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ISSN : 1225-7672(Print)
ISSN : 2287-822X(Online)
Journal of the Korean Society of Water and Wastewater Vol.36 No.2 pp.81-95
DOI : https://doi.org/10.11001/jksww.2022.36.2.81

Effect of ammonia nitrogen and microorganisms on the elevated nitrogenous biochemical oxygen demand (NBOD) levels in the Yeongsan river in Gwangju

Dong Jang1, Gwangwoon Cho1, Gyeongrok Son1, Haram Kim1, Yumi Kang1, Seunggi Lee2, Soonhong Hwang3, Seokjin Bae1, Yunhee Kim1*
1Department of Environmental Research, Health & Environment Research Institute of Gwangju
2School of Earth Sciences and Environmental Engineering, Gwangju Institute of Science and Technology
3Yeongsangang River Water Environment Research Institute, National Institute of Environmental Research
* Corresponding author: Yunhee Kim (E-mail: kyh7513@korea.kr)

07/02/2022 02/03/2022 07/03/2022

Abstract


The present study was performed to investigate the effects of NH3-N and nitrifying microorganisms on the increased BOD of downstream of the Yeongsan river in Gwangju. Water samples were collected periodically from the 13 sampling sites of rivers from April to October 2021 to monitor water qualities. In addition, the trends of nitrogenous biochemical oxygen demand (NBOD) and microbial clusters were analyzed by adding different NH3-N concentrations to the water samples. The monitoring results showed that NH3-N concentration in the Yeongsan river was 22 times increased after the inflow of discharged water from the Gwangju 1st public sewage treatment plant (G-1-PSTP). Increased NH3-N elevated NBOD levels through the nitrification process in the river, consequently, it would attribute to the increase of BOD in the Yeongsan river. Meanwhile, there was no proportional relation between NBOD and NH3-N concentrations. However, there was a significant difference in NBOD occurrence by sampling sites. Specifically, when 5 mg/L NH3-N was added, NBOD of the river sample showed 2-4 times higher values after the inflow of discharged water from G-1-PSTP. Therefore, it could be thought other factors such as microorganisms influence the elevated NBOD levels. Through next-generation sequencing analysis, nitrifying microorganisms such as Nitrosomonas, Nitroga, and Nitrospira (Genus) were detected in rivers samples, especially, the proportion of them was the highest in river samples after the inflow of discharged water from G-1-PSTP. These results indicated the effects of nitrifying microorganisms and NH3-N concentrations as important limiting factors on the increased NBOD levels in the rivers. Taken together, comprehensive strategies are needed not only to reduce the NH3-N concentration of discharged water but also to control discharged nitrifying microorganisms to effectively reduce the NBOD levels in the downstream of the Yeongsan river where discharged water from G-1-PSTP flows.



광주지역 영산강의 NBOD 발생에 대한 암모니아성 질소 및 미생물 영향 연구

장 동1, 조 광운1, 손 경록1, 김 하람1, 강 유미1, 이 승기2, 황 순홍3, 배 석진1, 김 연희1*
1광주광역시 보건환경연구원 환경연구부
2광주과학기술원 지구・환경공학부
3국립환경과학원 영산강물환경연구소

초록


    1. 서 론

    영산강은 광주광역시의 농업 및 생활용수의 주요 원천일 뿐만 아니라 시민들에게 수변환경을 제공하는 중요한 수자원이다. 그러나 영산강은 유역면적이 작 고 유하거리는 짧으며 하상계수가 크기 때문에 영산 강으로부터 광주광역시의 충분한 수자원을 확보하기 어렵다. 그러므로 광주광역시에서는 영산강의 유량 확보를 위하여 광주 제1하수처리장 방류수를 하천 유 지용수로 이용하고 있으며, 갈수기에는 제1하수처리 장 방류수가 영산강 본류 유량의 60∼70%를 차지한 다 (Lee, 2018).

    하천 수질은 크게 공공하수처리장의 방류수 유입 등의 점오염원과 산업 및 농업 폐수 등의 비점오염원 에 영향을 받으며, 환경부가 고시한 물환경 목표기준 평가 규정에 따라 유기물 오염 지표인 생물화학적산 소요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD) 등으로 평 가된다 (Han et al., 2014). 광주광역시 시정백서(2020년) 에 의하면 광주지역 영산강 하류 광산 지점(광주광역 시와 나주시 경계의 영산강 본류지점, Fig.1의 Site L)의 BOD 평균 농도는 5.4 mg/L로 광주지역 영산강 상류 용산교 지점(광주광역시와 담양군 경계의 영산강 본 류지점)의 평균 농도 2.3 mg/L보다 약 2배 높게 측정 되었고, 광산의 BOD 농도는 광주광역시 개발사업과 연관되어 있기 때문에 광산 지점의 BOD 농도 상승 원인에 대한 지자체와 시민들의 관심이 높은 실정이 다 (Lee, 2020).

    Min et al. (2011)은 공공하수처리장 방류수를 통해 방류된 암모니아성질소 (NH3-N)가 하천의 유기물 지 표인 BOD 농도를 증가시킬 수 있다고 보고하였다 (Min et al., 2011). NH3-N는 수계에서 주로 암모늄이온 (NH4+) 형태로 존재하고 있으며, 수계 유입 후 8∼10일 후부터 질산화 미생물에 의해 서서히 질산성질소 (NO3-N)로 산화된다 (Ge et al., 2015). 질산화 미생물의 세대기간(Generation time)은 8∼24시간으로 길기 때문에 NH3-N가 완전히 산화될 때까지 20일 이상이 소요된다 (Watson et al., 1981). 1.0 mg의 NH3-N를 NO3-N로 산화시 키는데 4.57 mg의 산소가 소모되며, 이때 소모된 용 존산소량을 질소성생물화학적산소요구량 (Nitrogenous Biochemical Oxygen Demand, NBOD)라고 한다 (Grunditz et al., 2001;Paredes et al., 2007).

    자연 하천은 수계 내 질산화 미생물의 양이 상대적 으로 적고 증식 속도가 느리기 때문에 BOD 측정시 5 일 이내에는 NH3-N 질산화가 진행되지 않으므로 NBOD 영향이 없는 탄소성생물화학적산소요구량 (Carbonaceous Biochemical Oxygen Demand, CBOD)만 측정된다 (Swayer and Mecarty, 1967). 그러나 공공하수 처리장 방류수 유입 등으로 인하여 NH3-N와 질산화 미생물의 양이 충분한 하천은 5일 이내에 NBOD 발생 으로 실제 유기물 양에 비해 BOD 농도가 높게 분석 될 가능성이 있으며 BOD 농도 계산식은 다음과 같다 (Young, 1973).

