• 생태와환경
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• 제36권3호통권104호
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• pp.336-343
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• 2003

본 연구에서는 남, 북한강 그리고 경안천으로부터 팔당호에 유입되는 유기물 및 영양물질농도의 연속성 예측을 위하여 단순로그선형모델과 다변수 로그선형모델이 함께 적용되었으며, F-검정과 결정계수에 기초하여 산정된 모델의 유의성과 유효성이 검토되었다. 검토 결과 단순로그선형모델은 산정된 9개의 모델 중 4개 모델만이 통계적으로 유의한 반면 다변수 로그선형모델의 경우에는 9개 모델 모두 통계적으로 유의한 것으로 나타났다. 모델의 유효성을 평가하는 결정계수 또한 다변수 로그선형모델의 경우에 더 높게 예측되었다. 즉 팔당호 유입 수질 농도의 연속성 예측과 경향성 파악을 위해서는 다변수 로그선형모델의 적용이 더 적합한 것으로 판단되었다. 다변수 로그선형모델 결과에 기초하여 팔당호 유입수질의 유량 의존성, 경향성, 계절성을 분석하였다. 분석결과 모든 지류에서 유량이 증가함에 따라 팔당호로 유입되는 BOD 농도는 감소하는 것으로 나타났으며, TN과 TP의 경우에는 BOD와 달리 유량이 증가하더라도 농포는 증가 또는 감소하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 3개 지류 유역에서 유기물을 배출하는 주요 오염원은 점오염원인 반면 영양물질의 경우에는 점오염원 뿐만 아니라 비점오염원 역시 주요 배출원으로 작용하고 있는 것으로 판단된다. 경향성을 분석한 결과 1995턴부터2000년까지 모든 지류에서 팔당호로 유입되는 BOD농도의 증감 경향은 보이지 않았다. 남한강과 북한강으로부터 팔당호로 유입되는 TP의 경우 1988년부터 1994년까지 점진적인 증가 추세를 보이는 것으로 보고된 바 있으나 본 연구의 대상 기간인 1995년 이후에는 이러한 증가 추세는 관찰되지 않았으며, 반면 경안천으로부터 유입되는 TP농도는 연간 10%정도 증가하고 있는 것으로 예측되었다. 한편 북한강으로부터 팔당호로 유입되는 TN농도는 연간 10%정도 감소하는 반면 남한강과 경안천으로부터의 유입 농도는 각각 연간 3%와 7%씩 증가하는 경향을 보였다. 수질 농도의 계절별 변화 경향을 분석한 결과 팔당호로 유입되는 3개 지류의 유기물 및 영양물질 농도는 모두 계절성을 갖는 것으로 분석되었으며, 이 중 가장 작은 변동폭을 갖는 수질항목은 총 질소인 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.51-63
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• 2015

새만금 방조제 건설로 조성된 새만금호의 장기적인 수질의 변화를 조사하기 위해 2002년부터 2010년까지 총 40회에 걸쳐 현장조사를 수행하였다. 호 내 표층수의 염분은 방조제 끝물막이 직후 감소하여 장기간 감소된 상태를 유지하였다. 방조제 끝물막이 직후에 표층수의 SPM은 감소하였으나, 이후 호 내 수위 변동과 관련하여 증가하다 다시 감소하는 경향을 보였다. 표층수의 Chl-a는 방조제 끝물막이 직후부터 증가하여 장기간 동안 계속 증가된 상태를 유지하였다. 표층수의 DIN 항목들은 방조제 끝물막이 직후에는 변화가 없었으나, 이후 $NH_4-N$은 증가(90%)하였다. 표층수의 DIP는 방조제 끝물막이 직후에는 감소하였으나, 이후 증가(264%)하였다. $NH_4-N$과 DIP의 증가는 새만금호의 장기적인 유기물의 축적과 관련된 것으로 판단된다. 표층수의 $NO_3-N$은 방조제 끝물막이 이후 변화가 없는 반면, DISi는 방조제 끝물막이 직후부터 증가하여 계속 증가된 상태를 유지하고 있어 담수 기원 이외의 다른 유입원으로부터 공급되고 있는 것으로 판단된다. 한편, 새만금 방조제 끝물막이 이후 호 내의 수질은 공간적으로 강하구와 나머지 지역들로 뚜렷하게 구분되는 특징을 보이고 있으며, 성층은 방조제 쪽보다 강하구 쪽에서 더 강하게 관측되었다. 특히 하계에 강하구 쪽에서 강한 염분 성층과 함께 표층에서 약 1 m 이하로 저산소 상태가 관측되었다. 저산소층의 형성은 퇴적물로부터 영양염 및 중금속 등의 용출을 유발시킴으로서 수질악화를 가속화시킬 우려가 있음으로 이에 대한 대책이 시급하게 필요하다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권6호
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• pp.639-643
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• 2002

