• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권1호
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• pp.29-43
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• 2007

한국 남해의 연안역(진해만에서 부산연안)에 있어서 효율적인 수질관리를 위해서, 3차원 생태-유체역학 모델을 적용하여 하계 수질을 예측하고, 목표 수질회복을 위한 오염부하 삭감량을 산정하였다. 현재의 오염부하량 조건하에서 연안해역의 수질(화학적 산소요구량과 영양염류 농도 등)은 설정된 해양환경수질기준을 초과하였고, 또한 부영양화 상태에 있기 때문에 유입하는 오염부하량의 저감이 필요하였다. 이러한 배경하에서, 모델이 적용되어 보정과 검증과정을 통해 연구해역의 유동장과 수질 분포를 유사하게 모의하였다. 시나리오 분석결과, 진해만 해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$와 $COD\;3\;mg\;1^{-1}$ 이하를 동시에 만족하기 위해서는 육상 점오염원으로부터 90% 정도의 오염물질 저감뿐만 아니라, 장기간 오염물질의 유입으로 인한 베이스 농도 자체가 높아서 이를 저감하기 위한 퇴적물로부터 용출되는 질소와 인도 약 70% 정도 삭감해야 하는 것으로 나타났다. 낙동강 하구해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$와 $COD\;2\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 낙동강 자체의 유입부하량을 약 80% 정도 저감해야 하며, 낙동강 하구해역을 제외한 부산 연안역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$와 $COD\;1\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 유입부하의 70% 정도의 삭감이 이루어져야 하는 것으로 예측되었다. 연구해역의 수질이 공간적으로 차이가 있으나 대체적으로 상당히 오염된 상황이라 이러한 삭감량은 매우 커서 현실적으로 단기간에 달성하기는 어려울 것이다. 그러므로 장기적인 관점에서 지속적인 노력 즉, 해역으로 유입하는 미처리된 오염물질 차단, 수처리시설의 확충과 제거 능력 향상 및 오염된 퇴적물 정화 등이 필요하다.

• 환경생물
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• 제20권1호
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• pp.91-99
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• 2002

오염부하량이 높은 경안천과 오염부하량이 낮은 철원북방 비무장지대내 토교저수지에서 식물플랑크톤의 크기별 현존량과 chlorophyll a농도에 대한 계절적 변화 및 환경요인과의 상호관계를 조사하였다. 또한 식물 플랑크톤의 크기를 고려하여 > $8\mu{m},\;3-8\mu{m},\;<3\mu{m}$ 세포 크기별로 분획하여 현존량과 chl. a 농도를 관찰하였다. 물리.화학적 환경요인은 경안천이 토교저수지보다 높게 나타났다. 식물플랑크톤 현존량은 경안천에서 10배 정도 높았으나 크기별 chl. a의 농도는 두 지점 모두 소형 플랑크톤에서 높은 농도를 보였다. 경안천 식물플랑크톤의 현존량은 대부분 미세형이었지만 chl. a는 부분적으로 극소형 이 우위를 차지하였다. 반면, 토교저수지에서는 현존량은 소형과 미세형이, chl. a는 소형에서 높이 분포하였다. 따라서 영양염 및 물리적 조건이 서로 상이한 수계에서의 식물플랑크톤의 분포는 출현종의 크기를 결정하기도하고 출현종의 특성에 따라 현존량과 chl. a의 불균형적 특성을 유도한다.

• 한국수산과학회지
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• 제43권4호
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• pp.362-372
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• 2010

In order to understand what leads to the appearance of harmful Chattonella algae in the Yeosu coastal waters of Korea, we measured environmental parameters every week at one station from May to November, 2006, and April to October, 2007. Four species of Chattonella appeared during the monitoring period: C. antiqua, C. globosa, C. marina and C. ovata. The range of water temperature and salinity were $15.0-27.9^{\circ}C$ and 17.6~33.0 psu, respectively, when Chattonella appeared, and their maximum cell density (4,840 cells/L) was at $27.1^{\circ}C$ and 33.0 psu. During the monitoring periods, the range of dissolved inorganic nitrogen (DIN), phosphate (DIP) and chlorophyll $\alpha$ (Chl-$\alpha$) concentrations in surface waters were $1.20-52.23\;{\mu}M$ ($8.59{\pm}8.97\;{\mu}M$), $0.03-1.56\;{\mu}M$ ($0.47{\pm}0.31\;{\mu}M$) and $0.45-31.12\;{\mu}g/L$ ($3.58{\pm}4.77\;{\mu}g/L$), respectively. Chattonella occurred at low cell density when the Chl-$\alpha$ concentration increased because of supplied nutrients, whereas their cell density increased during the periods of rapid decrease in Chl-$\alpha$. The results of growth experiments based on batch culture showed that the half saturation constant ($K_s$) of C. antiqua on ammonium (${NH_4}^-$), nitrate (${NO_3}^-$) and phosphate (${PO_4}^{2-}$) were $3.89{\mu}M$, $5.01\;{\mu}M$ and $0.63\;{\mu}M$, respectively. These Ks values are higher than those reported for diatoms and other flagellates at the DIP concentration (average $0.47{\mu}M$) of Yeosu coastal waters. Although the maximum specific growth rate (${\mu}_{max}$) of C. antiqua was lower than diatoms, it was higher than those of other flagellates. Therefore, our results indicate that the DIP level in the study area was too low to support Chattonella blooms, although Chattonella species have physiological characteristics that enable them to grow more rapidly than other flagellates when nutrient levels are higher than their $K_s$.

