• 제목/요약/키워드: ${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{15}N$

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안정동위원소를 이용한 북한강 하천생태계 연구 (Studies on Stream Ecosystem in the Bukhan River using Stable Isotopes)

  • 강정임;김재구;이상돈
    • 한국습지학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.515-522
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    • 2011
  • 본 연구는 부식물 및 유기물로부터 분리 배양한 부착조류의 안정동위원소비 결과를 중심으로 분리된 부착조류의 안정동위원소비가 수질 대표성을 알아보기 위한 연구를 수행하였다. 주변 농경지의 분포가 많으며, 부착조류 현존량이 높아질수록, 부착조류의 질소안정동위원소비는 증가하며, 탄소안정동위원소비는 감소하는 경향을 보였다. 농경지 중심지역인 내린천 상류, 인북천 상류지역에서 질소안정동위원소비(${\delta}^{15}N$)가 임야 중심지역인 한계천 및 북천에서의 값보다 높았다. 탄소안정동위원소비(${\delta}^{13}C$)는 농경지에 의한 오염으로 부착조류의 현존량이 많은 내린천 상류와 인북천 상류지역보다 임야 중심의 청정한 한계천 및 북천으로 갈수록 높아지는 경향을 보였다. 이에 따라 부착조류의 안정동위원소비는 하천수질오염원 중요한 지표가 될 수 있음을 확인하였다.

탄소 및 질소안정동위원소 조성에 의한 남해안 진동만 양식 미더덕의 먹이원 평가 (Food Sources of the Ascidian Styela clava Cultured in Suspension in Jindong Bay of Korea as Determined by C and N Stable Isotopes)

  • 문창호;박현제;윤성규;곽정현
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제19권4호
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    • pp.302-307
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    • 2014
  • 2008년 4월에서 2009년 1월 사이에 진동만 미더덕의 섭식 생태를 설명하기 위하여 $20{\mu}m$ 이상(coarse particulate organic matter, CPOM) 그리고 $0.7{\mu}m$ 이상 $20{\mu}m$ 이하(fine POM)의 크기가 나누어진 각각의 부유입자유기물과 미더덕에 대한 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{15}N$ 값의 월별 변동을 비교 분석하였다. CPOM과 FPOM의 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{15}N$을 월별로 비교한 결과 전체적으로 CPOM(평균 $-18.5{\pm}1.2$‰, $9.3{\pm}0.7$‰)이 FPOM(평균 $-20.5{\pm}1.5$‰, $8.4{\pm}0.5$‰)에 비해 유의하게 높은 값을 나타내었다. 미더덕의 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{15}N$ 값은 각각 평균 $-18.9({\pm}1.7)$‰과 $11.6({\pm}0.7)$‰로 나타났는데, 이와 같은 비값들은 CPOM 보다는 FPOM의 월별 변동과 비슷한 경향을 보여 이들이 CPOM에 비하여 상대적으로 FPOM에 더 높은 영양 의존도를 가진다는 것을 강하게 시사해 주었다. 그러나 미더덕의 먹이원으로서 CPOM과 FPOM의 상대적인 중요성은 시기에 따른 각 요소의 가용성(availability)에 크게 의존하는 것으로 나타났는데, 이와 같은 결과는 부유입자물질의 크기에 관계없이 미더덕에 의한 비선택적 먹이 섭식을 잘 반영하는 듯 하였다. 본 연구 결과는 미더덕의 지속적인 양식생산을 유지하기 위해 가용 먹이원으로서 식물플랑크톤과 함께 미소 부유입자유기물의 유용성을 고려해야함을 잘 나타내 주었다.

Inter-laboratory Comparison of Stable Carbon and Nitrogen Isotopic Composition Data Using Elemental Analyzer-isotope Ratio Mass Spectrometers

  • Kim, Jung-Hyun;Kang, Sujin;Bong, Yeon-Sik;Park, Kwangkyu;Kang, Tae-Woo;Park, Yong-Se;Kim, Dahae;Choi, Seunghyun;Joo, Young Ji;Choi, Bohyung;Nam, Seung-Il;Lee, Sang-Mo;Shin, Kyung-Hoon
    • 환경분석과 독성보건
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    • 제21권4호
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    • pp.229-236
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    • 2018
  • In this study, inter-laboratory comparison was done using elemental analyzer-isotope ratio mass spectrometers (EA-IRMSs) to determine carbon and nitrogen contents as well as stable carbon and nitrogen isotopic compositions (${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{15}N$) of five environmental samples containing lake and marine sediments, higher plant leaves, and fish muscle, and one organic analytical standard (Protein (Casein) Standard OAS). Five national laboratories participated in this comparison study, and each laboratory analyzed all five samples and the analytical standard. Results showed that variations in total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN) contents as well as ${\delta}^{13}C_{TOC}$ and ${\delta}^{15}N_{TN}$ values among the laboratories were large compared to the analytical uncertainties. The results highlighted the inhomogeneity of the test samples and thus, the need to select suitable standard reference materials for future inter-laboratory studies. Further inter-laboratory comparison exercises could promote good measurement practices in the acquisition of stable carbon and nitrogen isotopic composition data.