    BOD = CBOD + NBOD

    국내 하천의 NBOD 발생에 대한 연구는 대부분 공 공하수처리장 방류수 및 방류수가 유입된 하천의 수 질항목 모니터링 위주로 보고되었고, 하천 NBOD 발 생에 대한 NH3-N 영향 및 질산화 미생물 분포 연구는 상대적으로 미흡하다 (Han et al., 2015;Jang et al., 2007;Kim et al., 2021a;Kim et al., 2021b;Min et al., 2011;Nam et al., 2017).

    따라서 본 연구에서는 광주 제1하수처리장 방류수 유입 전・후 영산강 본류 지점을 중심으로 수질 특성 을 파악하고 NH3-N 농도에 따른 연구지점별 NBOD 발생특성과 질산화 미생물 영향을 조사하였다. 이를 통해 광주지역 영산강 하류의 NH3-N와 BOD 농도 상 승에 대한 영향을 연구하여 향후 영산강 수질개선 및 BOD 농도 저감 정책수립을 위한 기초자료를 제공하 고자 한다.

    2. 연구방법

    2.1 연구지점

    광주지역 본류인 영산강은 황룡강, 광주천, 풍영정 천이 합류되고, 광주 제1하수처리장 방류수가 일일 60 만톤 유입된다. 본 연구에서는 광주 제1하수처리장 방 류수의 NH3-N가 하천 수질 특성에 미치는 영향을 조 사하기 위하여 방류수 유입 전・후 부근을 집중적으로 연구지점을 선정하였다. 광주지역 영산강 10개 지점, 제1하수처리장 방류구 1개 지점, 광주천 1개 지점, 황 룡강 1개 지점을 포함한 총 13개 지점을 연구지점으 로 선정하였으며 각 지점의 위치는 Fig. 1과 같다.

    A, B 지점은 광주지역 영산강 상류로 분류되며 광 주 제1하수처리장 방류수가 유입되기 전이고 그 중 B 지점은 풍영정천이 영산강 본류에 합류된 지점이다. C 지점은 제1하수처리장 방류수 배출구 반대편 천변 에 위치하며 제1하수처리장 방류수의 영향이 미치지 않을 것으로 예상되는 지점이고, G 지점은 C 지점으 로부터 하류로 100 m 유하된 지점이다. D 지점은 광 주 제1하수처리장 방류수 배출구이며 제1하수처리장 은 유기물과 질소 등을 제거하기 위한 고도산화처리 인 Anaerobic-Anoxic-Oxic(A2O)공정을 운영하고 있고, E, F 지점은 D 지점으로부터 각각 100 m, 200 m 유하 된 지점이다. H 지점은 영산강 본류, 광주 제1하수처 리장 방류수 그리고 광주천이 모두 합류되는 지점이 고, I 지점은 H 지점으로부터 하류로 500 m 유하된 지 점이다.

    광주천은 하천 유지용수량 확보를 위하여 영산강 물과 광주 제1하수처리장 방류수를 광주천 상류로 보 내 이용하고 있으며, J 지점은 광주천의 하류 지점이 다. M 지점은 황룡강 하류지점으로 K 지점에서 영산 강 본류와 합류되며, L 지점은 광산이라 칭하며 광주 광역시와 나주시의 경계지점으로 광주지역 영산강 하 류로 분류되는 지점이다.

    2.2 하천 수질특성 및 통계분석

    본 연구는 광주 제1하수처리장 방류수 유입 전・후 하천의 수질특성 파악을 위하여 하천 모니터링을 진 행하였으며 2021년 4월부터 2021년 10월까지 월 1∼2 회 시료 채수를 진행하였다. 시료 분석항목은 BOD, NH3-N 등 총 17항목이고 각 분석은 수질오염공정시 험기준(NIER, 2021)에 따라 수행하였다. 현장측정 항 목인 수소이온농도 (pH), 수온, 용존산소량(Dissolved oxygen, DO), 전기전도도 (EC)는 다항목 현장측정기 (YSI 556 MPS, Yellow Springs, OH, USA)를 이용하여 시 료 채수 후 즉시 측정하였고, 유기물 관련 항목인 BOD, CBOD, NBOD, 화학적산소요구량(Chemical oxygen demand, COD), 총유기탄소(Total organic carbon, TOC)와 질소(Nitrogen) 및 인(Phosphorus) 관련 항목인 총질소 (Total-Nitrogen, T-N), 질산성질소(NO3-N), 아질산성질 소(NO2-N), 암모니아성질소(NH3-N), 총인(Total-phosphorus, T-P), 인산염인(PO4-P) 그리고 클로로필a(Chlorophyll-a), 부유물질(Suspended solids, SS)은 실험실에서 분석하였 다. 특히 BOD 시험 시 질산화균 억제제로서 Allythiourea (98%, Sigma-aldrich, St. Louis, MO, USA)를 사용하여 질산화의 영향을 받지 않는 CBOD 농도를 구하고 BOD 농도에서 CBOD 농도를 제하여 질산화에 의한 산소요구량인 NBOD 농도를 산출하였다. 하천 모니터 링 관련 항목별 농도는 평균, 최소값, 최대값 등의 기 술통계량을 이용하여 나타내었다.

    또한 연구지점들의 연관성을 통계적으로 확인하기 위하여 하천모니터링 13개 지점 및 COD, T-N, TOC 등 수질특성 17항목의 평균값을 변수로 선정하여 군집분 석을 실시하였다. 분석에는 통계프로그램(SPSS 21.0) 및 R 프로그램을 이용하였고 결과 값은 히트맵 (Heatmap) 으로 나타내었다. 군집분석은 데이터에 있 는 감춰진 패턴이나 그룹을 찾기 위해 군집화 알고리 즘을 적용하는 것으로 동일 군집일 경우 특성이 유사 한 것으로 해석되며, 히트맵은 데이터 값을 색상으로 변 환시켜 유사한 값의 클러스터를 시각화하는 방법이다.

