연도 pH DO

1. 개요

□ 연구목적

○ 과학고등학교인 본교 학생들이 수학, 과학 교과에 집중하여 인문․예 술학적 소양이 소홀할 수 있음을 감안하여 연구 과제는 인문학을 바탕으로 하여 융합적 사고를 펼칠 수 있도록 하였다. 본 연구는 본교 가 위치한 경남의 섬진강유역에서 출발하여 교육활동을 펼친다.

○ 섬진강 바다화 현상을 해결할 수 있는 여러 가지 과학․기술․공학적 방안을 탐색하여 가장 효율적인 해결 방안을 제시하고자 한다. 또한 탐구결과를 바탕으로 섬진강 문제를 해결하기 위한 사회적 공감대 형성을 위하여 대중 매체에 효과적인 글을 투고하기 위한 논리적인 과학 글쓰기 활동을 진행하려고 한다.

□ 연구범위

○ 연구분야

- 섬진강 수질 측정을 위한 현장 탐사 (과학) - 섬진강 지역주민과의 인터뷰 (국어)

- 섬진강 바다화를 막기위한 Air Curtain 장치 제작(공학)

- 탐사 및 창의설계활동결과를 토대로 섬진강 보존 방안 모색으로 신문기사 쓰기

○ 진행단계

- 탐구를 끝내고 신문기사 작성 중에 있음 2. 연구 수행 내용

□ 이론적 배경

가. 섬진강 염해 피해 현황

섬진강의 염분환경은 지난 1973년 건교부 조사 시 하동지점의 염분 이 최대 0.60‰로 관측보고 된 바 있다. 이후 2000년 다압면 고사리에서

최대 4.00‰로 관측 되 약 7배가 상승됐고 2009년 2월 섬진교에서의 조 사에서는 최대 24.50‰로 상승했다. 이 때문에 섬진강은 해양성 적조조 류가 주기적으로 대량 발생하고 있는 실정이며 해양성 우점종인 주둥 치 종의 개체수가 날로 증가해 전체 출현 개체수의 74.3%로 가장 우점 한 것으로 나타났다. 또한 염분농도 5~15‰에서 서식하는 재첩의 생산 량도 섬진강의 염분도의 상승으로 날로 감소해 최근 섬진강의 명물인 재첩이 집단폐사 하는 사례가 자주 발생하고 있다.

나. 섬진강 염분 변화의 원인

섬진강에 염분환경이 변화하게 된 원인은 주암댐건설로 유하량이 감소했고, 섬진강 하구골재채취와 광양제철의 개발에 따른 조수 유입량 이 증가됐기 때문이라는 주장이다. 건교부의 2003년도 자료에 의하면 구례 하동경계 지점에서 주암댐 건설 전에는 평균 유량이 98.09㎥/s 이 였으나 댐 개발 이후 49.33㎥/s로 하루 4백만 톤으로 평균기 기준 50%

의 유량이 감소했다. 또한 섬진강의 골재채취와 광양제철소 건설부지 조성을 위한 준설로 인한 섬진강 바닥의 2m 하상저하로 섬진강에 유입 되는 해수량이 증가 했고 이로 인한 하구해침이 강화 된 것으로 나타났 다. 지난 광양제철소가 준공될 무렵인 1981년부터 1987년까지 광양제철 소가 9,740,000㎥를 준설했고, 이근 지자체들의 해사채취 포함해 총 35,498,005㎥의 물량이 섬진강의 하상변동을 야기했다. 또한 1970년 이 후 여천산단을 비롯한 광양제철, 컨테이너부두, 하동화력, 율촌산단, 초 남산단등의 부지를 조성하기 위한 넓은 부지매입 등 섬진강 하구 광양 만의 지형변화는 섬진강의 조위를 상승하게 했다. 현재 광양만의 매립 면적은 1973년 기준 약 30%에 달하며 이로 인해 강 하구로부터 조수의 유입이 되게 됐다. 이로 인해 비중이 높은 해수특성상 지하수 해침을 유발하고 있는 것으로 사료되고 있다. 광양제철소의 1983년 환경영향평 가서에 의하면 부지조성 및 준설로 인한 수위 변화가 망덕에서 상류 10Km 까지 발생할 것으로 보고 있으며, 부지조성이 더 이루어진 2011 년 현재는 더욱 깊은 상류 까지 변화가 있을 것으로 예상되고 있다.

