용존 산소 측정 예비보고서

문서 내 토픽

1. 용존 산소(DO)

용존산소란 수중에 용해되어 있는 산소량(농도)을 말한다. 물에 용해하는 산소량은 온도 및 압력에 의하여 영향을 받는다. 물에 대한 산소의 용해도를 좌우하는 것으로 자연적 인자 외에도 수중에 존재하는 오염된 유기물 등은 물에 대한 산소의 용해도를 감소시키며, 또한 산소를 소비한다. 그러므로 오염된 물에서는 소비되는 양이 많으므로 용존산소량은 적고, 깨끗한 물에서는 그 온도에 있어서의 포화량에 가깝게 함유되어 있다. 즉 용존산소의 대소는 오염의 정도를 말해준다고 할 수 있다.
2. 생화학적 산소 요구량(BOD)

생화학적 산소 요구량은 물 속에 있는 호기성 미생물이 유기물을 분해하는 데 필요한 산소 소모량을 말하며, 영어로는 BOD(Biochemical Oxygen Demand)이다. BOD는 미생물이 유기물을 분해하는 과정에서의 용존산소량(DO) 농도변화를 통해 유기물의 양을 간접적으로 측정하는 것이다. 즉, BOD가 높을수록 유기물이 많이 포함된 오염된 물이다.
3. 화학적 산소 요구량(COD)

화학적 산소 요구량(COD)은 오염물질을 산화제로 하여 산화하여 분해하는데 있어 필요한 산소량으로써 물의 오염정도를 나타내는 기준으로 사용한다. COD는 BOD와 더불어 폐수의 유기물 함유도를 간접적으로 나타내는 중요한 지표이다.
4. Winkler-Azide 변법

Winkler-Azide 변법은 황산망간과 알칼리성 요오드화 칼륨, 아지드화 나트륨 용액을 넣을 때 생기는 수산화 제일 망간이 시료중의 용존산소에 의하여 산화되어 수산화제이망간으로 된다. 여기에 황산산성에서 넣어준 요오드화칼륨이 용존산소량에 대응하는 요오드를 유리한다. 유리된 요오드를 티오 황산나트륨으로 적정하여 용존산소의량을 정량하는 방법이다.
5. 격막 전극법

격막 전극법은 산소 투과성의 플라스틱으로 피복된 음극과 양극의 사이를 전해질로 채운다. 그 양극을 시료액에 넣으면 시료 속의 산소 분자가 피막과 전해질로 확산되고 음극 표면에 도달하여 환원된다. 이때 흐르는 전류는 산소 분자의 확산에 비례하므로 용존 산소량을 구할 수 있다.
6. 간이 시험법(색깔비교법)

간이 시험법은 시료와 시약을 혼합하여 나타나는 색깔이 얼마나 진한가를 분석하는 방법이다. 간이로 하는 방법이며 유효숫자는 1자리 수이다.
7. 용존 산소 농도에 기여하는 요인

대기압, 온도, 물의 깊이, 염도, 대생물작용 등이 용존 산소 농도에 영향을 미친다. 높은 대기압, 낮은 온도, 얕은 물, 낮은 염도, 낮은 대생물작용은 용존 산소 농도를 높이는 요인이 된다.
8. 용존 산소가 수질에 미치는 영향

용존산소가 부족하면 혐기성 분해가 일어나 부패(단백질, 탄수화물은 발효)하게 된다. 용존산소가 2ppm 이상이면 악취의 발생은 없으며, 4ppm 이상이면 청정이 유지된다고 보고, 어류의 생존에 필요한 용존산소의 농도는 4ppm 이상이다.
9. 용존산소계(DO Meter)

용존산소계는 수중에 녹아있는 산소를 측정하는 기기로, 센서와 그 출력을 증폭, 지시하는 계기부로 되어있다. 일반적으로 사용되고 있는 용존산소 자동측정법으로 격막산소전극법이 있다.
10. 포화용존산소량

포화 용존 산소량은 물 속에 녹을 수 있는 최대 산소량을 말한다. 포화 용존 산소량은 기압, 수온, 용존염류 농도 등에 따라 변화한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 용존 산소(DO)

용존 산소(DO)는 수중에 녹아 있는 산소의 양을 나타내는 중요한 수질 지표입니다. 이는 수중 생물의 호흡과 수중 화학 반응에 필수적인 요소이며, 수질 관리에 있어 매우 중요한 역할을 합니다. 용존 산소 농도는 수온, 압력, 유기물 농도 등 다양한 요인에 의해 영향을 받으므로, 이를 정확히 측정하고 관리하는 것이 중요합니다. 또한 용존 산소 농도는 수중 생태계의 건강 상태를 나타내는 지표로 활용될 수 있습니다.
2. 생화학적 산소 요구량(BOD)

생화학적 산소 요구량(BOD)은 수중의 유기물이 미생물에 의해 분해되는 과정에서 소모되는 산소량을 나타내는 지표입니다. BOD는 수질 오염 정도를 평가하는 데 널리 사용되며, 수중 생태계의 건강 상태를 파악하는 데 중요한 역할을 합니다. BOD 값이 높을수록 수중 유기물 농도가 높다는 것을 의미하므로, BOD 관리를 통해 수질 개선을 도모할 수 있습니다. 따라서 BOD 측정과 관리는 수질 관리에 있어 필수적인 요소라고 할 수 있습니다.
3. 화학적 산소 요구량(COD)

