부산시 도심하천 퇴적물의 오염도 평가 및 BMP test에 의한 최종메탄 및 이산화탄소발생량 산정
- Alternative Title
- Evaluation of sediments quality and Estimation of ultimate methane and carbon dioxide yields using BMP test for the urban streams in the Busan city
- Abstract
- The main objective of this study was to offer informations about conditions of stream sediments and to evaluate biochemical methane potentials of stream sediments from the urban streams in Busan city using conventional BMP test. So we first select 14 urban streams and collect sediment samples. Then, pH, COD, proximate analysis, volatile solid, organic carbon content, elemental analysis and analysis for heavy metal concentrations were conducted to determine characteristics of the sediments. Results show that COD, organic carbon content, volatile solid content and heavy metal concentration of sediments are determined in range of 1.20∼75.07 mg L, 0.19∼11.54 %, 0.23∼34.21 % and 0.4∼732.6 mg kg, respectively.
Using the above experimental results, we evaluated the correlations between sediment COD and moisture contents, ash contents, volatile solid, total organic carbon, total nitrogen and total carbon using linear model with a least-squares algorithm. As a result, linear model was well fitted to each data with good values of the correlation coefficient(r=0.9664∼0.8501).
Also, Analysis data of sediments were compared with USEPA sediment quality standards and ontario sediment quality guidelines. As a result, when compared with USEPA sediment quality standards, total 9 samples were evaluated as heavily polluted and total 3 samples were evaluated as moderately polluted. But when compared with ontario sediment quality guidelines, total 3 samples were evaluated as severe effect level and total 10 samples were evaluated as lowest effect level.
Finally, to evaluate biochemical methane potential of stream sediments using BMP test, we select total 5 urban streams and several biochenmical methane potential tests were performed in a laboratory.
As a result, pH values of the reactors generally increased and then stabilized at 7.11∼7.35. In addition, C/N ratio, ultimate methane and carbon dioxide yield(mL /g VS) and biodegradability(%)were determined to 1.05∼10.27, 10.1∼179.4, 10.3∼34.4 and 4.0∼30.1, respectively.
Also, in a similar manner linear model was fitted to each data for determination of the correlations between ultimate methane yield and ultimate carbon dioxide yield, C/N ratio, COD, volatile solid and total organic carbon content. As a result, except for COD(R=0.7586) and volatile solid(R=0.7876), linear model was well fitted to each data with good values of the correlation coeffcient(R=0.9795∼9858). Through these results, we propose empirical equations, which contain C/N ratio or TOC, for the prediction of ultimate methane yield for the ulban streams in Busan city.
- Author(s)
- 이준기
- Issued Date
- 2010
- Awarded Date
- 2010. 2
- Type
- Dissertation
- Keyword
- Methane 퇴적물
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/10097
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001955861
- Alternative Author(s)
- Lee, Junki
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 환경공학과
- Advisor
- 이태윤
- Table Of Contents
- 목차
Ⅰ. 서론 1
1. 연구배경 및 목적 1
2. 연구내용 4
Ⅱ. 문헌 연구 5
1. 연구동향 5
가. 국외연구동향 5
(1) 국외 하천퇴적토의 오염특성조사 및 관리현황 5
(2) 국외 폐기물 잠재메탄발생량(BMP TEST) 적용 및 연구사례 6
나. 국내연구동향 8
(1) 국내 하천퇴적토의 오염특성조사 및 관리현황 8
(2) 국내 폐기물 잠재메탄발생량(BMP TEST) 적용 및 연구사례 10
2. 퇴적물 환경기준 11
가. 미국의 퇴적물 환경기준 11
나. 캐나다의 퇴적물 환경기준 13
다. 일본의 퇴적물 환경기준 14
3. 퇴적물의 수질과의 관계 및 용출 메커니즘 15
가. 퇴적물과 수질과의 관계 15
나. 퇴적물의 용출 메커니즘 16
4. 폐기물의 메탄 및 이산화탄소 발생 기작 18
5. 폐기물의 메탄 및 이산화탄소 발생의 영향인자 20
Ⅲ. 재료 및 방법 22
1. 연구대상지역 22
2. 퇴적물의 물리・화학적 특성 조사 27
가. pH 27
나. 공업분석 27
다. 원소분석 및 총유기탄소 28
라. COD 28
마. 강열감량 29
바. 중금속 31
3. 퇴적물의 오염도 평가방법 31
4. BMP(Biochemical Methane Potential) test 33
가. 대상시료 33
나. 영양배지 및 식종액 준비 34
다. 실험방법 35
라. 가스 발생량 및 농도 측정 36
5. 잠재가스발생량 계산 39
가. 누적가스발생량 계산 39
나. 최종메탄발생량(Mo), 반응속도상수(k) 40
다. 생분해도 평가 41
Ⅳ. 결과 및 고찰 43
1. 퇴적물의 물리・화학적 특성 조사 결과 43
2. 퇴적물의 오염도 평가 결과 49
가. 퇴적물 유기오염도 평가 결과 49
나. 퇴적물 중금속 오염도 평가 결과 51
다. 최종 오염도 평가 결과 58
3. BMP(Biochemical Methane Potential) test 결과 59
가. 이론적가스발생량 계산 결과 59
나. 시간에 따른 pH의 변화 63
다. 퇴적물의 C/N 특성 64
라. 누적가스발생량 계산 결과 65
마. 최종메탄 및 이산화탄소발생량(B), 반응속도상수(k) 67
바. 생분해도 평가 결과 72
4. 퇴적물 오염도와 누적가스발생량과의 상관관계 평가결과 73
Ⅴ. 결론 78
참고 문헌 81
- Degree
- Master
-
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