    2.3 NBOD 발생 특성 및 경향 조사

    NH3-N 농도 변화에 따른 각 연구지점의 NBOD 발 생 특성을 조사하고자 광주 제1하수처리장 방류수 유 입 전・후 지점(Site B, I)과 제1하수처리장 방류수 지 점(Site D) 및 영산강 하류 지점(Site L)의 시료에 NH3-N 농도를 0.0 mg/L, 2.0 mg/L, 5.0 mg/L씩 증가하 도록 NH3-N 표준용액(1000 mg/L, Sigma-aldrich, St. Louis, MO, USA)을 주입하여 비교 실험을 진행하였다. BOD 농도는 5일 배양 후 소모하는 용존산소량에서 산출되므로 연구지점 4개소(Site B, D, I, L)의 NBOD5(5 일 배양한 질소성생물화학적산소요구량) 발생 특성을 비교하였다. 그리고 NBOD를 포함하여 BOD, CBOD, 및 NH3-N, NO2-N, NO3-N 항목을 7일 동안 일별로 분 석해 시간경과에 따른 항목별 변화 경향까지 관찰하 고자 하였다.

    2.4 질산화 미생물 군집 분석

    NBOD 발생과 질산화 미생물의 상관관계를 알아보기 위하여 차세대염기서열분석(Next Generation Sequencing, NGS)을 이용하여 광주 제1하수처리장 방류수 유입 전・후 지점(Site B, I)과 제1하수처리장 방류수 지점 (Site D)의 미생물 군집 분석을 CJ Bioscience 사(Korea) 에 의뢰해 수행하였다. 연구지점의 하천수를 원심분 리 후 FastDNATM SPIN Kit for soil (MP biomedicals, Irvine, CA, USA)을 이용하여 총 유전자를 추출하였 고, 세균 16S rDNA의 V3-V4 region의 염기서열을 기 반으로 NGS 분석을 수행하였다. PCR은 primer 341F (CCTACGGGNGGCWGCAG) 및 805R (GACTACHVG GGTATCTAATCC)을 사용하여 95℃에서 3분 동안 initial denaturation 진행 후, 95℃에서 30초간 denaturation, 5 5℃에서 30초간 annealing, 72℃에서 30초간 extension 을 25회 반복하고, 72℃에서 5분간 final extension을 진 행하였다. 증폭된 PCR 생성물의 염기서열 분석은 Illumina Miseq (Illumina, San diego, CA, U.S.A.) 시스템 을 이용하였고 각 지점마다 2개의 fastq 파일을 얻었 다. VSEARCH(v2.13.4) 소프트웨어를 이용하여 2개의 fastq 파일을 하나의 파일로 합친 후, chimera를 포함하는 염기서열 등을 제거하였다. 분석결과는 Ezbiocloud 프 로그램(CJ Bioscience, Seoul, public of Korea)을 이용하였 고 Ezbiocloud database와 비교해 97% 이상의 유사도 를 나타내는 operational taxonomic units를 분류하여 지 점별 미생물 군집으로 나타냈다.

    3. 결과 및 고찰

    3.1 하천 수질특성 및 통계분석

    3.1.1 하천 수질 특성

    광주지역 영산강 본류는 광주 제1하수처리장 방류 수가 유입되므로 영산강 10개 지점(Site A∼C, E∼I, K, L), 황룡강 1개 지점(Site M), 광주천 1개 지점(Site J), 광주 제1하수처리장 방류수 1개 지점(Site D)의 유기물 및 질소 계열 수질항목을 조사하여 방류수가 하천에 미치는 영향을 파악하였다 (Table 1).

    영산강 10개 지점의 평균 BOD 농도는 4.1 mg/L으 로 황룡강 3.5 mg/L, 광주천 3.5 mg/L, 광주 제1하수처 리장 방류수 1.5 mg/L보다 높았으며, 다른 유기물 지 표인 TOC, COD 농도도 영산강이 광주천, 황룡강에 비 해 높게 분석되었다. 또한 영산강의 질소화합물 항목 (T-N, NH3-N, NO2-N)들이 다른 하천에 비해 높게 나타 났는데, 이는 광주 제1하수처리장 방류수의 유입 영향 으로 판단되었다.

    영산강 지점 중 광주 제1하수처리장 방류수 유입 전 B 지점과 유입 후 I 지점의 수질분석 값을 비교하 면 B 지점에서 I 지점으로 유하되면서 BOD 농도는 3.9 mg/L에서 5.3 mg/L로 증가하였고, NBOD/BOD 비 율(%)은 7%에서 36%로 증가하였다.

    연구지점의 위치를 고려할 때 (Fig. 1), 강물이 B 지 점 (BOD 3.9 mg/L, 조사시기 평균유량 11만 m3/일)에 서 D 지점 (BOD 1.4 mg/L, 조사시기 평균유량 53만 m3/일)으로 흐르고 합류되어, I 지점으로 유하되기 때 문에 I 지점의 BOD 농도는 B 지점의 농도보다 낮아 지는 희석효과를 기대하였다. 그러나 I 지점의 BOD 농도는 B 지점의 BOD 농도보다 높아지는 경향을 보 였으며, 이는 NBOD 농도가 B 지점 0.3 mg/L에서 I 지 점 1.9 mg/L로 증가하였기 때문으로 판단된다.

    NBOD는 NH3-N가 질산화(NH3-N → NO2-N → NO3-N)되며 용존산소를 소모하여 발생한다. NBOD 발생 관련 질소화합물 항목(T-N, NH3-N, NO2-N, NO3-N)의 경우, B 지점에서 I 지점으로 유하될 때 D 지점의 제1하수처리장 방류수가 유입되며 증가하는 경향을 보였고, 특히 NH3-N 농도가 0.079 mg/L에서 1.798 mg/L로 22.6배 증가하였다. 이 결과를 토대로 제1하수처리장 방류수에 포함된 NH3-N가 영산강 본 류로 유입 후 질산화를 일으켜 I 지점의 NBOD 농도 를 증가시킨 것으로 추정하였다. COD와 TOC는 물 리・화학적인 방식을 통해 수계 내 유기물을 각각 30 ∼60%, 90% 이상 측정하는 분석 지표이며 NH3-N의 영향을 거의 받지 않는다. B와 I 지점의 COD, TOC 농도는 지점 간 0.1∼0.2 mg/L의 적은 차이를 보였기 때문에 두 지점의 유기물 양은 유사하다고 할 수 있 다 (Han and Choi, 2011).

