농업환경화학 관련 용어 정리 및 해설

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목차

1. 우리나라 수질환경 기준(강, 호수, 지하수, 농업용수 등) -------- 1

2. 우리나라 먹는물 기준 ------------------------------ 5

3. Hardness(경도) -------------------------------- 6

4. Total Dissolved Solid(TDS) ------------------------- 8

5. Conductivity --------------------------------------- 9

6. Alkalinity(알칼이도)와 탄산염 평형 ----------------- 10

7. Acidity ------------------------------------------- 12

8. Hardness-Alkalinity 관계 --------------------------- 13

9. Sodium Adsorption Ratio(SAR) ---------------------- 14

10. Langelier index ----------------------------------- 14

11. Dissolved Oxygen(DO) ------------------------------ 15

12. 물에서의 질소 순환 --------------------------------- 16

13. COD 및 측정방법 --------------------------------- 18

14. BOD 및 측정방법 ------------------------------------ 19

15. Acid Mine Drainage(AMD) and Yellowboy ---------- 21

16. 물의 특성 및 순환 ---------------------------------- 22

17. 우리나라가 왜 물 부족국가로 분류되는가? -------------- 23

18. 부영양화(Eutrophy), 빈영양화(Oligotrophy), 영양장애(Dystrophy). ----------- 25

19. 호수의 특성 중 열성층화, 표면층(순환층), 바닥층(정체층), 열경사(수온약층, 변수층) ----- 28

20. 수중의 기체용해도 -------------------------------- 29

21. 대표적인 수질오염사건 3개 이상 조사하여 요약. ----------- 31

본문내용

있다는 점으로 폐수의 고도처리기술로 활용되고 있다.
이상의 결과를 요약하면 질소순환은 대기 중의 질소가 특정한 미생물에 의해 세포 내 유기질소로 합성되고 이렇게 합성된 질소는 그 세포가 죽을 경우 다시 자연계로 방출되는 등의 생태계의 변화로서 생물학에서는 중요시 되는 사항이다.
출처 : -김좌관, 2003, 수질오염개론, 동화출판, p84~85.
13. COD 및 측정방법
화학적 산소요구량(COD : Chemical Oxygen Demand)는 BOD와 마찬가지로 수중의 유기물 함유도를 측정하기 위한 간접적 지표이다. COD는 유기물을 화학적으로 산화시킬 때 얼마만큼의 산소가 화학적으로 소모되는가를 측정하는 방법으로 산화제로는 K2Cr2O7이나 KMnO4을 사용하고 있다.
유기물질을 CO2와 H2O로 환전산화시키는 데는 BOD와는 달리 생물학적으로 산화될 수 있는 유기물과 샹물학적으로 분해불가능한 물질을 모두 강력한 산화제에 의해 강제적으로 산화가능하므로 COD값이 BOD값보다 일반적으로 높게 나타난다. 상수원수 1급은 1mg/L이하, 상수원수 2급은 3mg/L이하, 상수원수 3급은 6mg/L이하이다.
COD실험은 5일 걸리는 BOD 실험에 비해 약 2시간 이내 측정이 가능하다는 장점이 있으며, 따라서 빠른 수질 결과를 확인하기 위하여 BOD대신 COD값을 측정하기도 한다. 물속 유기물질양을 나타내기 위하여 하천의 경우는 BOD를 측정하며 호수에서는 생체량인 조류를 유기물질량으로 포함시키기 위하여 BOD 대신 COD를 보통 측정한다.
따라서 대상하고 있는 물의 유기물질량을 판단하기 위하여 BOD대신 COD를 많이 측정하게 되며 많은 자료의 축적으로 이 양자간의 일정한 비율관계를 확인할 수 있고, 이에 준하여 COD값으로부터 BOD값을 추정할 수 있다.또한 BOD와 COD를 동시에 분석함으로서 생물학적 난분해성 유기물질의 존재와 양을 추정할 수가 있다.
