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박선영,서진성,김태윤,Park, Seonyoung,Seo, Jinsung,Kim, Taeyun 한국환경영향평가학회 2018 환경영향평가 Vol.27 No.1
다양한 수자원 확보 측면에서 해수담수화의 필요성이 증가하고 있으나 해수담수화 시설에서 배출되는 농축수에 대한 환경적 영향에 대한 고찰은 미흡하다. 본 연구에서는 국내 외 사례 조사를 통하여 고염분 농축수로 인한 환경적 영향 및 배출 규제를 고찰하였다. 국내에서는 독성평가 중심의 연구가 진행되었으며 식물플랑크톤, 동물플랑크톤 유생, 녹조구멍갈파래가 고염농축수에 영향을 받는 것으로 관측되었다. 또한 넙치 치사율이 염분 증가에 따라 선형관계를 보였으며 송사리는 60 psu 이상의 농도에서 100% 사망하였다. 국외에서는 독성평가뿐만 아니라 모니터링 사례도 있었으며 이들 사례를 저서생물군집, 연체동물, 극피동물, 어류, 해조 해초류로 분류하여 정리하였다. 전반적으로 농축수가 배출되는 인근지역에서는 종풍부도가 저하되었으며 고염분의 농축수가 해양생물에 영향을 주는 것으로 나타났다. 그러나 이동성이 강한 성어의 경우는 염분에 노출되면 회피하고 염분에 대한 내성을 가진 해양생물들은 고염분의 해수환경에도 생존하였다. 농축수에 대한 규제기준은 염분 한계와 배출구에서의 거리로 표현되는 준수지점으로 제시되고 있었다. 국가별, 해수담수화 시설별로 규제기준에 차이가 있었으며 최근의 경향은 규제기준을 강화하는 추세이다. 특히 california water boards에서는 일일 최대 염분농도가 배출구 주변 100 m 이내에서 주변 염분농도보다 2 psu를 초과하지 못하도록 규정개정을 실시하였다. The need for seawater desalination is increasing in terms of securing various water resources, but few studies are available as for the environmental impact of hypersaline concentrated water (brine) discharged from desalination plants. Domestic studies are concentrated mainly on toxicity evaluation that phytoplankton, zooplankton larvae and green algae (Ulva pertusa) are negatively affected by concentrated water. The mortality of Paralichthys olivaceus showed a linear relationship with increasing salinity, and Oryzias latipes died 100% at concentrations above 60 psu. Foreign studies included monitoring cases as well as toxicity evaluations. The number of species decreased around the area where the concentrated water discharged. The hypersaline concentrated water affects the pelagic and benthic organisms. However, the fishes escaped when exposed to salinity, and the pelagic and benthic organisms resistant to salinity survived the hypersaline environment. The salinity limit and distance from the outlet was presented as the regulatory standard for bine discharge. There were differences in regulatory standards among country and seawater desalination plants, and these regulatory standards have been strengthened recently. In particular, California Water Boards were revised to ensure that the maximum daily salinity concentration does not exceed 2 psu above the ambient salinity level within 100 m of the outlet.
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고염분 조건의 농화배양 과정에서 하수슬러지와 염분폐수슬러지의 아질산화 미생물군집 변화 비교
김정미(Jeongmi Kim),유재철(Jaecheul Yu),정소연(Soyeon Jeong),김연주(Yeonju Kim),배효관(Hyokwan Bae),이태호(Taeho Lee) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.1
목적: 탈암모니아 공정을 이용하여 고농도 염분폐수의 질소를 성공적으로 처리하기 위해서는 아질산화 미생물의 농화배양이 중요하다. 본 연구에서는 하수처리장 슬러지(하수슬러지)와 공동어시장의 폐수처리장 슬러지(염분폐수슬러지)를 각각 식종원으로 이용하여 고농도 염분 조건의 농화배양 과정에서 발생하는 암모늄 산화 미생물(Ammonia oxidizing bacteria, AOB)군집 변화를 비교하고자 하였다. 방법: 하수슬러지를 식종한 PN1 반응기에서는 고농도의 암모늄(500-3,000 mg NH₄+-N/L)을 아질산염으로 전환할 수 있는 AOB를 먼저 농화배양하였으며, 이후 염분농도를 단계적으로 20 g NaCl/L까지 증가시켰다. 염분폐수슬러지를 식종한 PN2 반응기에서는 순응 단계 없이 곧바로 염분농도 20 g NaCl/L에서 AOB를 농화배양하였다. 결과 및 토의: PN1과 PN2 반응기 모두 염분농도 20 g NaCl/L에서 고농도의 암모늄을 60% 이상 아질산염으로 전환하였다. 