부영양화현상의 발생원인 및 감쇄대책

부영양화현상의  발생원인  및  감쇄대책 

                                              부경대학교  명예교수    박청길

부영양화현상을  일으키는  원인으로는  첫째는  영양염류  특히  총인  농도의  증가이고  둘째로는  물의  정체현상의  지표인  체류시간의  증가이다.

첫째,  영양염류  중  총인(TP)의  농도가  부영양화에  미치는  영향을  보면  수리학적조건  즉  체류시간이  같은  수역에서는  총인의  농도와  부영양화정도를  나타내는  Chlorophyll-a  농도는  비례하는  관계를  가지고  있다. 
호소의  부영양단계의  총인기준  (US  EPA)에서  빈영양단계는  0.01mg/L  이하,  중영양단계는  0.01~0.02mg/L  이고    부영양단계는  0.02mg/L  이상으로  되어있다.     
하천의  경우  부영양단계기준은      Mackenthun  (1969)에  의하면  흐르는  구간에는  0.1  mg/L  이고    정체구간에는  0.05  mg/L  를  적용하고  있다.
낙동강에서도    흐르는  하천구간인  상주에서  남지까지는  총인의  농도가  가장  낮은  상주에서  Chlorophyll-a  농도가  가장  낮았고  총인의  농도가  증가하는  하류로  갈수록  Chlorophyll-a  농도가  높아지는  경향이었다. 
수역에  적용되는  총인의  부영양단계  기준은  정체된  호수인지  흐르는  하천인지에  따라  다르고  하천  중에서도  흐르는  구간과  정체  구간에  따라  다르게  적용되고  있다.  물의  정체가  일어나는  호수는  흐르는  하천에  비하여  총인의  농도가  1/5정도로  낮은  농도에서도  부영양단계에  도달한다.  하천의경우에도  정체구간에서는  흐르는  구간에  비하여  총인의  농도가  1/2정도로  낮은  농도에서도  부영양단계에  도달한다.
따라서  낙동강  상류  상주와  구미는  총인의  농도가  0.061~0.072  mg/L로  하천의  흐르는  구간에  적용되는  총인의  부영양단계기준  0.1  mg/L  에  미달됨으로    Chlorophyll-a  농도는  5~8  ug/L로  부영양단계  기준  10  ug/L  이하였다.
낙동강  하류의  물금은  총인  농도가  평균  0.095  mg/L로  하천의  흐르는  구간에  적용되는  기준인  0.1  mg/L  에는  미달이지만  Chlorophyll-a  농도는  평균  52  ug/L로  과영양단계에  이르고  있었다.  물금수역은  하구둑으로  정체된수역이기  때문에  하천의  정체구간에  적용되는  총인의  부영양단계  기준  0.05mg/L  을  적용하면  기준을  초과하고  있기  때문이다.
낙동강  중류인  고령은  총인의  농도가  평균  0.166mg/L로  하천의  흐르는  구간에  적용되는  총인의  부영양단계기준  0.1  mg/L  를  초과하고  있었기  때문에  Chlorophyll-a  농도가  평균  25  ug/L  로  부영양단계기준  10  ug/L를  훨씬  초과하고  있었다.   


둘째,  물의  정체현상이  부영양화에  미치는  영향을  보면  하구둑,  보,  댐  등  저수구조물로  물을  가두게  되면  저수용량이  증가하게  된다.
저수용량이  증가하면  물의  체류시간(저수용량/유입수량)이  증가하게  되고  그  결과  희석율(1/체류시간)이  감소하게  된다.         
  낙동강  하구둑호  유효저수용량이  5000만톤  이고  진동  저수량(Q275)91cms  를  적용하여  계산하면  체류시간이  6.4일이  된다.
식물플랑크톤의  최대비성장율(1/day)이  희석율(1/day)보다  큰  수체는    식물플랑크톤의  발생량이  유출량을  초과하여  집적이  가능해져서  부영양화를  촉진시킨다.
Stephanodiscus  규조류의  삼랑진에서의  최대비성장율은  0.33/day  (국립환경연구원,2003)이고  하구둑호의  희석율은  0.16/day임으로  조류의  최대비성장율이  희석율보다  2배  이상  커서  발생된  식물플랑크톤의  집적가능성이  커져서  부영양화를  촉진시킬  수  있다.  그래서    낙동강하구둑호  내수역인  물금수역이  낙동강  전  구간  중에서  부영양화가  가장  심화되어  있었다.    희석율이  조류  최대비성장율  0.33/day와  같아지는  체류시간이  3일이므로  하구둑  수문조작을  통하여  하구둑  수위를  하향  조절하여  체류시간을  3일  이하로  감소시키면  하구둑호  희석율이  조류  최대비성장율보다  커짐으로  발생된  조류의  유출  희석이  빨라져서  부영양화  진행속도를  저감시킬  수  있다.
    따라서  부영양화  감쇄대책으로  하구둑  수위를  현행  SMSL.  1m에서  0m로  하향조절하여  저수용량을  감소시켜  체류시간을  3일  이하로  저감시켜야한다.
또한  총인의  농도를  현행  0.095  mg/L에서  하천의  정체구간에  적용되는  부영양단계기준  0.05mg/L이하로  저감시켜야한다.

출처: 낙동강보존회

http://www.nakdong-r.or.kr/dataroom/wread.php?id=102&offset=0