질산염 및 식물플랑크톤의 안정동위원소비를 이용한 팔당호 수계내의 질소원 기원 연구 (Determination of the Origin in both Dissolved Inorganic Nitrogen and Phytoplankton at the Lake Paldang using Stable Isotope Ratios (δ13C, δ15N, δ15N-NO3 and δ15N-NH4))

  • 김민섭;이은정;윤숙희;임보라;박재선;박현우;정현미;최종우
    • 생태와환경
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    • 제50권4호
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    • pp.452-458
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    • 2017
  • 본 연구는 암모니아성 질소 및 질산성 질소의 안정동위원소 분석방법을 적용하여, 호소 내 식물플랑크톤 성장에 영향을 미치는 외부 오염원의 기원을 추정함으로써, 효율적인 수질 관리 및 수생태계 기능해석 지원기능을 제공하기 위하여 연구하였다. 남한강, 북한강, 팔당호 지역에 비해서 경안천 지역의 유기물 기원이 뚜렷하게 차이를 보이며, 외부기원 유기물이 높은 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 또한 식물플랑크톤(규조류, 남조류)이 자생기원 보다는 외부기원 질소원을 활용하고 있음을 확인하였다. 한강 유역에서 암모니아성 질소 및 질산성 질소의 안정동위원소비를 이용한 유기물 기원 연구는 적용가능 할 것으로 여겨지며, 식물플랑크톤의 탄소 및 질소 동위원소비를 활용하여 그 거동을 추정할 수 있었다. 추후 유역 오염원의 대표 값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.

안정동위원소를 이용한 서해연안 실뱀장어의 먹이 습성 (Food Habits of the Glass eel Anguilla japonica in the West Coast Estuaries of Korean Peninsula Determined by Using C and N Stable Isotopes)

  • 김정배;이원찬;김대중;성기백;최희구;최우정;황학빈;홍석진;김형철;박성은;심정희;강창근
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제18권4호
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    • pp.206-213
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    • 2013
  • 실뱀장어는 산란장인 마리아나해구에서 산란 및 부화과정을 거쳐, 뱀장어 자어인 렙토세팔루스 단계에서 북적도 해류와 쿠로시오 해류를 따라 회유하면서 변태과정을 거치게 된다. 변태된 실뱀장어는 동중국해를 지나 우리나라 연안으로 올라오는데 실뱀장어의 먹이원에 대해서는 알려진 바가 없었다. 실뱀장어 먹이원은 안정동위원소 비값을 측정하여 수서 생태계에 존재하는 먹이망에 의한 단계별 증가율을 해석함으로써 가능하다. 2012년 4월에 채집된 자연산 실뱀장어의 탄소 및 질소 안정동위원소를 측정하여 먹이원을 밝히기 위하여 실뱀장어 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{15}N$를 분석하고 서해안 및 동중국해 북부해역의 가용 가능한 입자유기물질에 대한 값들을 분석, 비교하였다. 우리나라 서해안에서 채집된 실뱀장어의 ${\delta}^{13}C$값은 $-20.7{\pm}0.1$‰, ${\delta}^{15}N$값은 $5.0{\pm}0.2$‰로 나타났다. 실뱀장어의 가용 먹이원으로 추정되는 입자유기물질 중 서해안의 ${\delta}^{13}C$값은 $-24.0{\pm}0.3$‰이고, ${\delta}^{15}N$값은 $2.8{\pm}0.4$‰이었고, 동중국해 북부해역의 ${\delta}^{13}C$값은 $-24.5{\pm}0.5$‰이고, ${\delta}^{15}N$값은 $0.8{\pm}0.3$‰이었다. 일반적으로 알려진 영양단계에 따른 동위원소 분별 비값 증가율을 고려할 때, 본 연구에서 나타난 서해안과 동중국해의 POM과 서해안에서 채집된 실뱀장어의 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{15}N$값의 차이는 서해안과 동중국해의 입자유기물질이 자연산 실뱀장어의 먹이원으로써 이용되지 않았다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 우리나라 연안에서 채집되는 실뱀장어는 뱀장어 자어인 렙토세팔루스에서 변태과정을 거친 이후에는 먹이를 섭이하지 않고 회유하는 것으로 나타났다.