막분리여과 시스템을 이용한 수질환경의 조절과 인공종묘생산 어류의 성장에 미치는 영향을 조사하기 위하여 사육수의 수질분석, 세균상 조사 및 자어의 성장률 등을 조사하여 비교하였다. 실험구는 고압모래여과기구 (SFS)와 막분리여과시스템구 (WS)을 두었으며, 수질에 대해서는 pH, 염분도, $DO,\;SS,\;COD,\;NH_{4}^{+},\;NO_{2}^{-},\;NO^{-},\;DIN,\;DIP$를 분석하였다. 대부분의 분석항목에서는 SFS구와 UFS구에서 큰 차이가 없었으나, 염분도는 SFS구 $33.5\%_{cdot}$, UFS구 $30.2\%_{cdot}$이었으며, 55는 SFS구 15.5mL/L, 7.0mL/L으로써 염분도와 SS에 대해서는 낮은 값을 나타내었다. 세균상 및 총균수의 변동에서 자연해수의 $6{\times}10^{5}CFU/mL$은 SFS구에서 약 1/6의 비율로 낮아지고 9일째 이후 총균수와 Vibrio속이 급격히 증가하고 Acinetobacter속 및 Micrococcus속 세균이 급증하기 시작하였으나, UFS구에서는 Ajteromonas속 세균의 일부가 남아있는 것 이외에 실험기간 중 안정적인 세균상을 유지하였다 성장률은 SFS구가 전장 17.0mm (SGR 14.0)이었으며, UFS구가 18.8mm (SGR 14.3)로서 유의적으로 높은 성장을 나타내었다. 막분리여과시스뎀을 이용하여 무균해수를 종묘생산장에 공급하는 것은 수질환경의 안정과 제균효과에 의해 세균의 증식이 억제되므로 자치어의 사육환경이 안정적으로 유지되어 질 수 있는 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제18권1호
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• pp.77-93
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• 2000

시아해의 수질환경과 식물플랑크톤 생물량의 계절변동 특성 및 식물플랑크톤 생물량변동에 영향을 미치는 환경요인을 파악하기 위해 1995년 2월,4월,7월과 10월 4회에 걸쳐 계절별로 23개 관측점의 표층과 저층 해수를 대상으로 현장조사를 실시하였다. 결과, 시아해는 2월에 최저수온, 8월에 최고 수온을 나타내나, 염분은 6, 7월에 높고 겨울에 낮은 특성을 나타내었으며, 연중 빠른 유속과 조석혼합 등으로 수층 간 혼합된 양상과 매우 낮은 투명도를 나타내고 있었다. 영양염류 중 질소는 여름을 제외하고는 비교적 높은 값을 나타내며, 인은 연중 0.5$\mu\textrm{g}$ㆍat./l내외의 값을 보이고 있는 반면, 규소는 봄철 규조류 대발생시를 제외하고는 연중 높은 농도를 유지하고 있었다. Chl-a는 연중 2$\mu\textrm{g}$/l 이상의 높은 값을 나타내고 있으며, 특히 규조류의 대발생이 보여지는 봄철에 높은 값을 나타내었다. 다만, 연중 높은 생물량은 생물의 성장과 활성에 의하기보다는 조석혼합 등에 의해 해저표층퇴적물에 침강된 표영생태계 중의 생물량 상당부분이 수중으로 재 부유한 결과로 보여져, 높은 부유물질 등 제한된 광 조건으로 시아해 식물플랑크톤 생물활성은 그다지 높지 않을 것으로 추정되었다. 기초생산을 제한하는 영양염은 시아해 북쪽해역에서는 인에 의해, 남쪽해역에서는 질소에 의해 지배되고 있는 것으로 나타났으며, 겨울철은 인의 존재량에 비해 질소가 과잉으로 존재하는 것으로 나타났다. 그리고 규소는 봄철 규조의 대발생시를 제외하고는 식물플랑크톤 군집에 크게 영향을 주지 앓는 것으로 나타났다. 또한, 영양염류 중 규소는 담수 등 복잡한 주변 수괴의 유입에 의존하는 비율이 높고, 질소는 여름에는 담수 유입에 의존하나 시기에 따라서는 저층 해수의 공급에 의존하는 것으로 나타났다. 인은 담수유입에 의한 부분보다 저층 해수 및 주변 수괴로부터 유입하는 비율이 높은 것으로 판단되었다. 시아해의 식물플랑크톤에 영향을 미치는 환경요인은 시간과 공간에 따라 다르게 나타나고 있으며, 여름철 극심한 질소의 부족이나 봄철 규조 대발생시의 규산염 고갈 등을 제외하면 영양염류보다도 높은 부유물질, 즉 광량 등 물리학적 요인에 의해 영향을 받는 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제47권spc호
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• pp.48-56
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• 2014

