방통대 농학과 농업직 관련 농축산환경학 핵심 요약 정리 4. 수질환경과 수질오염

4. 수질환경과 수질오염

 

*주요용어
◾하상계수(Coefficient of river regime) : 하천의 최대유량과 최소유량의 비.
◾부영양화(Eutrophication) : 질소와 인 등의 영양염류 과다 유입은 조류의 이상 번식을 초래해 수중 용존산소가
줄어들게 된다. 수중 용존산소 감소는 수생식물 및 물고기에게 부적합한 환경을 조성해 수중생태계의 종 다양성이 감
소된다.
◾용존산소(Dissolved Oxygen) : 물속에 녹아있는 산소량을 의미한다. 용존산소량은 수온이 낮을수록, 공기와의 접
촉 표면이 넓을수록, 유속이 빠를수록 증가한다.
◾생화학적 산소요구량(Biochemical Oxygen Demand) : 수중의 유기물이 호기성 미생물에 의해 분해될 때 요구
되는 산소량을 mg/L 또는 ppm 단위로 나타낸 것.
◾화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand) : 수중의 유기물이 중크롬산칼륨이나 과망간산칼륨과 같은 산화
제에 의해 산화될 때 소비되는 산소량을 mg/L 또는 ppm 단위로 나타낸 것.

 

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1.수자원의 종류 및 특성
(1)수자원의 종류
·수자원의 정의 및 분류
-지구상의 물 중에서 자원으로 이용 가능한 물을 의미함.
-수자원은 우수(빗물), 지표수, 지하수, 해수 등으로 구분됨.
①우수 : 눈, 비, 우박 등.
②지표수 : 하천수, 호소수 등(지구상의 수자원 중 가장 적은 양).

③지하수 : 천층수, 심층수, 용천수, 복류수 등.
④해수

(2)수자원의 특성
·물의 중요성
-수분은 인체의 약 70~80% 구성.
-영양물 및 산소 운반, 노페물 배출 및 체온 유지.
-문명과 산업의 원동력
-4대 문명의 발상지 : 이집트 나일강, 이라크 메소포타미아, 인도 인더스&갠지스강, 중국 황하강.
-충분한 물 공급은 현대사회 발전에 필수인자(수량/수질 모두 중요).
·수권(Hydrosphere)
-바다, 강, 호수 등 지구에서 물이 차지하고 있는 영역을 의미함.
-수권은 지구표면의 71%를 차지함.
-지권(Lithosphere) : 지구의 지각 및 지구 내부.
-기권(Atmosphere) : 지구를 둘러싸고 있는 대기.
-생물권(Biosphere) : 지구에 살고 있는 생물, 지권·기권·수권 모두에 분포.
·지구상의 수자원 분포
-지구상의 물 총량 : 13억 8천 6백만km², 지하수와 지표수는 지구상 물의 0.76%.
·수자원 부족
-전 세계 인구의 40%는 식수난과 용수난을 겪고 있음(산업 발달로 인해 물 수요는 급증하고 있음).
-국민 1인당 확보된 연간 담수량

물 기근 국가	물 부족 국가	물 풍요 국가
매년 1,000톤 미만 만성적 물 부족 경제발전/국민복지보건에 악영향	1,000~1,700톤 주기적인 물 압박 경험	매년 1,700톤 이상 지역적 또는 특수한 물 문제만 경험

→한 사람의 영양섭취를 위한 식량생산에 약 1,100톤의 물이 필요하다는 것을 근거로 구분함.

 

2.우리나라의 수자원 현황 및 특성
(1)우리나라 수자원 현황
·수자원 부존량 및 이용량
-수자원 총 이용량 : 부존량 대비 27%.
-수자원 이용량 : 농업용수＞생활용수＞유지용수＞공원용수(농업용수 : 가장 많은 비중을 차지함).
(2)우리나라 수자원 특성
·강수량 특성
-우리나라 연평균 강수량 : 1,245mm(1974~2003년 평균).
-세계평균 880mm의 약 1.4배 : 강수량 풍부함.
-1인당 연간 이용가능 강수총량 : 2,591톤.
-세계평균 19,635톤의 약 12.5%에 불과함.
→좁은 국토면적에 비해 인구밀도가 높아 1인당 연간 이용가능 강수총량이 낮음. 연간 강수총량=국토면적×강수량
-1인당 연간 가용 수자원량 : 1,512톤.
-물 부족 국가 : 폴란드, 덴마크, 남아프리카공화국, 한국.
-여름철에 연강수량의 2/3가 집중.
-갈수기(11월~4월) : 연강수량의 1/5에 불과함.
-강수량의 계절적, 지역적 편차가 심해 수자원 관리 및 이용에 매우 불리한 특성을 지니고 있음.

