• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.213-213
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• 2020

최근 나타나는 지구온난화와 이상기후로 인해 가뭄과 홍수피해 같은 자연재해 발생 빈도가 높아졌고, 하천에서는 오염된 수질과 수생태계 복원 및 수변공간 조성, 수자원 관리 등의 목적으로 수질환경 개선사업이 진행되고 있다. 수질환경 측면에서 하천에서 발생하는 가장 큰 문제점으로는 녹조 즉, 남조류의 발생을 예로 들 수 있다. 본 연구에서는 최근 보 개방을 통하여 수질개선 효과가 나타나고 있는 금강을 대상으로 세종보, 공주보, 백제보 구간에 대하여 주요 수질인자에 대한 상관관계 분석을 수행하였다. 특히 남조류 세포수와 주요 하천 수질인자를 Pearson's correlation analysis를 이용하여 상관관계를 분석하였고, 보 위치별 남조류 세포수를 종속변수로 하고, 상관도가 높은 수질인자를 독립변수로 하는 다중회귀식을 도출하여 금강 내 주요 하천 수질인자의 농도에 따른 남조류 세포수 관계를 규명하고자 하였다. 분석기간은 2012년 1월부터 2019년 12월까지 보 건설 이후 시점으로 선정하였고, 월 평균 남조류 개체수가 조류경보제 발령기준 관심단계이상에 해당하는 금강수계의 3개 보에 대하여 남조류 세포수와 수질에 영향을 끼치는 인자인 강수량, (수온)W·T, (수소이온농도)pH, (용존산소)DO, (생물화학적산소요구량)BOD, (화학적산소요구량)COD, (부유물질량)SS, (총질소)TN, (총인)TP, (클로로필-a)Chl-a, (전기전도도)EC, (질산성질소)NO₃-N, (암모니아성 질소)NH₃-N, (인산염 인)PO₄-P, (용존총질소)DTN, (용존총인)DTP, (총유기탄소)TOC 와의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과 측정 지점별 남조류 세포수와 상관관계가 있는 인자는 서로 상이했지만 (수온)W·T과 pH의 경우 모든 지점에서 남조류 세포수와 양의 상관관계가 나타났다. 세종보는 W·T(0.383, P<0.01), pH(0.391, P<0.05)의 양의 상관계수를 나타냈고, 공주보에서는 (수온)W·T(0.436, P<0.05), pH(0.412, P<0.05)의 양의 상관관계를 나타냈다. 백제보에서는 (수온)W·T(0.415, P<0.01), pH(0.221, P<0.01)의 양의 상관성을 나타냈다. 남조류 세포수와 수질인자 간의 상관관계 분석에 따라 통계적으로 유의한 인자 중 (수온)W·T과 pH에 영향을 받는 영양염류와 퇴적물에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 사료되며, 연구를 통해 제시된 남조류 세포수 다중회귀식은 주요 수질인자 농도에 따라 발생 가능한 남조류세포수를 예측하여 금강의 수질 관리에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.108-108
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• 2019

