수역의 부영양화란 호수 등 수역에서 질소, 인 등의 영양염류가 과도하게 섭취되어 조류 등 수생생물이 과잉 번식하여 물의 투명도가 낮아지고 용존산소량이 감소하여 수역의 부영양화를 초래하는 것을 말한다. 호수의 질이 악화되어 호수의 생태적 기능이 손상되고 파괴됩니다. 호수와 저수지의 물 흐름은 느리고 체류 시간이 길어 식물 영양분의 축적과 수생 식물의 성장 및 번식에 매우 적합합니다. 호수와 저수지의 영양분이 일정 수준까지 축적되면 수생식물의 활발한 성장을 촉진하고 부영양화 오염을 형성하게 됩니다. 부영양화 호수와 저수지에서는 햇빛과 수온이 조류가 번식하는 계절에 도달하면 넓은 면적의 물이 조류로 덮여 일반적인 "물꽃"이 형성됩니다. 이는 물에서 냄새를 풍길 뿐만 아니라 수질을 차단합니다. 햇빛을 차단하고 산소가 물에 용해되는 것을 차단합니다. 죽은 조류는 물 바닥에 퇴적되며 이는 새로운 오염원이기도 합니다. 혐기성 발효를 거쳐 용존 산소를 소비하고 지속적으로 질소와 인을 방출하여 수생 식물에 영양분을 공급합니다. 질소와 인의 순환이 축적되면서 호수와 저수지의 수질오염이 점차 악화되고 있다.
1. 중국 수역의 부영양화 현황
2014년 수자원부는 전국 216,000킬로미터에 달하는 하천의 수질을 평가했습니다. 평가하천 길이의 1급 하천 길이는 5.9%, 2급 하천 길이는 43.5%, 3급 하천 길이는 23.4%, 2급 하천 길이는 23.4%를 차지하였다. 10.8%, 5급 수하천의 길이는 4.7%, 5급 수하천의 길이는 11.7%를 차지하였다. 전체적인 수질은 중간정도였습니다.
2014년 수자원부는 개발 및 활용도가 높고 전국적으로 총 면적이 29000제곱킬로미터에 달하는 넓은 호수 121개에 대한 수질을 평가했습니다. 전체 수질이 Class I~III, Class IV~V, Class V인 호수가 전체 평가 호수 수의 각각 32.2%, 47.1%, 20.7%를 차지하였다. 위의 호수는 영양 상태에 대해 평가되었습니다. 대부분의 호수는 부영양화 상태였습니다. 중영양 상태의 호수와 부영양 상태의 호수는 각각 평가된 전체 호수 수의 23.1%와 76.9%를 차지했습니다.
2014년 수자원부는 대형저수지 247개소, 중저수지 393개소, 소형저수지 21개소 등 총 661개 주요저수지의 수질을 평가했다. 연간 전체 수질은 Class I~III, Class IV~V, Class V 저수지로 전체 평가 저수지 수의 각각 80.8%, 14.7%, 4.5%를 차지하였다. 635개 저수지의 영양상태를 평가한 결과, 중영양상태와 부영양상태의 저수지가 전체 평가 저수지 수의 62.7%, 37.3%를 차지하였다.
정리하면 우리나라의 호수와 저수지의 부영양화 문제가 더욱 심각해지고 있다. 최근에는 계절적으로 청조류와 녹조류가 많이 발생하고 있으며, 호수 수질이 더 좋은 첸다오호와 얼하이호에도 해마다 녹조가 피어납니다. 물의 부영양화 문제는 생태환경에 심각한 해를 끼치고 막대한 경제적 손실을 가져왔습니다. 우리나라는 호수 부영양화의 현황과 원인에 대한 일련의 연구와 예방 활동을 실시해 왔습니다. 중앙정부와 지방자치단체는 호수 부영양화 처리에 막대한 자금을 투자해 왔다. 호수와 수역의 부영양화가 초기에 통제되었으며 일부 수역의 수질이 개선되었습니다. 우리나라에서 물 부영양화를 처리하는 과제는 매우 중대하며, 물 부영양화 문제를 근본적으로 해결하기 위한 노력이 반드시 필요하다고 할 수 있습니다.
우리나라도 유역 수질 오염이 심각해요. '9차 5개년 계획' 기간 이후 국무원은 회하(淮河)강, 요하(遼河), 하이허(海河), 태호(泰湖), 조호(潮湖), 뎬츠호(Dianchi Lake)를 수질 오염 방지 및 통제의 핵심 유역으로 지정했습니다. 최근 몇 년간 중점 유역의 수질오염 예방 및 통제사업이 진전되어 주요 오염물질의 배출이 감소되었으며 수질오염에 대한 초기 통제가 시작되었습니다.