안정동위원소 비율 및 테트라하이드로칸나비놀 함량 분석을 통한 한국산 대마의 재배 환경 추론 (Planting Conditions of Korean Cannabis Derived from Stable Isotope Ratio & Tetrahydrocannabinol Contents)

  • 이재신;박용훈;이종숙;정진일;임미애;정희선
    • 약학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.172-175
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    • 2008
  • Stable isotope ratio of carbon and nitrogen ($\delta^{13}C$ & $\delta^{15}N$), and $\Delta^{9}$-tetrahydrocannabinol (THC) contents were measured on 37 Korean cannabis and 10 commercial grade marijuana seized in Korea. Factors influencing on the measured values and their variations were investigated. $\delta^{13}C$ value of cannabis is specified mainly by water availability. Korean cannabis showed relatively low $\delta^{13}C$ values ranging -33.29$\sim$-27.01% (mean=-31.01%), which reflect geographic conditions of Korea where is rainy, especially during summer. $\delta^{15}N$ values, which reflect individual planting conditions, were relatively high up to -0.5$\sim$18.0% (mean=6.44%). It reflects characteristics of Korean cannabis growing wild in forest or cultivated in fertile soil. Tetrahydrocannabinol is the major hallucinogenic compound of cannabis. Ethanol extracts of cannabis leaves were derivatized by N,O-bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (BSTFA), and the derivatives were analyzed by GC-MS in selected ion monitoring (SIM) mode. THC contents of Korean cannabis ranged 0.11$\sim$4.34% (mean=1.47%), which were relatively low compared with commercial grade marijuana.

광주천 인근 지하수의 수질 및 안정동위원소 특성

  • 윤욱;지세정
    • 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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    • 대한자원환경지질학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.116-120
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    • 2003
  • 광주 지하수의 대수층은 주로 원형의 화강암 저지대 분지에 형성되어 있으며, 동남부 무등산(1,187m) 일대가 지하수의 주요 함양원 이다. 총 7,540 여 개의 지하수 관정으로부터 하루에 양수되는 추정 배출량은 59,455㎥ 이상으로 보고되고 있다(건설교통부,2000년). 도심지에서는 지하수가 생활 및 공업용수로 주로 이용되나, 농촌지역에서는 음용수 및 농업용수로 사용되고 있다. (중략)

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안정동위원소 분석을 이용한 통영 연질조하대 대형저서동물의 유기물 기원 추적 (The Origin of Organic Matters Utilized by Soft Bottom Macrozoobenthos in Tongyeong)

  • 윤성규;윤병선;백상규;강창근
    • 한국수산과학회지
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    • 제39권spc1호
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    • pp.189-197
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    • 2006
  • To elucidate the organic matter sources in soft-bottom macrozoobenthos at Tongyeong, Korea, macrozoobenthos and their potential food sources were sampled in May 2004, and their C and N stable isotope compositions were analyzed. In total we collected 128 macrozoobenthic species, which ranged from 465 to 3,775 individuals/$m^2$(average 2,108 ind.$m^2$) in density and from 47.8 to 539.9 gwwt/$m^2$(average 366.0 gwwt/$m^2$) in biomass. Cluster and multi-dimensional scaling analyses indicated that the macrozoobenthic community was divided into two distinct groups. Coastal inner stations, where commercial fish cages were established, were dominated by Amphioplus ancistrotus, Scoletoma longifoila and Tharyx sp., whereas open sea stations were dominated by Chaetozone spinosa, Scoletoma longifolia and Capitella capitata. ${\delta}^{13}C$ values of sedimentary organic matter showed a distinct gradient in the range of -18.4 to $-15.2\%_{\circ}$, with a declining trend from the coastal inner stations to open sea stations. This probably reflects the settling rate of organic wastes such as feces and pellets from fish cages near the coastal inner stations. The macrozoobenthos showed a broad ${\delta}^{13}C$ range from -19.5 to $-8.9\%_{\circ}$ at the coastal inner stations, and a relatively narrow range from -21.3 to $-12.9\%_{\circ}$ at the open sea stations. ${\delta}^{13}C$ values of macrozoobenthos paralleled those of sedimentary organic matter, Our isotope results suggested that macrozoobenthos near the coastal inner stations used organic wastes derived from fish cages along with phytoplankton, whereas the macrozoobenthos near the open sea stations used organic wasters derived mainly from phytoplankton.

