표제지
목차
ABSTRACT 12
제1장 서론 14
제1절 연구배경 14
제2절 연구목적 15
제3절 연구접근방법 16
제2장 문헌고찰 18
제1절 남세균 18
1.1. 유해 남세균 20
1.2. 조류 경보제 21
1.3. 조류독소 23
1.4. 국내 남세균 발생 현황 26
제2절 정수처리 28
2.1. 국내 정수장 공정도 28
2.2. 조류 제거 공정 29
제3절 응집 31
3.1. 응집 메커니즘 31
3.2. 응집 영향인자 32
3.3. 응집제 종류 및 특성 비교 32
3.4. 국내 응집제 사용 현황 34
제3장 실험재료 및 방법 36
제1절 실험재료 36
1.1. 낙동강수 36
1.2. 남세균 37
1.3. 응집 실험 원수 41
1.4. 응집제 42
제2절 응집 실험 43
제3절 분석방법 44
3.1. 수질 분석 44
3.2. 남세균 계수 46
3.3. 남세균 chlorophyll-a 분석 49
3.4. 남세균 독소분석 51
제4장 연구 결과 및 고찰 55
제1절 고농도 남세균 대발생 시 응집 효율 55
1.1. pH 56
1.2. 입자상 물질 제거 57
1.3. 유기물 제거 60
1.4. 조류 개체 제거 63
1.5. 고농도 남세균 대발생 시 응집제 종류별 jar-test 결과 데이터 68
제2절 세포 수별 무기계 응집제의 처리 특성 70
2.1. pH 70
2.2. 입자상 물질 제거 71
2.3. 유기물 제거 74
2.4. 조류 개체 제거 77
2.5. 세포 수별 무기계 응집제 jar-test 결과 데이터 80
제3절 남세균 독소 분석 82
3.1. 전처리 방법 83
3.2. 남세균 독소 분석 결과 84
3.3. 남세균 독소와 농도 간의 관계 87
제5장 결론 96
참고문헌 100
국문초록 106
표 2-1. 조류의 특징 및 주 발생 시기 18
표 2-2. 유해 남세균 4속의 특성 21
표 2-3. 국내 조류 경보제 현행 및 개선안의 발령 기준 22
표 2-4. 상수원 구간에서 조류 경보제에서 조류독소 기준 22
표 2-5. 독성 물질을 유발하는 남세균의 종류와 생성 독소 23
표 2-6. 정수에 대한 우리나라를 포함한 주요 국가의 Microcystin 권고 기준 24
표 2-7. 국내 4대강 여름철 유해 남세균 세포 수 27
표 2-8. 정수처리 시설에서 조류독소 제거 방안 30
표 2-9. 환경부에서 고시한 국내 알루미늄계 고분자 응집제 종류 및 성분규격 33
표 2-10. 국내 4대강 유역 53개소 정수장 응집제 현황 35
표 3-1. 실험에 사용한 낙동강 원수 수질분석 결과 37
표 3-2. 남세균 배양 조건 37
표 3-3. BG11 성분 39
표 3-4. 남세균 농축액 성상 분석 결과 (n=3) 41
표 3-5. 응집제별 jar-test 실험 시 실험 원수 성상 분석 결과 41
표 3-6. 세포 수별 jar-test 실험 시 실험 원수의 성상 분석 결과 42
표 3-7. 실험에 사용한 응집제 주요 스펙 43
표 3-8. 실험에 사용한 세즈윅-라프터(SR) chamber 스펙 46
표 3-9. 마이크로시스틴 분석을 위한 SRM 매개 변수 53
표 3-10. LC conditions for microcystin analysis 53
표 3-11. MS/MS conditions for microcystin analysis 54
표 3-12. 실험에 사용한 6종의 마이크로시스틴의 화학식 및 분자량 54
표 4-1. 약품 투입 조견표 55
표 4-2. PACS 응집제를 주입한 jar-test 실험 결과 69
표 4-3. PAC 응집제를 주입한 jar-test 실험 결과 69
표 4-4. 세포 수별 실험 결과 5.0*10⁵ cells/mL jar-test 80
표 4-5. 세포 수별 실험 결과 3.5*10⁵ cells/mL jar-test 81
표 4-6. 세포 수별 실험 결과 1.0*10⁵ cells/mL jar-test 81
그림 2-1. 마이크로시스틴의 구조 25
그림 2-2. 남세균이 인체에 미치는 영향 26
그림 2-3. 월별 낙동강 수계의 유해 남세균 발생 빈도와 출현량 27
그림 2-4. 표준정수처리 과정 28
그림 2-5. 상수도 시설 기준 29
그림 3-1. 정수처리 방식의 계통도 36
그림 3-2. 낙동강생물자원관에서 제공받은 남세균, 배양 후 관측 사진 (a), (b) 낙동강생물자원관에서 제공받은 남세균 현미경 사진, (c), (d) 배양... 38
그림 3-3. 배양한 남세균의 배양시간에 따른 reactor 별 OD₆₀₀ 그래프 39
그림 3-4. 배양한 남세균의 배양 시간별 turbidity, OD₆₀₀, UV₂₅₄ 그래프 40
그림 3-5. Jar-tester 43
그림 3-6. Jar-test의 순서도 44
그림 3-7. 수질분석 장비 (a) pH 미터기 (b) 탁도계 (c) TOC(DOC) 분석기기(d) OD₆₀₀, UV₂₅₄ 측정기기 45