□ 선행연구

에어커튼은 Air bubble curtain이랑 유사한 기술이 있으며 하저 면이

나 해저 면에 매설된 파이프를 통해 공기를 수면으로 분사하며 물속에 서 얇은 공기 막을 형성, 에어커튼 안쪽과 바깥쪽의 공간을 분리해 주 는 역할을 한다. 이를 통해 수중 공사 시 발생하는 소음을 차단하거나 기름 유출시 흐름을 제한하는 용도로 사용된다. 그림 1에서 볼 수 있듯 이 실제 독일 북해유전에서는 굴착 소음으로부터 돌고래 보호를 위해 에어커튼이 설치되어있으며 2010년 6월 발생한 멕시코만 유전 원유유 출사고 당시 미국 정부에 의해 에어커튼이 설치되어 기름띠가 확산되 는 것을 막는데 사용되기도 했다. 그러나 아직 기수역에 설치되어 바닷 물과 강물을 분리하는데 사용된 사례는 없었다.

그림 1. 독일 북해유전의 Air Bubble Curtain.

□ 연구주제의 선정

○ 국어시간에 김용택 시인의 ‘섬진강’ 시를 배우면서 접했던 문학작품 에 나타난 섬진강과, 신문기사에 실린 섬진강 현재 모습에 대한 괴리 에서 비판적 시각 가지게 됨

○ 국어과와 과학과의 Co teaching 수업에서 섬진강을 중심에 놓고 ‘있어 야 할 세계(문학작품 속 섬진강)’와 ‘있는 세계(섬진강의 현실)’의 괴리를 극복하기 위해 어떤 노력이 필요할 것인가를 토의․토론함. 그 과정에서 섬진강 바다화 문제를 해결하기 위한 방안으로서 Air Bubble Curtain 원리를 이용한 장치를 제작하여 그 효과를 알아보고 자 함

□ 연구 방법

가. 섬진강의 실태 조사

1) 섬진강 수질 측정(pH, 수온, DO, 염분, 전기전도도)

① 섬진강 수계지형 및 수질 측정 지점 선정 후, 카약을 타고 각 지점별 물을 채수하여 수질 측정

그림 2. 채수지점.

그림 3. 강물 채수 및 섬진강 수계지형 및 지리적 특성 관찰을 위한 카약 탐사.

② 연도별 수질측정 자료 비교를 통한 바다화 정도 조사

2013년 5월~8월에 카약 탐사를 통하여 측정한 자료와 수자원공 사 측에서 제공한 자료를 비교하여 염도 및 전기전도도 자료로 부터 섬진강 하구의 바다화 진행정도 조사

2) 전문가 활용

① 초당대 조기안 교수 : 섬진강의 현 실태에 관한 자문

② 권영인 박사 : 카약탐사 안내 및 해양 연구방법 조언

나. 지역 주민과의 Interview

사전에 준비한 인터뷰 프로토콜을 활용하여 섬진강 재첩채취 어민 3명, 하동군청 직원 1명, 수자원 공사 직원 1명과 인터뷰 하여 섬진강 현황을 알아봄

다. Air Bubble Curtain을 이용한 섬진강 바다화 방지 최적 방안 실험 1) Air Bubble Curtain 원리를 적용한 실험모형 제작

그림 4.

A

2) 제작한 모형으로 실험

① Air Bubble curtain 작동 시 물의 흐름 관찰 ② Air Bubble curtain 효과 측정

- MBL을 이용한 전기전도도 측정

- 이온크로마토그래피를 이용한 Cl^- 농도 측정

그림 5. MBL 및 전기전도도 센서.

그림 6. 이온크로마토그래피.