2. 물의 부영양화 위험
부영양화는 호수와 저수지의 주요 환경 문제로, 다양한 피해를 야기합니다. 부영양화로 인해 발생하는 문제는 주로 조류와 유기물에 의해 발생합니다. 일반적인 부작용은 다음과 같습니다.
1. 부영양화로 인해 수질이 악화되어 먹는 물 처리가 더욱 어려워집니다. 도시의 호수와 저수지를 농축 식수원으로 활용하는 경우, 일반적인 일상 처리 후에도 식수 수질 기준을 충족할 수 있도록 우수한 수질을 유지해야 합니다. 그러나 부영양화된 저수지와 호수는 조류의 대량 번식으로 인해 수질이 악화되어 수질 정화 및 처리에 많은 어려움을 초래하여 먹는 물의 수질에 심각한 영향을 미치게 됩니다. 부영양화 수원이 식수 처리 및 식수 품질에 미치는 문제는 다음과 같습니다.
1.1 물에 많은 수의 조류 및 수생 미생물이 번식하면 필터가 막혀 정상적인 작동이 중단되고 미생물이 필터에 침투하지 못하고 급수 시스템에서 번식하여 급수 시스템의 물 흐름이 발생합니다. 시스템이 느려지거나 차단됩니다.
1.2 조류가 생성하는 미량 유기물은 물에서 강한 냄새를 풍깁니다.
1.3 조류가 분비하는 유기물은 응집을 방해하여 물을 탁하게 만들고 염소 소독 과정에 영향을 미칩니다.
1.4 조류가 분비한 유기물은 분해되어 분해하기 어려운 휴믹산을 형성하는데, 이는 트리할로메탄(THM 전구체)의 전구체입니다. 소독에 염소를 사용하면 발암성, 기형 유발성, 돌연변이 유발 효과가 있는 총 트리할로메탄(TTHM)과 같은 유해 물질이 생성되어 수질이 더욱 악화되고 마시기에 적합하지 않게 됩니다.
1. 5 호수와 저수지 바닥의 퇴적물의 혐기성 발효는 환원으로 인해 물 속의 Fe2+ 및 Mn2+ 농도를 증가시킵니다.
1.6 호수 바닥 퇴적물의 혐기성 발효로 생성된 메탄과 같은 가스는 수처리 과정을 방해합니다. 물 속의 NH:-N은 특정 조건에서 아질산염으로 전환되어 농도가 증가하며, 심각한 경우 식수는 안전 수질 기준을 충족하지 못합니다.
1.7 물에 과도한 NH3-N이 있으면 염소 소독 과정을 방해합니다. 나. 물 속 유기물의 증가와 수도관 벽면의 점막 형성은 급수계통에서 선충류, 담수해면동물, 선충류, 곤충유충 등 수생미생물의 번식을 촉진시키며,
1.8 물속의 동물플랑크톤과 일부 대형 수생생물이 수처리 구조물을 통과하여 급수 시스템으로 유입되어 필터, 게이트, 수량계 등이 막혀 효과가 없게 됩니다.
2. 부영양화 호수와 저수지의 용존 산소 농도는 수면을 덮고 있는 조류로 인해 감소합니다. 호수와 저수지의 어류, 새우, 수생 생물은 산소 부족으로 인해 질식하여 사망하는 경우가 많으며, 이로 인해 생산량이 감소하거나 양식장이 완전히 파괴되기도 합니다.
3. 부영양화는 호수와 저수지의 물에서 곰팡이 냄새를 발생시켜 수역의 수영 가치와 장식적 가치를 상실합니다.
4. 부영양화로 인해 수역의 수질이 산업용 냉각수 및 공정수의 수질 요구 사항을 충족할 수 없게 되어 냉각 시설이 쉽게 막히고 고장날 수 있습니다.
즉, 호수와 저수지의 부영양화는 호수와 저수지의 기능과 효과적인 역할에 심각한 영향을 미칠 뿐만 아니라 수처리장의 수처리 난이도를 높여 막대한 경제적, 환경적 손실을 가져오게 된다. 따라서 세계 여러 나라에서는 호수와 저수지의 부영양화에 관한 많은 연구와 복원 작업을 진행해 왔습니다.