    E와 F 지점은 D 지점의 방류수가 하천으로 유입 후 100 m, 200 m 유하된 하천지점으로 D 지점과 유사한 수질항목 값을 나타내었으며, T-N 값이 각각 9.419 mg/L, 8.856 mg/L로 다른 하천지점(Site A∼C, G∼M) 들에 비해 2∼9배 높은 값이 측정되었다. 이 결과를 토대로 광주 제1하수처리장 방류수가 D 지점에서 F 지점까지는 큰 변화 없이 유하됨을 알 수 있었다. J 지점은 영산강과 광주 제1하수처리장 방류수가 유지 용수로 공급되는 광주천의 하류 지점으로 방류수가 유입되지 않는 A, B, C 지점보다 높은 T-N 농도 값 (2.863 mg/L)을 나타내었다.

    A와 M 지점은 광주지역 영산강 상류 및 황룡강 지 점으로서, 광주 제1하수처리장 방류수가 유입되지 않 기 때문에 낮은 NH3-N 농도(0.066∼0.091 mg/L)로 분 석되었고, NBOD/BOD 비율(%)도 각각 3%, 2%로 다 른 하천지점(Site B, C, G∼L)에 비해 낮은 값을 나타 내었다. C 지점과 B 지점의 유사한 수질항목 값을 바 탕으로 B 지점의 강물이 C 지점까지 그대로 유하됨을 확인하였고, C 지점에서 G 지점을 거쳐 H 지점으로 갈수록 광주 제1하수처리장 방류수의 하천 합류로 인 해 CBOD 농도는 감소하고, NBOD 및 질소화합물 항 목들의 농도가 점진적으로 증가하였다.

    H 지점은 영산강 상류, 광주 제1하수처리장 방류수, 광주천 하류가 모두 합류되는 지점으로 합류 전인 C 지점과 200 m의 멀지 않은 거리에도 불구하고 (Fig. 1), NBOD 농도와 T-N 농도가 각각 3.7배, 2.6배 증가 하는 수질변화 값을 나타내었다. NBOD 발생 거동을 보았을 때 H 지점부터 NBOD/BOD 비율(%)은 20 이 상이고, I, K, L 지점까지 모두 10 이상 나타내었다. 이를 근거로 H 지점에서 시작된 수질특성 변화가 광 주지역 영산강 하류 L 지점까지 영향을 미쳤을 것으 로 추정하였다.

    I 지점에서 K 지점을 거쳐 L 지점으로 갈수록 지류 유입으로 인해 NBOD 및 질소계열 수질항목 농도가 점진적으로 희석되며, 특히 I 지점과 K 지점 사이에서 는 황룡강(Site M)의 합류 때문에 수질항목 변동이 나 타난 것으로 추정된다. 광주지역 영산강 하류 L 지점 은 NBOD 및 질소계열 수질항목 분석결과가 광주지 역 영산강 상류 지점인 A, B 지점에 비해 높게 나타 났다. L 지점의 NBOD 농도는 0.3∼1.6 mg/L로 분석 되었고 NBOD/BOD 비율(%)은 7∼22%로 BOD 농도 에 NBOD 농도가 영향을 미치는 것을 확인하였다.

    이와 관련되어 Min et al. (2011)은 하수처리장 방류 수, 방류수의 영향 받지 않는 하천, 방류수의 영향 받 는 하천의 NBOD/BOD 비율(%)은 각각 45∼56%, 3%, 23%로 분석하였다 (Min et al., 2011). 마찬가지로, Kim et al. (2021)의 연구에서 하수처리장 방류수의 영향을 받는 3개의 하천 모두 NBOD/BOD 비율(%)이 21∼ 30%로 분석되었고, 이는 Table. 1의 연구 결과와 유사 하였다 (Kim et al., 2021a). 또한 다른 연구논문에서도 시기별, 지역별 특성에 따라 NBOD 발생의 차이를 보 였지만, 하수처리장 방류수를 통해 하천에 방류된 NH3-N가 하천의 NBOD를 증가시키는 경향은 본 연구 결과와 유사하였다 (Han et al., 2015;Jang et al., 2007;Nam et al., 2017).

    3.1.2 하천 수질항목 통계분석

    연구 지점들의 연관성을 통계적으로 확인하기 위해 하천모니터링 13개 지점 및 COD, T-N, TOC 등 17항 목의 평균값을 변수로 이용하여 통계프로그램(SPSS 21.0, R)을 통한 군집분석을 실시하였고, 히트맵으로 데이터를 시각화하였다 (Fig. 2).

    군집분석 결과, 광주 제1하수처리장 방류수가 하천 에 유입되지 않는 하천인 A, B, C, M 지점이 Group 1, 제1하수처리장 방류수가 하천에 유입되어 방류수의 영향을 받는 하천지점인 H, I, J, L, K, G 지점이 Group 2로 나뉘었다 (Table 2). Group 2는 제1하수처리 장 방류수와 영산강 본류가 합류된 직후 지점인 H, I 지점이 Group 2-1, 방류수가 유입된 후 여러 지류가 합류된 지점인 J, L, K, G 지점이 Group 2-2로 각각 통 계적인 유의성을 나타내었다. 또한 광주 제1하수처리 장 방류구 D 지점과 방류구에서 100 m, 200 m 유하된 하천지점인 E, F 지점이 Group 3으로 나뉘었다.

    군집분석 데이터를 토대로 연구지점들의 통계적으 로 유의미한 연관성을 확인하였고(Fig. 2), 동일 군집 은 유사한 특성을 지니기 때문에 Group 1의 B 지점 강물이 C 지점까지, Group 3의 D 지점 강물이 E, F 지 점까지 각각 유하되며, Group 2의 H 지점 강물이 I, K 지점을 거쳐 L 지점까지 유하됨을 확인할 수 있었다 (Fig. 1). 이 결과를 통해 광주지역 영산강 하류 L 지 점의 경우 H, I 지점의 영향을 받는 것으로 생각된다.

    또한 각 군집의 수질항목의 평균값을 바탕으로 군 집별 수질특성을 확인할 수 있었다 (Table 2). 대부분 의 수질항목에서 Group 2의 평균값이 Group 1의 값보 다 높게 분석되었는데, 이는 광주 제1하수처리장 방류 수의 유입 영향으로 추정된다. 질소화합물 항목(T-N, NH3-N, NO2-N, NO3-N) 평균값을 비교해보면 Group 3, Group 2-1, Group 2-2, Group 1으로 감소하는 경향을 보이는데, 이는 각 지점의 합류 및 희석효과 때문으로 추측된다. 상대적으로 질소화합물 항목 값이 높은 Group 3(광주 제1하수처리장 방류수)이 Group 1, Group 2-1의 지점들에 합류되어 유하되고, 황룡강 등 지류 합류로 인해 희석되어 Group 2-2의 지점들은 낮은 질소화합물 항목 농도를 나타내는 것으로 판단된다. 또한 각 군집의 전기전도도 (EC) 값의 감소 경향이 질 소화합물 항목들의 감소 경향과 유사하여 각 지점의 합류 및 희석효과를 설명해준다.

