下水슬러지 生物毒性評價에 의한 海洋投棄 可能性 檢討 = (A) Study on the Feasibility of Ocean Disposal of Sewage Sludge based Biological Toxicity Assessment
저자
발행사항
서울 : 서울産業大學校 에너지環境大學院, 2006
학위논문사항
학위논문(석사)-- 서울産業大學校 에너지環境大學院 : 에너지環境工學科 2006. 2
발행연도
2006
작성언어
한국어
주제어
KDC
539.97 판사항(4)
DDC
628.4 판사항(21)
발행국(도시)
서울
형태사항
vii, 113p. : 삽도 ; 26cm
일반주기명
참고문헌: p. 107-109
소장기관
S시의 하수슬러지를 이용하여 해양생물에 대한 특성을 네 차례(1차; 2005년 2월, 2차; 4월, 3차; 6월, 4차; 8월) 분석한 결과 각 시기별로 각 생물 종에 대한 독성 발현 정도는 크게 다르게 나타났다. 하수오니에 대해 시험생물은 식물플랑크톤 (S. costatum) > 발광미생물 (V·fischeri) > 윤충류 (B. plicatilis) > 단각류 (M.acherusicum) 순으로 민감하였고, 식물플랑크톤은 200배 이상의 희석액에서도 성장 저해 독성이 발현되었다.
각 하수처리장별 하수오니 간 독성세기 정도는 시험생물에 따라 다르게 평가 되었다. S.costatum 결과에 의하면, 3차 NS#2과 4차 NJ#2, NS#1, JN#2가 다른 시기와 하수처리장에 비해 독성이 크게 나타났다. 반면 V. fischeri 결과에 의하면 2차 CT, JN#2 그리고 4차 NJ#3 독성이 큰 것으로 나타났다.
해양에 하수오니가 배출되었을 때 초기 200배 희석을 가정해 보았을 때 식물 플랑크톤은 성장저해 독성이 나타날 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다. 즉, 해양투기 폐기물에 대한 독성평가에 식물플랑크톤 시험이 포함될 경우 많은 시료가 '투기불가' 판정을 받을 것으로 보인다. 발광미생물의 발광도 저해의 경우 1차에서 4차조사에 포함된 총 28개의 시료 중에서 2개의 시료(전체의 7%)에서만 200배 이상 희석시에도 독성영향이 나타났다. 하지만, 윤충류와 단각류의 치사독성 발현은 가능성이 다소 낮은 것으로 판단된다.
분석결과 각 시기별로 각 생물 종에 대한 독성 발현 정도는 크게 다르게 나타났다. 모든 시기에 식물플랑크톤 S.costatum의 성장을 저해하는 최소 하수오니 용출액 농도 (LOEC)가 0.13%에서 2.5% 범위였다. 발광미생물 V. fischeri 발광도 저해의 경우 최소영향농도가 0.16%에서 >5%범위였다. 윤충류 B.plicatilis 치사 독성의 경우 최소영향농도가 2.5%에서 >10%범위였다. 단각류 M. acherusicum의 치사독성은 최소영향농도가 >10%이었다. 종합해 보면 하수오니에 대한 시험생물은 S. costatum > V. Fischeri > B. plicatilis > M. acherusicum 순으로 민감하였다.
해양투기물질은 대부분이 해양투기에 관련된 법률이 환경청에 의해 1988년 신설된 이후, 해양에 투기할 수 있도록 허용함으로써, 폐기물의 특성상 육지에서 처리가 곤란하고, 처리비용이 과다하게 소요되는 폐기물을 황해와 동해에 투기하고 있다. 그러나 오염부하 경감, 환경보전 및 어장 자원을 보호하기 위해서는 투기에 따른 인위적 영향에 대한 모니터링과 자연적 변이에 대한 고찰 등 수질환경에 대한 과학적 검증이 선행되어야 한다. 투기에 따른 주요 영향은 해양의 화학적, 생화학적 반응에 관계하는 유기물질의 종류와 투기량에 따라 다르다.