동해안 석호 생태계에서 식물플랑크톤 군집은 시공간적인 수체의 환경요인의 변화에 매우 빠르게 반응하여 변한다. 경호교에 설치한 보의 철거로 해수의 유통이 되기 전과 후인 1998년도와 2012년도의 식물플랑크톤 군집의 변화를 밝히기 위하여 두 해의 4월부터 11월까지 일주일 간격으로 수체 환경요인과 식물플랑크톤 군집을 조사 비교하였다. 1998년과 2012년도의 4월부터 11월까지 출현한 식물플랑크톤은 각각 99종과 80종이었고, 공통적으로 출현한 식물 플랑크톤은 40종이었으며 1998년과 2012년도 식물플랑크톤 군집의 유사도 지수는 0.465로 수체환경요인의 변화로 식물플랑크톤 군집이 크게 변한 것을 알 수 있었다. 1998년도와 2012년도의 수질은 통계적으로 유의한 차이를 나타내었는데, 특히 2012년도는 1998년도 보다 염분도가 증가해 해수성 수질로 바뀌었고 1998년도에 비해 pH는 다소 낮아졌고, 투명도는 증가하였으며, SS, $NO_3$-N- 그리고 N/P비는 낮았다. 그러나 2012년도에도 갈수기인 4월과 5월에는 상대적으로 염분도가 낮아지고 영양염류 함량이 증가해 SS와 Chl. a의 함량이 높아져 투명도가 낮은 경향을 나타내었다. 식물플랑크톤 군집을 구성하는 주요 종을 대상으로 ordination을 시행한 결과 1998년도 군집이 조사시기에 따라 보다 큰 변동을 한 반면 2012년도에는 상대적으로 안정적인 상태의 군집을 나타내었다. 그 이유는 2012년도에는 보의 철거로 인하여 해수의 유통량 증가와 전환속도의 증가로 인한 수체환경의 안정성이 증가하기 때문으로 판단된다. Gymnodium sp., Peridinium sp., Prorocentrum sp., Nitzschia longissima, Schroederia setigera, Lyngbya sp., Asterococcus limneticus, Asterococcus superbus 및 Cyclotella meneghiniana는 2012년도의 염분도가 높은 경포호의 수체에 잘 적응하는 종임을 확인할 수 있다. 또한 Asterrionella formosa, Nitzschia frustulum, Chlorella ellipsoidea, Scenedesmus bijuga 및 Scenedesmus ellipsoideus 상대적으로 염분도가 낮은 1998년도의 경포호의 수체에 잘 적응한 종들이라는 것을 확인할 수 있다. 1998년도와 2012년도의 염분도가 다른 수체를 구분하는 데 유용한 종은 Peridinium sp., Prorocentrum sp., Nitzschia longissima 및 Schroederia setigera의 4종으로 이들은 모두 2012년도에의 염분도가 높아진 경포호에서만 출현하는 종이었다. 경포호에서 식물플랑크톤 군집이 크게 상이하게 변하는 시기는 담수의 유입량이 적고 해수위가 낮아져 수체에 영양염류 함량이 높아지는 봄철과 홍수로 인하여 유역으로부터 유입되는 담수의 양이 증가하는 시기인 여름이라고 할 수 있다. 따라서 봄철에는 수체환경의 관리가 집중되어야 하고, 홍수기 에는 담수의 대량 유입에 따른 식물플랑크톤 군집의 변동에 유의하여야 한다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.21-31
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• 2006