    반면 Group 1, Group 2, Group 3의 TOC 평균 농도 는 각각 4.1 mg/L, 4.4 mg/L, 4.3 mg/L로 비슷하였다 (Table 2). 즉, 유기물의 90% 이상을 CO2로 산화시켜 측정하는 유기물 지표인 TOC 농도의 차이가 없으므 로 군집 간 유기물의 양은 큰 차이가 없고, 각 지점의 합류 및 희석 영향은 없는 것으로 판단된다. 그러나 Group 1과 Group 2의 BOD 평균 농도는 각각 3.9 mg/L, 4.9 mg/L로 강물이 유하하면서 BOD 농도가 증 가하였다 (Table 2). 이는 NBOD 발생이 BOD 농도 값 에 영향을 준 것으로 보이며, Table 1의 B와 I 지점의 TOC, BOD 농도를 비교하였을 때와 유사한 경향을 나 타냈다.

    히트맵 분석결과, 군집별 질소화합물 항목들의 차 이가 뚜렷하게 드러났고, H, I 지점의 NBOD, NH3-N 및 NO3-N가 짙은 파란색으로 Group 1 (Site A, B, C, M), Group 2-2 (J, L, K, G)보다 높게 분석 되었다. 특히, D, E, F 지점의 색상은 명확히 구분되 어 나머지 군집들과는 수질특성이 다른 것을 알 수 있었다 (Fig. 2).

    3.2 NBOD 발생 특성 및 경향 조사

    3.2.1 NH3-N 농도 변화에 따른 NBOD5 발생 특성

    하천 모니터링 분석 결과를 통해 NH3-N와 NBOD 농도는 유사한 경향으로 측정됨을 확인하였다 (Table 1). NH3-N 농도에 따른 NBOD5 발생 특성 시험은 연 구지점 4개소(Site B, D, I, L)를 선정하여 수행하였으 며, 분석결과는 Fig. 3과 같다.

    I 지점의 샘플에 NH3-N를 0.0, 2.0, 5.0 mg/L 농도로 증가하여 주입하였을 때, CBOD5 농도는 1.6, 1.6, 1.5 mg/L로 측정되었으며, NBOD5 농도는 각각 2.3, 2.4, 2.6 mg/L로 분석되었다 (Fig. 3). NH3-N 주입 농도 변 화에 관계없이 CBOD5 농도는 유사하게 측정되었는 데, 이는 CBOD5는 NH3-N의 영향을 받지 않기 때문으 로 판단된다. 반면 NBOD5 농도는 NH3-N의 영향을 받 기 때문에 NH3-N 주입 농도에 따라 비례하여 증가할 것으로 예상하였지만, 주입한 NH3-N의 농도 증가 폭 (2∼5배)에 비해 I 지점 시료 간 NBOD5 발생 농도는 1.1 배로 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 B, D, L 지점 에서도 주입한 NH3-N의 농도 증가와 NBOD5 값은 비 례하지 않았다.

    NH3-N 주입 농도와 NBOD5 발생 농도가 비례하지 않는 경향은 Kim et al. (2006)의 연구 결과와 유사하 였다. Kim et al. (2006)은 생물학적 질산화 공정에서 NH3-N 농도 및 질산화 미생물 농도 변화에 따른 NH3-N 질산화 변화 경향을 조사하였고, 질산화 미생물 농도가 일정한 조건에서 NH3-N 농도를 증가시키더라 도 NH3-N의 질산화 속도는 유사하다고 보고하였다 (Kim et al., 2006). 이를 바탕으로 NH3-N 농도는 NBOD 발생에 제한인자(Limiting factor)로 작용하지 않았으 며, 질신화 미생물 등 다른 요인이 NBOD 발생에 더 큰 영향인자로 작용한 것으로 판단되었다.

    3.2.2 일별 BOD, CBOD, NBOD 농도 발생 경향

    연구지점 4개소 (Site B, D, I, L)에 NH3-N 주입 농 도 (0.0, 2.0, 5.0 mg/L)를 달리하여 7일간 분석한 BOD, CBOD, NBOD 발생 경향은 Fig. 4와 같다. 각 연구지 점 내 NH3-N의 주입 농도 증가(0.0, 2.0, 5.0 mg/L)에 따른 BOD, CBOD 및 NBOD 농도 증가 영향은 없는 것으로 판단되며, 이는 Fig. 3의 CBOD5, NBOD5 분석 결과와 유사하였다. 그러나 연구지점끼리 NH3-N의 주 입에 따른 일별 BOD, CBOD, NBOD 농도 발생을 비 교한 결과는 유의미한 차이를 보였다.

    광주 제1하수처리장 방류수 유입 전 B 지점과 유입 후 I 지점의 CBOD 발생 경향은 유사하였지만, NBOD 발생 경향은 상이하였다 (Fig. 4 [a], [c]). B지점의 NBOD 농도는 6∼7일째부터 증가한 반면, I 지점의 NBOD 농 도는 3∼4일째부터 증가하였고, 5일째부터는 CBOD 농 도보다 높게 나타났다. 일반적인 자연 하천의 NH3-N 질 산화는 7∼10일부터 시작되어 20일 이상 진행하는 것으 로 알려져 있으나, I 지점의 경우 광주 제1하수처리장 방류수 유입 영향으로 3∼4일부터 NH3-N 질산화가 시 작되어 용존산소 소모로 NBOD 농도가 급격히 증가하 는 것으로 추정된다 (Ge et al., 2015;Grunditz et al., 2001;Paredes et al., 2007). 하지만 B 지점의 경우, NH3-N 농도 가 5 mg/L으로 충분했음에도, NBOD 농도가 낮았다. 특 히 5.0 mg/L의 NH3-N를 주입한 동일 조건에서 B 지점의 NBOD5 농도는 0.11 mg/L이었으나, I 지점에서는 23.6배 높은 2.60 mg/L를 나타내었다. 이 결과를 토대로 지점간 NBOD 발생에 NH3-N 농도 외 다른 요인이 작용할 수 있음을 예상하였다.

