문제) 4. 하천수의 자정작용과 부영양화를 설명하고, 하천의 폐수 유입시 오염원으로부터 거리 및 시간에 따라 변화하는 하천의 상태를 구분하여 설명하시오. 98-3
문제) 3. 하천 및 호소 수질에 영향을 주는 부영양화의 발생원인 및 조절대책에 대하여 설명하시오. 101-4
문제) 10. 하천의 자정작용조사를 정의하고, 자정작용 조사구간 선정시 충족조건을 설명하시오. 102-4
1. 자정작용(Self-Purification)
⑴ 물이 흐르는 동안 물리, 화학, 생물학적 작용에 의해 스스로 정화되어 하천이 정상상태로 회복되는 작용
① 물리, 화학적 작용 : 침강, 희석, 확산, 여과, 산화작용
② 생물학적 작용 : 호기성, 혐기성미생물에 의한 유기물 분해
⑵ 자정작용에 영향을 미치는 인자 : 수온, DO, 태양광선, PH
⑶ 수심이 얕고 급류이며 하상이 모래, 자갈 등인 하천은 폭기작용의 활발로 자정능력이 우수
⑷ 겨울보다 여름이 자정능력 우수
2. 하천 자정작용 조사구간 선정시 고려사항
⑴ 유량관측 지점, 조사구간 상·하류에 수위-유량곡선이 작성되어 있을 것
⑵ 조사구간 내에서 하상경사 및 수질이 급변하지 않을 것
⑶ 조사구간 상·하류의 측정지점은 하천 흐름방향의 횡방향 수직일 것
⑷ 하천수의 BOD가 3㎎/ℓ이상이고, BOD 측정이 오차범위를 초과하지 않을 것
⑸ 조사구간 내에 유입하는 오염원이 비교적 집약되어 있고, 유입부하량 실측이 가능할 것
⑹ 조사구간의 길이는 조사지점의 유량으로 유하시간이 4시간 이상인 구간
3. 부영양화
⑴ 유기물, 질소, 인 등의 오염물질이 자정능력을 초과
⇛ 호수내 조류성장이 급증하고, 과잉번식한 조류가 사멸
⇛ 분해되는 과정에서 용존산소가 결핍
⇛ 수질악화가 일어나는 현상
⑵ 부영양화 조절대책
① 영양염류 감소대책 : 근본적인 조류 발생 억제
ⓐ 유입 배수의 유로변경 .
ⓑ 하·폐수의 고도처리(N, P 제거)
ⓒ 집수역의 통제(상수원 보호구역)
ⓓ 집수역의 토지이용형태의 변경
② 영양염류 제거방법 : 조류 성장 억제
ⓐ 침전물층에 대한 준설
ⓑ 호소내의 영양염류 제거
ⓒ 자연의 천적관계 이용
ⓓ 조류 수거
ⓔ 심층수 유출
③ 간접적인 개선책
ⓐ 심층폭기 : 심층부 DO공급, 표층부 수온저감
ⓑ 살조제 및 청정제 희석
ⓒ 합성세제 통제
ⓓ 침전물로부터 영양염류의 용출방지
4. Whipple의 4지대 (분활회정)
: 하천의 하수유입으로 인한 자정작용 4단계 상태 변화
⑴ 분해지대(zone of degradation)
① 하수구 방류지점과 가까운 하류에 위치
② 오염에 강한 미생물로 교체
③ DO감소하여 포화 DO의 45%수준, 탄산가스
⑵ 활발한 분해지대(zone of active decomposition)
① DO가 없으며 부패상태 도달, 회색을 띄며 황화수소에 의한 달걀 썩는 냄새
② 슬러지 침전물이 많고, 기체방울 형성
③ 혐기성분해로 탄산가스와 암모니아성 질소 증가
⑶ 회복지대(zone of recovery)
① 분해지대의 반대현상
② 물이 차츰 깨끗해지며 기체방울이 중단, DO증가
③ 녹조류 번식
⑷ 정수지대(zone of clear water)
① 오염되지 않은 자연수처럼 보이고, DO량도 증가
② 호기성 세균 증가, 물고기 번식