□ 연구 활동 및 과정 가. 월별 연구 추진 실적

주요 활동 시기 비고

섬진강 현장 탐사 전 교육 활동

섬진강 수계지형특성 및 지리적 특성에 관한

문헌 조사 2013. 4월

섬진강 수질 관련 자료 찾기 2013. 4월

바닷물 역류 원인 및 관련 문헌 고찰 후 시사점

정리, 발표하기 2013. 4월

섬진강 수질 측정 지점 선정하기 2013. 4월 하동군청 및 지역사회 연구기관에 도움 요청하

는 글쓰기 교육 및 활동 2013. 4월

섬진강 현상탐사 선정에 필요한 기기 선정 및

사용법 익히기 2013. 4월

섬진강 지역주민과의 인터뷰를 위한 사전

protocol 준비 2013. 4월

현장 탐사

섬진강 수질 측정

- pH, 수온, DO, 염분, 전기전도도 2013. 5월

재첩 채취 지역주민과의 인터뷰 2013. 5월

창의 설계 활동

Air Curtain을 활용한 섬진강 바다화 방지효과 실험

- 실험장치 제작 - 실험 실시

2013. 6 ~10월

실험결과 정리 2013. 10 ~11월

섬진강 실태를 알리고 이를 적극적으로 해결하 기 위한 방안으로 신문 등 대중매체에 실험결과 를 토대로 대중과 공론화하기 위한 글 투고하기

2013. 11월

보고서 작성, 학술지 투고를 위한 논문 작성 2013. 12월

최종 보고서 제출 2013. 12월

나. 연구비 사용 내역

세목 지출내역 금액

연구장비·재료비 ․ Air Bubble Curtain 실험장치 제작 1,270,000원

․ air pump 등 추가장치 재료 구입 300,000원 1,570,000 실험장비 이용비 ․ Ion Chromatography 장비 이용비

(경상대학교 공동실험실습관 이용) 350,000

연구 활동비

․ 전문가 자문수당 300,000원×1회=300,000원

(초당대학교 조기안 교수) 300,000

․ 참고도서 구입비 175,000원 175,000

연구과제추진비

․ 시내, 국내 출장비 730,000원

․ 회의비 280,000원

․ 학생간식비 124,000원

․ 사무용품 구입 197,000원

1,331,000

연구수당 ․ 책임지도교사 수당 200,000원×5개월=1,000,000원

․ 공동지도교사 수당 100,000만원×5개월=500,000원 1,500,000

합 계 5,226,000

다. 섬진강 바다화를 막을 수 있는 최적 방안 탐색

① 가설 : 수압을 이용한 Water Curtain 원리를 이용하여 바닷물 역류를 방지한다.

② 원리 : 섬진강 주변 댐으로부터 일정량의 물을 끌어와 강 하구 에서 강바닥에 파이프를 매설함. 이때 매설된 파이프에서 계속해 서 담수가 흘러나온다면 마치 에어커튼처럼 담수로 된 막이 생 성되며 해수의 유입을 제한하게 됨

그림 7. Water Curtain 실험장치 모형.

③ 결과 : 물의 압력으로는 바닷물이 강물과 섞이는 것을 방지하는 데 큰 효과가 없었다. 수압 대신에 기포를 이용하기로 함

2) 2차 실험 : Air Curtain을 이용한 섬진강 바다화 방지 실험 결과 ① 가설 : Air Bubble을 이용하여 바닷물 역류를 방지한다.

② 원리 : 그림 7의 장치를 그대로 이용하여 Air Bubble을 이용함

우리가 실제 에어커튼을 작동할 지역은 그림 8과 같다. 그림 9는 수

정 보완하여 제작 완성한 Air Curtain 실험 장치이다.

A

그림 8. 섬진강 하구.

그림 9. 제작한 Air Curtain 장치.

에어커튼은 섬진강 하구에 설치될 장치로 그림 8에서 빨간 줄이 섬진강 하구의 폭과 길이를 나타낸 것이다. A라 표시한 구역에서 재첩이 많이 잡히며 바다화가 심각하기 때문에 그 아랫부분을 길이를 구하는 지점으로 선정한 것이다. 또한 실제 실험에서 사용할 에어커튼의 모형을 섬진강에 비례하게 제작하였다(그림 9). 이때 지정한 구역에서 섬진강 하구의 폭이 410m, 길이가 3295m이므로 1:8이 기 때문에 에어커튼 실험장치 또한 가로세로길이의 비를 1:8(14cm, 112cm)로 설정하였다. 그리고 air bubble이 올라올 펌프는 장치의 중간부분에 위치한다.