    영산강 본류인 B, I, L 지점과 달리 D 지점은 광주 제1하수처리장 방류수로 하수처리공정을 통해 생분해 가 가능한 유기물을 대부분 산화시킨 후 방류되기 때 문에 상대적으로 다른 하천 지점에 비해 낮은 BOD 농도를 나타내었고, 7일째 NBOD가 발생함을 확인하 였다 (Fig. 4 [b]). NBOD/BOD 비율(%)이 높을수록, 유 기물 지표인 BOD 농도가 NH3-N 질산화에 의해 높게 분석된다고 유추할 수 있다 (Han et al., 2015).

    B, D, I, L 지점의 NH3-N 농도별 평균 NBOD5/BOD5 비율 (%)은 각각 14.2%, 20.7%, 60.1%, 36%로 나타났 으며, I 지점은 CBOD5 보다 NBOD5가 더 높게 분석되 었다. L(영산강 하류 광산) 지점은 I 지점보다 낮은 NBOD 농도를 나타냈는데 이는 황룡강(Site M)의 합 류 때문으로 생각된다 (Table 1). 그러나 NH3-N 주입 에 따른 NBOD 발생 경향은 L 지점과 I 지점이 유사 한 증가 경향을 보였고, B 지점에 비해 NBOD/BOD 비율(%)이 높게 나타났다 (Fig. 4 [c], [d]). 그러므로 광주 제1하수처리장 방류수 유입이 I 지점 뿐만 아니 라 하류로 11 km 떨어진 L 지점까지 NBOD 농도 증 가에 영향을 미쳤을 것으로 판단된다 (Fig. 1).

    3.2.3 일별 NH3-N, NO2-N, NO3-N 농도 발생 경향

    연구지점 4개소(Site B, D, I, L)의 NH3-N 주입 농도 (0.0, 2.0, 5.0 mg/L)에 따른 7일간의 질소화합물 (NH3-N, NO2-N, NO3-N) 항목 및 NBOD의 농도 경향 은 Fig. 5와 같다. NH3-N를 추가적으로 주입하기 전 B, D, I, L 지점의 초기 NH3-N 농도는 각각 0.174 mg/L, 5.773 mg/L, 2.283 mg/L, 1.608 mg/L이었으며, 이 시료에 NH3-N를 0.0 mg/L, 2.0 mg/L, 5.0 mg/L 씩 증가하도록 주입하여 7일 동안 질소화합물 항목 및 NBOD의 농도를 분석하였다. NH3-N 농도는 모든 지 점에서 전반적으로 3일째부터 감소하였고, 특히 I 지 점의 5일 경과 후 평균 NH3-N 농도는 초기 대비 65.4%로 가장 크게 감소하였다.

    모든 지점의 NO2-N, NO3-N 발생 경향은 NH3-N 주 입 농도(0.0, 2.0, 5.0 mg/L) 증가에 따라 큰 차이를 보 이지 않았고 이는 Fig. 3의 NBOD 농도 발생 경향과 유사했다. 예를 들면 NH3-N 주입 농도가 0.0 mg/L, 5.0 mg/L인 I 지점 시료의 5일 후 NO2-N 농도는 각각 0.883 mg/L, 0.896 mg/L, NO3-N 농도는 각각 1.850 mg/L, 1.827 mg/L로 분석되어 NH3-N 주입 농도에 상관없이 유사하였다.

    NH3-N를 추가적으로 주입하기 전 B, D, I, L 지점의 초기 NO2-N 평균 농도는 각각 0.227 mg/L, 0.392 mg/L, 0.380 mg/L, 0.327 mg/L로 분석되었고, NH3-N를 추가적으로 주입한 후 각 지점의 NO2-N 농도 발생 경 향은 상이하였다. B 지점의 평균 NO2-N 농도는 초기 대비 5일 경과 후 86.4%로 감소한 반면, D, I, L 지점 은 5일 경과 후 각각 106.1%, 239.7%, 139.5%로 증가 하였고, 특히 I 지점의 평균 NO2-N 농도는 초기 0.380 mg/L에서 5일 경과 후 0.910 mg/L로 가장 크게 증가 하였다. 또한 I 지점의 일일 평균 NO2-N 발생 속도 (NO2-N mg/L・day)는 1일차 0.021 mg/L・day에서 7일 차 0.426 mg/L・day로 증가하여 반응 시간에 따라 NO2-N 발생 속도가 빨라짐을 확인하였다.

    NH3-N를 추가적으로 주입하기 전 B, D, I, L 지점의 초기 NO3-N 평균 농도는 각각 0.862 mg/L, 2.006 mg/L, 1.687 mg/L, 1.334 mg/L로 지점별 차이를 나타 내었다. 하지만 NH3-N를 추가적으로 주입하고 5일 경 과 후 NO3-N 평균 농도는 초기 농도와 큰 차이를 보 이지 않았다. B, D, L 지점의 NO3-N 평균 농도 변화 량은 5일 경과 후 각각 96.7%, 102.8%, 100.1%로 초기 농도 값과 유사하게 분석되었고, I 지점만 109.2%로 약간 증가하였다. 그러나 I 지점의 NO3-N의 변화량은 NH3-N, NO2-N 변화 경향에 비하면 상대적으로 적게 나타났다.

    NH3-N의 질산화는 NH3-N, NO2-N의 연속적인 산화 과정을 거쳐 NO3-N로 전환되고, NBOD는 이 질산화 과정 중 소모된 용존산소량을 나타낸다 (Ge et al., 2015;Grunditz et al., 2001;Paredes et al., 2007). Fig. 5 분 석결과를 바탕으로 모든 연구지점에서 질산화 단계 중 주로 NH3-N가 NO2-N로 산화되고, 이때 소모되는 용존산소량으로 인해 NBOD 농도가 증가한 것으로 생각된다 (Fig. 5). NO2-N 농도가 증가할수록 NBOD 농도가 높게 분석되었고, 특히 I 지점과 L지점에서 이 러한 증가 경향은 뚜렷하였다 (Fig. 5 [c], [d]). 반면 B 지점은 NO2-N 농도 변화가 크지 않았기 때문에 NBOD가 적게 발생한 것으로 판단된다 (Fig. 5 [a]). 그 리고 Fig. 5에서 NH3-N 산화에 의해 NO2-N가 주로 발 생하고 NO3-N 농도는 크게 증가하지 않았는데, 이는 질산화 과정에 미생물 등 다른 요인이 작용하였을 것 으로 사료된다.