해양에 투기되는 대부분의 물질이 액상 유기물이기 때문에 친생물원소(탄소,질소, 인)의 증가를 일으킬 수 있다. 그리고 점차 해양투기량이 증가하는 하수오니에도 유기물 함량이 높다. 친생물원소는 해양에서 제1차 생산자의 성장 촉진 및 성장 제한요소로서 해양식물의 성장을 조절하는 중요한 요인으로 작용함으로서, 식물플랑크톤의 조성 및 생산력의 시·공간적 분포에 영향을 주는 중요한 화학적 환경요인이다. 따라서 투기에 따른 공해상의 생물 생산력 특성 및 양상과 환경상태 진단을 이해하기 위해서는 친생물원소의 분포 특성 및 장기적인 축적현상 규명이 필수적이다.
친생물원소(탄소, 질소, 인, 규소)의 증가는 단기적으로는 식물플랑크톤 생산력의 일시적인 증가를 가져올 수 있으나, 장기적으로는 환경용량을 초과하여, 생태계 파괴를 초래할 수 있다. 따라서 공해상에 환경을 과학적으로 관리하기 위해서는 이러한 생태계 기반을 구성하는 친생물원소들의 분포 및 거동을 정확하게 이해함으로서 효과적으로 성취할 수 있다.
The analysis of four trials(lst 2005.2, 2nd April, 3rd June, 4th August)of "S" city's sewage sludge show the characteristics of ocean life , at each period, the extent of expression of each life kinds was very different. The sensitivity of experiment life to sewage sludge was as following order ; plant plankton (S. costatum) > bioluminescent bacteria( V. fischeri) > rotifer(B. plicatilis) > amphipod(M. acherusicum) and S. costatum expressed its growth of hindrance toxicity even in the 200 times diluted liquid.
The extent of toxicity among sewage sludge of each sewage treatment plant was different according to its experiment life. According to the result from S. costatum, toxicity of each 3rd NS#2 and 4th NJ#2, NS#1, JN#2 was bigger compared with that of other sewage treatment plants. On the other side, according to the result of V. fischeri, the toxicity of 2nd CT, JN#2 and 4th NJ#3 was bigger than others.
When sewage sludge is disposed to the ocean, supposing a 200 times dilution at first, it appeared that S. costatum has a very high possibility of hindrance toxicity growth. If experiment of S. costatum is included in the toxicity evaluation of the ocean disposal waste, it is expected that many samples would be decided as 'Not disposable'. In case of luminous hindrance in the bioluminescent bacteria, only 2 samples out of total 28 samples (7% of total) included in the examination from 1st to 4th showed toxicity influence even in the dilution of 200 times. However, chances of fatal toxicity of B. plicatilis and M. acherusicum is estimated to be a bit low
The analysis of four trials in the experiments shows that there is a big difference to each biological species on the level of toxicity revelation every time. In every cases, the least amount of effluented sewage sludge shows density that hinders the growth of plant plankton S. costatum was between 0.13% to 2.5%. Also, the hindrance to bioluminescent bacteria V. fischeri's radiation was at least the density of 0.16% to 5%. rotifer B. plicatilis's a fatal toxicity density of damage was 2.5% to 10%. amphipod bioassay M. acherusicum a fatal toxicity density of damage was at least 10%. In total, organisms such as S. costatum, V. fischeri, B. plicatilis, and M. acherusicum were sensitive to the implication of sewage sludge in the order of S.costatum > V. fischeri > B. plicatilis > M. acherusicum. Since the ocean disposal related law was established by Ministry of Environment in 1988, allowing ocean disposal, waste which is difficult to dispose on the ground characteristically and requiring too much cost is being disposed in the East and West sea. But in order to reduce the burden of contamination, environment preservation and protect fishing resources , scientific verification about the quality of water such as monitoring artificial influences by ocean disposal and investigation of natural changes should have to proceed. Main influences by disposal differ according to the kinds of organic matters and the amount of disposal. Because most matters disposed to the ocean are liquid, they could cause an increase of elements like C, N, P. And sewage sludge of which amount to be disposed to the ocean also has a high content of organic matter
Life friendly elements like C, P, N are growth acceleration and growth restriction factors of the first producers, working as important causes controlling the growth of ocean life, and chemically important environment elements influencing the space-time distribution of organization and productivity of plant plankton(S. costatum). Therefore it is indispensable to find out the distributional character of life friendly elements and long term accumulation phenomenon
A increase of life friendly elements(C, N, P) could cause a temporary increase of S. costatum, however for the long run it could cause a destruction of ecosystem by exceeding environment load. Therefore effective scientific management of the public ocean could be accomplished through precise understanding of a distribution and a behavior of life friendly elements consisting the basis of ecosystem.
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