KR101888027B1 - 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법 - Google Patents

유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법에 관한 것이며, 그 단계는, 유역의 수산 양식 모드, 양식 종류와 대응 생산량을 조사하여 확정하고; 수산 양식 기본 상황에 대한 조사 연구를 토대로, 현장 실측법과 물질수지법에 기반하여 다양한 양식 종류, 양식 모드에 따른 각종 오염물의 오염물질 배출계수 기본 산출 모델을 연구하여 확정한다. 본 발명의 일측면은 기초 조사로부터 시작하여, 유역의 양식 생산의 특징을 결합하여, 수산 양식이 물환경에 미치는 영향을 합리하게 평가하고, 다른 측면으로는 현장 실측법과 물질수지법에 기반하여, 다양한 양식 종류, 양식 모드에 따른 각종 오염물의 오염물질 배출계수의 기본 산출 모델을 연구하여 확정함으로써, 생산성의 저하와 수산 양식의 비용 증가를 방지한다.

Description

유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법{METHOD FOR DETERMINING DISCHARGE CAPACITY OF DRAINAGE BASIN FRESH WATER AQUICULTURE POLLUTION}
본 발명은 수산 양식의 오염 부하 산출 분야에 관한 것이며, 구체적으로 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법에 관한 것이다.
담수 양식업의 신속한 발전에 따라 종래의 저관리형 양식은 현대식 집약형 양식으로 끊임없이 변하고 있다. 양식 면적과 생산 규모는 끊임없이 확대되고, 양식 유형과 양식 방식의 변화가 크며, 양식 생물이 먹이를 먹은 후 남은 먹이와 배설물의 양도 그에 따라 증가한다. 외부 소스(먹이)의 투입이 증가함에 따라 용해 상태와 현탁 상태의 물질도 증가하며, 양식 수체(water body)로 인해 그 자체와 주변 물환경이 오염되며 국가의 수산 양식업의 발전과 국가 경제의 지속적인 성장에 직접적인 영향을 미친다. 점점 더 많은 국내외 학자들은 담수 양식이 물환경에 미치는 영향에 주목하기 시작했으며, 양식 수체의 오염 원인 분석, 생태 양식 기술과 관리 기술의 개발 및 적용은 이미 각계에서 주목하는 이슈가 되었다. 그러나, 수산 양식의 각종 오염물이 수체에 미치는 영향의 정도에 대한 양적 연구는 비교적 적다.
국내외에서 수산 양식의 오염물질 배출계수에 대한 연구는 초기 단계이며, 주로 개별적인 수역에 대한 조사 연구에 집중되어 있다. 20세기 80년대, 유럽의 그물박스 가두리 송어 양식에 대한 하나의 연구에 따르면, 사료 중 80％의 질소는 바로 섭식되며, 섭식 부분의 25％의 질소는 어류 성장에 이용되고 나머지 65％는 배설된다. Funge-Smith 등의 양식 수체 중 침전물 연구에 따르면, 수체에 투입되는 총 질소, 총 인 및 과립에 있어서 각각 24％, 84％ 및 93％가 침전물에 퇴적된다.
수산 양식 시스템에 대한 인간의 연구는 끊임없이 심화되고 있다. 예를 들어 중국특허출원번호 제201410199862.1호, 출원일 2014. 05. 13인 특허출원에 따른 발명은 "수산 양식 물순환 생태 시스템"에 관한 것으로, 수산 주체 생태 양식조, 생물 정화조, 정수조 및 찌꺼기 처리 생태 양식조를 포함하며, 당해 발명에 따라 생태 양식 환경 공정을 구축하고, 양식 환경을 제어 및 최적화하여, 미생물, 식물, 동물의 생태적 상호 작용에 의해 수산 양식 오염물을 해소하여 생태 환경 수체의 자체 정화 효과를 이룬다. 순환 경제 방식과, 수체의 자체 정화에 대한 다단계 이용에 의해 다양한 제품의 산업벨트를 형성하여 복합 경제 성장 효과를 형성한다. 수산 양식에 대한 생산 시스템의 생태적 제어는 양식용 물의 70％ 이상을 절약하고, 수질을 조절 및 최적화하며, 건강한 수산 양식을 실시한다. 그러나, 상기 발명 및 종래의 기술문헌에는 수산 양식의 각종 오염물이 수체에 미치는 영향이 언급되지 않았다.
담수 유역은 흔히 다양한 양식 모드와 양식 수체가 공존하고 있으나, 종래의 기술은 일반적으로 모두 특정의 단일한 측정 및 산출 방법으로 특정 양식 수체, 양식 모드와 양식 종류의 오염물질 배출계수를 측정하므로, 종래의 오염물질 배출계수 측정 기술은 하나의 유역 내의 각종 양식 생물이 수체에 배출하는 오염물의 양을 정확하게 얻을 수 없다. 하나의 유역의 수산 양식의 물환경을 합리하게 평가하고, 유역의 물 환경을 종합적으로 관리하기 위해, 현재 더욱 바람직한 방법으로 수산 양식의 오염물질 배출계수를 측정 및 산출하는 것이 시급하다.
