Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy (한국해양환경ㆍ에너지학회지)

The Korean Society for Marine Environment and Energy (한국해양환경•에너지학회)
권호 표지

Radium Isotope Ratio as a Tracer for Estimating the Influence of Changjiang Outflow to the Northern Part of the East China Sea

라듐 동위원소 방사능비를 추적자로 사용한 동중국해 북부 해역에서 장강 유출수의 영향 추정

  • 김기현 (충남대학교 지구환경과학부 해양환경과학) ;
  • 김승수 (충남대학교 지구환경과학부 해양환경과학)
  • Received : 2009.04.01
  • Accepted : 2009.08.18
  • Published : 2009.08.25
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Abstract

In order to understand the present environmental condition and future impingement of Changjiang(Yangtze River) outflow upon the adjacent seas after the scheduled completion of the Sanxia (Three Gorges) Dam in 2009, we tried to estimate the mixing ratios among surface waters of three end-members: Changjiang Water (CW), Kuroshio Water (KW), and East China Sea Water (ECSW) using $^{228}Ra/^{226}Ra$ activity ratio and salinity as tracers. Water samples were collected from 32 stations in November 2005 (R/V Tamgu 3), from 20 stations in July 2006 (R/V Ocean 2000) and from 17 stations in August 2006 (R/V Ieodo) in the northern part of the East China Sea. Radium isotopes in ~300 liters of surface seawater were extracted onboard by filtering through manganese impregnated acrylic fibers and following coprecipitation as $Ba(Ra)SO_4$. Activities of radium isotopes were determined by a high purity germanium detector. Results show that the fraction of CW was in the range of 1-23% in the study area, while KW was in the range of 0-30 % and ECSW 58-100 %. The eastward plume of Changjiang outflow, commonly observed in satellite images during summer and also displayed by the eastward-decreasing CW fraction in this study, could be attributed to Ekman transport caused by the SE monsoon prevailing in this region during summer. Results of this study showed that in the drought season, there was a little or no fraction of CW in the study area. Concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN) showed strong positive relationship with the fraction of CW, suggesting Changjiang as the major source of nitrogen. The mixing curve of DIN indicates the removal of nitrate by biological uptake during the mixing of CW with ambient seawater in the study area.

2009년으로 예정된 산샤댐 완공 후 인근해역에 대한 장강 유출수의 영향을 예측하기 위해 라듐 동위원소의 방사능비($^{228}Ra/^{226}Ra$)와 염분을 이용하여 북부 동중국해의 표층수를 쿠로시오수(Kuroshio Water; KW), 동중국해수(East China Sea Water; ECSW), 장강수(Changjiang Water; CW)등 세가지 단성분 수괴로 나누고, 세 단성분 사이의 혼합비를 추정하였다. 2005년 11월에 동중국해 북부해역의 32개 정점(조사선 '탐구3호'), 2006년 7월에 20개 정점(조사선 '해양 2000호'), 2006년 8월에 17개 정점(조사선 '이어도호')에서 표층해수의 시료 각 300 L씩을 망간섬유에 통과시켜 라듐을 농축하였고, $Ba(Ra)SO_4$형태로 공침된 라듐 동위원소를 감마선 분광분석법으로 측정하였다. 라듐 동위원소 방사능비와 염분을 이용하여 추정된 세 단성분의 혼합비는 풍수기에 장강수가 약 1-23%, 쿠로시오수가 0-30 %, 동중국해수는 58-100% 사이에 분포하였다. 여름철 인공위성 이미지에서 장강수 플룸이 동쪽으로 향하는 것이 관찰되듯, 이 연구에서도 장강수 혼합비가 동쪽으로 갈수록 감소하는 것이 관찰되는데 이는 이 지역에 여름에 우세한 남동계절풍에 의한 표층수의 엑크만 수송 때문이라고 생각된다. 갈수기에는 연구해역의 표층수에 장강수가 거의 포함되지 않는 것으로 나타났다. 장강수의 혼합비가 증가할수록 용존 무기질소의 농도가 증가하는 경향을 보였다. 이는 용존 무기질소의 주 공급원이 장강수임을 의미하며, 혼합곡선이 제거의 형태를 보이는 것은 장강수가 인근 해수와 혼합시에 식물플랑크톤의 섭취 같은 생물작용에 의하여 질산염이 소모되는 것으로 설명할 수 있다.

Keywords

References

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