하천의 수질변화/자정작용, Whipple의 4단계

하천의 수질변화(Whipple의 4단계)

분해지대→활발한 분해지대→회복지대→정수지대

 

지대(Zone)	변화 과정
분해 지대	·오염된 물의 물리적, 화학적 성질이 나빠지며 오염에 약한 고등생물은 오염에 강한 미생물로 대체된다. ·호기성 미생물의 활동에 의해 BOD(유기물질)가 감소한다.
활발한 분해 지대	·용존산소가 없어 부패상태에 도달해 H2S에 의한 냄새 등 악취가 발생한다.
회복 지대	·분해지대와 반대현상이 일어나 용존산소의 증가에 따라 물이 점차 깨끗해진다.
정수 지대	·오염되지 않은 자연수처럼 보이며, 많은 물고기가 다시 번식하기 시작한다.

 

1. 분해지대

유기물 혹은 기타 오염물을 운반하는 하수의 방류지점과 가까운 하류에 위치하며

그 중 최하류단은 여름철 온도에서 용존산소 포화도의 40%에 해당하는 용존산소를 가지게 된다.

희석이 잘 되는 큰 하천보다 희석이 덜 되는 작은 하천에서 더 뚜렷하게 나타난다

세균의 수가 증가하고, 유기물을 많이 함유하는 슬러지의 침전이 증가한다

오염물질의 유입으로 수질이 저하되어 오염에 약한 고등생물은 오염에 강한 미생물로 대체된다

유기물을 다량 함유하는 슬러지의 침전이 많아지고, 용존산소량이 크게 줄어드는 대신 탄산가스량이 증가한다

 

2. 활발한 분해지대

혐기성지점으로 부패상태에 도달하게되는 단계이다.

암모니아와 황화수소(달걀 썪은 냄새)가 나며, 슬러지가 많다.

따라서 하천은 어두운 색을 띈다.

수중에 DO가 거의 없어 혐기성 박테리아가 번식한다

흑색 및 점성질의 슬러지 침전물이 생기고 기체방울이 수면으로 떠오른다

수중에 CO2 혹은 NH3-N 농도가 증가하여 Fungi(균류)가 사라진다

호기성세균이 혐기성세균으로 ㄱ대체된다

 

3. 회복지대

분해지대에서 일어나는 현상과는 반대되는 현상이 일어나며,

장거리에 걸쳐서 일어나는 과정으로 활발한 분해지대에서 생겨난 슬러지 침전물이 구상으로 변하며 기체방울의 발생이 중단되는 과정이다.

혐기성균이 호기성균으로 대체되며, 조류가 많이 발생하여 Fungi(균류)도 생성되기 시작한다.

하천 바닥에서는 조개나 벌레의 유충이 번식하며 오염에 견디는 힘이 강한 은빛담수어 등의 물고기가 서식한다.

용존산소농도는 포화될 정도로 증가한다

아질산염 혹은 질산염의 농도가 증가한다.

 

4. 정수지대

하천의 자정작용 단계 중 가장 깨끗하게 보인다. 오염되지않은 물 속에서 일어나는 자정작용이다.

DO와 BOD가 오염 이전으로 회복한다.

호기성 세균이 증가하고 착색조류 증가하며 맑은물에 서식하는 송어, 쏘가리 등이 증가한다.