급격한 산업화와 인구의 증가로 배출되는 하,폐수의 특성이 다양해짐에 따라 효율적인 수처리에 많은 어려움이 있습니다.또한,처리되지 않은 오염물질이 하천 또는 호소를 비롯한 기타 수원에 유입되어 수질관리에 많은 문제점을 일으키고있습니다. 특히 인, 질소와 같은 영양 염류는 부영양화를 유발시키는 주요 원인으로서 관리의 중요성이 증가하고 있습니다.

수중에서 인은 단백질, ATP 등과 같은 유기인 (Organic phosphate), 인산염(Phosphate)의 상태로 존재하며,질소는 요소와 아미노산과 같은 유기질(Organic nitrogen), 아질산성 질소(Nitrite),질산성 질소(Nitrate), 암모니아성 질소 (Ammonia/Ammonium)의 상태로 존재합니다.
인/질소는 주로 농업용 비료, 분뇨, 합성세제로부터 발생되며, 미처리된 하수 또는 공장 폐수에 의해 강이나 댐을포함한 호소로 유입됩니다.이는적조현상,부영양화, 용존산소 결핍,암모니아의 어류독소 등의 원인으로 작용합니다.그밖에도 암모니아는 상수에서 염소요구량을 증가시키고 질산성 질소는 음용수에 고농도로 존재하여 인체에 해로운 영향을 미치기도 합니다.

또한, 인/질소 성분이 상수원으로 유입됨으로써 조류가 과잉성장하고 정수장에 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다.
첫째, 조류의 과다 번식으로 발생하는 대사물질인 Geosmin 과 2-Methylisoborneol(MIB) 등은 수돗물에서 맛과 냄새 등의 불쾌감을일으킵니다.
둘째, 정수공정인 모래여과지의 막힘현상이 발생하여 여과지의 운전시간을 단축시킵니다. 인/질소의 유입은 정수비용 증가에 따른경제적인 손실, 공중보건상 안전하고 깨끗한 수자원확보의 어려움 등이 발생합니다.따라서 수계로 영양염류 유입을근원적으로 차단하는 것이 가장 중요합니다.하/폐수 및 축산폐수에서 유기물 제거와 더불어 인/질소의 처리가 더욱 강조되고 있습니다.

인산이온은 수질 오염의 지표 중 하나로 지질적 원인에 의해 물속에 존재하는 때도 있지만, 대부분은 분뇨 및 공장폐수,생활하수등의 혼입에 의해 존재하게 됩니다. 인산은 H3PO4, H2P3O10등의 다양한 형태로 존재하며, pH에 의해 PO4-3, HPO4-2, H2PO4의 형태를 만듭니다.
이외에 유기화합물,천연수 속에 P2O5,수돗물 속에 급수용 방청제로써 가한 인산염,세제 중의 폴리인산 등으로도 존재합니다.
인과 질소는 모든 수역의 부영양화의 원인이며, 수원지에서 발생되는 조류나 방선균의 발육에 의한 이취물질의 발생 원인이 됩니다.수중이나 토양에서 pH 8.5 이하인 경우 Na3PO4로써 용해됩니다.

아스코르빈산환원 흡광광도법

시료 중의 유기물을 산화분해하여 모든 인화합물을 인산염(PO4) 형태로 변화시킨 다음 인산염을 아스코르빈산환원 흡광광도법으로 정량하여 총인의 농도를 구하는 방법입니다. 정량 범위는 0.001 ~ 0.025 mg P/ml 이며, 표준 편차는 2 ~ 10%입니다.

질소화합물은 킬달 질소, 알부미노이드 질소 , 암모니아성 질소, 아질산성질소, 질산성 질소 및 유기성 질소를 말합니다.

N2는 대기중에 용적으로 약 73.03% , 중량으로 약75.51% 를 차지하여 대기중에 가장 많이 존재하고 있지만, 지구표면을 구성하는 질소 원소함유율은 0.03% 정도 밖에 되지 않습니다.이는 지구 표면을 구성하는암석 중에 N2가 포함되어 있지 않기 때문입니다.생물체 중에서는 단백질, 아미노산, 핵산 등의 생체 구성성분으로써 존재합니다. 생물체 또는 배설물이 토양에 들어가면 급격한 분해와 미생물의 증식이 일어나고 질소 화합물은 무기질소 화합물로 전환됩니다.혐기성 조건하에서는 NH4-N, NO2-N이, 호기성 조건에서는 NO3-N 이 풍부합니다.

암모니아성질소가 질산성질소로 산화되는 것은 아질산성질소를 중간으로 하는 2단계의 독립된 무기영양균에 의한 반응입니다.총질소가 호소환경기준으로 취급되는 이유는 수계에 많이 분포하고 있는 엽록소a (Chlorophyll a)와 총질소 사이에 상관 관계가 존재하기 때문입니다.

자외선 흡광도법

시료 중 질소 화합물을 알카리성 과황산칼륨의 존재 하에 120℃에서 유기물과 함께 분해하여 질산이온 으로 산화시킨 다음 산성에서자외선 흡광도를 측정하여 질소를 정량하는 방법입니다.
이 방법은 비교적 분해되기 쉬운 유기물을 함유하고 있거나 자외선 파장에서 흡광도를나타내는 브롬이온이나 크론이온을 함유하지 않는 시료에 적용됩니다.
정량 범위는 0.005 ~ 0.05 mgN이며, 표준 편차는 3 ~ 10%입니다. 이 방법으로 브롬 10mg/L, 크롬 0.1 mg/L 정도에서 영향을 받으며해수와 같은 시료에는 적용할 수 없습니다.

카드뮴 환원법

시료 중 질소 화합물을 알칼리성과 황산칼륨 존재 하에 120℃에서 유기물과 함께 분해하여 질산이온으로 산화시킨 후 질산이온을 다시 카드뮴-구리 환원 칼럼을 통과시켜 아질산이온으로 환원시키고 아질산성 질소의 양을 구하여 질소로 환산하는 방법입니다.
이 방법은 비교적 분해되기 쉬운 유기물을 함유한 시료,총질소 농도가 낮은 시료, 시료량이 소량인 경우에 적용됩니다.
정량 범위는 0.0002 ~ 0.002 mgN이며, 표준편차는 3 ~ 10 %입니다.

환원증류-킬달법

시료에 데발다합금을 넣고 알칼리성에서 증류하여 시료 중의 무기질소를 암모니아로 유출(환원)시키고, 다시 잔류 시료 중의 유기질소를 킬달 분해한 다음 증류하여 암모니아로 유출시켜 각각의 암모 니아성질소의 양을 구하고 이들을 합하여 총질소를 정량하는 방법입니다.
정량범위는 0.008 ~ 0.16 mgN 이며, 표준편차는 3 ~10%입니다.