호소에서 총인의 물질수지

호소에서 총인의 물질수지: 효과적인 관리와 활용 전략

 

1. 소개: 호소와 총인의 중요성과 물질수지의 필요성

호소의 역할과 총인의 화합물이 갖는 환경 및 생태적 중요성 소개.

 

2. 호소와 총인의 종류와 특성

다양한 호소 및 총인 화합물에 대한 특성과 환경 영향에 대한 이해.

3. 총인 오염 원인과 분포

총인이 발생하는 주요 원인과 지리적 분포에 대한 정확한 파악.

 

4. 전통적인 총인 관리 방법과 한계

기존의 총인 관리 방법과 한계에 대한 평가 및 개선의 필요성.

 

5. 첨단 기술을 활용한 총인 제거 방법 소개

최신 기술 및 첨단 과학을 활용한 효과적인 총인 제거 방법 설명.

 

6. 환경에서의 총인 모니터링과 품질 향상

전략 총인의 환경 모니터링 방법과 품질 향상을 위한 종합적인 전략 소개.

 

7. 총인 물질수지 예제: 지하수 관리

특정 지역의 지하수에서 발생하는 총인 물질수지에 대한 사례 연구 및 해결 전략.

 

8. 제거 효율을 높이기 위한 운영 및 유지 관리 전략

총인 제거 효율을 높이기 위한 설비 운영 및 유지 관리 전략 안내.

 

9. 생태학적 균형을 고려한 총인 제거 기술

생태학적 균형을 유지하면서 총인을 효과적으로 제거하는 기술 소개.

 

10. 결론: 총인 관리의 중요성과 지속가능한 전망

총인 관리의 중요성과 지속가능한 환경을 위한 노력의 중요성에 대한 종합적인 결론.

호소에서 총인의 물질수지

유체의 흐름이 정상상태이고 일정한 부피일 경우 호소는 완전혼합흐름 시스템에 접근할 수 있을 것이다(P out = P lake). 호소의 인 평균 농도는 총인 농도와 동일하다.

V dP/dt = Qin Pin - Q P - ks P V

축적 = 유입 - 유출 - 침전

여기서, V : 호소의 부피, l³

P : 호소의 총인 농도, Ml^-3

t : 시간, T

Qin : 유입량, l³T^-1

Pin : 유입인의 총농도, Ml^-3

ks : 일차반응 첨전계수, T^-1

Q : 유출량, l³T^-1

침전계수는 평균 침강속도, 평균심도 및 총인의 미립화된 비율에 의한 매개변수이다.

ks =αVs/ H 그리고 α = P part / P

α : 총인에 대한 미립화된 인의 비율

Vs : 평균 입자 침강속도, lT^-1

H : 호소의 평균 깊이, l

정상상태의 조건 하에서 방정식은 아래와 같이 표현할 수 있다.

V dP/dt = 0

= Qin Pin - Q P - ks P V ---(1)

증발현상을 무시한다면 유입량은 유출량과 거의 같은양이 될 것이다. (Qin = Q)

부피로 식(1)의 오른쪽 항을 나누면 수력학적 체류시간으로 표현할 수 있다.(τ= V/Q)

0 = Pin/τ - P/τ - ks P

여기서, τ : 수력학적 체류시간, T

재정리한 호소의 총인의 농도는 식은 P = Pin/(ksτ+1)

P / Pin = 1 / (ksτ+1) R = 제거된 분율 = 1 - (P / Pin) =ksτ/ (ksτ+1)

예제>

콜로라도 강 주변의 한 호소인 Lyndon B.Johnson 호소는 홍수조절과 오락위주의 호수 이다. 이 호수의 평균 수력학적 체류시간은 80일이고 부피는 1.71 x 10^8M³이며 평균 수심은 6.7m이다. 이 호소에서 총인에 대한 입자 형태의 인 비율은 0.7이다. 평균입 자 침강속도는 0.1md^-1이다. 이 호소에 유입되는 총인의 평균농도가 72㎍l^-3라면 연 간 총인의 평균농도를 산출하여라.

<풀이>

ks =αVs/ H이므로

ks = (0.7)(0.1md^-1)(6.7m)

= 0.0104 day^-1 ksτ

= (0.0104)(80)

= 0.832 P

= Pin / (ksτ+1)

= 72 / (0.0104)(80) + 1

= 39 ㎍l^-1

∴ 호소에서 총인 농도는 39 ㎍l^-1이고 이 물질의 70%는 부유물질이며 남아있는 30% 는 용해성 물질이다.

즉, 용해되어 있는 인은 대부분 플랑크톤이 흡수하기 쉬운 형태 인 PO₄^3-로 되어있다.