하천오염부하의 정량적관리

부하의 영향은 하천유입부에서 어느 정도의 영향을 미치나 만 중앙부와 만 유입부로 갈수록 저감효과가 크게 감소하여 한정된 영향범위를 나타내고 있다.

Riv er

0 1 2 3 4 5

S 1 S 2 S 3 S 4 S 5

Station

COD(mg/L)

Base 2 0%

4 0%

6 0%

8 0%

1 00 %

Fig. 20. The predictions of COD depending on pollution load reductions from the river under the present condition.

Fig. 21에 나타낸 하천유입부하량을 단계적으로 감소시켰을 때 제주항의 각 정점별 질소의 저감효과를 보면, 정점 St. 1에서는 56.8㎍-at/L에서 12.4㎍-at/L까지 단계적으 로 감소하여 100% 저감시 78%의 저감효과를 보이고 부하량의 60%정도만 제거해도 약 50%의 상대적으로 큰 저감효과를 보인다. 정점 St. 2에서는 19.7㎍-at/L에서 11.4

㎍-at/L까지 단계적으로 감소하여 100% 저감시 42%의 저감효과를 보이고, 정점 St.

3에서는 17%가 저감되나 그 외의 정점에서는 외부부하의 한정된 영향범위를 나타내 어 만 유입부로 갈수록 3% 미만의 적은 저감효과를 보이고 있다. 이 결과로 육상기원 물질인 질소의 제주항내로 유입을 방지함으로서 하천유입부의 수질개선에 큰 영향을 줄 수 있는 것으로 사료된다.

Riv er

0 10 20 30 40 50 60 70

S 1 S 2 S 3 S 4 S 5

Station

DIN(㎍-at/L)

Base 20%

40%

60%

80%

100%

Riv er

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

S 1 S 2 S 3 S 4 S 5

Station

DIP(㎍-at/L)

Base 20%

40%

60%

80%

100%

Fig. 21. The predictions of DIP and DIN depending on various nutrient loads reduction from the river under the present condition.

Fig. 21에 나타낸 하천유입부하량을 단계적으로 감소시켰을 때의 대상해역내 각 정 점별 인의 저감효과를 보면, 정점 St. 1에서는 2.7㎍-at/L에서 1.3㎍-at/L까지 단계적 으로 감소하여 100% 저감시 52%의 저감효과를 보이고, 정점 St. 2에서는 1.3㎍-at/L 에서 1.1㎍-at/L까지 단계적으로 감소하여 100% 저감시 16%의 저감효과를 보이나, 그 외의 정점에서는 외부부하의 한정된 영향범위를 나타내어 만 유입부로 갈수록 4%

미만의 적은 저감효과를 보여 COD, 질소와 유사한 경향을 나타내고 있다.

이상의 결과를 보면, 외부부하인 하천유입부하량의 감소에 의한 제주항내 오염물질 농도의 저감효과는 만 중앙부에서 만 외로 갈수록 그 영향범위가 미비하나 하천유입 부에 한정되어 큰 효과를 나타내고 있어 제주항내로 오염부하의 유입을 방지함으로서 제주항의 하천유입부 수질개선에 큰 영향을 줄 수 있는 것으로 사료된다.

4.2 저질 영양염 용출부하의 정량적 관리

저질의 영양염 용출부하를 단계적으로 20%, 40%, 60%, 80% 그리고 100% 저감시 켰을 때, 각 정점에서 영양염 농도의 변화는 Fig. 22에 나타내었다. 질소의 경우 정점 St. 1에서는 100% 부하 감소시 하천유입부의 질소는 4.8%, St. 2에서는 10.5%의 저감 효과를 보여 하천유입부하의 감소에 의한 효과에 비해 상대적으로 낮은 값을 나타내 었고, 정점 St.4에서 8.4㎍-at/L에서 6.9㎍-at/L까지 단계적으로 감소하여 100% 저감 시 17.5%의 저감효과를 보이며 이 결과는 하천유입부하를 감소시켰을 때의 미미한 효 과에 비해 증가한 경향을 나타내어 용출부하를 80%정도 저감했을 때 질소의 농도는 해역기준 Ⅲ등급에서 Ⅱ등급으로 수질이 개선되는 효과를 나타내었다.

