-a 는 2.7~112.7 ㎎/㎥(평균 49.1 ㎎/㎥)의 범위로 나타났으며, 공법적용 후 9월까지 증가하여 최고치를 보 인 후, 점차 감소하였으며, 응집제 도입 후 11월(7~8차 조사)에는 급격히 감소하였다. 반면, 퇴적물 분 석결과에 따르면, 수질과는 달리 공법적용 전에 비해 공법 적용 후, TN과 TP가 오히려 증가하는 것으로 나타났으며, 특히, 하류부인 NS3지점에서는 TN이 2,490 → 2,746㎎/㎏, TP가 879 → 1,062㎎/㎏으로 증가폭(TN 256 ㎎/㎏, TP 183 ㎎/㎏)이 가장 큰 것으로 나타났다. 본 가압부상공법은 적용초기 수질개 선효과를 보이지 않았으나, 오염물질 제거속도가 가속되면서 일부 감소한 후, 응집제 투입 후 수질개선 효과가 증가하여 COD 17.3%, SS 84%, TN 63.1%, TP 9.4%, Chl-a 79.2%의 효율을 보이는 것으로 나타났다. 그러나 퇴적물 내 영양염류는 오히려 높은 증가를 보이는 것으로 나타나, 회수되지 않은 슬러 지와 수중 영양염이 저층에 침강한 것으로 판단되었으며, 이로인한 생태계 피해가 발생할 수 있고, 또 한, 이들 퇴적물의 재부상이 이루어진다면, 오히려 더욱 부영양화를 심화시킬수 있는 잠재적인 수질오 염원으로 작용할 것으로 사료되었다. 따라서, 본 공법의 적용 시, 수질 및 퇴적물, 생태계 안전성 등을 충분히 고려한 최적 적용기법의 개발이 필요할 것으로 사료되었다.
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