낙동강에는 2010-2012년 4대강 사업 완료 후 8개의 다기능 보가 설치되었다. 보 설치로 인해 물의 체류시간이 증가하고 보 상류에는 정체수역이 광범위하게 형성되었다. 이후 지속된 가뭄과 여름철 고온현상이 겹치면서 남조류의 과잉성장(녹조현상)이 빈번히 발생하여 수생태계 건강성에 문제를 초래하는 등 사회적 이슈로 자리잡게 되었다. 조류의 과잉성장을 해결하기 위해 정부에서는 총인(TP) 방류수 수질기준 강화, 펄스형 방류기법 운영 등 대책을 추진하였으며, 녹조 우심지역을 선정하고 지역 특성에 맞는 대응방안을 수립하여 추진하고 있으나, 그 효과가 국부적이고 일시적이어서 근원적 대책 마련이 필요한 실정이다. 일반적으로 남조류의 과잉성장에 영향을 미치는 요소는 높은 영양염류(질소, 인)와 유기물 농도, 고온과 안정적인 성층강도, 그리고 남조류의 생리적 특성 등으로 매우 다양하기 때문에 정확한 발생 원인의 분석이 어려운 경우가 많다. 그러나, 보에 의해 흐름이 조절되는 하천에서는 유량, 유속 및 수온성층 등이 남조류 성장과 천이특성에 가장 민감한 영향을 미친다. 선행 연구사례에서는 유량과 남조류 생체량이 서로 반비례 관계를 가진다는 점과 상 하층간의 온도차(수온성층)가 남조류 우점과 밀접한 관련이 있다는 것을 보였다(Sherman et al. 1998). 따라서 최근 국내에서도 보의 관리수위를 낮추어 유속을 증가시키고 체류시간을 감소시켜 녹조문제를 완화하려는 노력이 추진 중이다. 하지만 하천의 수질은 물리적, 화학적, 생물학적 요인들의 복잡한 상호작용의 결과이므로, 단기간의 측정 결과로 보 수위 저하의 효과를 평가하는데 어려움이 있다. 따라서 이를 과학적으로 평가하기 위해서 수리 수질 생태의 연동해석이 가능한 수치모델을 활용할 필요가 있다. 수치모델은 매개변수를 충분히 보정한다면, 다른 모든 요인은 동일한 조건에서 보 수위 저하만의 영향을 예측하는데 활용가능하다. 본 연구의 목적은 낙동강 수계 중류에 위치한 칠곡보-강정고령보 구간을 대상으로 3차원 수리 수질모델인 EFDC를 구축하고, 실측 자료를 이용하여 모델을 보정한 후 보 관리수위의 저하운영 시나리오에 따른 수질과 남조류의 시 공간적 변동 특성을 분석하는데 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권2호
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• pp.91-102
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• 2007

대청호와 같이 규모가 큰 인공호수에서의 유해조류 발생을 사전에 예측하고 대응하기 위해서는 생물 화학적 연구와 더불어 GIS, RS 기술을 활용하는 지역분석 전산시스템의 개발도 필요하다. 이 논문의 목표는 대청호에서의 유해조류 생산을 저감시키기 위하여 남조류의 발생에 대한 예보모델을 개발하고 GIS를 기반으로 한 남조류 발생 조기예보시스템을 개발하는 것이다. 이를 위해 대청호에서의 남조류 발생과 환경인자와의 관계에 대한 선행연구 사례들을 분석하였으며, 그 결과 남조류 예보모델 개발을 위해 사용할 환경인자로서 강수와 기온을 선정하였다. 선정한 환경인자와 남조류 발생과의 정성적 상관관계 분석결과를 토대로 대청호의 남조류발생을 수역별로 예측할 수 있는 Rump 모델을 개발하였는데, 이 예보모델은 남조류의 최초발생시기와 급성장시기에 대한 예측이 가능하다. 개발된 예보모델은 GIS를 기반으로 한 남조류 대발생 조기예보시스템에 적용하였으며, 그 결과 대청호에서의 남조류 대발생을 예측하고 관련 자료들을 관리할 수 있는 지리정보시스템이 개발되었다.

• 생태와환경
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• 제38권2호통권112호
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• pp.146-159
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• 2005

매년 여름철마다 남조류의 대발생이 반복되고 있는 대청호에서, 수화기간 동안 가장 우점적으로 나타난 남조류 Microcystis aeruginosa의 밀도변화와 동물플랑크톤 중 환경변화에 민감한 것으로 알려진 물벼룩류 개체군들의 변동과의 상관관계를 조사하였다. 2001년 6월 부터 10월까지 총 12회에 걸쳐 회남, 내탑 ,본댐 앞 등 대청댐의 3개 지점을 조사정점으로 하여 시료를 채취하였다. 조사기간 동안 윤충류 21종, 물벼룩 15종, 요각류 14종을 비롯하여 총 54종의 동물플랑크톤이 출현하였다. 본 연구에서 확인된 대부분의 동물플랑크톤 종들은 빈영양성 ${\sim}$ ${\beta}$-중부수성의 수질지표를 보이는 종들이었다. 남조류 대발생기 동안 동물플랑크톤 군집의 생물량은 전반적으로 높은 수준을 유지하였고, 남조류 수화가 심한 조사정점에서 오히려 출현종수가 가장 많았다. 남조류 대발생기 동안 물벼룩류 출현종들의 천이 양상은 매우 뚜렷하였다. 물벼룩류 출현종들의 개체군 변동은 수온 등의 이화학적 요인의 변동보다는, 남조류 개체군의 밀도변화에 더 큰 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 즉, 남조류의 대발생이 시작되면 Daphnia galeata와 같은 대형 물벼룩류의 개체군 크기가 급감하고 대신 Bosmina longirostris와 같은 소형 물벼룩류의 개체군 크기가 증가하였다. 이후 남조류 밀도가 감소하면서 Diaphanosoma dubium 개체군의 크기가 증가하는 경향을 보였다. 남조류 밀도가 증가함에 따라 가장 민감하게 개체군 생장의 영향을 받는 종은 D. galeata 인 것으로 드러났다. 이 종은 남조류에 의해 직접적인 저해를 받는 것으로 추정되며, D. galeata 개체군의 크기 변화는 남조류 대발생기 동안 동물플랑크톤 군집 전반의 변동에 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권9호
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• pp.789-798
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• 2016

