본 연구는 영주댐 상류의 주요 지천인 토일천을 대상으로 하천퇴적물의 지구화학적 특성과 유기오염물질의 기원을 규명하기 위하여 수행하였다. 하천퇴적물, 산토양, 우분 및 비료 시료를 채취하여 중금속, 탄소와 질소 안정동위원소 분석을 실시하였다. 하천 퇴적물의 중금속 분석 결과, 비소는 8.68–15.84 mg/kg 범위로 나타났으며 영주댐 저 수구역 퇴적물은 7.67 mg/kg으로 상대적으로 낮은 값을 보였다. 카드뮴은 0.69–1.46 mg/kg 범위, 크롬은 27.75–49.44 mg/kg 범위로 나타났으며 대부분의 금속은 국내 하 천·호소 퇴적물 환경기준 I등급 또는 II등급 수준으로 전반적으로 오염도가 낮은 것으 로 평가되었다. 아연은 166.09–311.18 mg/kg 범위로 다른 금속에 비해 상대적으로 높 은 농도를 보였으나 기준치 이내에 해당하였다. 질소 안정동위원소 분석 결과 하천퇴적물의 평균 δ15N 값은 약 9.4‰로 산토양 및 화학비료보다 높은 값을 나타냈으며, 우분 시료의 동위원소 특성과 유사한 경향을 보 였다. 이러한 결과는 하천퇴적물에 포함된 유기물의 주요 기원이 산토양이나 화학비료 보다 축산 활동에서 기원한 우분일 가능성이 높음을 시사한다. 따라서 영주댐 상류 토 일천에서 영주댐으로 유입되는 유기오염물질은 축산 활동과 관련된 유기물이 중요한 기여 요인으로 작용할 가능성이 있는 것으로 판단된다. 이러한 결과는 향후 영주댐 유 역의 부영양화 관리 및 오염원 관리 대책 수립을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것 으로 기대된다.