다양한 양식 모드, 양식 종류가 공존하는 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량을 종래의 단일한 측정 및 산출 방법으로 정확하게 산출할 수 없는 문제점에 대해, 본 발명은 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법을 제공한다. 본 발명의 일측면은 기초 조사로부터 시작하여, 유역의 양식 생산 특징을 결합하여, 대표성을 가진 전형적인 양식 모드와 양식 종류의 파라미터를 중점으로 측정함으로써, 수산 양식이 물환경에 미치는 영향을 합리하게 평가한다. 그리고 다른 측면에서 본 발명은 현장 실측법과 물질수지법을 토대로, 다양한 양식 종류, 양식 모드에 따른 각종 오염물의 오염물질 배출계수의 기본 산출 모델을 연구 및 확정함으로써, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량을 비교적 정확하게 산출하여 생산성의 저하와 수산 양식의 비용 증가를 방지한다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명이 이용한 기술적 수단은 아래와 같다.
유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법에 있어서, 그 단계는,
(1) 수산 양식의 오염 배출량 확정 대상 유역을 선택하고, 상기 유역의 수산 양식 모드, 양식 종류 및 대응 생산량을 조사하여 확정하는 단계;
(2) 단계 (1)에서 조사된 수산 양식의 기본 상황을 토대로, 현장 실측법과 물질수지법을 이용하여 양식 종류, 양식 모드에 따른 대응되는 각종 오염물의 오염물질 배출계수의 기본 산출 모델을 확정하되, 확정되는 산출 모델이,
(A) 연못 양식(pond culture) 또는 공장형 양식의 산출 모델:
Figure 112016015293067-pct00001
(상기 식(Ⅰ)에서 Mi는 연못 양식 또는 공장형 양식의 특정 오염물의 환경 배출량(kg/t)이고, Q배j는 양식 중 제j회 배수시 배출된 폐수를 검출한 양(m3)이며, C배 j,i는 제j회 배출 수체 중 특정 오염물의 농도(mg/L)이고, Q보j는 양식 중 제j회 물 보충량(m3)이며, C보j,i는 제j회 물 보충 수체 중 특정 오염물의 농도(mg/L)이며, ΔW1은 연못 양식 또는 공장형 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, i는 양식 생물에서 발생한 오염물 지표 TN, TP이며, j는 배수 및 물 보충이 몇번째인지를 나타낸 것이며, p는 배수 및 물 보충의 총 횟수임)
(B) 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식의 산출 모델:
Figure 112016015293067-pct00002
(상기 식 (Ⅱ) 및 (Ⅲ)에서, K총i는 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식에서의 특정 오염물의 전체 오염물질 배출계수(kg/t)이고, W사r는 양식 중 특정 사료의 투입을 측정한 양(kg)이며, C사r,i는 특정 사료 중 특정 성분의 함량(mg/kg)이며, W묘r은 양식 중 특정 종묘의 투입량(kg)이며, C묘r,i는 특정 종묘 중 특정 성분의 함량(mg/kg)이며, W성r은 양식 중 특정 성어(게)의 포획량(kg)이며, C성r,i는 특정 성어(게) 중 특정 성분의 함량(mg/kg)이고, ΔW2는 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, K용i는 특정 오염물의 용해 상태의 배출계수(kg/t)이며, Xi는 특정 오염물의 용해도 계수이며, i는 수산 양식 생물에서 발생한 오염물 지표 TN, TP이며, r는 사료, 물고기(게) 종묘 투입 및 성어(게) 포획이 몇번째인지를 나타낸 것이며, q는 전체 측정 횟수임)
을 포함하는 단계;
(3) 단계 (2) 중 양식 종류의 전형적인 양식 모드에 따른 측정 데이터를 토대로 오염물질 배출계수를 산출하는, 오염물질 배출계수의 확정 단계;
(4) 다양한 양식 모드, 양식 종류에 따른 오염물질 배출계수와 다양한 양식 모드, 양식 종류에 따른 연간 생산량을 곱한 값의 합을 구함으로써 전체 유역의 수산 양식 오염물의 연간 배출량을 얻되, 상기 합을 구하는 식은,
S총i＝Mi×ΔW1+K총i×ΔW2 (Ⅳ)인, 유역의 수산 양식 오염물 배출량의 산출 단계
(상기 식(Ⅳ)에서, S총i는 전체 유역의 특정 오염물의 환경 배출량(kg/t)이고, Mi는 연못 양식 또는 공장형 양식의 특정 오염물의 환경 배출량(kg/t)이며, ΔW1은 연못 양식 또는 공장형 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, K총i는 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식의 특정 오염물의 전체 오염물질 배출계수(kg/t)이며, ΔW2는 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, i는 수산 양식 생물에서 발생한 오염물 지표 TN, TP임)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 단계 (1)에서 유역의 수산 양식 모드, 양식 종류를 조사하여 확정하는 방법은,
(a) 어업 양식 자료 등에 의해 양식 면적의 크기를 조사하여 전형적인 양식 모드를 확정하고,
(b) 양식 생산량의 크기에 따라 유역의 주도적 양식 종류를 확정한다.
바람직하게는, 상기 단계 (1)에서의 양식 모드는 연못 양식, 공장형 양식, 그물박스 가두리 양식과 건착망 양식을 포함하고, 상기 양식 종류는 여과 섭식형 어류, 게류, 패류를 포함한다.
바람직하게는, 상기 단계 (2)에서 Xi는 수산 생물이 배출한 오염물 지표 TN, TP의 용해도 계수를 가리키며, 각각 0.55, 0.40이다.
