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표제지

목차

Abstract 8

Ⅰ. 서론 9

Ⅱ. 연구내용 및 방법 12

1. 양분수지 산정법 적용 연구 12

가. 전국 지역별(시ㆍ군ㆍ구) 양분 잉여량 산정 및 양분현황 지도 작성 12

(1) 가축분뇨실태조사를 위한 양분수지 모델 12

(2) 자료 입력 13

(3) 산정식 14

(4) 산정 계수 16

나. 가축분뇨실태조사 우선 조사대상 지역(안) 선정 18

(1) 평가 항목 18

(2) 평가 항목 주제도 19

(3) 평가 항목 주제도 점수화 19

(4) 델파이 조사 24

다. 양분 초과 지역의 양분삭감 방안으로 혐기소화시설의 양분삭감율 검토 26

2. 안정동위원소를 이용한 오염원 기여율 분석 방법 연구 26

가. 안정동위원소비 모델(EPA IsoSource mixing model)을 이용한 오염원별 기여율 분석 적용성 검토 26

나. 가축분뇨실태조사 대상지역의 하천 및 지하수 오염원 분석 27

(1) 대상지역 선정 27

(2) 시료채취 28

(3) 안정동위원소 분석 29

(가) 탄소 (δ13C) 및 질소 (δ15N) 안정동위원소비 분석 29

(나) 질산성 질소(NO₃-N) 중 질소(δ15NNO₃) 및 산소(δ18ONO₃) 안정동위원소비 분석 30

(4) 안정동위원소비를 이용한 오염원 해석 31

Ⅲ. 연구결과 및 고찰 33

1. 양분수지 산정법 적용 연구 33

가. 전국 시ㆍ군ㆍ구 단위 양분수지 산정 및 양분현황 지도 작성 33

(1) 전국 시ㆍ군ㆍ구 단위 질소 수지 산정 결과 33

(2) 전국 시ㆍ군ㆍ구 단위 인 수지 산정 결과 35

나. 가축분뇨실태조사 우선 조사대상 지역(안) 선정 35

(1) 평가 항목별 주제도 중첩을 통한 우선 조사 대상지역(안) 선정 35

(2) 델파이 설문조사를 통해 평가항목에 대한 가중치를 고려한 우선 조사 대상지역(안) 선정 37

다. 양분 초과 지역의 양분삭감 방안으로 혐기소화시설의 양분삭감율 검토 41

(1) 혐기소화 시설의 질소, 인 제거효율 41

(2) 혐기소화 시설에서 질소, 인 삭감량 42

(3) 가축분뇨 혐기소화에 의한 해당지역의 양분삭감 기여율 분석 43

2. 안정동위원소비를 이용한 오염원 기여율 분석 연구 44

가. 안정동위원소비 모델(EPA IsoSource mixing model)을 이용한 오염원별 기여율 분석 적용성 검토 44

나. 가축분뇨실태조사 대상 지역 (광천천 유역)의 하천 및 지하수 오염원 분석 46

(1) 하천 및 지하수 수질 분석 결과 46

(2) 안정동위원소비를 이용한 하천 및 지하수 오염원 해석 47

(3) 안정동위원소비를 이용한 하천 및 지하수 오염원별 기여율 분석 49

Ⅳ. 결론 53

참고문헌 55

표목차

〈표 1〉 양분수지 산정을 위한 입력 자료 출처 13

〈표 2〉 양분수지 산정식 15

〈표 3〉 양분수지 산정 계수 17

〈표 4〉 우선 조사대상 지역 선정을 위한 평가 항목 선정 20

〈표 5〉 우선 조사대상 지역 선정을 위한 평가항목별 점수화 기준 22

〈표 6〉 우선 조사대상 지역 선정을 위한 평가 항목별 가중치 부여 델파이 조사 질문지 25

〈표 7〉 혐기소화시설 개요 27