③ 결과 : Air Bubble이 바닷물과 강물이 섞이는 것을 막는 것이 물을 이용한 결과보다 효과적이었으나, 물 표면위로 올라가서는 다

시 섞이는 현상 관찰함

④ 문제점 해결 전략 : 이 문제를 해결하기 위해서 건물에 설치되어 있는 Air Curtain이 위에서 아래로 공기가 내려와 건물 바닥에 공기가 부딪치는 원리를 적용하여 강 표면에도 강바닥에서 올라 온 Air Bubble이 부딪혀 Air의 방향을 조절할 수 있는 장치(도구)가 필요 함. 이를 위해 이미 제작 완성한 유리 재질 실험 장치에 추가 부착물 을 설치하기로 함. 실험 장치를 수정․보완함

3. 연구 결과 및 시사점

□ 연구 결과

가. 섬진강 수질 측정

섬진강 수계에서 카약탐사를 하며 측정한 섬진강 수질은 표와 같았다.

연도 pH DO

(mg/L)

전기전도도

(uS/cm) 비고

2006 6.5~9.4 6.2~12.8 46.2~4,119 수자원공사자료

2011 7.1~8.3 7.1~10.9 35.3~5,308 〃

2013 7.3 8.9 5,422 카약탐사 측정값

표. 연도별 섬진강 수질 비교

표의 결과에서 연도별 섬진강 수질을 비교한 결과, 2013년 섬진강의 전 기전도도가 증가한 결과로부터 섬진강 하류 부근의 바다화가 매우 심각 함을 알 수 있었다.

나. 인터뷰 결과

섬진강 재첩 채취 주민, 하동 군청 직원, 수자원 공사 직원과의 인터뷰를 정리한 결과는 다음과 같다.

1) 섬진강 바다화로 인한 피해상황에 대한 인터뷰

섬진강 바다화로 인한 피해상황에 대하여 하동지역 섬진강 재첩 채취 주민과 인터뷰한 내용은 다음과 같다.

학 생 : 섬진강 해수화로 인한 피해에 대해 말씀해 주세요.

주민 1 : 재첩 사업이 많이 축소가 되었습니다. 해마다 해마다 양이 줄어드는 것 같습 니다. 옛날처럼 모래가 많이 있지 않고 수심이 얕아지고 바닷물이 합류가 많 이 되어 재첩 양이 자꾸 줄어들고 있습니다. 바다가 된다는 것은 벚굴이라든 가 담치 같은 생물들이 합류하고 있고 그 때문에 재첩의 양은 계속 줄어들 고 있습니다.

학 생 : 재첩 사업이 많이 축소되었다면 그 피해가 어느 정도인가요?

주민 1 : 해수화가 되면서 생긴 피해를 그대로 받고 있습니다. 1년에 한 두 번씩 집단 폐사를 겪는 경우도 많이 발생합니다. 50마리 이상이 한꺼번에 죽는데 kg으 로만 따져도 이것은 엄청난 양입니다. 하루 나가면 8시간 작업해서 오는데 배를 타는데 드는 돈보다 재첩을 팔아서 생기는 돈이 매우 작아 적자가 계속 나고 있습니다. 10년 전에는 2시간동안 배 한가득 채워오곤 했었는데 지금은 죽은 재첩도 많이 있어서 계속 적자가 나고 있는 상황입니다.

주민 2 : 재첩의 알 자체가 꽉 차지 않아. 염도가 높으면 알맞은 민물과 바닷물이 이 렇게 교합되는 지점에서 알이 꽉꽉 차는데...바다화가 되면서 염도가 이렇게 높으니까... 재첩에 알이 제대로 차지 않아. 어, 황폐화되고..

주민 3 : 염도가 많이 받치니까 지금 여기 바로 인근 이 목도에는 지하수도 염도가 높아. 지하수를 끄집어 올려가지고 그 물을 농사, 고등소채 하우스에다 사용 하려면 밑에 쪽에는 소금 농도가 아~주 높아. 그걸 가지고는 농사를 지을 수가 없어. 그런 폐단까지도 왔어 지금. 바닷물이 많~이 올라오는 바람에...