바람직하게는, 상기 단계 (2) 중 식 (Ⅰ)에서 p≥1이며, 연못 양식 또는 공장형 양식의 물갈이 횟수에 따라 결정되며, 식 (Ⅱ)에서 q≥1이며, 종묘 투입시와 성어, 게 포획시 각 1회, 양식 중에는 분기마다 1회 샘플링을 확보하되, 6월~9월 즉 생물체의 성장 고봉기(高峰期)에는 사료 피드량이 크게 증가한 경우 모니터링 횟수를 증가하여 매달 2회 모니터링한다.
바람직하게는, 상기 단계 (3)에서 확정 및 측정이 필요한 데이터는 식 (Ⅰ), (Ⅱ)의 미지의 파라미터이다.
바람직하게는, 상기 식 (Ⅰ), (Ⅱ)의 미지의 파라미터를 확정할 때 물 시료, 침전물, 사료급 생물체의 채집 방법은 아래와 같다.
(1) 연못 양식 또는 공장형 양식: 물 시료는 물 보충 수원, 양식 수체 및 배수 이들 3개 측면을 포함하며,
(a) 물 보충 수원의 측정 샘플링 방법에 있어서, 물 보충구에 적어도 하나 이상의 샘플링 지점을 마련하고, 수체의 수심≤5m일 때, 수면 아래 0.3~0.5m 위치의 물 시료를 채집하고, 수원의 수심>5m이고 또한 수원의 수심≤10m인 경우, 수면 아래 0.3~0.5m 및 이상 0.5m 위치의 물 시료를 채집하고, 샘플을 등비율로 혼합한 후 분석하며, 수원의 수심>10m 또한 50m 이하인 경우, 수면 아래 0.3~0.5m, 중층, 바닥 이상 0.5m 위치의 물 시료를 채집하고 등비율로 혼합한 후 모니터링 및 분석을 진행하며,
(b) 양식 수체 측정의 샘플링 방법에 있어서, 매회 샘플링시마다, 연못 양식부의 둘레와 중심부에 5개의 샘플링 지점을 마련하고, 각 샘플링 지점에서 수면 아래 0.5m 위치의 물 시료를 채집하고, 등비율로 샘플을 혼합하여 분석하며,
(c) 배수 측정의 샘플링 방법에 있어서, 배수량이 양식 수체의 반 이상을 초과하는 경우, 배수 초기, 중기, 말기에 실제 배수 시료를 채집하고, 등비율로 샘플을 혼합하여 분석하며, 배수량이 양식 수체의 반보다 적은 경우, 배수 초기 및 말기에 실제 배수 시료를 채집하고 등비율로 샘플을 혼합하여 분석하며,
(2) 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식: 물 시료는 그물(박스) 가두리 내부의 수체 및 그물(박스) 가두리 외부의 수체 두 가지를 포함하며,
그물 가두리 내부의 수체 측정의 샘플링 방법에 있어서, 그물 가두리 양식부 둘레와 중심부에 5개의 샘플링 지점을 마련하고, 각 샘플링 지점에서 수면 아래 0.5m 위치의 물 시료를 채집하고, 등비율로 샘플을 혼합하여 분석하며,
그물 가두리 외부의 수체 측정의 샘플링 방법에 있어서, 그물 가두리로부터 떨어진 영역 내에 하나의 샘플링 지점을 선택하고, 상기 지점의 수면 아래 0.5m 위치의 물 시료를 채집하며,
(3) 침전물의 채집 방법: 침전물의 채집은 표층 침전물을 바로 파내는 방법을 이용하며, 연못 내부와 그물 가두리 내부를 포함한 양식 수체 내부에서 침전물 채집 지점은 양식부의 중심부에 설정하며, 연못의 물 보충 수원지와 그물 가두리 외부 수체를 포함한 양식 수체 외부에서 침전물 채집 지점은 물 시료의 채집 지점과 같으며,
(4) 사료의 채집 방법: 양식 중 피드(feed)기에는 각 모니터링 지점에서 사용된 각종 사료를 채집하고, 서로 다른 모니터링 지점에서 사용된 동일 사료는 중복하여 채집하지 않아도 되며, 각각의 사료에 대해서는 모두 이중시료(Parallel sample) 분석을 진행하며,
(5) 생물체의 채집 방법: 물고기 종묘 또는 게 종묘의 투입기에 게 종묘와 다양한 물고기 종묘 샘플을 포함한 다양한 유체 샘플을 채집하며, 생물체 포획시에는 서로 다른 상품용 물고기 또는 게를 채집한다.
바람직하게는, 상기 식 (Ⅰ), (Ⅱ)의 미지의 파라미터를 확정할 때 상기 물 시료, 침전물, 사료급 생물체의 채집 빈도는 아래와 같다.
(1) 물 시료와 침전물의 샘플링 빈도: 종묘 투입시와 성어, 게 포획시에는 각각 한번씩 샘플링하고, 양식 중에는 분기마다 한번씩 샘플링, 다만, 6월~9월 즉 생물체의 성장 고봉기(高峰期)에는 사료 피드량이 크게 증가한 경우 모니터링 횟수를 증가하여 매달 2회 모니터링한다;
(2) 생물체의 샘플링 빈도: 일반적으로 종묘 투입시와 성어, 게 포획시에는 상응한 종묘와 성어, 게를 채집하여 모니터링하되, 각 양식 종류를 모두 채집함;
(3) 사료의 샘플링 빈도: 사료 피드기에는 피드용 각종 사료를 채집.
바람직하게는, 상기 식 (Ⅰ), (Ⅱ)의 미지의 파라미터의 물 시료, 침전물, 사료급 생물체에 대한 측정 지표는 아래와 같다.