최근의 우리나라 수계에서의 하천에서의 조류 대번성은 심각한 사회 환경적 문제가 되고 있다. 이중 독성이 강한 남조류의 발현은 수생태계의 건강성과 안전한 물공급에 위협이 될 수 있다. 영산강 수계의 승촌보와 죽산보 지점의 남조류 세포수와 환경인자간의 인과관계 분석을 위해 선백색화 시계열간의 배타적 상관분석을 수행하였고 이를 기반으로 이들 사이의 입출력 모형을 도출하였다. 입출력 모형의 겨울철 남조류 세포수 반응 특성을 고려하기 위해서 수온의 문턱거동을 도입하였고, 모형의 남조류 세포수에 대한 설명력을 증가시키는 효과를 얻었다. 입출력 모형의 남조류 세포수의 모의능이 완전하진 않으나, 비교적 간단한 구조를 가진 입출력 모형의 구조는 모형 적용의 용이성이 높은 것으로 판단된다.

• 아시안잔디학회지
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• 제22권2호
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• pp.161-170
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• 2008

본 연구는 아직 국내에서 보고된 바 없는 조류에 의한 잔디 병 발생 가능성에 대한 연구로, 2008년 7월 경기지역 골프장내 켄터키 블루그래스가 식재된 티잉그라운드에서 흑갈색 얼룩 반점병을 일으킨 잎조직이 발견되면서 조류에 의한 잔디 병 발생 요인과 대책을 조사하였다. 1. 켄터키 블루그래스의 흑갈색 반점 염조직으로부터 다수의 남조류(blue-green algae)가 관찰되었고, 흑갈색 반점이 형성 부위의 엽몸, 엽귀, 그리고 엽집에서 남조류가 다수 발견되었으며, 이병조직 이외의 개체내 건전부위와 줄기에서도 남조류 파편이 발견되었다. 발견된 남조류는 Oscillatoria 계통이 많았다. 2. 잔디밭에서 남조류는 토양 내 뿌리나 지제부에서 관찰되는데, 이번 관찰시에는 켄터키 블루그래스의 흑갈색 얼룩반점 병반부위인 상단 엽조직에서 남조류가 관찰되었다. 또한 이병조직 주위의 건전한 부위에서도 작은 파편형태의 남조류들이 발견되었다. 이것은 현재까지 식물조직 내 남조류의 이동경로에 대하여 알려진 바가 없지만 조직 내에서 남조류의 이동 가능성도 있다. 3. 흑갈색 얼룩반점이 형성된 켄터키 블루그래스 뿐만 아니라 황화현상이 발생한 벤트그래스 퍼팅그린의 잔디 잎에서도 남조류가 관찰되었으므로, 향후 초종에 따른 조류의 영향에 대한 세부연구가 수행되어져 야 할 것이다. 4. 약제처리로 조류 억제와 흑갈색 얼룩 반점 경감효과를 가져왔는데 프로피코나졸이 가장 우수하였고 이프로디온과 아족시스트로 빈 순으로 조류 억제가 관찰되었다. 6. 특히 고온 다습한 여름철에 조류 방제가 어렵고 적절한 조류억제제를 선택하기가 쉽지 않다. 이에 따라, 조류에 대한 일반적 관리에 머무르기보다는 더 적극적인 방제 방안 및 사전 예방 관리를 강구하여야 할 것이다. 6. 끝으로 향후 조류의 잔디 조직 내 이동 및 감염 경로를 규명하고자 하는 지속적인 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.52-52
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• 2022