·지형 및 하천의 특성
-하천경사가 급해 강수의 유출시간이 짧음.
-연간 하천유량의 변동이 심함 : 하상계수1)가 높음.
-우리나라 및 외국의 하천별 하상계수

-수자원개발 및 관리에 매우 불리한 지형 및 유역 특성을 가지고 있음.

 

3.수질오염 및 수질오염의 영향
(1)수질오염
·수질오염의 정의
-물의 물리, 화학, 생물학적 자정능력을 초과하여 수질이 크게 변화함으로써 물의 이용가치가 저하되고, 생물이나 인간에
게 피해를 주는 현상.
-수자원 이용에 지장을 초래하거나 수중 생물의 생태계를 파괴하는 현상.
·수질오염원
-점오염원 : 일정한 배출경로를 갖는 오염원(생활하수, 산업폐수, 가축분뇨 등).
-비점오염원 : 불특정 배출경로를 갖는 오염원(농경지배수, 도시노면배수 등).
·수질오염 유형
-산소 소모성 물질 : 미생물에 의해 유기물이 분해되면서 수중 산소 고갈시킴.
-생물학적 오염 : 세균, 바이러스, 기생충 등에 의해 감염성 질병 유발.
-무기영양소 : 수용성 질산염과 인산염 등에 의한 부영양화.
-수용성 무기화합물 : 산, 염기, 독성 중금속 등.
-유기화합물 : 유류, 세제 등.
-부유물질.
(2)수질오염의 영향
·인체에 미치는 영향
-직접적인 영향 : 중독 및 수인성 질병 감염(이따이이따이병-카드뮴 중독, 미나마타병-수은 중독), 기생충 감염 등.
-간접적인 영향 : 오염된 물, 어패류, 농작물 등의 동식물 섭취.
·부영양화
-질소와 인 등의 영양염류 과다 유입에 의한 현상.
-조류 과다 발생으로 투명도 감소.
-식물성 플랑크톤 대량 증식 : 햇빛 차단.
-수생식물 및 해조류 생존 위협.
-폐사한 동식물 및 플랑크톤 사체 분해과정에서 산소 감소.
-수중생태계의 종 다양성 감소.

 

4.수질오염지표 및 수질환경기준
(1)수질오염지표
·부유물질
-탁도(Turbidity)
-물에 떠있는 부유물질의 정도에 따라 물의 맑고 탁한 정도를 측정한 값.
-단위 : NTU(Nephelometric Turbidity Units)
-부유고형물(Suspended Solid, SS)
-물에 녹지 않고 수중에 떠다니는 물질로 크기가 0.1μm 이상의 현탁고형물.
-탁도, 색도를 유발하며 플랑크톤 및 세균 등의 미생물을 다량 함유함.
·유기물
-용존산소(Dissolved Oxygen, DO)
-물속에 녹아있는 산소량을 의미함.
-수온이 낮을수록, 공기와의 접촉 표면이 넓을수록, 유속이 빠를수록 용존산소량은 증가함.
-물고기 생존에 적합한 용존산소는 5ppm 이상이며, 용존산소가 2ppm 이하일 경우 악취가 발생하게 됨.
→ppm(Part Per Million) : 1ppm=1/1,000,000, 1ppm=1mg/L=1mg/kg
-생화학적 산소요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD)
-수중의 유기물이 호기성 미생물에 의해 분해될 때 요구되는 산소량을 mg/L 또는 ppm단위로 나타낸 것을 의미함.
-수질오염 정도를 나타내는 지표로 많이 사용됨(생물학적으로 분해 가능한 이분해성 물질 평가에 사용).
-일반적으로 20℃에서 5일간 분해되는 과정에서 소모된 산소량으로 표시함(BOD₅).
-화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand, COD)
-수중의 유기물이 중크롬산칼륨이나 과망간산칼륨 등의 산화제에 의해 산화될 때 소비되는 산소량을 mg/L 또는 ppm
단위로 나타낸 것.
-BOD와 함께 수질오염 정도를 나타내는 지표로 많이 사용됨(난분해성 물질 평가까지 사용).
·기타
-pH(수소이온농도)
-범위 1~14(중성 : pH 7, 자연수의 일반적 pH : 6.5~7.5).
-산성이나 알칼리성 표시.
-대장균
-독성물질, 중금속, 농약, 온도 등
(2)수질환경기준
·하천 수질환경 기준
-5개의 등급으로 구분.
-농업용수(하천수 수질기준 4급에 해당)
-수산용수 1급(하천수 수질기준 2급에 해당)
-공업용수 1급(하천수 수질기준 3급에 해당)