그림 3-8. 실험에 사용한 SR chamber와 커버글라스, 배양 후 관찰한 샘플 47
그림 3-9. 실험에 사용한 Hemocytometer와 현미경 48
그림 3-10. Hemocytometer 상세 그림 및 계산 방법 (a) Hemocytometer 상세그림, (b) Hemocytometer 계산 방법 48
그림 3-11. 클로로필 분석 시 사용 도구, (a) Overhead stirrer, (b) 조직 마쇄기, (c) 여과지 (GF/C (직경 47mm, 공극 1.2㎛)), (d) 원심분리기 50
그림 3-12. EPA 544, EPA546 method 52
그림 4-1. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 pH 변화 56
그림 4-2. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 탁도 변화 57
그림 4-3. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 OD₆₀₀ 변화 58
그림 4-4. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 입자상물질의 제거 효율 59
그림 4-5. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 DOC 변화 60
그림 4-6. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 SUVA 변화 61
그림 4-7. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 유기물의 제거 효율(DOC) 62
그림 4-8. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 조류 개체 변화 63
그림 4-9. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 조류 개체 변화 64
그림 4-10. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 Chlorophyll a 변화 65
그림 4-11. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 Chlorophyll a 변화 66
그림 4-12. 응집제 종류별 응집제 주입량에 따른 조류 개체 제거 효율 67
그림 4-13. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 pH 변화 70
그림 4-14. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 탁도 변화 71
그림 4-15. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 OD₆₀₀ 변화 72
그림 4-16. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 입자상물질 제거 효율 73
그림 4-17. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 DOC 변화 74
그림 4-18. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 SUVA 변화 75
그림 4-19. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 유기물 제거 효율 76
그림 4-20. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 조류 개체 변화 77
그림 4-21. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 Chlorophyll a 변화 78
그림 4-22. 세포 수별 응집제 주입량에 따른 조류 개체 제거 효율 79
그림 4-23. 남세균 세포 수별 응집제 주입량에 따른 Microcystin 총 독소 84
그림 4-24. 응집제 주입량에 따른 6종의 개별 Microcystin 독소의 분포 86
그림 4-25. 남세균 세포 수와 Microcystin 6종 독소의 합의 농도의 관계 87
그림 4-26. 탁도와 Microcystin 6종 독소의 합의 농도의 관계 88
그림 4-27. 유기물 특성과 Microcystin 6종 독소의 합의 농도의 관계 89
그림 4-28. 남세균 세포 수와 Microcystin LR 농도의 관계 90
그림 4-29. 탁도와 Microcystin LR 농도의 관계 91
그림 4-30. 유기물 특성과 Microcystin LR 농도의 관계 92
그림 4-31. 남세균 세포 수와 Microcystin RR 농도의 관계 93
그림 4-32. 탁도와 Microcystin RR 농도의 관계 94
그림 4-33. 유기물 특성과 Microcystin RR 농도의 관계 95