[🌊수질환경기사] 1과목_수질오염개론_8장 호소수의 수질관리

🌊 호수의 성층과 전도현상

1. 성층구조

• 표수층(Epilimnion, 순환층)
  • 표면 가까이에 있는 층, 햇빛 도달
  • 수직운동 활발
  • DO와 pH 변화 큼
  • 표수층에서 조류가 광합성 활발하게 활동 → CO₂를 소모 + OH⁻를 방출 → pH 8~9 이상으로 올라감
• 수온약층(Thermocline, 변온층)
  • 깊이에 따라 온도차이 가장 큰 층
  • 수직교환 거의 없음 → 산소 이동 차단
• 심수층(Hypolimnion, 저층수)
  • 공기 거의 없음 → 혐기성 미생물 증식
  • DO 고갈, CO₂ 축적

무거운 물은 아래, 가벼운 물은 위 → 성층현상(안정 구조)
수직운동은 **상층부(표수층)**에서만 발생

 

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2. 계절별 특성

• 봄·가을
  • 일정한 방향을 가진 흐름이 없다
  • 전도현상(turn-over) 발생
  • 바람·온도변화 → 밀도(물의 무게)차 해소 → 수직 혼합 활발
• 여름
  • 강한 성층 형성 → 층간 교환 어려움
  • 여름정체기간 중 CO₂ 농도와 DO 농도가 같은 깊이 지점 존재
• 겨울
  • 약한 성층 상태

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3. 수질 관련 지표

• 호수 유기물량을 측정할때는? COD를 사용한다!
  • 이유 : 부영양화 현상 발생 시 조류의 양을 고려할 수 있기 때문이다.
• 수온 1℃ 상승할 때, 전도율 2% 상승

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🌿 부영양화 (Eutrophication)

1. 원인

• 외부 인 농도 증가 (비료, 합성세제, 축산폐수 유입)
• 남조류(blue-green algae) 증식
• 성층, 전도현상에 의해서 부영양화가 촉진된다

2. 평가모델

• 칼슨지수(Carlson Index) : 투명도 기준
• Vollenweider 모델 : 인 부하량 기반
• 사카모토 모델 : 인-엽록소 관계

3. 특징

• 성층 + 전도현상 → 부영양화 촉진
• 부영양화의 일반적 pH : 중성~약알칼리
• ✨ 여름 : 일시적으로 강알칼리성이 됨 → 저니층 용출 유발 ✨

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4. 부영양화 문제점

• 여과지·스크린 폐쇄
• 여과지 역세척 횟수 증가
• 조류로 인한 냄새 발생
• 응집처리 어려움
• 플랑크톤 과다 증가

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5. 억제 방법

• 비료·합성세제 사용 줄이기
• 축산폐수 차단
• 과잉 조류 제거 : 황산동(CuSO₄) 살포
• 고도처리공정 도입