미생물군집분석 결과, 문(phylum) 수준에서는 두 반응기 모두에서 질산화 관련 미생물이 속하는 Proteobacteria가 우점하는 것으로 나타났다. 하지만, 종(species) 수준에서는 PN1에서 Nitrosomonas eutropha (60.7%)가, PN2에서 N. halophila (20.2%)가 각각 우점하였다. 결론: 하수슬러지와 염분폐수슬러지에서 우점하는 AOB는 다르게 나타났지만, 두 슬러지 모두 고염분 조건에서 PN 공정을 성공적으로 구축할 수 있었다. 따라서, 두 슬러지 모두 고염분 환경에서 암모늄을 처리하는 PN 공정구축을 위한 식종원으로 사용할 수 있을 것이다. Objectives : It is important to enrich and cultivate ammonia oxidation bacteria (AOB) in order to successfully treat nitrogen in high saline wastewater using a deammonification process. Two different inocula, a sewage sludge and a fish-market wastewater sludge, were cultivated to enrich AOB and compared the changes of microbial community. Methods : A sequential batch reactor (SBR) inoculated with the sewage sludge (PN1) enriched AOB under high-strength ammonium condition (500-3,000 mg NH₄+-N/L) and then the salt concentration in the medium was gradually increased up to 20 g-NaCl/L. The other SBR seeded with the fish market wastewater sludge (PN2) was operated to enrich AOB directly under 20 g NaCl/L without any acclimation step. Results and Discussion : Both PN1 and PN2 successfully showed more than 60% of the nitrite accumulation efficiency at a high saline concentration of 20 g NaCl/L. At the level of the phylum, Proteobacteria containing nitrifying microorganisms became dominant in both PN1 and PN2. However, the most dominant bacterial species in PN1 and PN2 were Nitrosomonas eutropha (60.7%) and N. halophila (20.2%), respectively. Conclusions : Although different results of the most abundant AOB were shown in both sewage sludge and fish-market wastewater sludge conditions, nitritation was successfully developed even with wastewater containing high salinity. Therefore, in this study, both sludges can be applied for inoculation to the PN process for efficiently treating wastewater with high concentration of ammonium and saline.
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서천 해안지역 길산천 소유역에서의 고염분 지하수와 씻김 현상
문상호,윤윤열,이진용 대한자원환경지질학회 2022 자원환경지질 Vol.55 No.6
우리나라 서·남해 연안 지대는 해안으로부터 10 km 범위 내 관정의 약 47%가 해수의 영향을 받은 것으로 보고되었고, 지하수의 염분화 원인이 해수 침투 때문일 것이라 해석되어 왔다. 서천지역의 길산천은 금강하구둑이 건설·운영되어 매립 농지로 이용되기 전까지는 감조하천으로서 유역 내에는 해수에 의한 퇴적물이 생성되고 그 내부에는 염분 공극수가 존재했을 것으로 추정된다. 길산천 소유역 내 지하수는 EC 값이 111∼21,000 μS/cm 범위로서 매우 높은 염분 지하수가 존재하며, 수질 유형은 Ca(or Na)-HCO3, Ca(or Na)-HCO3(Cl), Na-Cl(HCO3), Na-Cl 등 다양하게 나타나고 있다. 이러한 수질의 다양성은 강수 및 지표수로부터 유입 생성되는 담수 지하수 수질과 해수 수질의 혼합 현상 때문에 기인되는 것으로 판단된다. 금번 연구에서는 이러한 수질 다양성 및 염분 지하수의 존재가 현재 진행 중인 해수 침투 때문인지 아니면 조간대 퇴적물 내 고(古)염분 공극수가 씻겨나가는 과정에서 잔존하기 때문인지를 논의하였다. 이를 위해, 연구지역 내 강수, 지표수, 해수, 지하수에 대하여 수질 특성을 비교하고, 삼중수소 함량, 산소/수소 안정동위원소 조성, 87Sr/86Sr 비 등을 비교·검토하였다. 산소/수소 안정동위원소 조성으로 볼 때, EC 값이 큰 염분 지하수들의 물 성분은 담수 지하수와 지표수 물이 혼합된 물로 구성되어 있으며, 삼중수소 함량에 의해 추정되는 연령이 젊은 지하수들은 NO3 함량이 높은 지표 영향을 많이 받은 것들로 나타나, 연구지역의 지하수 수질 진화 과정에는 담수 지하수 및 지표수가 지속적으로 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 또한, 담수 지하수/지표수와 해수를 2개의 단성분으로 가정하고 Cl 함량 변화에 따른 Na/Cl ratio와 나트륨흡착도(SAR)의 변화 패턴을 고려하면, 연구지역 지하수들은 해수 침투가 아니라 고염분 지하수의 씻김 현상을 겪고 있는 것으로 해석되었다.
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