제 19장 물의 오염도와 오염물질의 종류 199903279 김기호 199903513 정남진
목 차 1. 수환경의 의의 2. Natural Purification 3. Oxygen Demand 4. 그 외 수질 오염원 목 차 1. 수환경의 의의 2. Natural Purification 3. Oxygen Demand 4. 그 외 수질 오염원 5. 정화 시설`
1. 수환경의 의의 ■ 매체(물) 생물 생존의 필수요소 ■ 하천 육상생태계와 육수 생태계를 횡적으로 연결해주는 역할 ■ 동식물(수생태계) 하천의 자정작용을 돕고 생물종의 다양성을 유지해주는 자원
2. 생물화학적 산요요구량 (BOD) ■ DO (溶存酸素, Disolved oxygen) : 물속의 용존 산소량 수온과 염도에 따라 8~15mg 정도 ■ COD (화학적 산소요구량, Chemical oxygen demand) : 오폐물을 화학적으로 산화 시키는데 필요한 산소 요구량
■ BOD (생화학적 산소요구량, Biochemical oxygen demand) ㅇ 미생물에 의하여 생화학적으로 전환시키는데 필요한 산소요구량 ㅇ 오폐수 1리터 속에 들어 있는 오폐물을 생분해 시키는데 요구되는 산소의 밀리그램수 NBOD : 질소성 생화학적 산소요구량 CBOD : 탄소성 생화학적 산소요구량
O2 Natural purification 물 속으로 오폐물이 유입되면 미생물에 의해 분해되고, 이 과정에서 산소의 소비가 일어난다. O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 Disolved oxygen O2
X 유기 물질 + O2 유기 물질 + O2 CO2 + H2O + 새 세포 CO2 + CH4 + 새 세포 + 불안정한 물질 호기성 (Aerobic) 박테리아 혐기성 (Anaerobic) 박테리아 X 유기 물질 + O2 유기 물질 + O2 호기성 세균 혐기성 세균 CO2 + H2O + 새 세포 + 안정화된 물질 CO2 + CH4 + 새 세포 + 불안정한 물질 (H2S,NH3 포함)
3. BOD 측정법과 측정치의 의미 ■ BOD5 (5일 동안의 생분해 반응에 드는 산소량) ( 초기 DO - 5 일 후 DO ) / L (폐수 부피) = BOD5 ㅇ 시료병은 빛을 차단해 조류의 광합성에 의한 산소 발생을 막아야 함. ㅇ 뚜껑을 잘 닫아준다. ㅇ 20℃, 300mL 표준 용기. ㅇ 20℃에서 포화 DO = 9.1mg/L 이고, 전형적 폐수의 BOD = 수백 mg/L 임. ㅇ 시료를 희석해 최종 DO 가 “0” 이상이어야 함. ㅇ 생물학적 분해에 필요한 미생물이 시료 내에 부족할 때 미생물을 접종해 주어야 함.
DOi = 희석된 폐수의 초기 DO DOf = 희석된 폐수의 5일 후 DO P = 희석 인자 미생물 접종시
4. BOD의 모사(模寫)와 BOD5 유기 오폐물의 생분해반응 속도는 오폐물의 양에 비례. BODt = 시간 t 내 산소 요구량 Lt = 시간 t 경과 후 산소 요구량
ex) 채취한 시료의 부피 = 10 ml, P = 10/300 DOi = 9.0 mg/L, DOf = 2.0 mg/L → BOD5`= (9.0 – 2.0) ÷ (10/300) = 210 mg/L 생분해반응의 본질과는 관계없이 5일 BOD를 사용하는 것을 관례화 L0 = = = 315 mg/L BOD5 1-e-kt 210 1-e-0.22×5
수질등급 #1 등급 이용 목적 특징 BOD / COD DO NO3- PO4- 1 급수 상수원수 1급 가장 맑고 그냥 마실 수 있다. 1이하 7.5이상 0.2 이하 0.01 이하 2 상수원수 2급 수산용수 1급 맑고 냄새가 나지 않으며, 수영 및 목욕이 가능 3이하 5이상 0.4 이하 0.03 이하 3 상수원수 3급 수산용수 2급 공업용수 1급 황갈색의 탁한 물 바닥에 모래, 자갈이 깔려 있다. 6이하 0.6 이하 0.05 이하 4 공업용수 2급 농업용수 물고기가 살 수 없는 오염된 물. 8이하 2이상 1.0 이하 0.10 이하 5 공업용수 3급 심하게 오염된 물. 12이하 1.5 이하 0.15 이하
수질등급 #2
대전광역시 갑천4 측정소의 연도별 평균 [측정개시 년,월 : 1998년부터 2004년 8월까지] [측정위치 : 대전 유성구 전민동(갑천교) ] 구 분 수온 (℃) pH DO(ppm) BOD(ppm) COD(ppm) SS(ppm) T-N(ppm) T-P(ppm) 1998 17.3 7.3 9.3 7.4 8.1 11.2 10.443 0.544 1999 19.3 7.6 10.1 9.2 6.2 11.988 0.703 2000 18.9 8.9 9.0 9.4 8.7 12.773 0.642 2001 20.0 7.7 10.4 7.9 9.1 8.8 13.594 0.809 2002 9.7 8.5 9.6 13.554 0.794 2003 17.0 7.5 7.1 8.0 10.966 1.692 2004 18.6 9.5 13.912 0.942
5. 산소를 요구하지 않는 수질오염물질 ■ Pathogens ■ The Nutritive Substances ■ The Salts ■ The Thermal pollution ■ Heavy Metals ■ The Pesticide ■ VOC
■ Pathogens Chlorination Bacteria (cholera, typhoid), Germ (inflammation of liver, infantile paralysis ), an Agent of Disease (amoebic dysentery), Parasite Chlorination 상수도물은 안전하게 마실 수 있다.
■ The Nutritive Substances Red Tide 수중 식물의 과도한 번식 Eutrophicatio
5. COD ■ 미생물에 독이 되는 물질. (살충제 등) ㅇ 강력한 산화제(KMnO4 , K2Cr2O7)를 이용하여 산화. ㅇ 미생물의 생분해 능력과 무관하게 계산. ㅇ 생분해가 잘 되지 않는 물질. (섬유소, 페놀, 벤젠, 탄닌산) ㅇ 몇 시간 내 측정 완료. ㅇ 자연 정화에 필요한 산소량과 차이가 남. ㅇ 보통의 경우BOD보다 큰 값을 갖지만, 생분해가 쉬운 유기 물질의 경우 거의 같게 나온다.