(1) 수체: 총 질소량, 총 인량, 급수 및 배수량;
(2) 침전물: 총 질소량, 총 인량;
(3) 사료: 종류, 투입량, 사료 중 총 질소량, 총 인량;
(4) 양식 생물체: 종류, 종묘 투입량, 상품량, 생물체 중 총 질소량, 총 인량.
바람직하게는, 상기 측정 지표 (1) 중 물의 양을 측정하는 방법에 있어서, 연못의 물 수용량과 물갈이 비율을 곱한 값을 이용하거나, 또는 배수 전 양식 수체 물의 총량과 배수 후 양식 수체의 물의 총량의 차를 이용하거나, 또는 유량계를 이용하여 측정한다.
각 모니터링 지점의 물 시료와 사료, 생물체 샘플은 상응한 이중시료를 채집해야 하며, 침전물 샘플은 샘플링 양의 10%보다 적지 않은 이중시료를 채집한다.
종래의 추산 방법에 비해, 본 발명의 유익한 효과는 아래와 같다.
(1) 본 발명은 양식 수체의 유형, 양식 모드, 양식 종류, 먹이 투입량, 풀 투입량, 수확량 등 다수의 요소를 종합적으로 고려하므로, 오염 부하에 영향을 미치는 요소에 대한 고려가 계통적이고, 전면적이다.
(2) 본 발명은 중점 생산 지역의 주도적 양식 종류의 전형적 양식 모드에 따른 파라미터 측정에 대해, 현장 실측법과 물질수지법을 결합하는 방법을 이용하였다. 이에 따라 단일한 추산 방법을 이용하는 것에 비해 더 정확하고, 다양한 양식 종류, 양식 모드가 공존하는 담수 유역의 수산 양식의 오물 배출량을 효율적으로 확정할 수 있다.
(3) 본 발명은 특정 담수 유역의 수산 양식을 기획할 때, 다양한 양식 종류, 양식 모드에 따른 각종 오염물의 오염물질 배출계수의 기본 산출 모델을 토대로 수산 양식의 연간 오염물질 배출량을 예측하고 수산 양식이 물환경에 미치는 영향을 예비 평가하여, 생산성의 저하와 수산 양식의 비용 증가를 방지한다. 이로써 예측 결과를 토대로 담수 유역의 수산 양식 모드, 양식 종류, 먹이 투입량 등 다수의 요소를 합리하게 기획한다.
(4) 본 발명은 국내외 수산 양식의 오염 배출량 추산이 개별적 수역 수준에 머물고 있는 것에 대해, 본 발명의 실시를 통해 전체 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량을 추산할 수 있고, 그 결과의 과학성과 정확성은 전국 수산 양식 오염의 일반 조사의 결과와 결론에 더 바람직하게 이용될 수 있으며, 수산 양식 산업의 발전 기획 및 산업 정책의 제정에 과학적 근거를 제공하여, 수산 양식이 물환경에 미치는 영향을 합리하게 평가할 수 있다. 이는 어업의 지속적 발전과 수역의 생태 환경 보호에 매우 중요한 의미를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 추산 방법의 흐름도이다.
이하 구체적인 실시예를 결합하여 본 발명을 더 설명하나, 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 실시예에서 이용된 표의 의미는 각각 아래와 같다.
표 1은 창저우시(常州市) 내륙 양식 면적 표이다.
표 2는 양식장의 기본 상황 표이다.
표 3은 1# 모니터링 지점의 먹이와 게 종묘 투입량 표이다.
표 4는 민물게, 먹이의 매년 투입량 및 각각의 TN, TP 함량 표이다.
표 5는 2# 모니터링 지점의 수체 수질의 모니터링 결과 표이다.
표 6은 2# 모니터링 지점의 사료 및 게 종묘 투입량 표이다.
표 7은 연못 양식의 두 가지 산출 방법에 따른 오염물질 생성 및 배출계수이다.
표 8은 다양한 방법에 따른 거후(湖) 유역의 두 가지 양식 모드 양식장의 연간 오염물질 총배출량 표이다.
실시예 1
이하 거후(湖) 소형 유역의 다양한 양식 모드에 따른 담수 수산 양식장을 예로 들어, 단일한 물질수지법과 본 발명에 따른 방법을 이용하여 비교 설명을 진행한다.
1. 유역의 수산 양식 모드, 양식 종류와 대응 생산량의 확정: 《중국어업통계연감》 및 지방의 어업 통계 데이터에 근거했다. 표 1로부터, 어느 해 거후(湖) 유역의 창저우시 내륙 양식 면적은 양식 모드 측면에서 연못 양식, 호수 양식(그물 가두리 및 그물 박스), 저수지 양식, 하천 양식 및 수전 양식 등으로 구분할 수 있으며, 양식 면적의 크기에 따라 연못 양식과 호수 내 그물 가두리 양식이 거후(湖) 유역의 주된 양식 모드임을 알 수 있다. 거후(湖) 유역의 두 양식장의 수산 양식 오염물의 연간 배출량을 추산하며, 그 기본 상황은 표 2를 참고한다. 두 가지 양식 모드에서 모두 민물게를 주된 양식 종류로 하며, 건착망 양식장 1#의 민물게 연간 생산량은 1387.5kg이고, 연못 양식장 2#의 민물게 연간 생산량은 7005kg이다.
