년도

2003

분야

산학연협력연구

연구과제명

상수원수 내 조류 이취미 조기경보 장치개발

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책임자/기관

배병욱/대전대학교

연구기간

2003년 4월 ~ 2004년 2월 (11개월)

참여 연구원수

6 명

연구사업비

28,000만원

연구목적

본 연구의 목적은 기존의 이취미 측정법들이 가지고 있는 여러 가지의 단점들을 보완하고 조류 이취미에 노출된 기존 정수장의 성공적인 운영을 위해 현장에서 쉽고 빠르게 이취미를 측정할 수 있는 측정 장치를 개발하는 것이다. 본 연구에서 개발한 이취미 조기경보장치는 사람의 후각을 이용한 관능법과 기기분석법을 동시에 적용할 수 있다는 장점을 가지고 있으며, 조작이 간편하고 연속적인 측정이 가능하며, 이취미 물질에 대한 정량 및 정성분석을 할 수 있다는 것이다. 이로 인해 정수장에서는 이취미를 조기에 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 정수장 운영자가 이취미 문제에 보다 적극적으로 대응할 수 있는 수단을 제공할 것이다.

주요내용

이취미 발생기간 동안(2003년 9월∼11월) 대청호 원수의 조류 개체수는 3,000∼6,500 cell/mL의 범위로 chlorophyll-a와 매우 높은 상관관계를 보였으며, 이 시기에 관찰된 조류는 대부분 남조류로서 Microcystis spp., Anabaena spp., Oscillatoria spp., 그리고 Aphanizomenon spp. 등이 우점종을 차지하였다. 또한 동일한 시기에 대청호 원수의 이취미를 관능법 및 CLSA+GC/MS를 이용한 기기분석법으로 분석한 결과, 원수의 이취미는 대부분 2∼4 TON의 범위를 유지하였으며, 9월 중순에 geosmin이 16 ng/ℓ, 11월 초순에 2-MIB가 14 ng/ℓ가 검출된 것을 제외하고는 대부분 10 ng/ℓ 이하로 유지되는 경향을 보였다. 이취미 조기경보장치의 설계인자 도출을 위하여, 인공원수와 대청호 원수를 대상으로 최적 원수 유입유량 및 탈기시간, 그리고 최적 공기유량 결정 실험을 수행한 결과, 실험에 사용된 이취미 탈기용 수조(용량 2 ℓ)에 유입되는 유량이 5 mℓ/min일 때 최적 탈기시간은 5시간이었고, 최적 공기유량은 0.5 ℓ/min이었다. 한편, 이취미 조기경보장치에 적합한 활성탄을 선정하기 위하여 국내외 활성탄(동양탄소, Calgon사의 F300 및 F400, Norit사의 PK1-3 및 PK3-5)을 대상으로 이취미 흡착효율을 조사한 결과, Calgon사의 F300이 가장 우수한 결과를 보였다. 이취미 조기경보장치로 실험을 수행하는 동안에 탈기용 수조의 이취미를 후각을 이용한 관능법으로 감지할 수 있었는데, 이는 본 연구에서 개발한 이취미 조기경보장치가 사람의 후각을 이용한 관능법과 기기분석법을 동시에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있음을 의미한다. 이취미 조기경보장치의 사용방안으로는, 이취미 발생기와 비발생기로 나누어 생각할 수 있다. 이취미가 발생하는 기간동안에는 조기경보장치의 운전조건을 최적으로 맞추어 운전(원수 유량 5 mℓ/min에서 탈기시간 5시간과 공기 유량 5 ℓ/min)하면서 활성탄 컬럼에 흡착된 이취미 물질을 분석하면, 원수 내 조류 이취미의 농도변화를 5시간 간격으로 모니터링 할 수 있다. 그러나 이취미가 창궐하지 않는 동안(겨울철 및 이른 봄)에는 원수 유입유량과 공기유량을 감소시킨 상태에서 탈기시간을 길게 유지함으로써 시료분석 주기를 길게 할 수 있다. 즉, 탈기시간을 24 시간으로 조정하고 하루에 한번씩 활성탄 컬럼에 흡착된 이취미 물질을 분석하여도 소기의 목적을 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

연구결과 활용