기후변화로 인한 고탁도, 조류 발생 심화나 과불화화합물(PFAS, Per- and Polyfluoroalkyl substances) 검출 등 취수원 수질 이슈가 최근 빈번하게 발생하고 있으며, 취수원 수질 변동성이 심화되고 있다. 이러한 문제 해결을 위해 다수의 정수장에 대하여 고도정수처리공정 도입이 검토되고 있으나, 현행 지침은 취수원의 잠재적 수질 위험을 반영하기 어려워 실질적 검토에 한계가 있다. 이를 개선하기 위해 본 연구에서는 취수원 수질특성을 반영하여 수질 잠재위험을 정량적으로 평가할 수 있는 체계를 제시하였다. 8개 취수원을 대상으로 2024년 8∼10월 동안 18개 수질항목을 조사하고, 일반수질, 수질등급, 맛냄새 유발, 소독부산물 생성, 색도 유발 등 5개 평가항목을 설정하여 평가를 실시하였다. 정량평가를 통해 취수원 수질여건 점수를 산정하고, 5개 등급으로 구분되는 선택취수 가능도 등급을 제안하였다. 평가 결과, A1취수탑(73.6점, E등급), A2취수탑(73점, E등급), F댐(67.3점, E등급)은 수질 잠재위험성이 매우 크게 평가되어 고도정수처리공정의 우선 도입 검토가 필요할 것으로 판단되었다. 수심별 평가결과 취수원에 따라 적절한 선택취수 지점은 상이하며, 본 연구방법에 의해 선택취수 지점 의사결정에도 활용할 수 있을 것으로 판단되었다. 월별 평가결과 8∼9월의 수질여건이 10월보다 열악하였으며, 강우 등 계절적 특성이 수질여건에 반영된 결과로 추정되었다. 본 연구에서는 취수원 수질여건 점수와 선택취수 가능도 등급이라는 정량평가 지표를 제시하여 취수원 수질에 따른 잠재위험 평가방법론을 제안하였으며, 향후 고도정수처리 도입 검토 의사결정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 새만금 5개 지점(동진, 가력, 만경, 신시, 계화)의 1시간 간격 수질 시계열 자료를 활용하여 수질 항목 간 인과구조와 변수 중심성을 정량적으로 분석하였다. 이를 위해 상관분석, Granger 인과성, DirectLiNGAM, 중심성 분석을 적용하였다. 상관분석에서는 전 지점에서 수온–DO 간 음의 상관과 염분–DO 간 양의 상관이 공통적으로 나타났으나, 영양염–DO 관계는 지점별 차이를 보였다. Granger 분석은 전반적으로 양방향 연결이 우세했으나, 동진·만경(하천)에서는 수온·탁도·염분이 영양염 및 유기물 지표를 선행하였고, 계 화(기수역)에서는 담수·해수 요인이 결합된 혼합 구조가 드러났다. LiNGAM 분석에서는 동진·만경에서 수온·탁도가 중심 노드로, 계화에 서는 T-N과 TOC가 매개자로, 가력·신시(배수갑문)에서는 DO가 핵심 변수로 확인되었다. 종합하면, 새만금 수질 네트워크는 하천 지점에 서는 유기물 부하 중심, 기수역에서는 질소·유기물의 혼합 중심, 해수유통 지점에서는 DO 중심의 구조가 형성되어 있음을 보여주었다. 이 러한 결과는 새만금과 같은 반폐쇄성 연안에서 수질 항목 간 물리·화학적 인과 메커니즘을 정량적으로 해석하는 데 기여하며, 향후 수질 개선을 위한 조절 변수 선정, 예측 모델 구축, 실시간 관리 전략 수립에 과학적 근거를 제공할 수 있다.

본 연구는 1997년부터 2024년까지 서해 중부 연안을 대상으로 수질지수(Water Quality Index, WQI)의 장기적 변화 양상과 레 짐(regime) 전환 현상을 분석하였다. 이를 위해 연 4회 계절별 수질지수(WQI) 자료와 수온(temperature, TEMP), 염분(salinity, SAL), 부유물 질(suspended particulate matter, SPM) 등 주요 환경 변수를 통합하여 변화점 탐지(changepoint detection)와 시차 상관분석(cross-correlation analysis)을 수행하였다. 분석 결과, 2003~2004년을 기점으로 평균 WQI가 3.0 이상으로 높고 변동성이 크게 나타난 초기 레짐에서, 평균 WQI가 1.5~2.0 수준으로 낮아지고 변동성이 완화된 후기 레짐으로의 전환이 확인되었다. 캘린더 히트맵(calendar heatmap) 분석 결과 또 한 2004년 이후 계절적 변동성이 뚜렷하게 약화된 것으로 나타났다. 초기 레짐에서는 SPM과 WQI 간 강한 동시 변동성이 관측되었으 나, 후기 레짐으로의 전환 이후 이들 간 결합 강도는 현저히 감소하였다. 이러한 결과는 해수온 상승, 태풍, 연안매립 등 자연적·인위적 요인이 복합적으로 작용한 것으로 보이며, 서해 중부 연안의 수질 관리 전략 수립에 있어 레짐 변화에 따른 환경과 수질 간 상호작용 을 반영한 관리 방안의 필요성을 시사한다.