창저우시 내륙 양식 면적 표(단위: 헥타르)
명칭 양식 면적 합계 1.
못		 2.
호수		 3.
저수지		 4.
하천		 5.
수전		 6.
기타
창저우시 34177 22903 6154 1083 3430 600 7
양식장의 기본 상황 표

양식 유형
번호		 지리적 위치
(시,
구,
촌)
주된
양식
종류
기타 양식
종류
사이즈
양식 생산량
(Kg)
길이
(m)		 폭
(m)		 면적(무,畝)
담수
그물
가두리 양식		 1# 이싱(宜興)시 OO진 민물게 대두어 260 93.7 40 1387.5
담수
연못 양식		 2# 창저우시 OO진 민물게 징거미새우, 붕어 145-225 355 100 7005
2. 단계 (1)에서 조사된 수산 양식 기본 상황을 토대로, 현장 실측법과 물질수지법을 이용하여 양식 종류, 양식 모드에 따른, 대응되는 각종 오염물의 오염물질 배출계수의 기본 산출 모델을 확정했다.
(A) 창저우시 연못 양식의 산출 모델:
Figure 112016015293067-pct00003
상기 식에서 Mi는 연못 양식의 특정 오염물의 환경 배출량(kg/t)이고, Q배j는 양식 중 제j회 배수시 배출된 폐수를 검출한 양(m3)이며, C배j,i는 제j회 배출 수체 중 특정 오염물의 농도(mg/L)이며, Q보j는 양식 중 제j회 물 보충량(m3)이며, C보j,i는 제j회 물 보충 수체 중 특정 오염물의 농도(mg/L)이며, ΔW1은 연못 양식 또는 공장형 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, i는 양식 생물에서 발생한 오염물 지표 TN, TP이며, j는 배수 및 물 보충이 몇번째인지를 나타낸 것이며, p＝1이다.
(B) 이싱시 건착망 양식의 산출 모델:
Figure 112016015293067-pct00004
상기 식에서, K총i는 건착망 양식에 따른 특정 오염물의 전체 오염물질 배출계수(kg/t)이고, W사r는 양식 중 특정 사료의 투입을 측정한 양(kg)이며, C사r,i는 특정 사료 중 특정 성분의 함량(mg/kg)이며, W묘r은 양식 중 특정 종묘의 투입량(kg)이며, C묘r,i는 특정 종묘 중 특정 성분의 함량(mg/kg)이며, W성r은 양식 중 특정 성어(게)의 포획량(kg)이며, C성r,i는 특정 성어(게) 중 특정 성분의 함량(mg/kg)이고, ΔW2는 건착망 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, K용i는 특정 오염물의 용해 상태의 배출계수(kg/t)이며, Xi는 특정 오염물의 용해도 계수이며, i는 수산 양식 생물에서 발생한 오염물 지표 TN, TP이며, r는 사료, 물고기(게) 종묘의 투입 및 성어(게) 포획이 몇 번째인지를 나타낸 것이며, q＝9이다.
3. 오염물질 배출계수의 확정: 양식 종류의 전형적인 양식 모드에 따른 측정 데이터를 토대로 오염물질 배출계수를 산출했다. 담수 그물 가두리 양식장 1#에서는 일반적으로 2월 중순에 종묘를 투입하고, 11월 중순-이듬해 2월에 출하한다. 옥수수알, Margarya 및 작은 물고기 등 먹이를 먹이고, 수초를 심으나 어업용 약품을 투입하지 않는다. OO년도의 사료 투입량은 표 3을 참고하고, 민물게와 먹이 각각의 TN, TP 함량은 표 4를 참고한다. 이상 파라미터를 이싱시 건착망 양식 산출 모델
Figure 112016015293067-pct00005
에 대입하여 상기 건착망 양식장의 수산 오염물질의 생성 및 배출계수 TN가 20.89kg/t이고, TP가 2.75kg/t임을 얻을 수 있다.
1# 모니터링 지점의 먹이 및 게 종묘의 투입량 표
번호 먹이 종류 1# 양식장
1 옥수수알 5000
2 Margarya 4375
3 작은 물고기 500
4 수초 6000
5 민물게 250
주: Margarya는 껍데기와 살 두 부분으로 구분되며, 살은 게 또는 물고기가 먹으며, 껍데기는 수체 침전물에 잔류하며 이 부분은 오염물로 산출할 수 없다. 따라서 Margarya의 투입량을 산출할 때, Margarya의 살의 양만을 통계할 수 있으며, Margarya의 살의 중량은 전체 Margarya의 25％ 안팎을 차지한다.
민물게, 먹이의 매년 투입량과 각각의 TN, TP 함량 표
샘플 명칭 TN(g/kg) TP(g/kg)
민물게 22.40 1.45
수초 2.60 0.39
작은 물고기 27.50 4.10
옥수수알 15.36 2.70
Margarya 110 0.98
창저우 담수 연못 양식장 2#에서는 요구에 따라 유입수, 양식 수체와 배수를 샘플링하여 모니터링했다. 입배수 횟수는 1회, 입배수량은 각각 12826.4m3이며, 모니터링 결과의 평균값은 표 5를 참조한다. 창저우 연못 양식의 산출 모델:
Figure 112016015293067-pct00006
에 의해, 상기 연못 양식장의 수산 오염물질의 생성 및 배출계수 TN가 1.062kg/t, TP가 0.0018kg/t임을 얻었다.