저질의 인 용출부하를 단계적으로 20%, 40%, 60%, 80% 그리고 100% 감소시켜 각 정점에서 인의 농도 분포를 살펴보면, 정점 St. 1에서는 2.7㎍-at/L에서 2.1㎍-at/L까 지 감소하여 100%부하를 저감해도 20.8%의 저감효과를 나타내어 하천부하량을 감소 시켰을 때의 52%보다는 상대적으로 작은 효과를 나타냈지만, 그 외의 정점 St.2, 3, 4 그리고 St. 5에서는 용출부하량의 감소에 따라 단계적으로 저감효과가 상승하는 경향 을 나타내어 100% 저감시 각각 30.7%, 31.4%, 38.6% 그리고 28.3%로 나타났다. 정점 St. 4에서는 용출부하를 100% 저감시 Ⅲ등급에서 Ⅱ등급으로 수질이 개선되는 효과를 나타내었으며, 정점 St. 5에서는 내부부하인 저질용출부하를 60%정도 저감하여도 해

Sediment

0 10 20 30 40 50 60 70

S 1 S 2 S 3 S 4 S 5

Sta tio n

DIN(㎍-at/L)

Base 20%

40%

60%

80%

100%

Sediment

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

S 1 S 2 S 3 S 4 S 5

Sta tio n

DIP(㎍-at/L)

Base 20%

40%

60%

80%

100%

Fig. 22. The predictions of DIP and DIN depending on various sediment flux rate under the present condition.

역기준 Ⅱ등급 이하의 수질을 유지하면서 만 외로 유출되는 경향을 나타내었다.

이상의 결과를 보면, 내부부하인 저질영양염 용출부하를 감소했을 경우의 제주항내 영영염농도의 저감효과는 하천유입부하량의 저감시와 상대적으로 비교하여 제주항의 하천유입부보다는 만중앙부나 만 유입부의 수질개선에 효율적인 영향을 보이는 것으 로 사료되며 특히, 인의 경우 그 양상이 잘 나타났으며 제주항의 수질특성과 잘 일치 하는 것으로 사료된다.

4.3 수질 및 저질관리

제주항에서 조류성장에 필요한 영양염에 대한 제한인자는 조사된 영양염류 N/P비 를 기준하여 보았을 때, 해역의 육상기원물질의 영향을 받는 정점 St. 1은 인이 제한 인자이지만, 그 외의 대부분의 정점에서는 제주항 내에서 식물플랑크톤 성장의 제한 인자는 질소인 것으로 나타났다.

질소와 인의 주요 공급원인 하천에서의 오염부하량과, 저질로부터 용출부하에 대하 여 각각 100% 저감시켰을 때와 부하량 전체를 저감시켰을 경우를 비교하여 Fig. 24에 각 지점별 영양염농도의 분포를 나타내었으며, COD의 경우도 하천부하량을 단계적으 로 감소시켰을 때의 저감효과와 전체적으로 하천부하와 저질부하를 같이 100% 저감 했을 때를 비교하여 각 지점별 농도분포를 Fig. 23에 나타내었다.

하천과 저질의 총부하량을 100% 감소했을 경우 COD의 농도분포는 하천유입부인 정점 St. 1에서 3.8mg/L에서 2.2mg/L 정도로 약 43%정도의 저감효과를 나타내어 하 천오염부하량만을 감소했을 때 보다는 저감효과가 증가하였지만 뚜렷한 경향을 보이 지는 않았으며, 정점 St. 2에서는 2.8mg/L에서 2.0mg/L 정도로 약 26%정도의 저감효 과를 나타내어 COD농도가 해역수질기준 Ⅱ등급 이하로 개선되었다. 그리고 정점 St.

3에서는 하천오염부하만을 감소했을 경우 보다 저감효과가 2배 정도 증가하는 경향을 나타내었다.

이와 같은 결과로 현재 해역수질기준 Ⅲ등급인 제주항내에서 전체적으로 Ⅱ등급 이 하를 유지하기 위해서는 하천유입부하량의 저감을 통한 수질개선만으로는 부족하며 제주항내로 유입하는 총부하의 저감을 통한 접근이 필요하다고 사료된다.

