5 장 예제풀이

5장 예제풀이 환경공학과 20061497 이한음

예제 5.1] 조류 섭취 화학량론에 따른 영양소 소화율 • 조류의 원형질에 대한 화학양론적인 관계를 가정하여, Ongario 호수의 질산염과 CO2에 대한 영양소 섭취율을 추정하여라. 광합성이 일어나는 지역에서 5월 한달동안 인산염 1리터당 5㎍이 제거된다. 식물성 플랑크톤의 생산율은 얼마이며, 건조무게는 얼마인가?

Solution • 인으로부터 생물량으로 전환되는 화학량론비를 이용하여라.

Solution

예제 5.2 • 아래에 주어진 세 가지 다른 방법으로, Great 호수에서의 제한영양염 농도와 추정 총성장율(Overall Growth Rates)을 구하고 규조류(식물성플랑크톤)의 성장률을 결정하라. 최대성장율은 1.0/day로 가정한다. • a. Liebig's의 최소법칙 • b. 전기저항유추법 • c. 곱셈 알고리즘(Multiplicative algorithm)

Solution • a. Liebig의 최소법칙에 따라 Monod 반응역학식을 가지고 계산하면 • Liebig에 따르면, 최소성장율(minimum growth rate)은 총성장율의 결과 중에서 적당하게 결정된다. 그 해답은 0.2 d-1 즉, 인을 제한요소로 규조류의 성장률이 결정된다.

Solution • b. 전기저항유추법 : • 세 가지 영양염은 모두 총성장율에 영향을 미친다. 그 결과, (a)에서 나타난 최소값보다 낮게 예측되었다.

Solution • c. 곱셈 알고리즘(Multiplicative algorithm): • 곱셈알고리즘은 세 가지 영양염을 제한 요소로 사용한다. 그 결과 성장률은 세 가지 방법 중에서 가장 낮게 예측되었다.

예제 5.3] LBJ 호수에서 총인의물질평형 • LBJ 호수는 Colorado River에 속한 Texas의 중심부에 있는 저수지로서 홍수조절과 휴양저수지의 기능이 있다. 평균 수리학적 체류시간은 80일, 부피는 1.71 × 108m3 평균 깊이는 6.7 m이다. 호수 내의 입자상 총인의 농도 비는 0.7, 평균입자침강속도는 0.1 m d-1이다. LBJ 호수에 유입되는 평균 총인의 농도를 72 ㎍ L-라고 하면, 호수 내의 연간 평균 총인의 농도가 추정된다.

Solution

Solution • 이러한 결과로써 호수 내의 총인의 농도는 39 ㎍ L-1, 그중 입자상 물질이 70%이고 용존성 물질이 30%(대부분의 용존성 인은 PO3-4이고 식물성프랑크톤에 의한 섭취가 가능)이다. 퇴적층로부터 총인의 물질흐름(mass flux)은KsPV, 유량(flux rate)은 69 kg d-1와 같다.

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