This study investigated the seasonal water quality characteristics of two key environmental flow sources for the Gwangju Stream: the Yeongsan River water supply and effluent from a sewage treatment plant. Monitoring data collected between 2019 and 2023 were analyzed for both sources, and field surveys from October 2023 to June 2024 examined confluence points where environmental flows entered the Gwangju Stream, measuring both main-stream and inflow waters. The Yeongsan River supply recorded its highest spring organic matter levels (mean BOD: 5.2 mg L-1; maximum: 8.7 mg L-1), while the sewage treatment plant effluent exhibited pronounced seasonal variation in total nitrogen (T-N), ranging from a summer low of 8.2 mg L-1 to a winter high of 13.8 mg L-1. Upstream water quality remained stable; however, downstream BOD increased annually by 8.2%, and total phosphorus (T-P) peaked sharply in summer (0.567 mg L-1). Field survey results indicated that in spring, T-N increased by up to 495%, BOD by 182%, and T-P by 290%; in winter, T-N rose by 239%, BOD by 164%, and COD by 73%. These findings reveal marked seasonal variability in the influence of environmental flow sources, with T-N showing the most substantial increase in spring. The results highlight the need for targeted nutrient management strategies, such as increasing the proportion of the plant’s effluent in spring to stabilize nutrient loads and improving its biological treatment efficiency in winter to reduce T-N concentrations. Season-specific measures of this kind can improve water quality and help sustain the ecological integrity of the Gwangju Stream.

본 연구는 흰다리새우 양식장 양식수를 대상으로 수질 분석(수온, 염분, 용존산소, pH) 및 16SrRNA 유전자 발현을 이용하여 양식수에 존재하는 유용 미생물을 확인하였다. 연구 결과 수질이 양호한 양식수에서 Nitrosomonas, Nitrospina, Nitrospira 등의 질소 순환 과정에 관여하는 미생물 및 유기화합물의 분해에 관여하는 미생물들을 확인하였다. 본 연구 결과는 양식수 수질의 정화에 관여하는 미생물의 확인 및 적용을 통한 지속적인 환경 친화적 양식 시스템의 개발에 활용 가능하리라 생각된다.

In light of recent social concerns related to issues such as water supply pipe deterioration leading to problems like leaks and degraded water quality, the significance of maintenance efforts to enhance water source quality and ensure a stable water supply has grown substantially. In this study, scan statistic was applied to analyze water quality complaints and water leakage accidents from 2015 to 2021 to present a reasonable method to identify areas requiring improvement in water management. SaTScan, a spatio-temporal statistical analysis program, and ArcGIS were used for spatial information analysis, and clusters with high relative risk (RR) were determined using the maximum log-likelihood ratio, relative risk, and Monte Carlo hypothesis test for I city, the target area. Specifically, in the case of water quality complaints, the analysis results were compared by distinguishing cases occurring before and after the onset of "red water." The period between 2015 and 2019 revealed that preceding the occurrence of red water, the leak cluster at location L2 posed a significantly higher risk (RR: 2.45) than other regions. As for water quality complaints, cluster C2 exhibited a notably elevated RR (RR: 2.21) and appeared concentrated in areas D and S, respectively. On the other hand, post-red water incidents of water quality complaints were predominantly concentrated in area S. The analysis found that the locations of complaint clusters were similar to those of red water incidents. Of these, cluster C7 exhibited a substantial RR of 4.58, signifying more than a twofold increase compared to pre-incident levels. A kernel density map analysis was performed using GIS to identify priority areas for waterworks management based on the central location of clusters and complaint cluster RR data.