초정지역 탄산수의 지화학적 연구 II. 동위원소 (Geochemical Studies of $CO_2$-rich Waters in Chojeong area II. Isotope Study)

  • 고용권;김천수;배대석;최현수
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.171-179
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    • 1999
  • 충북 초청지역에서 산출되는 탄산수는 낮은 pH(5.0~5.8), 높은 이산화탄소분압(about 1 atm, Pc $o_2$) 및 높은 총용존이온함량(<989 mg/L, TDS)을 보이며. 화학적으로 Ca-HC $O_3$ 유형을 갖는 특징을 보인다. 산소. 수소안정동위원소 및 삼중수소 결과에 따르면 초정탄산수는 천수기원이며. 지표수나 천층지하수와 상당히 혼합된 특성을 보여준다. 탄소동위원소결과($\delta$$^{13}$ $C_{{\Sigma}CO2}$)는 탄산수(-8.6~-5.3$ extperthousand$, $\delta$$^{13}$C)는 심부기원으로부터 유래된 특성을 보여주며. 화강암지역 일반지하수 (-14.4~-6.8$\textperthousand$. $\delta$$^{13}$C)는 탄산수의 영향을 받았으며. 변성퇴적암지역 일반지하수(-17.9~-15.2$\textperthousand$. $\delta$$^{13}$C)는 토양기원탄소와 방해석과의 반응에 의해 조절된 특성을 보여준다. 황동위원소특성($\delta$$^{34}$ $S_{SO4}$=+3.5~+11.3$\textperthousand$)은 탄산수와 지표수와의 혼합과정을 뒷받침해준다. 스트론튬동위원소비($^{87}$ Sr/$^{86}$Sr)는 탄산수(0.7138~0.7156)는 천매암중의 방해석(0.7281~0.7346) 또는 부악광산의 방해석(0.7184)과의 반응과는 무관함을 보여준다. 또한 질소동위원소($\delta$$^{15}$ $N_{NO3}$)를 통하여 탄산수내 높은 함량의 질산염(최대 55.0 mg/L, N $O_3$) 기원으로서는 비료와 축산분뇨임을 확인할 수 있었으며. 질소순환과정에서 탈질산화작용이 수반되었을 가능성을 보여준다. 초정지역 탄산수에 대한 수리화학자료와 각종 동위원소자료를 근거로 초정지역 탄산수에 대한 가능한 직화학적 진화모델을 설정하였다. 탄산수는 심부기원의 $CO_2$의 공급으로 형성된 탄산수가 화강암과의 반응을 통해서 진화되었으며. 이러한 탄산수는 천부로 상승하는 과정에서 지표기원의 지하수와 상당히 혼합되어 형성되었음을 지시한다.시한다.

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Identification of pollutant sources using water quality and stable isotope ratios of inflow tributaries in the lower reaches of the Han-River

  • Hong, Jung-Ki;Lee, Bo-Mi;Son, Ju Yeon;Park, Jin-Rak;Lee, Sung Hye;Kim, Kap-Soon;Yu, Soon-Ju;Noh, Hye-ran
    • 분석과학
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    • 제32권2호
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    • pp.65-76
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    • 2019
  • Despite the expansion of sewage treatment facilities to reduce pollutants in the tributaries of the Han River, water pollution accidents such as fish deaths continue to frequently occur. The purpose of this study was to identify the pollutant sources using water quality and stable isotope ratio (${\delta}^{15}N$, ${\delta}^{13}C$, ${\delta}^{15}N-NH_4$, ${\delta}^{15}N-NO_3$) analysis results in the three inflow tributaries (Gulpocheon (GP), Anyangcheon (AY) and Sincheon (SC)) of the Han River. Water quality was analyzed in June and October from 2013 to 2017, and the results showed that the concentrations of nutrients, such as T-N, $NO_3-N$, and T-P, were increased at GP4, AY3, SC3, and SC4, which lie downstream of sewage treatment facilities. The results of ${\delta}^{15}N$ for June 2017 indicated that the source of nitrogen was sewage or livestock excreta at GP4 and SC4, and organic fertilizers at AY3 and SC3. ${\delta}^{15}N-NO_3$ results suggested that the source of nitrogen was related to organic sewage, livestock or manure at GP4, AY3 and SC4. Therefore, GP4 and SC4 were more influenced by effluent from sewage treatment facilities than by their tributaries, AY3 and SC3 were considered to be influenced more by their tributary than effluent from sewage treatment facilities. With the results of this study, the source of contamination (sewage treatment facility effluent) of river inflow downstream of Han River could be confirmed using water quality and stable isotope ratio.