본 연구는 1993 ${\sim}$ 2004년의 기간에 환경부에서 측정된 안동호 및 임하호의 이화학적 수질자료를 이용하여 장기간의 영양상태 분석 및 그에 따른 계절별, 연별 수질변화양상을 분석하였다. 장기적인 육수학적 추이분석에 따르면, 임하호의 총부유물 (Total suspended solids, TSS)의 농도는 안동호에 비해 특성 시기에 2 ${\sim}$ 8배 이상의 큰 증가를 보였으며, 이런 기간 동안 총인(Total phosphorus, TP) 및 생물학적 산소요구량 (Biological oxygen demand, $BOD_5$)은 증가하였고, 투명도(Secchi depth, SD)는 감소를 보였다. 한편, 동일기간 동안 엽록소(Chlorophyll-a, CHL-a)는 차이가 거의 없거나 일부 감소하는 경향을 보여 단위 총인당 엽록소의 농도(Chl-a/TP ratio)는 뚜렷한 감소현상을 보였다. 영양상태 (Trophic State Index, TSI)의 변이 분석에 따르면, 임하호에서 TSI (CHL-a)-TSI(SD) 값 및 TSI (CHL-a)-TSI (TP) 값치 70% 이상이 0 이하의 음수값을 보였으며, 거의 -60까지의 값으로 나타나 무기성 부유물(inorganic solids)의 영향이 안동호에 비해 크게 나타났다. 즉, 임하호에서 무기성 미세부유물은 식물플랑크톤 성장에 대한 광제한 효과를 보여 영양상태 지수들간의 상호관계의 변이에 안동호보다 좀 더 직접적으로 기여하는 것으로 나타났다. 특히, 장마전기, 장마기 및 장마후기에 두 호수의 수체내 총인 농도자료 분석에 따르면, 하절기 장마가 심할 때 임하호에서 장마후기의 총인농도는 안동호에 비해 월등하게 높게 나타났는데, 이런 주요 원인은 하절기의 집중강우에 의한 수계침식 및 비점오염원으로부터 부유물을 증가로 사료되었으며, 이에 대한 대책마련이 시급한 것으로 사료되었다. 수질이 휴양용수로서 사용하는 데에 적합하도록 충분한 차집시설과 환경 기초시설의 설치 운영이 필요할 것으로 판단된다.TEX>$K_s$값이 높고 $V_m/K_s$비율은 낮아 수게에서 질소가 저농도 일 때에는 다른 미세조류와 비교하면 경쟁력이 떨어지고 질소에 대한 기질 친화력은 약한 것으로 나타났다. 낙동강 하류지역에서 M. aeruginosa가 대발생하는 시기에 수중 영양염의 농도 변동은 M. aeruginosa의 영양생리 kinetics 특성과 잘 부합하는 것으로 나타났다.부분을 보완하기 위한 연구가 이루어져야 할 것으로 보인다. 연마방법 간에 상호 연관성이 없었다. FE-SEM관찰에서 레진전색제를 적용한 후의 표면은 모든 군에서 대체적으로 평활한 표면을 나타내었다. 4. 동일한 복합레진과 연마방법으로 처리된 군에서 레진전색제 적용 전과 후의 표면조도 값은 M1B군이 M1군보다, S1B군이 S1군보다 통계학적으로 높게 나타났으며, M4B군과 M5B군은 각각 M4군과 M5군 보다. 그리고 S5B군은 S5군 보다 통계학적으로 낮게 나타났다 (p<0.05). 본 연구를 종합하여 보면, 복합레진의 종류에 따라 표면조도의 순서는 다르게 나타났고, polyester strip 하에서 복합레진이 중합된 경우 가장 낮은 표면조도 값과 평활한 표면을 제공하였으며 전반적으로 anishing bur는 가장 높은 Ra값과 거친 표면을 제공하였다. Enhance, Astropol, carbide finishing bur로 연마한 표면은 레진전색제의 사용으로 평활한 표면을 얻을 수 있었지만, polyester strip과 Sof-Lex disc로 얻어진 표면은 레진전색제의 사용으로 표면조도의 개선이 이루어지지 않았다.^{11}C]raclopride$ PET을 이용하여 비흡연 정상인에서 흡연에 의한 도파민 유리를 영상화 및 정량화 하였고, 흡연에 의한 선조체내 도파민 유리는 흡연시 흡수된 니코틴의