새만금호는 우리나라 최대의 인공호수로 호수의 수질은 갈수록 악화되어 가고 있어 호수의 특성에 맞는 새로운 수질관리 대 책이 필요하다. 이에 새만금호의 국가수질측정망 자료를 이용하여 통계분석 기법에 의한 새만금호의 시공간적 수질특성을 분석하였다. 수질항목간의 상관성에서 수온과 TP는 상관성이 있고, 염분과 TN, 그리고 pH와 COD가 상관성이 높았다. 그 외 항목들 간에는 낮은 상관 성을 나타내어 관련성이 낮았다. 주성분 분석을 이용한 새만금호의 공간적 수질특성을 보면, 크게 4개의 그룹으로 구분되었는데, 담수 영 향구역과 해수 영향구역, 해수와 담수가 혼합되는 중간 수역이 2개 그룹으로 구분되어 각각 다른 수질특성을 나타내었다. 주성분분석을 이용한 시간적 수질특성은 계절적으로 4가지 그룹으로 구분되었다. 그룹Ⅰ은 늦봄과 초여름에 해당되는 5, 6월이고, 그룹 Ⅱ는 계절적으 로 초봄(3, 4월)과 늦가을(11, 12월)에 해당되는 시기로 나타났으며, 그룹 Ⅲ은 낮은 수온에 의한 용존산소의 증가가 나타나는 계절인 겨울 철(1, 2월)의 수질 특성을 보였고, 그룹 Ⅳ는 하계(7, 8, 9, 10월) 성층의 발달로 저층 퇴적물의 높은 인농도와 하계 고수온의 상관성을 가지 는 그룹으로 구분되었다. 이는 새만금호가 인위적으로 조성된 호수로써 상류 만경강과 동진강의 유입 영향을 받는 것과 동시에 새만금 방조제에 설치된 가력과 신시갑문을 통한 외해수 유입의 영향을 받음으로써 수질의 변동요소가 달라진 것으로 평가된다. 새만금호의 목 표수질을 달성하기 위해서는 상류 유역의 오염원 관리 대책과 함께 새만금호의 수질관리 대책을 수립할 필요가 있다.

Understanding the characteristics of reservoir water quality is fundamental in reservoir ecosystem management. The water quality of reservoirs is affected by various factors including hydro-morphology of reservoirs, land use/cover, and human activities in their catchments. In this study, we classified 83 major reservoirs in South Korea based on nine physicochemical factors (pH, dissolved oxygen, chemical oxygen demand, total suspended solid, total nitrogen, total phosphorus, total organic carbon, electric conductivity, and chlorophyll-a) measured for five years (2015~2019). Study reservoirs were classified into five main clusters through hierarchical cluster analysis. Each cluster reflected differences in the water quality of reservoirs as well as hydromorphological variables such as elevation, catchment area, full water level, and full storage. In particular, water quality condition was low at a low elevation with large reservoirs representing cluster I. In the comparison of eutrophication status in major reservoirs in South Korea using the Korean trophic state index, in some reservoirs including cluster IV composed of lagoons, the eutrophication was improved compared to 2004~2008. However, eutrophication status has been more impaired in most agricultural reservoirs in clusters I, III, and V than past. Therefore, more attention is needed to improve the water quality of these reservoirs.

본 연구는 합천호에서 2002~2017년까지 16년간의 장기간 동안 수질변수를 이용하여 부영양화 특성, 경험적 모델분석 및 몬순강도에 따른 수질변이 특성을 분석하였다. 장기간의 연별 수질 분석에서 합천호는 중영양 ~부영양 상태로 분석되었고, 계절별 수질분석에서 부영양화 현상은 하절기 이후 심화되는 것으로 나타났다. 장기간의 수질변이 특성은 유역의 점오염원 및 비점 오염원이 크게 변하지 않는 상황 하에서 매년 강우 사상 (집중 강우 vs. 약한 강우) 및 계절적인 강우강도에 의해 조절되는 것으로 분석되었다. 총인(TP), 총질소(TN), 생물학적 산소요구량(BOD) 및 이온 농도변화는 건기해(Dry year)와 홍수해 (Wet year)의 비교분석에서 뚜렷한 차이를 보여 영양염류, 유기물 농도 및 이온농도 변동에 가장 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 특히, 수질 변수 중 매년 영양염 지표(TP, TN), 유기물 지표(BOD, COD), 총 부유물질 농도 및 1차생산력의 지표 (Chl-a)는 강수량과 정상관관계를 보였다. 녹조의 지표인 Chl-a 농도는 총인, 총질소, 및 BOD와 높은 상관관계를 보여, 타 호수처럼 영양염의 과도한 증가시기에 Chl-a농도가 낮아지는 특성과는 차이를 보였다. Log-전환된 총질소, 총인 및 Chl-a에 대한 경험적 모델(Empirical model) 분석에 따르면, Chl-a 농도는 인(phosphorus) 농도에 의해 1차적으로 조절되며, 질소(N)농도는 유의한 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이는 Log10TN, Log10TP, Log10CHL의 상류, 중류, 하류구간에 대한 공간적 회귀분석에서 총인과 Chl-a는 p <0.005의 유의적인 상관관계를 나타내었으나 총질소와 Chl-a는 p > 0.005의 결과를 보여, 녹조번성에 대해 인(P)이 핵심역할을 하는 것으로 분석 되었다. 또한, 총질소와 총인 모두 Chl-a와 댐에 가까운 하류구간(Lacustrine zone)에 비해 상류구간(Riverine zone)에서 더 유의적인 결과를 보여, 상류역에서 무기성 부유물의 농도의 영향에 의한 광제한 효과(Light limitation)가 거의 나타나지 않는 것으로 분석되었다.