0 1 2 3 4 5

S 1 S 2 S 3 S 4 S 5

Station

COD(mg/L)

B ase

R iv e r

Lo ads

Fig. 23. The predictions of COD depending on pollution loads reduction in the model area under the present condition.

용존무기질소의 경우를 살펴보면, Fig. 24에 나타낸 바와 같이 하천유입부인 정점 St. 1, 2에서 하천오염부하를 저감하였을 때 질소의 제거가 78∼50%로 용출부하에 비 해 큰 효과를 나타내었으나, 이에 반해 정점 St. 3에서 만 외로 갈수록은 용출부하의 저감에 의한 저감효과가 크다는 것을 나타내고 있으며 용출부하 80% 저감시 정점 St.

4에서 해역수질기준 Ⅱ등급(7.14㎍-at/L이하)을 유지하는 것으로 나타났다. 총부하량 을 100% 저감시켰을 경우 하천유입부인 정점 St. 1에서 질소의 농도가 56.8㎍-at/L에 서 9.0㎍-at/L까지 감소하여 약 85%의 가장 큰 저감효과를 보였으며, 정점 St.2에서는 19.7㎍-at/L에서 9.0㎍-at/L까지 감소하여 약 54%의 저감효과를 나타내었고, 그 외의 정점 St. 3, 4 그리고 St. 5에서 각각 31%, 24% 그리고 16%의 제거효과를 나타내어 하천유입부하와 저질용출부하를 각각 따로 저감했을 경우에 비해 전체적으로 저감효 율이 상승하고 있으며, 이러한 결과는 만 중앙부에서 만 유입부로 갈수록 그 경향이 잘 나타나고 있다. 이와 같은 결과로 총부하를 저감시켰을 때 제주항내의 질소농도는

정점 St. 3이후로 해역수질기준 Ⅱ등급을 유지되는 수질개선 효과를 나타내었다.

용존무기인의 경우를 보면, 각각 유입하천부하와 저질용출부하의 저감에 의한 제주 항내의 각 정점별 인의 농도분포에 상대적으로 큰 비중의 영향을 주는 부하를 비교하 면은 Fig. 24에 나타난 바와 같이 정점 St. 1은 유입하천부하를 100% 저감시켰을 때 52%의 효과를 나타내어 21%의 용출부하 저감에 의한 영향보다는 크게 나타났으나, 반면에 정점 St. 2, 3, 4 그리고 St. 5에서의 용출부하 저감시가 유입하천부하의 경우 보다 각각 정점별로 15%, 28%, 38% 그리고 28%의 차이를 보여 저감효과가 상승하는 경향을 나타내었으며, 용출부하를 약 60%정도 저감시 정점 St. 5에서 만 외부로 갈수 록 해역수질기준 Ⅱ등급(0.48㎍-at/L이하) 이하를 유지하여 유출되는 경향을 나타내었 다. 총부하량을 100% 저감시켰을 경우를 보면, 하천유입부인 정점 St. 1에서 인의 농 도가 2.66㎍-at/L에서 0.66㎍-at/L까지 감소하여 약75%의 가장 큰 저감효과를 보였고, 정점 St. 2에서는 1.34㎍-at/L에서 0.67㎍-at/L까지 감소하여 약 50%의 저감효과를 나 타내었으며, 그 외의 정점 St. 3, 4 그리고 St. 5에서 각각 36%, 40% 그리고 29%의 저감효과를 나타내었다. 이 결과는 하천유입부하와 저질용출부하를 각각 따로 저감했 을 경우에 비해 전체적으로 저감효율이 상승하는 경향을 보이는 것으로 나타났으며, 이와 같은 결과로 총부하를 저감시켰을 때 제주항내의 용존무기인 농도는 정점 St. 4 이후로 해역수질기준 Ⅱ등급 이하로 유지되는 수질개선 효과를 나타내었다.

0 10 20 30 40 50 60 70

S 1 S 2 S 3 S 4 S 5

Sta tio n

DIN(㎍-at/L)

B as e

S edimient

R iv er

Lo ads

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

S 1 S 2 S 3 S 4 S 5

Station

DIP(㎍-at/L)

B as e

S edimient

R iv er

Lo ads

Fig. 24. The predictions of DIP and DIN depending on pollution loads reduction in the model area under the present condition.