다변량 통계기법을 이용한 미호천 본류 수질특성 평가

본 연구는 금강 수계 주요 지류인 미호천수계를 대상으로 수계의 공간적 특성을 조사하고, 수질분석과 통계분석을 이용하여 수질에 영향을 주는 주요인을 파악하였다. 조사 대상은 미호천 수계의 본류에서 수질측정망을 운영 중인 7개 지점으로 선정하였고, 2012년부터 2017년까지 6년간 측정망 수온 등 16개항목, 기상자료 등을 사용하여 다변량 통계분석을 실시하였다.수질 분석 결과, 유기물질 지표인 BOD와 COD의 6년간 평균 농도는 환경부 수질 및 수생태계 생활환경기준(하천)과 비교하여 III등급(보통)으로 나타났다. 지점별 비교 결과 질소계열과 인계열의 농도는 상류지점에서 가장 높게 나타났으며, 이후 감소하는 경향을 보이다 수리적, 지형적 영향으로 다시 증가하는 것으로 나타났다.공간 및 수질 특성을 고려한 계층적 군집분석 결과, 총 3개의 군집으로 평가되었으며, 수계에 유입되는 오염원의 영향이 큰 것으로 나타났다. 각 군집과 본류 전체를 대상으로 실시한 주성분 및 요인분석 결과, 각각 3~4개의 주성분이 추출되었다. 요인분석 결과 제1요인은 본류와 Cluster1,3에서 질소계열 요인과 계절적 요인, Cluster2에서 질소계열 요인과 수온으로 나타나 미호천 수계의 수질에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 질소계열의 농도인 것으로 나타났다. 본 연구는 금강의 주요 지류인 미호천수계 7개 지점을 대상으로 수질특성 분석 및 통계프로그램으로 다변량 통계분석을 하여 수질항목 간 군집분석, 상관분석, 주성분 및 요인분석 적용하여 수질에 영향을 주는 주요인을 파악한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.수질 특성으로는 BOD, COD, TOC는 III등급으로 나타났으며, 하류로 갈수록 농도가 증가하는 경향을 보였다. 질소계열 항목들은 상류 MH1지점부터 높은 농도로 시작되어 점점 감소하다가 오염도가 가장 높은 석남천의 유입으로 MH5에서 다시 증가하는 경향을 보이고 있다. 수질항목 간 상관성 비교 결과, 상관성은 BOD는 유기오염물질 및 Chl-a, TP의 상관성이 높게 나타났다. TN는 COD, TOC와 낮은 상관성을 보였다. 공간적, 수질적 특성을 이용하여 군집분석을 실시한 결과 상류에 위치한 MH1과 MH2가 Cluster1로 분류 되었고, 도심이 위치하여 도시 및 생활계 오염원의 기여도가 큰 MH3, MH4, MH5이 Cluster2, 대규모의 산업단지와 하수처리장 농공단지가 밀집해 있는 MH6, MH7이 Cluster3으로 나타났다. 요인분석결과 본류, Cluster1, Cluster2는 각각 3개의 요인이Cluster3은 4개 요인이 추출되었으며, 제1요인은 질소계열 요인과 계절적 요인인 TN, DTN, NH3-N,NO3-N, 수온, DO가 추출되었다. 미호천수계는 상·하류 구분 없이 미호천에 유입되는 질소계열 농도가미호천 수질에 가장 큰 영향 요인으로 작용하였다.본 연구결과는 미호천 수계에 유입되는 지천의 지속적인 모니터링과 질소계열의 오염 저감을 위한 대책이 필요하다. 또한 미호천 수질특성에 맞는 관리및 개선방안 등을 위한 자료로 활용 가능할 것이다.