만약 어떤 폐수의 COD값에 비해 BOD값이 매우 적은 경우에는 그 폐수가 생물학적으로 분해불가능한 유기물질로 구성되어 있거나 혹은 BOD 실험시에 미생물의 유기물질 섭취활동에 장애를 일으키는 독성물질이 포함되어 있는 상태라고 할 수 있다.
COD값에 비해 BOD값이 큰 경우는 BOD 실험중에 질산화가 5일 이내로 발생하였거나 혹은 COD 분석시에 방해물질이 존재할 경우이다.
유기물질을 산화시키기 위하여 KMnO4용액이 과거 오랫동안 사용되어 왔다. 이 방법은 시약의 농도, 화합물의 형태 등에 따라 산화능력의 큰 차이를 나타내며 보통 BOD보다 다소 큰 값을 나타내는 경우가 많다. 우리나라의 공해공정시험법상에는 산화제로 0.025N-KMnO4용액이 사용되고 있다.
COD측정을 위하여 KMnO4용액 대신 K2Cr2O7용액이 널리 이용되는데 이는 여러종류의 유기물질을 완전히 CO2와 H2O로 산화시킬 수 있는 능력이 있다. 이 방법은 K2Cr2O7용액을 약간 과량으로 투입하고 강한 산성상태와 높은 온도에서 유기물질을 완전히 산화한 후 남아 있는 K2Cr2O7양을 추정함으로서 유기물질의 양을 간접적으로 계산하게 된다. KMnO4법은 30분~1시간이 소요되며 산화율은 약 60%이다. K2Cr2O7법은 2~3시간의 실험시간이 소요되고 산화율은 80~100% 정도이다. 이때 고온에서 휘발성유기물질의 이탈을 방지하기 위하여 보통 환류냉각기를 이용하게 된다.
출처 : -김좌관, 2003, 수질오염개론, 동화출판, p58~59.
14. BOD 및 측정방법
생물화학적 산소요구량(BOD : Biochemical oxygen demand)는 폐수나 물의 유기물량을 표시하기 위하여 가장 많이 사용되는 지표로서, 이것은 어떠한 유기물을 미생물에 의해서 호기성 상태에서 분해안정화시키는 데 요구되는 산소량을 나타낸 것이다. 실제로 물속에는 유기물질의 종류가 대단히 많아 일일이 그 농도를 각기 측정하는 일은 대단히 큰 작업이다. 따라서 이들이 물속에 들어와서 갖는 공통적 특성, 즉 호기성미생물에 의해 산소가 소모된다는 점에 착안하여 많은 종류의 유기물질을 일일이 분석하지 않더라도 호기성 미생물에 의래 사라지는 산소량만 측정하여 간접적으로 유기물의 양을 측정하는 방법이다.
이때 미생물은 유기물을 분해 섭취하여 세포를 합성하게 되며 없어진 유기물 질량만큼 산소가 소모된다고 하겠다. 따라서 BOD 농도가 높다함은 수중에 유기물질이 다량 함유되어 미생물이 이것을 분해안정화하는데 많은 양의 산소를 소모했다는 것이다. 따라서 이런 물에서는 애가 낮아지거나 혹은 혐기성상태가 유발된다. 반대로 BOD 농도는 수중의 DO의 상태를 파악할 수 있는 간접적 지표로서 유입된 유기물의 양이나 종류보다는 오히려 용존산소를 결핍시키는 잠재능력의 평가항목으로 이용되고 있다. 보통 BOD는 관습적으로 20℃에서 5일간해당시료를 배양했을 때 소모된 산소량을 측정하는데 BOD5라고 하며 통상 BOD라고 한다.
일반적으로 유기물질의 생물학적 산화작용은 완만히 일어나며 20℃에서 20일간에는 95~99% 5일간에는 대략 60~70%의 산화가 이루어진다. 시간의 경과에 따른 BOD변화는 다음 그림과 같다.
이 그래프에서 처음 7~9일 동안에는 제1단계 곡선식이 나타나는데 이 1단계는 유기물중 탄소계의 산화에 다른 DO의 소모곡선식을 나타내고 있으며 산소소모가 거의 수렴되는 단계에서부터 제 2단계의 질소계 유기물의 산화곡선식이 이루어진다.
1) 제 1단계 BOD ~ C-BOD(Carbonaceous BOD)
탄수화물(Carbohydrate) + O2 →CO2 + H2O
단백질(protein) + O2 → CO2 + H2O
2) 제 2단계 BOD ~ N-BOD(Nitogeneous BOD)
2NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + H20
2NO2- + O2 → 2NO3-
제 2단계 N-BOD는 질산화작용을 하는 미생물에 의해 산화되는 과정으로 Nitrosomonas에 의해 NO2--N로 변화되고, 다시 Nitrobacter에 의해 NO3--N으로 변화된다. 질산화광정(Nitrification)에서 볼 때 NH4+-N에서 NO2--N로 되는 것보다 NO2--N에서 NO3--N으로 되기

키워드

Hardness(경도),   Total Dissolved Solid,   Alkalinity(알칼이도)와 탄산염 평형,   Sodium Adsorption Ratio(SAR,   Acid Mine Drainage(AMD) and Yellowboy,   Langelier index