학 생 : 피해를 보상받지 못하고 있습니까?

주민 1 : 네. 보상을 받지 못하고 있습니다. 보상을 받는다는 것은 말도 안됩니다. 손 해배상을 받으려면 변호사를 선임해야 하는데 그 또한 돈이 매우 많이 듭니 다. 어민들끼리도 서로의 이해관계를 따져서 제대로 해결하기가 쉽지 않습니 다. 혼자라면 변호사를 선임하여 1000만원 손해배상을 받겠지만 그 또한 손 해입니다.

다음은 하동군청 직원과 인터뷰한 내용이다.

학 생 : 섬진강이 해수화 되기 전과 달라진 시각적인 변화는 무엇이 있나요?

군청직원 : 딱히 시각적으로 달라진 것은 없습니다. 해수화가 되는 것은 강 내부적인 일 이므로 겉으로 보기에는 달리진 것은 많이 없습니다.

학 생 : 섬진강이 해수 된 후 재첩 같은 특산물들의 채집 현황은 어떻게 되었나요?

군청직원 : 섬진강에서 가장 유명한 재첩의 수확량이 많이 감소했습니다. 예전에는 바다 만 나가면 많은 양의 재첩을 잡아왔지만 지금은 오히려 나갔다 오면 적자가 날 정도로 심각하게 줄어들었고, 반면 바다에서 서식하는 숭어 등의 물고기 가 잡힙니다.

학 생 : 섬진강이 해수화된 후 겪고 있는 가장 직접적인 피해는 무엇이 있나요?

군청직원 : 하동군 어민들의 손해가 막대합니다. 재첩을 잡는 어민들이 수확량의 감소로 큰 손해를 보고 있습니다. 한 때, 섬진강에서 양상추를 키우는데 섬진강이 해 수화되면서 섬진강에 염분이 함유되어있어, 양상추가 모두 죽어 농사하는 사 람들이 막대한 피해를 보기도 했습니다.

학 생 : 섬진강을 해수화 된 후 관광객의 수에는 변화가 없었는지?

군청직원 : 아직까지 큰 변화는 없습니다..

하동군청 직원은 섬진강 하류에 위치한 하동지역 재첩채취 주민과 농업 에 종사하는 주민이 피해를 입고 있는 실정을 안타깝게 생각하였다.

2) 섬진강 해수화 원인에 대한 인터뷰

섬진강 해수화 원인에 대하여 인터뷰한 내용은 다음과 같다. 주민들의 입장은 다음과 같았다.

주민 1 : 30년 50년 뒤에도 계속 깨끗함을 유지할 수 있는 지역으로 만들어야지 되는 데...위에 서는 시방 또 댐을 만들고.. 그러면 물이 안내려오면 염도는 더 올 라와. 정상적으로 물이 받치고 해수가 받치고 해서 재첩도 잘 생산이 되어야 하는데 공업용수, 식수가 여수... 간양 전부다 빼가버리니까 강물이 하류까지 안와서 고갈되니까 바다화가 더 심해지지.

주민들은 댐 건설로 인하여 섬진강 하류로 내려오는 강물의 유량이 줄어들었기 때문에 바다화가 가속되었다는 견해를 가지고 있었다.

하동군청 직원의 생각은 다음과 같았다.

섬진강댐이 건설되면서 전라도 쪽에 농업용수로 물을 사용하게 되고, 주암댐이 건설되면 서 광주 목포에 공업, 생활용수로 사용하고 있습니다. 댐을 건설하면서 섬진강 하구로 내 려오는 물을 대부분 막아 섬진강 하구에 물이 내려오지 못해 바닷물이 역류하는 일이 일 어난다. 또한 다압 취수장에서 하루에 55만 톤의 많은 양의 물을 빼내어 수호 으로 보내 고 광양제철소의 공업용수로 공급하는 것도 큰 원인입니다. 조수간만의 차에 의해 기수 역에서 바닷물이 밀도가 크므로 밑으로 파고듭니다. 광양제철소가 건설되면서 물이 많이

반면, 수자원 공사측의 입장은 다음과 같았다.