    3.3 하수처리장 방류수 유입 전・후 지점 질산화 미생물 군집 분석

    NH3-N 농도에 따른 NBOD 발생 특성 분석 결과 (Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5), NH3-N 농도 증가는 NBOD5 발 생에 큰 영향을 미치지 않았으나, NH3-N 농도가 충분 히 높은 동일한 조건(5.0 mg/L)에서 연구지점에 따라 NBOD 발생 차이를 보였고, NH3-N에서 NO2-N로 산화 되는 과정에서 주로 NBOD가 발생함을 확인하였다. 실험 결과를 바탕으로 NBOD 발생 과정에서 NH3-N 외의 다른 요인이 작용하였을 것으로 예상하였기 때 문에 NH3-N 질산화 미생물 군집 분석을 수행하였다.

    NH3-N 질산화 미생물은 독립영양미생물로 NH3-N 산화균인 Nitrospira, Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosololbus, Nitrosocyctis 등과 NO2-N 산화균인 Nitrobactor, Nitrotoga, Nitrocystis 등으로 분류되며 (Kowalchuk et al., 1999;Wagner et al., 1996), 광주 제1하 수처리장 방류수 유입 전・후 지점(Site B, I)과 제1하수 처리장 방류수 지점(Site D)의 질산화 미생물 분포 특 성을 차세대염기서열(NGS) 분석방법으로 분석하였다.

    연구지점(Site B, D, I)의 NGS 분석결과, 1078 속 (Genus)의 미생물이 검출되었으며 그 중 NH3-N의 질 산화에 관여하는 미생물로 Nitrosomonas, Nitrotoga, Nitrospira 속(genus)이 검출되었다 (Fig. 6). Nitrosomonas 는 대표적인 NH3-N 산화균(Ammonia oxidizing bacteria) 이며, Nitrotoga는 NO2-N 산화균(Nitrite oxidizing bacteria) 으로 알려져 있다. (Arp et al., 2002, 2003;Alawi et al., 2007). Nitrospira는 NO2-N 산화균이지만 Damis et al. (2015)의 연구에 의하면 NH3-N 산화도 가능한 것으로 보고되었다 (Damis et al., 2015;Pester et al., 2014;Spieck et al., 2021;Van Kessel et al., 2015).

    Fig. 6에 연구지점 시료에 포함된 전체 미생물 중 3 속의 질산화 미생물(Nitrospira, Nitrosomonas, Nitrotoga) 이 차지하는 각 비율(%)을 누적 그래프로 나타내었으 며, x축 하단 데이터는 지점별로 비교할 수 있도록 표 준화된 미생물 비율(%)이다. B, D, I 지점의 3 속(genus) 질산화 미생물 비율(%)은 0.180%, 0.564%, 2.330% 순 으로 증가하였다 (Fig. 6). D 지점(광주 제1하수처리장 방류수)의 질산화 미생물이 하천으로 유입되어 I 지점 의 질산화 미생물 비율(%)을 높인 것으로 추정된다. 이와 관련되어 Merbt et al. (2015)은 하수처리장 방류 수가 유입되는 5개의 도심 하천을 조사하였고, 모든 하천에서 방류수 유입 전보다 방류수 유입 후의 하천 내 NH3-N 산화균이 높게 검출됨을 확인하였다 (Merbt et al., 2015).

    3.4 NBOD 발생 특성과 질산화 미생물 군집 상관관계

    본 연구의 NH3-N 농도에 따른 NBOD 발생 특성 시 험 결과 (Fig. 3), NH3-N 농도 증가에 따라 NBOD 농 도가 비례적으로 증가하지 않는 원인은 질산화 미생 물이 제한인자(Limiting factor)로 작용했을 것으로 생 각된다. NH3-N 농도를 증가시켰을 지라도, 동일 시료 내 질산화 미생물의 양은 일정하기 때문에 질산화에 소모하는 용존산소량도 일정하여, NBOD 농도가 비슷 하게 발생한 것으로 판단된다.

    NH3-N 농도가 높은 동일한 조건에서 광주 제1하수처 리장 방류수가 합류되는 I 지점이 방류수가 합류되지 않는 B 지점보다 NBOD 농도가 높게 측정된 이유는 질 산화 미생물의 양적・질적 차이 때문으로 추정된다 (Fig. 4). I 지점의 질산화 미생물은 2.330%로 B 지점의 질산 화 미생물 0.180%보다 양적으로 12.9배 많은 것으로 분 석되었다 (Fig. 6). 또한 질적으로도 I 지점의 미생물에 는 하수처리장에서 인위적으로 키운 D 지점의 질산화 미생물이 포함되어있기 때문에 I 지점의 미생물의 질산 화 효율 및 활동성이 더 높을 것으로 추정된다.

    모든 연구지점에서 질산화 단계 중 주로 NH3-N가 NO2-N로 산화되고, NO3-N의 농도는 증가하지 않았는 데(Fig. 5), 이는 NH3-N 산화균인 Nitrosomonas 비율 (%)이 NO2-N 산화균인 Nitrotoga 비율보다 더 크기 때 문으로 보인다 (Fig. 6). 즉, I 지점의 NH3-N 산화균 비 율(%)은 1.495%로 NO2-N 산화균 0.799%에 비해 1.9배 높았고, 주로 NH3-N 산화균을 통해 NH3-N의 산화가 일어나 NBOD 농도가 높아졌음을 추론할 수 있다.

    이와 더불어 NO2-N 산화균의 경우 해당 수계 환경 에서 NH3-N 산화균보다 활성이 저해되었을 가능성이 있다. NH3-N 산화균과 NO2-N 산화균은 수계에 있는 Free Ammonia(FA)와 Free nitrous acid(FNA)에 의해 저 해를 받는데, Baquerizo et al. (2005)의 연구에 의하면 동일한 FA 및 FNA 농도에서 NO2-N 산화균이 NH3-N 산화균보다 더 선택적으로 저해되기 때문이다 (Balmelle et al., 1992;Baquerizo et al., 2005;Blackburne et al., 2007;Chang et al., 2002;Turk et al., 1989;Vadivelu et al., 2006a;Vadivelu et al., 2006b). 그 결과 NO2-N 산화 균의 상대적인 저해로 NO2-N의 농도가 축적되고 NO3-N 농도는 증가하지 않았던 것으로 추정된다 (Fig. 5).