2# 모니터링 지점의 수체 수질의 모니터링 결과 표
수체 유형 물 보충 수체 이중시료(보) 양식
수체		 이중시료(양) 배수
수체		 이중시료(배)
TN(mg/L) 0.94 0.42 1.52 0.8 1.52 0.96
TP(mg/L) 0.085 0.001 0.086 0.19 0.086 0.079
4. 유역의 수산 양식의 오염물 배출량의 산출: 다양한 양식 모드, 양식 종류에 따른 오염물질 배출계수와, 다양한 양식 모드, 양식 종류에 따른 연간 생산량을 곱한 값의 합을 구함으로써, 전체 유역의 상기 두 양식장의 수산 양식 오염물의 연간 배출량을 얻었다. 이때 상기 합을 구하는 식은
S총i＝Mi×ΔW1+K총i×ΔW2이다.
MTN＝1.062kg/t,MTP＝0.0018kg/t, ΔW1＝7.005t, K총TN＝20.89kg/t,K총TP＝2.75kg/t, ΔW2＝1.387t를 대입하여, 거후(湖) 유역의 이싱 및 창저우의 상기 두 수산 양식 오염물의 연간 배출량 TN가 36.41kg이고, TP가 3.83kg임을 얻었다.
단일한 물질수지법을 이용하여 소형 유역의 두 가지 서로 다른 양식 모드에 따른 양식장의 오물 배출량을 추산하면,
단계 3에서 이싱시 건착망 양식장 1#의 수산 오염물질의 생성 및 배출계수 TN는 20.89kg/t, TP는 2.75kg/t이다. 창저우 연못 양식장 2#의 양식업체는 민물게를 10년 넘게 양식했으며, 매년 11월~12월에 출하하고, 2월에 신규 종묘를 투입한다. 자체 가공하여 마련한 과립형 사료, 옥수수알, Margarya와 작은 물고기를 먹였으며, 연못에는 수초가 풍부하여 별도로 심을 필요가 없었으며, OO년도의 사료 투입량은 표 6을 참고한다.
2# 모니터링 지점의 사료 및 게 종묘 투입량 표
번호 사료 종류 2# 양식장
1 과립 6650
2 옥수수알 5120
3 Margarya 11340
4 작은 물고기 1030
5 게 종묘 895
파라미터를 건착망 양식 산출 모델
Figure 112016015293067-pct00007
에 대입하여 창저우 건착망 양식장 2#의 수산 오염물질의 생성 및 배출계수 TN이 23.99kg/t이고, TP가 3.20kg/t임을 얻을 수 있다. 그 오염물질의 생성 및 배출계수는 본 발명의 방법에 따른 현장 실측법과 큰 차이를 가지며, 구체적으로 표 7을 참고한다.
연못 양식의 두 가지 산출 방법에 따른 오염물질의 생성 및 배출계수
방법 유형 TN(kg/t) TP(kg/t)
물질수지법 23.99 3.20
본 발명의 방법 1.062 0.0018
단계 4에서 유역의 수산 양식의 오염물 배출량의 산출: 다양한 양식 모드, 양식 종류에 따른 오염물질 배출계수와, 다양한 양식 모드, 양식 종류에 따른 연간 생산량을 곱한 값의 합을 구하여 전체 유역의 수산 양식 오염물의 연간 배출량을 얻었다. 이때 상기 합을 구하는 식은 아래와 같다.
S총i＝Mi×ΔW1+K총i×ΔW2
MTN＝23.99kg/t, MTP＝3.20kg/t, ΔW1＝7.005t, K총TN＝20.89kg/t, K총TP＝2.75kg/t, ΔW2＝1.387t을 대입하여, 거후(湖) 유역의 이싱 및 창저우의 두 수산 양식 오염의 연간 배출량 TN이 197.02kg이고, TP가 26.23kg임을 얻었다.
두 가지 서로 다른 방법으로 추산된, 거후(湖) 유역의 두 가지 양식 모드에 따른 양식장의 연간 오염물질의 총배출량은 표 8을 참고한다.
다양한 방법에 따른 거후(湖) 유역의 두 가지 양식 모드 양식장의 연간 오염물질의 총배출량 표
방법 유형 TN(kg) TP(kg)
단일한 물질수지법 197.02 26.23
본 발명의 방법 36.41 3.83
표 8로부터, 본 발명에 따른 산출 방법의 결과는 단일한 물질수지법을 이용한 경우에 비해 하나의 수량급이 작은 것을 볼 수 있으며, 이는 주로 연못 양식 모드는 다양한 방법을 이용하므로 물질수지법에 따른 산출 결과가 현장 실측법의 결과보다 큰 것으로 파악된다. 물질수지법은 어장에 투입되는 사료 중 각 물질의 양은 생물체내의 각 물질의 함량과 생물체에 흡수되지 않은 각 물질의 합이라는 물질 평형 이론을 따르며, 이러한 방법으로 산출된 오염 부하량은 실제 상황에 비교적 부합한다. 그러나, 이러한 방법은 수체의 자체 정화 능력, 침전물의 흡착 분해 기능 및 수체 중 기타 생물의 흡수 이용 등 상황을 무시하므로, 얻어지는 값이 크다. 거후(湖) 유역 연못의 민물게 양식이 환경에 배출하는 TN, TP 양을 분석할 때 현장 실측법에 따라 산출하는 것이 비교적 실제에 부합한다.