남조류 (cyanobacteria)의 대량증식에 의한 녹조현상은 수질 악화 및 수중 생태계에 악영향을 끼친다. 기존 연구에서는 시아노박테리아 증식에 영향을 미칠 수 있는 다양한 요인을 식별하였다. 특히, 최근 (2020)에 수행된 한 연구는 2013년부터 2018년까지 4대 강에 위치한 16개의 지점에서수집된 세 가지 환경 변수, 수온, 유속 및 인(phosphorus)농도 데이터를 사용하여 시아노박테리아 발생에 대한 예측 모델을 개발하였으며 온도가 남조류에 발생에 대한 가장 지배적인 요인임을 시사하였다. 온실가스 배출에 의한 기온의 상승으로 특징되는 기후변화는 전 지구에 급격한 환경변화를 유발하고 있으며 이는 남조류 증식에도 영향을 줄 수 있다. 이에 본 연구에서는 한국의 4대 강에서 다년간 수집된 수온(℃) 및 녹조 (cells/㎖) 데이터에 기반하여 온도-환경변수 민감도 (scaling)를 분석함으로써 기후변화와 남조류 증식의 연관성을 판단해 보고자 한다.

• 한국습지학회지
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• 제21권4호
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• pp.312-320
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• 2019

남조류의 대발생은 대량 번성 및 사멸에 따라 수체 내 산소 고갈 및 유기물 증가와 같은 문제를 야기하고 있다. 매년 여름철 폭염 및 가뭄의 영향으로 조류대경보가 발령되고 있으며, 낙동강 본류 구간의 선제적 녹조관리를 위해 남조류 발생특성을 정량적으로 규명할 필요가 있다. 본 연구에서는 시각화 분석 및 상관관계 분석을 이용한 남조류 발생 주요 영향인자 분석과 더불어 머신러닝 기법인 의사결정나무를 이용하여 영향인자에 따른 남조류 발생조건을 정량적으로 분석하였다. 8개 보 모든 지점에서 기상학적 요인인 기온과 SPI 가뭄지수는 남조류 세포수와 유의한 상관관계 특성을 보였다. 이는 폭염일수 증가 및 가뭄에 따른 수체 내 물의 혼합 차단 및 성층현상이 지속되어 남조류 발생을 촉진시키는 것으로 보여지며, 장기적으로 기상학적 영향을 고려한 남조류 발생의 선제적 관리도 필요할 것으로 판단된다.

• 농약정보
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• 제22권6호통권169호
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• pp.42-43
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• 2001

• 생태와환경
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• 제34권1호통권93호
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• pp.45-53
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• 2001

남조류 물꽃현상이 나타나는 일본의 Suwa호에서 방류수를 통해 하류하천 (Tenryu강과 Nishitenryu 수로)으로 유출된 남조류세포와 남조류 독소 (microcystin-LR,-RR, YR)의 유하과정에서의 변동을 1998년 5월부터 10 월까지 조사하였다. 하천 내 모든 지점에서 식물플랑크톤 종조성은 상류의 호수와 일치하였다. 6월과 7월에 우점한 남조류는 M. ichthyoblabe였고, 8월부터 증가한 M. viridis는 10월까지 우점종이었다. Microcystin은 남조류의 현존량이 증가한 7월부터 검출되기 시작하여 남조류 세포밀도의 계절변동에 따라 농도가 변동하였으며, 3종류 microcystin의 조성변화는 남조류 종조성과 관련이 있었다. Microcystis. ichthyoblabe가 우점한 7월에는 MC-RR과 -LR만이 검출된 반면, M. viridis가 우점한 8월 부터 10월까지는 3종류의 microcystin이 모두 검출 되었다. Microcystin은 호수로부터 32 km 떨어진 하류지점에서도 3.2${\sim}$0.3 ${\mu}$g/l의 농도로 검출되었다. Tenryu강 지점 2와 지점 5사이의 29 km 구간 (유하시간 11시간)에서 세포밀도와 microcystin 농도의 감소율은 각각 73%, 72%이었고, 희석에 의한 세포밀도와 microcystin 농도의 감소율이 각각 61%와 57%로서 감소요인의 대부분을 차지하였다. 인공수로에서는 자연하천보다 남조류 세포와 독소의 제거율이 더 낮았다. 이러한 결과들은 남조류가 번성한 부영양호의 하류하천에서는 먼 거리까지 남조류의 독소가 전달되어 공중보건에 위해성을 줄 수 있음을 보여 주고 있다.