• 생태와환경
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• 제41권spc호
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• pp.61-67
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• 2008

유기물이 풍부한 유수역에서 서식하는 이매패 말조개를 대상으로 여과율(filtering rate, FR) 및 배설물 생산율(pseudofaeces production, PFP)에 대한 최적조건을 파악하기 위하여, 다양한 수온$(5{\sim}35^{\circ}C)$, 먹이농도$(49{\sim}491{\mu}g$ 엽록소-${\alpha}L^{-1}$), 패류크기 $(5.6{\sim}13.3cm)$ 조건 하에서 섭식실험을 실시하였다. 말조개는 적용한 $5{\sim}35^{\circ}C$의 온도범위 내에서, 수온 $15^{\circ}C$에서 가장 최고 FR을 보였으며, $5^{\circ}C$에서 최저치를 나타냈다. 먹이밀도는 낮을수록 높은 FR을 보였고, 높을수록 높은 배설물 생산율을 나타냈으며, 개체의 크기는 단위무게당 FR 및 PFP에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 결론적으로, 말조개의 여과율과 배설물 생산율은 다양한 요인들에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과로 판단할 때, 말조개는 수온이 낮고 수심이 얕은 부영양 저수지에서 남조류 대발생 초기에 적용하면 높은 여과율로 수질을 개선하는 데 효과적일 것으로 사료되나, 적용방법 및 생산된 배설물의 수중에서의 영향 등에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.382-393
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• 2009

본 연구의 목적은 탑정저수지의 부영양화 특성을 알고, 주요변수간의 상호관계를 결정하는 것이다. 연구를 위하여 1995년부터 2007년까지의 환경부의 수질 측정 자료를 이용하여 다양한 변수를 분석하였다. 이러한 수질 변수는 연별, 계절별로 변이양상을 보였다. 탑정저수지의 TN과 TP의 연평균 값은 각각 1.78 mg $L^{-1}$, 0.03 mg $L^{-1}$로, TN:TP의 비율은 76으로 나타나 탑정저수지 내의 질소는 연중 부영양화를 초과한 상태이며 인은 호소의 1차 생산력에 대한 제한 요인으로 작용할 잠재성을 갖는 것을 알 수 있다. TP는 8월에 강수에 의한 희석 현상을 보이며, SS의 월별 변화는 CHL과 같은 양상을 보였다. BOD와 COD의 연평균 값은 각각 1.61 mg $L^{-1}$, 4.23 mg $L^{-1}$로 나타났으며 연별 변화 양상은 강수량과 관련되었음을 알 수 있었다. 또한 탑정저수지 내의 두 사이트는 공간적인 변이의 특성을 거의 보이지 않은 것으로 나타났다. 탑정저수지 내의 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN 농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN, 그리고 SD)사이의 관계를 로그-전환 회귀분석을 통해 분석하였다. TP에 대한 CHL의 계절별 회귀분석에 따르면 CHL의 변이는 TP의 변이에 의해 37% ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616)를 설명하는 것으로 나타났으나 TN은 낮은 상관관계 ($R^2$=0.03, p>0.05)를 보였다. 또한 SD에 대한 CHL의 회기 분석에서는 CHL이 SD의 변이에 의해 33% ($R^2$=0.33, p<0.003, r=0.580)를 설명하는 것으로 나타나 탑정저수지의 SD는 CHL에 의하여 조절됨을 알 수 있었다. 결과적으로 TP는 탑정저수지의 부영양화 현상을 예측하는 핵심 인자로 사료되므로 부영양상태를 조절하기 위해 수계로부터 인의 유입의 철저한 관리가 매우 중요하다고 판단되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-12
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• 2004

