1. 제목 및 출간논문

Significance of urban and agricultural land use for biocide and pesticide dynamics in
surface waters (Water Research, 44, (2010), 2850-2862)

2. 주저자 또는 교신저자

I.K. Wittmer
Wittmer 박사는 스위스 EAWAG에서 근무하는 연구원으로써 연구실적은 현재 논문이 처음인 연구자 입니다. 주 연구분야는 도시지역 유역관리이며 CSOs, stormwater runoff 분야에 대해서 최근 연구를 진행 중에 있습니다.

3. 논문 내용 및 결론 요약

이 논문은 도시와 농촌지역으로 이루어진 복잡한 Land Use가 강우 시 유출에 미치는 영향에 대해 biocides와 pesticides를 대상으로 광주천유역의 10% 규모의 소유역에서 4차례의 현장 실험 (7개 sampling stations; urban 3, agricultural 4)을 통해 규명하고자 한 연구내용 입니다. 광주천의 문제점과 유사한 CSOs와 WWTP에 대해 2007년 3월부터 11월까지 강우실험을 수행하였으며 600개 이상의 샘플에 대해 23가지 성분 분석을 수행하였습니다.

결과는 Atrazine의 경우 도시지역과 농촌지역에서 유출 차이를 보였는데 농촌지역의 경우 유량증가 및 계절적 특이성 (집중 강우기)에 따라 높게 유출되는 특성이 나타났으나 도시지역의 경우 계절적 특이성은 나타났으나 유량 증가와 무관하게 강우초기에 집중 유출이 되는 것으로 나타났으며 오히려 유량증가 시 거의 유출되지 않는 특성이 나타났습니다. Mecoprop의 경우도 마찮가지 유출특성을 보였으나 농도 범위에서는 항목별로 큰 편차를 보였습니다. 농촌지역의 경우 Pesticide 계열이 (특히 Atraznie) 도시지역에 비해 3배 이상의 높은 농도 범위 내에서 거동하였으나 도시지역의 경우 Biocide 계열이 (특히 Mecoprop) 농촌지역에 비해 10 배 이상의 높은 범위에서 거동하였습니다. Wastewater Tracer의 경우 농촌지역은 Caffeine, Sulfamethoxazole, actylsulfamethoxazole, diclofenac 이 대부분 낮은 농도를 보였으나 도시지역이의 경우 Caffeine이 농촌에 비해 8배 높은 수준을 보였습니다. 또한 연중 큰 편차를 보이지 않는 특성도 나타났습니다.

결론은 해당 유역의 유출특성에 대해 5가지로 요약하고 있습니다.
1) Wasterwater Tracer의 연중 균일한 농도는 household source 가 원인이며 2) 비도시지역의 경우 유량 변화가 농도변화를 지배하는 것으로 나타났고 3) 도시와 농촌지역 모두에서 강우 event에 따른 seasonal variation이 나타났다. 또한 4) 예상치 못한 peak 값은 CSOs와 같은 외부 영향을 크게 받은 영향이며 5) 연중 균일하게 검출되는 항목의 경우 강우 시 추가적으로 유출되지 않기 때문에 Stormwater로 인한 영향에 대해 무시할 수 있다 입니다.

4. 독창성 및 창의성

본 연구는 농촌과 도시의 특성이 복합적으로 구성된 소유역의 강우 시 유출특이성에 대해 계절적 안배를 통한 4차례 강우실험과 유역 분석을 통해 유출 특성을 해석하였습니다. 4차례 실험만으로 저런 결론을 내린다는 것 자체가 수많은 위험성을 내포하고 있지만 결론에서 내려진 5가지 유출 특성은 복잡한 토지이용으로 구성된 지역의 유출특성을 일반화 한 첫 사례라고 보여집니다.

5. 향후 우리 Lab 연구에 적용 가능한 내용 도출

해당유역의 특성은 우선 광주천 유역과 규모를 제외하고 비슷합니다 (CSOs 문제, 부분적으로 설치된 분류식 하수관망, 상류유역의 농경지 및 임야, 하천 말단부에 위치한 하수처리장). 만약 광주천 유역에 대해 비점오염연구를 진행을 하게 되면 초기 유출특성을 모의하고 해석하는데 상기에 언급된 5가지 유출특성을 고려해야 한다고 생각합니다.

6. 당일논문 요약자 연락처
ichamini@gist.ac.kr