A Mathematical Model Proposed for the Prediction of the Fate of Priority Organic Pollutants Spilled in Streams: Dynamic Simulations and Sensitivity Analysis

하천에 유입된 유독성 유기오염물의 농도분포를 예측하기 위한 수학적 모형의 개발: Dynamic simulations 및 민감도 분석

A mathematical model was proposed to predict the fate of a priority organic pollutant, anthracene, accidently spilled into a stream. The model consists of 6 differential equations with 5 input variables and 9 rate constants. Volatilization, biodegradation, adsorption/desorption, photodegradation as well as the convective inputs and outputs are included in the model. As a result of a series of dynamic simulations and sensitivity analyses under the given conditions, the concentrations of the organic chemical could be predicted within a detection limit in the stream. It was also suggested that the rate constant for diffusion/transport and adsorption rate constant are the most influential ones for predicting the chemical conentrations in dissolved and particulate phase. The model proposed appears to be a useful tool for assessing chemical spills.

하천에 사고로 대량으로 유입된 유독성 유기오염물인 anthracene의 농도를 예측하기 위한 수학적 모형이 제안되었다. 이 수학적 모형은 물리적, 화학적 및 생물학적 반응을 고려한 6개의 미분방정식으로 구성되어 있으며, 5개의 입력변수와 9개의 반응계수를 포함하고 있다. 주어진 조건하에 제안된 수학적 모형을 대상으로 dynamic simulations와 민감도 분석을 수행한 결과 유입된 이 오염물의 농도를 검출한계내로 예측이 가능하였고, 용존 빛 부유고형물에 흡착된 이 오염물의 농도변화에 가장 큰 영향을 주어 가장 정확히 추정하여야할 주요 반응계수는 확산계수와 이동계수 및 흡착계수이었다. 이 연구에서 제안된 수학적 모형은 anthracene 뿐만아니라 이와 유사한 화학적 특성의 유기오염물의 경우에도 활용이 가능할 것으로 기대된다.