진해만 해역에 있어서 적조발생역과 물질집적공간을 진단하기 위해서 수치모델링에 의해 하계 적조가 발생했을 때 환경요인의 변통에 따른 $Cha-{alpha}$ 분포와 물리과정의 기여도를 평가하였다. 해수유동모델에 의한 표층 잔차류는 무풍시와 풍속 2 m/sec이하일 때 진해만 서부해역과 동부해역에서 각각 남향과 북향 하는 흐름이 상접하는 공간이 예측되었고, 풍속이 강해질 때는 유속도 강해지고 유향도 크게 달라지는 것으로 나타났다. 생태계모델에 의해 하계 $Cha-{alpha}$를 예측한 결과, 진동만과 가덕수로 북단의 인근 해역에서는 20 mg/㎥ 이상으로 매우 높았고, 서부해역에서도 대부분 10 mg/㎥이상으로 진해만은 전역에서 하계에는 적조발생 가능성이 매우 높은 것으로 예측되었다. 현 상황에서 $Cha-{alpha}$현존량에 대한 물리과정량을 평가한 결과, 동부해역의 가덕수로 북단과 칠천도 주변, 서부해역의 진동만 내측 그리고 가조도 서쪽지역에서 물리과정량이 (+)로 계산되어 물질의 집적이 일어날 가능성이 큰 공간으로 평가되었고, 마산만, 행암만, 진동만, 원문만 및 고현만 등에서는 물리과정량이 (-) 즉, 발산지역으로 나타나서 물리과정량 보다는 생물학적인 증식과정이 큰 기여를 하는 것으로 고려되었다. 모델링과 현장관측자료 분석결과, 진해만 해역에 있어서 적조의 초기발생역은 마산만과 행암만으로 나타났다. 풍속의 증가는 $Cha-{alpha}$의 농도를 감소시키지만 물리적으로 집적하는 공간의 확대를 야기 시키는 것으로 예측되었고, 동남풍 계열보다는 북서풍 계열이 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일사량 및 일조시간의 변통은 물리적 집적공간의 분포에는 큰 영향이 없었지만, $Cha-{alpha}$의 급격한 증감을 초래하는 것으로 시뮬레이션되었다. 육상오염부하량 자체만의 변동으로는 $Cha-{alpha}$를 적조발생 가능농도이하로 감소시키지는 않는 것으로 모델링되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권2호
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• pp.165-180
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• 2019

Water quality data of 81 lakes in Korea, 2013 ~ 2017 were analyzed. Most water quality parameters showed left-skewed distribution, while dissolved oxygen showed normal distribution. pH and dissolved oxygen showed a positive correlation with organic matter and nutrients, which appeared to be a nonsense correlation mediated by the algae. The ratio of $BOD_5$ and $COD_{Mn}$ to CBOD was 21 % and 52 % in the freshwater lakes, respectively. TOC concentration appeared to be underestimated by the UV digestion method, when salinity exceeds $700{\mu}S\;cm^{-1}$. In terms of nitrogen/phosphorus ratio, the limiting factor for algal growth seemed to be phosphorus in most of the lakes. Chlorophyll ${\alpha}$ increased acutely with decrease of N/P ratio. However, it seemed to be a nonsense correlation mediated by phosphorus concentration, since the N/P ratio depended on phosphorus. The N/P ratio of brackish lakes was lower than that of the freshwater, at the same concentration of phosphorus. It is worth examining denitrification that occurs, in bottom layer and sediment, during saline stratification. $Chl.{\alpha}$ concentration decreased in the form of a power function with increase of mean depth. The primary reason is that deep lakes are mainly at the less-disturbed upstream. However, it is necessary to investigate the effect of sediment, on water quality in shallow lakes. Light attenuation in the upper layer, was dominated by tripton (non-algal suspended solids) absorption/scattering (average relative contribution of 39 %), followed by CDOM (colored dissolved organic matter) (average 37 %) and $Chl.{\alpha}$ (average 21 %).

• 생태와환경
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• 제41권1호
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• pp.1-10
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• 2008