화학적 산소 요구량(COD)은 수중의 유기물이 산화제에 의해 화학적으로 분해되는 과정에서 소모되는 산소량을 나타내는 지표입니다. COD는 BOD와 함께 수질 오염 정도를 평가하는 데 사용되며, 수중 유기물 농도를 간접적으로 측정할 수 있습니다. COD 값이 높을수록 수중 유기물 농도가 높다는 것을 의미하므로, COD 관리를 통해 수질 개선을 도모할 수 있습니다. 또한 COD 측정은 BOD 측정보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있다는 장점이 있습니다.
4. Winkler-Azide 변법

Winkler-Azide 변법은 용존 산소 농도를 측정하는 대표적인 방법 중 하나입니다. 이 방법은 화학 반응을 통해 용존 산소를 산화-환원 반응으로 측정하는 것으로, 정확성과 재현성이 높아 널리 사용되고 있습니다. 또한 이 방법은 현장에서 간단하게 측정할 수 있어 실용성이 높습니다. 다만 시약 사용과 복잡한 절차로 인해 숙련된 기술이 필요하다는 단점이 있습니다. 따라서 Winkler-Azide 변법은 용존 산소 측정에 있어 중요한 방법이지만, 상황에 따라 다른 측정 방법과 병행하여 사용하는 것이 바람직할 것으로 판단됩니다.
5. 격막 전극법

격막 전극법은 용존 산소 농도를 측정하는 또 다른 방법으로, 전기화학적 원리를 이용합니다. 이 방법은 Winkler-Azide 변법에 비해 측정 과정이 간단하고 현장에서 실시간으로 측정이 가능하다는 장점이 있습니다. 또한 연속 측정이 가능하여 용존 산소 농도의 변화를 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 다만 정확도와 신뢰성이 Winkler-Azide 변법에 비해 다소 낮다는 단점이 있습니다. 따라서 격막 전극법은 실시간 모니터링이 필요한 경우나 신속한 측정이 요구되는 상황에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단됩니다.
6. 간이 시험법(색깔비교법)

간이 시험법, 특히 색깔비교법은 용존 산소 농도를 간단하고 신속하게 측정할 수 있는 방법입니다. 이 방법은 시약을 이용하여 수중의 용존 산소 농도에 따라 용액의 색깔이 변하는 원리를 이용합니다. 색깔비교법은 현장에서 손쉽게 측정할 수 있고, 별도의 장비 없이 간단히 수행할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 정확도와 신뢰성이 다른 측정 방법에 비해 다소 낮다는 단점이 있습니다. 따라서 간이 시험법은 신속한 용존 산소 농도 확인이 필요한 경우에 유용하게 활용될 수 있지만, 정밀한 측정이 요구되는 경우에는 다른 측정 방법을 병행하는 것이 바람직할 것으로 판단됩니다.
7. 용존 산소 농도에 기여하는 요인

용존 산소 농도는 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 수온, 압력, 유기물 농도, 광합성 활동, 호흡 활동 등이 주요 요인으로 작용합니다. 수온이 높아지면 용존 산소 농도가 낮아지고, 압력이 높아지면 용존 산소 농도가 높아집니다. 유기물 농도가 높으면 미생물의 호흡 활동이 증가하여 용존 산소 농도가 낮아집니다. 반면 광합성 활동이 활발한 경우 용존 산소 농도가 높아질 수 있습니다. 이처럼 용존 산소 농도는 복합적인 요인에 의해 결정되므로, 이를 종합적으로 고려하여 관리하는 것이 중요합니다.
8. 용존 산소가 수질에 미치는 영향

용존 산소는 수중 생태계에 매우 중요한 역할을 합니다. 수중 생물의 호흡에 필수적이며, 유기물 분해 과정에서 산소가 소모되어 수질 오염을 유발할 수 있습니다. 용존 산소 농도가 낮으면 수중 생물의 생존이 어려워지고, 부패 및 혐기성 조건이 발생할 수 있습니다. 반면 용존 산소 농도가 높으면 수중 생물의 성장과 번식이 활발해지고, 유기물 분해가 원활하게 이루어질 수 있습니다. 따라서 수질 관리에 있어 용존 산소 농도를 적정 수준으로 유지하는 것이 매우 중요합니다.
9. 용존산소계(DO Meter)

용존산소계(DO Meter)는 수중의 용존 산소 농도를 측정하는 장비입니다. 이 장비는 전기화학적 원리를 이용하여 용존 산소 농도를 실시간으로 측정할 수 있습니다. 용존산소계는 현장에서 간편하게 사용할 수 있고, 연속 측정이 가능하여 용존 산소 농도의 변화를 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 또한 다양한 모델과 기능이 개발되어 사용 목적과 환경에 따라 적절한 장비를 선택할 수 있습니다. 다만 정확도와 신뢰성이 Winkler-Azide 변법에 비해 다소 낮다는 단점이 있습니다. 따라서 용존산소계는 실시간 모니터링이 필요한 경우나 현장 측정이 요구되는 상황에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단됩니다.
10. 포화용존산소량

포화용존산소량은 수온과 압력에 따라 결정되는 수중에 용해될 수 있는 최대 산소량을 의미합니다. 이 값은 수중 생물의 호흡과 수질 관리에 있어 중요한 기준이 됩니다. 포화용존산소량은 수온이 높아질수록 감소하고, 압력이 높아질수록 증가합니다. 따라서 수온과 압력 변화에 따른 포화용존산소량의 변화를 고려하여 수질을 관리해야 합니다. 또한 실제 용존 산소 농도가 포화용존산소량에 근접할수록 수중 생태계의 건강성이 높다고 볼 수 있습니다. 따라서 포화용존산소량은 수질 관리에 있어 중요한 지표로 활용될 수 있습니다.

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