Claims (10)

  1. 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법에 있어서,
    (1) 입력수단에 의해, 수산 양식의 오염 배출량 확정 대상 유역, 상기 유역의 수산 양식 모드, 양식 종류 및 대응 생산량이 입력되는 단계;
    (2) 처리수단에 의해, 상기 단계 (1)에서 조사된 수산 양식의 기본 상황을 토대로, 현장 실측법과 물질수지법을 이용하여 양식 종류, 양식 모드에 따른 대응되는 각종 오염물의 오염물질 배출계수의 기본 산출 모델이 확정되되, 확정되는 산출 모델이 아래의 (A) 및 (B)를 포함하는 단계,
    (A) 연못 양식(pond culture) 또는 공장형 양식의 산출 모델:
    Figure 112018021626752-pct00008

    (상기 식(Ⅰ)에서 Mi는 연못 양식 또는 공장형 양식의 특정 오염물의 환경 배출량(kg/t)이고, Q배j는 양식 중 제j회 배수시 배출된 폐수를 검출한 양(m3)이며, C배j,i는 제j회 배출 수체 중 특정 오염물의 농도(mg/L)이고, Q보j는 양식 중 제j회 물 보충량(m3)이며, C보j,i는 제j회 물 보충 수체 중 특정 오염물의 농도(mg/L)이며, ΔW1은 연못 양식 또는 공장형 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, i는 양식 생물에서 발생한 오염물 지표 TN, TP이며, j는 배수 및 물 보충이 몇번째인지를 나타낸 것이며, p는 배수 및 물 보충의 총 횟수임)
    (B) 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식의 산출 모델:
    Figure 112018021626752-pct00009

    (상기 식 (Ⅱ) 및 (Ⅲ)에서, K총i는 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식에서의 특정 오염물의 전체 오염물질 배출계수(kg/t)이고, W사r는 양식 중 특정 사료의 투입을 측정한 양(kg)이며, C사r,i는 특정 사료 중 특정 성분의 함량(mg/kg)이며, W묘r은 양식 중 특정 종묘의 투입량(kg)이며, C묘r,i는 특정 종묘 중 특정 성분의 함량(mg/kg)이며, W성r은 양식 중 특정 성어(게)의 포획량(kg)이며, C성r,i는 특정 성어(게) 중 특정 성분의 함량(mg/kg)이고, ΔW2는 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, K용i는 특정 오염물의 용해 상태의 오염물질 배출계수(kg/t)이며, Xi는 특정 오염물의 용해도 계수이며, i는 수산 양식 생물에서 발생한 오염물 지표 TN, TP이며, r는 사료, 물고기(게) 종묘 투입 및 성어(게) 포획이 몇번째인지를 나타낸 것이며, q는 전체 측정 횟수임);
    (3) 상기 처리수단에 의해, 상기 단계 (2) 중 양식 종류의 전형적인 양식 모드에 따른 측정 데이터를 토대로 오염물질 배출계수가 산출되는, 오염물질 배출계수의 확정 단계; 및
    (4) 상기 처리수단에 의해, 다양한 양식 모드, 양식 종류에 따른 오염물질 배출계수와 다양한 양식 모드, 양식 종류에 따른 연간 생산량을 곱한 값의 합을 구함으로써 전체 유역의 수산 양식 오염물의 연간 배출량이 얻어지되, 상기 합을 구하는 식은,
    S총i＝Mi×ΔW1+K총i×ΔW2 (Ⅳ)인, 유역의 수산 양식 오염물 배출량의 산출 단계
    (상기 식(Ⅳ)에서, S총i는 전체 유역의 특정 오염물의 환경 배출량(kg/t)이고, Mi는 연못 양식 또는 공장형 양식의 특정 오염물의 환경 배출량(kg/t)이며, ΔW1은 연못 양식 또는 공장형 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, K총i는 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식의 특정 오염물의 전체 오염물질 배출계수(kg/t)이며, ΔW2는 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식 생물의 순 생산량 또는 무게 증가량(t)이며, i는 수산 양식 생물에서 발생한 오염물 지표 TN, TP임)
    를 포함하는 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 유역의 수산 양식 모드, 양식 종류를 조사하여 확정하는 방법은,
    (a) 어업 양식 자료 등에 의해 양식 면적의 크기를 조사하여 전형적인 양식 모드를 확정하고,
    (b) 양식 생산량의 크기에 따라 유역의 주도적 양식 종류를 확정하는, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서의 양식 모드는 연못 양식, 공장형 양식, 그물박스 가두리 양식과 건착망 양식을 포함하고, 상기 양식 종류는 여과 섭식형 어류, 게류, 패류를 포함하는, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (2)에서 상기 Xi는 수산 생물이 배출한 오염물 지표 TN, TP의 용해도 계수를 가리키며, 각각 0.55, 0.40인, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (2) 중 상기 식 (Ⅰ)에서 p≥1이며, 연못 양식 또는 공장형 양식의 물갈이 횟수에 따라 결정되며, 상기 식 (Ⅱ)에서 q≥1이며, 종묘 투입시와 성어, 게 포획시 각 1회, 양식 중에는 분기마다 1회 샘플링을 확보하되, 6월~9월 즉 생물체의 성장 고봉기에는 사료 피드량이 크게 증가한 경우 모니터링 횟수를 증가하여 매달 2회 모니터링하는, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (3)에서 확정 및 측정이 필요한 데이터는 식 (Ⅰ), (Ⅱ)의 미지의 파라미터인, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 식 (Ⅰ), (Ⅱ)의 미지의 파라미터를 확정할 때 물 시료, 침전물, 사료급 생물체의 채집 방법은,