〈표 8〉 충남 홍성군 광천천 유역 BOD, T-N, T-P 배출부하량 29

〈표 9〉 오염원별 탄소 (δ13C), 질소 (δ15N) 안정동위원소비 라이브러리 31

〈표 10〉 오염원별 NO₃-N 중 질소 (δ15NNO₃) 및 산소 (δ18ONO₃) 안정동위원소비 라이브러리 32

〈표 11〉 가축분뇨실태조사 우선 조사대상 지역 선정을 위한 평가 항목별 가중치 부여(델파이 1차 2차 조사 결과) 38

〈표 12〉 2차 델파이 설문조사 가중치를 적용한 우선 조사 대상지역 40

그림목차

〈그림 1〉 가축분뇨실태조사의 범위 9

〈그림 2〉 본 과제의 연도별 연구 내용 10

〈그림 3〉 본 연구에서 적용된 양분수지(land budget) 산정방법 모델 12

〈그림 4〉 평가 항목별 주제도 21

〈그림 5〉 평가 항목별 주제도 점수화 23

〈그림 6〉 광천천 유역 하천 및 지하수 시료채취 지점 28

〈그림 7〉 2015년도 전국 시군구 단위 양분수지 34

〈그림 8〉 평가 항목별 주제도 점수화 중첩(집계)을 통한 가축분뇨실태조사 우선 조사대상 지역(안) 선정 36

〈그림 9〉 1차, 2차 델파이 설문조사 결과를 통해 얻은 가중치를 평가항목에 적용하여 산정한 가축분뇨실태조사 우선 조사 대상지역(안) 비교 39

〈그림 10〉 (a) 혐기소화 및 (b) 혐기소화(AD)+정화처리(WWP) 시 질소, 인 제거효율. 박스 안의 붉은색 선은 평균 제거효율을 의미함 42

〈그림 11〉 (a) 혐기소화 및 (b) 혐기소화(AD)+정화처리(WWP) 시 연간 질소, 인 삭감량 43

〈그림 12〉 혐기소화시설에서 삭감량을 고려한 (a) 질소 초과량 및 (b) 질소 초과량 감소율 43

〈그림 13〉 혐기소화시설에서 삭감량을 고려한 (a) 인 초과량 및 (b) 인 초과량 감소율 44

〈그림 14〉 대덕천 유역의 오염원 및 하천 수질시료의 (a) 탄소 (δ13C) 및 (b) 질소 (δ15N) 안정동위원소비 45

〈그림 15〉 질소 안정동위원소비를 이용한 대덕천 유역 시료채취 지점별 오염원별 기여율 분석 결과 45

〈그림 16〉 광천천 유역 지점별 농도 비교 (a) 하천 NH₄-N, (b) 하천 NO₃-N, (c) 하천 T-N, (d) 세부유역 B 지하수 NO₃-N. (a), (b), (c)의 박스 안 붉은색 선은 평균농도, (d)의... 46

〈그림 17〉 오염원 및 광천천 유역 하천수 내 입자성 고형물의 탄소(δ13C), 질소(δ15N) 안정동위원소비 47

〈그림 18〉 오염원 및 광천천 유역 하천수 내 NO₃-N의 질소(δ15NNO₃), 산소(δ18ONO₃) 안정동위원소비 48

〈그림 19〉 오염원 및 광천천 유역 지하수 내 NO₃-N의 질소(δ15NNO₃), 산소(δ18ONO₃) 안정동위원소비 49

〈그림 20〉 홍성군 광천천 유역 하천수의 (a) 입자성 유기물의 질소(δ15N)와 (b) 질산성 질소(NO₃-N)의 질소(δ15NNO₃), 산소(δ18ONO₃) 안정동위원소비를 이용한 지점별... 50

〈그림 21〉 홍성군 광천천 유역 지하수의 질산성 질소(NO₃-N)의 질소(δ15NNO₃), 산소(δ18ONO₃) 안정동위원소비를 이용한 지점별 오염원 기여율 비교 51

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