하동군에서 건설공사를 위한 모래 채취로 인하여 섬진 강 하상이 낮아진 것이 가장 큰 원인입니다.

3) 댐 건설에 대한 인터뷰

섬진강 수계 댐 건설에 대하여 인터뷰한 내용은 다음과 같다.

학생 : 댐을 더 건설한다는 말이 있던데 어떻게 생각하나요?

주민 : 댐을 더 건설한다는 것은 정말 말도 안 됩니다. 재첩의 수요는 계속 증가하는데 재첩의 공급도 더 감소될 것입니다. 지금도 수입 산을 팔고 있는데 댐이 건설되 면 수입 산을 사용한 것이 더 심해질 것입니다.

수자원 공사 : 다목적댐은 홍수 조절, 공업 단지 물 공급 등의 목적이 있다. 하천 유지량 을 주암댐이 항상 조절한다.

인터뷰 결과, 주민들은 더 이상의 댐 건설은 있어서는 안된다는 입 장인 반면, 수자원 공사 측에서는 다목적 댐은 반드시 필요하다는 입 장이었다.

이들의 팽팽한 입장을 해결하기 위한 방안이 없는가를 물었지만, 주민 측에서는 강물을 많이 내려줘야 한다고 반복하였고, 수자원공사 측에서는 보상 문제 등 이해관계로 풀어야 하며, 기술적 방안은 없다 고 하였다.

그 복잡한 상황을 우리들이 과학적으로 해결하기 위하여 Air Curtain 장치를 생각하였다.

다. 섬진강 바다화를 막을 수 있는 최적 방안, Air Curtain 실험결과 1) Air Curtain 실험 장치 순환 구조 관찰

섬진강 하류지역과 같이 바닷물과 강물이 만나는 기수역에 우리가 제 작한 Air Curtain 장치를 설치했을 때, 바닷물이 강물로 밀려드는 양을 조절할 수 있는가의 가능성을 알아보기 위해 그림 10과 같은 실험을 하 였다. 톱밥을 넣고 에어커튼을 작동하고 흐름을 관측한 결과 톱밥이 전 체적으로 아래쪽으로 침투하는 모습을 볼 수 있었고, 통과후도 아래쪽

으로 계속 침투하였으며 통과하지 못한 톱밥들은 계속 원형 모양으로 회전하였다. 초기에는 톱밥이 침투하지 못하고 에어버블에 떠밀려 위 방향으로 가다가 반사판에 부딪혀 다시 제자리로 돌아가는 모습을 관 측할 수 있었다.

그림 10. 에어커튼에 의한 톱밥의 흐름 분석.

그림 10의 장치로 예비 실험을 한 결과, 바닷물과 강물이 만나는 기수 역에 에어커튼을 장치하여 작동하면 바닷물이 강물로 밀려드는 양을 조 절할 수 있을 것이라는 가능성을 확인하였다.

2) 전기전도도 측정

제작한 Air Curtain 장치의 효과를 알아보기 위하여 MBL을 이용하여 바닷물과 강물이 섞이는 순간부터 시간에 따라 강물 쪽 전기전도도를 측정하였다. 그 결과는 그림 11, 12와 같다.

그림 11. 에어커튼을 사용하지 않을 때 전기전도도 CH1은 바닷물과 강물이 섞이는 지점에서 먼곳에

위치한 전도도 센서, CH2는 가까운 곳 센서임.

그림 12. 에어커튼을 작동했을 때 전기전도도 계열1은 바닷물과 강물이 섞이는 지점에서 먼곳에

위치한 전도도 센서, 계열2는 가까운 곳 센서임.

그림 11, 12의 결과에서 Air Curtain장치를 가동했을 때 전기전도도가 200 이하로 미 작동시 전기전도도 300에 비하여 훨씬 낮은 값이었다.

특히 바닷물과 강물이 만나는 지점으로부터 먼 곳에 위치한 전기전도도 센서(계열 1)가 더 효과적인 결과로 볼 때, 작은 규모의 실험장치가 아니라 실제 넓은 바다에 이 장치를 설치한다면 더욱 좋은 효과를 볼 수 있을 것이라 생각한다.