    본 연구의 NH3-N 농도에 따른 NBOD 발생 특성 분 석 결과와 질산화 미생물 군집 분석 결과를 통해 NBOD 발생에는 NH3-N 뿐만 아니라 질산화 미생물이 주요 인자로서 작용할 수 있음을 확인하였으며, 수계 질산화 미생물 제어시 NBOD 발생을 저감시킬 수 있 을 것으로 생각된다.

    4. 결 론

    본 연구에서는 광주지역 영산강 하류 지점의 높은 BOD 농도의 원인을 파악하기 위하여 광주 제1하수처 리장 방류수 유입 전・후 영산강 본류 지점을 중심으 로 수질 특성을 파악하고 NH3-N 농도에 따른 연구지 점별 NBOD 발생특성과 질산화 미생물 영향을 조사 하였다. 이를 통해 광주지역 영산강 하류의 NH3-N와 BOD 농도 상승에 대한 영향을 알아보고, 본 연구의 결과를 향후 영산강 수질개선 및 BOD 농도 저감 정 책수립을 위한 기초자료로서 제공하고자 하였으며, 주요 연구결과는 다음과 같다.

    • (1) 2021년 4월부터 2021년 10월까지 광주 제1하수 처리장 방류수 유입 전・후 하천의 모니터링 분 석결과를 토대로 NH3-N가 광주 제1하수처리장 방류수를 통해 영산강 본류로 유입된 후 하천에 서의 질산화 과정에서 용존산소를 소모하여 H 지점부터 I, K, L 지점까지 NBOD 농도를 높인 것으로 판단하였다. 방류수 유입 전・후인 B, I 지점의 NBOD/BOD 비율(%)은 각각 7%, 36%로 5.1배 차이를 보였고, 특히 광주지역 영산강 하 류인 L(광산) 지점의 NBOD/BOD 비율(%)은 7 ∼22%로 분석되어 NH3-N로 인해 BOD 농도가 높게 나타나고 있음을 확인하였다.

    • (2) 군집분석 데이터를 바탕으로 각 연구지점의 수 질항목들의 연관성을 통계적으로 확인하였고, 하천의 유하 및 합류 경향도 파악하였다. 특히 L(광산) 지점의 경우 광주 제1하수처리장 방류 수 유입 후 지점인 H, I 지점과 동일 군집으로 나뉘어 유의미한 상관관계를 나타내었다.

    • (3) NH3-N 주입 농도(0.0, 2.0, 5.0 mg/L) 증가에 따 른 NBOD5 농도의 비례적인 증가 경향은 모든 연구지점(Fig. 3의 Site B, D, I, L)에서 관찰되지 않았다. 연구지점의 NH3-N 농도를 인위적으로 증가시켜도 질산화 미생물이 소모하는 용존산 소량은 일정하기 때문에 NBOD5 농도가 유사하 게 나타난 것으로 보인다. 이 결과를 통해 NBOD5 농도 증가의 영향인자로서 NH3-N 보다 는 질산화 미생물과 같은 다른 요인이 있을 것 으로 판단하였다.

    • (4) 광주 제1하수처리장 방류수 유입 전・후 지점인 B와 I 지점의 NBOD 발생 경향은 상이하였고 (Fig. 4), I 지점은 방류수 유입 영향으로 3∼4일 부터 NBOD 농도가 증가하는 것으로 확인되었 다. NH3-N 주입 농도가 높은 동일한 조건 (5.0 mg/L)에서, I 지점이 방류수가 합류되지 않는 B 지점보다 NBOD5 농도가 23.6배 높게 측정된 이 유는 두 지점 간 질산화 미생물의 양적・질적 차 이 때문으로 추정하였다.

    • (5) 차세대염기서열 분석을 통해 NH3-N의 질산화 에 관여하는 미생물로 Nitrosomonas, Nitrotoga, Nitrospira 속(genus)이 검출되었다. 연구지점별 질산화 미생물 분포 차이를 토대로 광주 제1하 수처리장 방류수를 통한 질산화 미생물의 하천 유입을 추정하였다.

    • (6) NBOD는 주로 NH3-N가 NO2-N로 산화되며 발 생하였고(Fig. 5), 이는 NH3-N 산화균 (AOB)인 Nitrosomonas 비율(%)이 NO2-N 산화균 (NOB)인 Nitrotoga 비율보다 더 크기 때문으로 추정된다 (Fig. 6).

    본 연구에서는 하천의 NBOD 농도를 증가시키는 발생인자에 대해 NH3-N 농도뿐만 아니라 질산화 미 생물의 영향을 조사하였다는 점에서, 하수처리장 질 산화 공정 효율 증진을 통한 방류수의 NH3-N 농도 저 감을 주로 제시하였던 기존 연구와는 차별성이 있다. 본 연구 결과를 통해 NH3-N가 NBOD 발생과 관련된 유일한 제한인자가 아님을 확인하였기 때문에 광주지 역 영산강 하류의 BOD 농도를 낮추기 위해서는 하천 으로 방류되는 NH3-N 농도 저감과 더불어 질산화 미 생물 등 다른 인자도 고려해야 할 것이다.

    사 사

    본 연구는 2021년 환경부 “환경분야 시험검사의 국제적 적합성 기반구축사업”과 광주광역시 보건환경 연구원 “연구지원 및 역량강화” 사업의 지원으로 수 행하였습니다.

    Figure

    JKSWW-36-2-81_F1.gif

    Map of major rivers and streams in Gwangju. Letters A to M indicate the locations of the sampling sites in this study. Site D is the effluent site from Gwangju-1-public sewage treatment plant (G-1-PSTP).

    JKSWW-36-2-81_F2.gif

    Heatmap of cluster analysis of water quality properties from the sampling sites.

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    Concentration of CBOD5 and NBOD5 in the samples of sites B, D, I, L after the addition of NH3-N. Black circles indicate the amount of spiked NH3-N (0.0, 2.0, 5.0 mg/L).

    JKSWW-36-2-81_F4.gif

    Change of concentration of BOD, CBOD, NBOD in the samples of sites B, D, I, L after the addition of NH3-N for 7 days.

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    Change of concentration of NH3-N, NO2-N and NO3-N in the samples of sites B, D, I, L after the addition of NH3-N for 7 days.

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    Proportion (%) of nitrifying bacteria from NGS data of the sampling site B, D, I.

    Table

    Monitoring data of concentration of nitrogen and organic matters from the sampling sites

    Water quality properties of clustered sampling sites

    References

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