장기 모니터링 자료 활용 비점오염저감시설 유입 EMC 특성과 저감효율 평가
Assessment of Inflow EMC Characteristics and Pollutant Removal Efficiency of NPS Treatment Facilities through Long-term Monitoring
In order to reduce nonpoint source (NPS) pollutants discharged during rainfall, various NPS treatment facilities, including constructed wetlands, have been installed. This study analyzed the influent and removal characteristics of NPS pollutants generated from 1,115 rainfall events at 129 NPS treatment facilities (79 constructed wetlands, 21 filtration facilities, 17 retention basins, and 12 sedimentation basins) by land use, namely urban and rural areas. The influent concentrations of organic matter (BOD, COD, TOC) tended to decrease with increasing rainfall due to dilution effects, whereas suspended solids (SS) and nutrients (TN, TP) maintained relatively high concentrations throughout the rainfall events. The land use analysis revealed that rural areas exhibited higher concentrations and greater variability of TN (up to 407.1 mg/L, 6.7 times that of urban areas) and TP (mean 1.8 mg/L, 2.3 times that of urban areas) than urban areas. Although the BOD/COD ratio (mean 0.6–0.7) indicated favorable biodegradability, the TN/TP ratio (mean 20.0) considerably exceeded the optimal range for biological treatment (5–10), and the BOD/TP ratio (mean 28.6) fell short of the ideal level (100), indicating that phosphorus (P) acts as the limiting nutrient. Among the facility types, constructed wetlands were effective in removing TN (58.0%) and TP (66.1%). These findings can serve as important reference data for establishing selection criteria and maintenance strategies for NPS treatment facilities that account for land use characteristics and pollutant properties.
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강우시 배출되는 비점오염물질의 저감을 위하여 인공습지를 비롯하여 다양한 비점오염저감시설이 설치되고 있다. 본 연구는 비점오염저감시설 129개소(인공습지 79, 여과형시설 21, 저류시설 17, 침사지 12개소)에 대하여 1,115개 강우사상에서 발생한 비점오염물질 유입 및 제거특성을 도시 및 농촌지역과 같이 토지이용별로 분석하였다. 비점오염저감시설 유입유기물질(Biochemical Oxygen Demand, Chemical Oxygen Demand, Total Organic Carbon)농도는 강우량이 증가함에 따라 희석효과로 감소하는 경향을 보였으나, 부유물질(SS)과 영양염류(TN, TP)는 강우 전반에 걸쳐 상대적으로 높은 농도를 유지하였다. 토지이용별 분석에서 농촌지역은 도시지역에 비해 TN(최대 407.1mg/L, 도시 대비 6.7배)과 TP(평균 1.8mg/L, 도시 대비 2.3배) 농도가 높고 변동성이 크게 나타났다. BOD/COD비는 평균 0.6~0.7로 생물학적 분해가능성이 양호하나 TN/TP 비(평균 20.0)가 생물학적 처리 최적 범위(5~10)를 크게 초과하고 BOD/TP 비(평균 28.6)가 이상적 수준(100)에 미치지 못하여 인(P)이 제한 영양소로 작용하는 것으로 나타났다. 시설유형별 저감효율은 인공습지가 TN(58.0%)과 TP(66.1%) 제거에 효율적인 것으로 나타났다. 본 연구결과는 토지이용 특성과 오염물질 성상을 고려한 비점오염저감시설 선정기준 및 유지관리 전략 수립에 중요한 근거자료로 활용될 수 있다.
목차
요약 Abstract 1. 서론 2. 연구방법 2.1 연구대상 시설 2.2 자료 해석 3. 연구결과 3.1 모니터링 강우사상 분석 3.2 강우특성에 따른 비점오염 EMC 배출특성 3.3 토지이용별 비점오염 EMC 특성 및 성상비 분석 3.4 비점오염저감시설 유형별 저감효율 분석 4. 결론 감사의 글 References