    (1) 연못 양식 또는 공장형 양식: 물 시료는 물 보충 수원, 양식 수체 및 배수 이들 3개 측면을 포함하며,
    (a) 물 보충 수원 측정의 샘플링 방법에 있어서, 물 보충구에 적어도 하나 이상의 샘플링 지점을 마련하고, 수체의 수심≤5m일 때, 수면 아래 0.3~0.5m 위치의 물 시료를 채집하고, 수원의 수심>5m이고 또한 수원의 수심≤10m인 경우, 수면 아래 0.3~0.5m 및 이상 0.5m 위치의 물 시료를 채집하고, 샘플을 등비율로 혼합한 후 분석하며, 수원의 수심>10m 또한 50m 이하인 경우, 수면 아래 0.3~0.5m, 중층, 바닥 이상 0.5m 위치의 물 시료를 채집하고 등비율로 혼합한 후 모니터링 및 분석을 진행하며,
    (b) 양식 수체 측정의 샘플링 방법에 있어서, 매회 샘플링시마다, 연못 양식부의 둘레와 중심부에 5개의 샘플링 지점을 마련하고, 각 샘플링 지점에서 수면 아래 0.5m 위치의 물 시료를 채집하고, 등비율로 샘플을 혼합하여 분석하며,
    (c) 배수 측정의 샘플링 방법에 있어서, 배수량이 양식 수체의 반 이상을 초과하는 경우, 배수 초기, 중기, 말기에 실제 배수 시료를 채집하고, 등비율로 샘플을 혼합하여 분석하며, 배수량이 양식 수체의 반보다 적은 경우, 배수 초기 및 말기에 실제 배수 시료를 채집하고 등비율로 샘플을 혼합하여 분석하며,
    (2) 그물박스 가두리 양식 또는 건착망 양식: 물 시료는 그물박스 가두리 내부의 수체 및 그물박스 가두리 외부의 수체 두 가지를 포함하며,
    (a) 그물 가두리 내부의 수체 측정의 샘플링 방법에 있어서, 그물 가두리 양식부 둘레와 중심부에 5개의 샘플링 지점을 마련하고, 각 샘플링 지점에서 수면 아래 0.5m 위치의 물 시료를 채집하고, 등비율로 샘플을 혼합하여 분석하며,
    (b) 그물 가두리 외부의 수체 측정의 샘플링 방법에 있어서, 그물 가두리로부터 떨어진 영역 내에 하나의 샘플링 지점을 선택하고, 상기 지점의 수면 아래 0.5m 위치의 물 시료를 채집하며,
    (3) 침전물의 채집 방법: 침전물의 채집은 표층 침전물을 바로 파내는 방법을 이용하며, 연못 내부와 그물 가두리 내부를 포함한 양식 수체 내부에서 침전물 채집 지점은 양식부의 중심부에 설정하며, 연못의 물 보충 수원지와 그물 가두리 외부 수체를 포함한 양식 수체 외부에서 침전물 채집 지점은 물 시료의 채집 지점과 같으며,
    (4) 사료의 채집 방법: 양식 중 피드기에는 각 모니터링 지점에서 사용된 각종 사료를 채집하고, 서로 다른 모니터링 지점에서 사용된 동일 사료는 중복하여 채집하지 않아도 되며, 각각의 사료에 대해서는 모두 이중시료(Parallel sample) 분석을 진행하며,
    (5) 생물체의 채집 방법: 물고기 종묘 또는 게 종묘의 투입기에 게 종묘와 다양한 물고기 종묘 샘플을 포함한 다양한 유체 샘플을 채집하며, 생물체 포획시에는 다양한 상품용 물고기 또는 게를 채집하는, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 식 (Ⅰ), (Ⅱ)의 미지의 파라미터를 확정할 때 상기 물 시료, 침전물, 사료급 생물체의 채집 빈도는 아래와 같은, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
    (1) 물 시료와 침전물의 샘플링 빈도: 종묘 투입시와 성어, 게 포획시에는 각각 한번씩 샘플링하고, 양식 중에는 분기마다 한번씩 샘플링;
    (2) 생물체의 샘플링 빈도: 일반적으로 종묘 투입시와 성어, 게 포획시 상응한 종묘와 성어, 게를 채집하여 모니터링하되, 각 양식 종류를 모두 채집함;
    (3) 사료의 샘플링 빈도: 사료 피드기에는 피드용 각종 사료를 채집.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 식 (Ⅰ), (Ⅱ)에서 미지의 파라미터의 물 시료, 침전물, 사료급 생물체에 대한 측정 지표가 아래와 같은, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
    (1) 수체: 총 질소량, 총 인량, 급수 및 배수량;
    (2) 침전물: 총 질소량, 총 인량;
    (3) 사료: 종류, 투입량, 사료 중 총 질소량, 총 인량;
    (4) 양식 생물체: 종류, 종묘 투입량, 상품량, 생물체 중 총 질소량, 총 인량.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 측정 지표 (1) 중 물의 양을 측정하는 방법은, 연못의 물 수용량과 물갈이 비율을 곱한 값을 이용하거나, 또는 배수 전 양식 수체의 물의 총량과 배수 후 양식 수체의 물의 총량의 차를 이용하거나, 또는 유량계를 이용하여 측정하는, 유역의 담수 수산 양식의 오염 배출량의 확정 방법.
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