청계천의 하도복원사업 이후 부착조류의 증식 실태와 영양염류 농도 등의 종적변이와 계절적 변화를 조사하였다. 조사기간은 복구된 직후인 2005년 12월부터 2007년 4월까지였으며, 영양염류와 부착조류 현존량, 물리적 요인 등이 조사되었다. 유속은 0.63m $sec^{-1}$에서 1.07m $sec^{-1}$의 변위를 보였으며, 부착조류의 현존량에 영향을 미치지 않는 것으로 관찰되었다. 총질소$(2.34{\pm}0.45mgN\;L^{-1})$는 계절이나 지점에 상관없이 농도의 변동이 없었으며, 총인$(10\sim90{\mu}gP\;L^{-1})$은 중랑천 합류 전 지점이 계절에 상관없이 가장 높은 농도를 나타냈고 중 상류 두 지점은 겨울에, 하류 두 지점은 여름에 높았다. 총인 농도 가운데 입자성유기인은 60% 이상을 차지하였으며, 중랑천 합류전 지점을 제외하고 용존무기인(DIP)은 10% 이내의 낮은 농도를 나타냈다. 부착조류의 현존량은 $0.3\sim48.6{\mu}gChl\;{\alpha}cm^{-2}$의 범위를 보였는데, 이는 타 연구 보고에 의하면 무척추동물의 생체량을 감소시킬 수 있을 정도의 높은 밀도이다. 부착조류 군집의 우점종은 대부분 남조류로서 부영양한 수역에서 나타나는 종들이 출현하였다. 청계천은 부착조류 종조성과 현존량으로 볼 때 부영양한 하천인 것으로 판정된다.

• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.55-68
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• 2010

박테리아, HNF, 식물플랑크톤 그리고 섬모충류로 이어지는 미소생물군집의 계절적 변화를 2007년 5월에서 2008월 5월까지 부영양화된 기수호유역 시화호의 3개 정점에서 조사하였다. 배수갑문 주변의 두 정점과 비교하여 상류의 정점에서 염분농도가 낮게 나타났고, 영양염 농도와 더불어 Chl-$\alpha$가 현저하게 높게 기록되었다. 박테리아의 연 평균은 St. 1에서 $6.8{\times}10^6\;cells\;mL^{-1}$로, St. 2에서 $7.4{\times}10^6\;cells\;mL^{-1}$로, St. 3에서 $4.6{\times}10^6\;cells\;mL^{-1}$로 각각 관찰되었다. HNF의 연 평균은 St. 1에서 $19{\times}10^2\;cells\;mL^{-1}$로, St. 2에서 $6.7{\times}10^2\;cells\;mL^{-1}$로, St. 3에서 $5.9{\times}10^2\;cells\;mL^{-1}$로 각각 기록되었다. 최고치의 섬모충 개체수는 St. 1에서 2008년 4월 29 일에 관찰되었고, 전체의 99%가 자가영양성 섬모충 Mesodinium rubrum (=Myrionecta rubra) 이였다. Chl-$\alpha$농도는 박테리아와 높은 상관관계가 관찰되었으나, 박테리아는 HNF와 섬모충으로 이어지는 상위 포식자 간의 상관성이 높게 나타나지 않았다. 이것은 상위 포식자로 이어지는 에너지 흐름의 효율이 비교적 낮다는 것을 의미한다. 부영양화된 시화호에서 일차 생산자의 생물량이 높게 관찰되였음에도 불구하고, 미소생물군집의 상위 영양단계 생물과 하위 생물군과의 상관성이 나타나지 않았다는 것은 미소생물환의 먹이 연쇄는 고전적인 먹이망과 같은 간접적인 경로와 더불어 시간 지연의 영향을 받았을 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제43권4호
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• pp.492-502
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• 2010

The study objects were to analyze long-term and seasonal variations of nutrients (N, P), suspended solids, N:P ratios, algal chlorophyll, and trophic state along with general water quality parameters in four sampling sites including two intake tower sites supplying drinking water in Daechung Reservoir. For the analysis, we used water quality long-term data sampled during 1998~2007 by the Ministry of Environment, Korea. Interannual and seasonal trends in inflow and discharge near the intake tower facilities over the ten years were directly influenced by rainfall pattern. The distinct difference between wet year (2003) and dry year (2001) produced marked differences in water temperature, pH, dissolved oxygen, organic matter contents, nutrients, and these variables influenced algal biomass and trophic state. Values of TP varied depending on the year and locations sampled, but monthly mean TP always peaked during July~August when river inflow and precipitation were maxima. In contrast, TN varied little compared to TP, indicating lower influence by seasonal flow compared to phosphorus. The number of E. coli were highest in Site 2 (Chudong intake tower) and varied largely, whereas at other sites, the numbers were low and low variations. Contents of chlorophyll-${\alpha}$ (CHL), as an estimation of primary productivity, varied largely depending on the year and season. The maximum of CHL occurred at Muneu intake tower (S4) during 2006 when the precipitation and inflow were lowest. In contrast, another CHL peak was observed in Site 2 (Chudong intake tower) in 2006 when one of the largest typoons (Ewinia) occurred and river runoff were maximum. So the CHL maxima were associated with both wet year (high flow, high nutrient supply) and dry year (low flow, nutrient supply by littoral zone). Such conditions influenced trophic states, based on Trophic State Index of nutrients and CHL. Based on all analyses, we can provide some clues for management and protection strategies of two intake tower sites.