The point-of-use water dispenser systems are widely used because of convenience in handling and demand for high-quality drinking water. The application has been increased recently in the public places such as department stores, universities and the rest areas in express ways. Improvement of water qualities by the dispenser systems was compared with tap water in this study. The tap water is supplied to the dispenser as the influent of the dispenser system. The twelve dispensers in the public places were used. The five dispensers used reverse osmosis as the main filter and other dispensers used various filters such as ultrafiltration, nanofiltration, and alumina filter. The water quality indicators for sanitation safety, i.e., turbidity and total coliforms, were evaluated. Other water qualities such as pH, residual chlorine, heterotrophic plate count (HPC), and total cell counts were also analyzed. By the point-of-use water dispenser, the turbidity, residual chlorine and pH were decreased and the HPC and total cell counts were increased. The t-test results revealed that the HPC of the tap waters were not significantly different from the treated waters but the total cell counts of the two groups were significantly different. The low pH of the RO filter treatment was also significantly different from the tap waters. This study will contribute to understand the role of the point-of-use water dispenser in improving water quality and to identify key water quality for the proper maintenance of the dispenser systems.

본 연구는 비시장평가법인 조건부가치평가법을 통해 수질개선을 위한 지불용의액을 추정 하였다. 연구 지역은 심각한 수질오염으로 직·간접적인 피해를 입고 있는 베트남의 하노이 To Lich 강 유역이며, To Lich 강 주변의 거주민들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 이중양분선택형 질문을 통해 설문 내용을 디자인하였고, 설문조사를 통해 얻어진 표본으로 이변 량프로빗모형을 사용하였다. 그 결과, 베트남 하노이지역의 거주민이 수질개선을 위하여 연간 지불용의액은 약 VND 202,560원으로 나타났다. 또한 지불용의액에 영향을 주는 중요한 변수는 사회경제적 변수로 나이, 소득으로 나타났고, 거주민의 건강에 대한 관심도 통계적으로 유의한 변수로 나타났다. 본 연구는 하노이의 To Lich 강에 조사 지역을 한정하여 진행하였기 때문에, 연구 지역 범위를 확대시켜 향후 연구가 진행 되어야 할 것이다. 본 연구의 결과는 지속 가능한 수질 관리의 중요성을 강조하며, 추후 베트남 수질 개선 정책에 환경적 편익 정보를 제공하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

본 연구에서는 2008년 6월과 2009년 5월 조사기간 동안 금강의 상･중･하류부의 14개 지점을 선정해서 이･화학적 수질의 특성을 파악하였으며 어류군집의 분포 및 길드 분석과 어류생물통합지수(Fish Assessment Index, FAI)의 다 변수 8개 메트릭을 이용해 금강 수계의 건강도를 평가하였다. 수질 변수 평균 변화를 분석해 본 결과 중상류지점은 수질변수의 변이양상이 크게 없었고 갑천과 미호천이 합류되는 지점부터 유기물질이 축적되어 수질 변수가 급격한 변이양상을 보였다. 이･화학적 수질 특성을 분석한 결과, 미호천과 갑천이 합류되는 하류지점부터 BOD, COD, TN, TP, Cond, Chl-a는 증가하는 경향을 보였고 DO는 감소하여 부영양화와 녹조현상이 진행되고 있는 것으로 사료된다. 어류 군집 분석 결과, 종 풍부도지수와 종 다양도 지수는 중상류지점에서는 증가한 양상을 보인 반면 하류구간에서 는 감소하는 양상을 보여 상류는 생태적 안정성은 양호하고 하류는 생태적으로 비교적 불안정한 것으로 보였다. 어류종 분포 분석결과 우점종은 피라미(Zacco platypus)이며 전체 어종의 20.9%를 차지하였고 아우점종은 참갈겨니 (Zacco koreanus)가 13.1%를 차지했다. 어류 내성도 및 섭식길드 특성 분석에 따르면, 중상류지점에는 민감종, 충식성 그리고 여울성 어종이 우점한 반면 미호천이 유입되면서 하수종말처리장 오염원으로 영향을 받는 하류구간부터 내성종, 잡식성 그리고 정수성 어종 우점에 결정적인 영향을 준 것으로 나타났다. 따라서 우리는 수질 상태를 개선하기 위해 특히 도심 오염원의 부하량을 줄이도록 노력해야 하며 수생태계 보존과 복원에 관심이 필요한 것으로 요구 된다.