3) 이온크로마토그래피 측정

제작한 Air Curtain 장치의 효과를 보다 정확하게 알아보기 위하여 바 닷물과 강물이 만나는 지점으로부터 일정 거리에서 강물 쪽 시료를 채 취하여 이온크로마토그래피로 염화이온(



그 결과는 그림 13, 14와 같다.

그림 13. 에어커튼을 사용하지 않았을 때 이온크로마토그램.

그림 14. 에어커튼을 작동했을 때 이온크로마토그램.

이온 크로마토그램의 결과를 다음의 표로 나타내었다.

에어커튼 작동





처음 0.8137 처음 0.7520

30초 후 0.8695 30초 후 5.7105

60초 후 1.0013 60초 후 0.2138

180초 후 2.4652 180초 후 5.0593

표. 에어커튼 작동유무에 따른 염화이온의 농도

위 표의 결과에서 바닷물과 강물이 섞인 30초 후 에어커튼을 작동했 을 때는 강물쪽 염화이온의 농도가 처음과 유사하였으나, 에어커튼 미 작동시에는 강물 쪽 염화이온의 농도가 급격하게 증가하였다. 180초 후 에는 에어커튼 작동시 염화이온의 농도가 2.4652ppm, 에어커튼 미 작 동시 5.0593ppm로 뚜렷한 차이가 나타났다.

이 결과를 그림 15에 나타내었다.

그림 15. 에어커튼의 작동유무에 따른 염화이온의 농도.

그림 15에서 Air Curtain을 작동했을 때 강물 쪽 염화이온의 농도가 뚜렷하게 낮음을 알 수 있다.

라. 신문기사 쓰기

섬진강 현장 탐사, 지역주민과의 인터뷰, 그리고 Air Curtain 장치를 이용한 실험결과를 토대로 섬진강을 생명의 강으로 만들기 위한 사회적 공감대 형성 방안으로서 지역신문에 신문기사를 쓰기로 하였다.

기사문은 지금 초고를 작성하였고, 수정 중에 있다.

□ 시사점

○ 학생들 자신이 속해있는 지역사회에서 발생한 실제 문제에 대한 해결방 법을 스스로 모색하는 과정에서 과학기술공학에 대한 체계적인 탐구능 력 신장 및 윤리 및 사회성, 협동성, 리더십, 서로 소통하는 능력을 신장하 게 된다.

○ 섬진강을 살리기 위한 사회적 공감대 형성을 위하여 탐구결과를 근 거로 대중매체에 글을 투고하는 과정까지 연구과정에 넣음으로써 미래 정책 입안자 및 여러 각 분야의 사회 일원으로 활동할 수 있 는 융합인재교육의 기회를 제공할 수 있다.

○ Co teaching을 통하여 교과 간 연계, 교과와 창의적 체험활 동의 연계를 활용한 교육과정 운영에 시사점을 제공할 수 있을 것이다.

○ 본 연구는 수학, 과학교과에 집중하는 본교 학생들이 인문․예술학 분야에도 관심을 가지게 되는 융합인재교육의 장이 될 것이다.

4. 홍보 및 사후 활용

○ 연구결과를 한국청소년 학술지에 논문을 투고할 계획이다.

○ 본 연구는 인문학과 과학기술공학이 자연스럽게 연계된 과제 탐구형 프로그램으로서 본 연구과정에서 개발하여 적용하게 될 모든 교육 활동 자료는 본교에서 제작한‘STEAM 교육프로그램북’에 게재하 여 타 학교에서 융합형 수업 자료로 활용될 수 있도록 일반화하였다.

5. 참고문헌

김경준, 윤성훈 (2013). 다공성 물질의 흡착반응을 통한 토양의 염분 제거방안 연구. 제59회 전국과학전람회 보고서

류승훈, 장우혁, 이주열 (2013). 기포 상승운동을 통한 액체의 특성 탐구.

제59회 전국과학전람회 보고서

Mehdi Nezhad Naderi (2013). Application of bubble curtain system for prevention of seawater intrusion in estuary of tidal rivers.

Shahid Bahonar University Department of Civil Engineering, 4 (5):28-38