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.570-581
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• 2013

어장관리해역으로 지정된 옹진군의 수질 및 퇴적물 환경 특성을 파악하기 위하여 2011년에 4개 도서(장봉도, 자월도, 영흥도, 백령도)를 대상으로 조사를 실시하였다. 수온은 $9.49{\sim}24.14^{\circ}C$로 계절변동 특성을 잘 나타내었고, 염분(23.19~31.49)과 용존산소(5.48~9.36 mg/L)는 수온과 역상관성을 보였으며, 화학적산소요구량(COD)은 평균 1.57 mg/L로 전체적으로 양호한 수준이었다. DIN과 DIP는 각각 0.111~0.666 mg/L, 0.002~0.043 mg/L의 범위로 전 정점에서 낮은 분포를 보였고, 엽록소 a의 농도는 $0.02{\sim}8.07{\mu}g/L$ 범위로 서해의 다른 해역보다 낮았다. 퇴적물의 입도 분포는 모래와 실트가 각각 56.7 %, 34.6 %로 우세하였고, 분급은 불량하였다. 퇴적물의 화학적산소요구량과 강열감량은 각각 $1.00{\sim}11.03mg/g{\cdot}dry$, 0.72~5.29 %의 범위로 시 공간적으로 유사한 경향을 보였다. 총유기탄소와 총질소의 C/N ratio는 8.17~17.97 범위로 하계에 육상기원과 해양기원에 의한 영향이 혼재하는 것으로 나타났다. 표층퇴적물의 미량금속 오염도 평가를 위해 농집지수($I_{geo}$)를 계산한 결과, Cr과 As를 제외한 나머지 금속원소에 의한 오염은 없는 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과는 본 연구지역이 전체적으로 양호한 수질을 보이며, 유기물과 금속원소에 의한 표층퇴적물의 오염이 없다는 것을 보여준다.

• 환경생물
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• 제25권1호
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• pp.16-26
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• 2007

본 연구는 한강하류역에서 인공기질을 이용하여 부착돌말류의 계절적 천이를 규명하고, 환경요인과 부착돌말류의 관련성을 통계학적으로 규명하기 위하여, 2004년 2월부터 2005년 2월까지 1년간 매 격주간격으로 2개 정점에서 환경요인과 부착돌말류를 조사하였다. 조사 결과 수온은 전형적인 온대지방의 기후를 나타냈고, pH는 갈수기인 겨울철에 상대적으로 높게 나타났다. 전기전도도, 질소, 인 등은 정점 간 차이를 보여 정점 2에서 높은 값을 나타냈으며, 규산염은 계절 및 정점 간 차이가 거의 없었으며, BOD와 COD는 수질 3등급에 속하였다. 환경요인과 생물학적요인 및 우점종의 변화에 대한 조사 정점간의 차이를 변량 분석 (ANOVA)한 결과 환경요인에서는 정점 2에서 수질이 더 악화되었으나, 생물학적 요인에서는 전체 현존량의 변동별 구분은 나타나지 않았다. 돌말류는 60종류 2목 3아목 8과 17속 51종 7변종 2품종이 출현하였으며, 계절별로는 봄철에 19종류, 여름철에 20종류, 가을철에 22종류, 겨울철에 22종류로 변화폭이 크지 않았고, 정점 2보다 정점 1에서 다양하였다. 부착돌말류의 평균 현존량은 $2.3{\times}10^5\;cells\;cm^{-2}$로 $2{\sim}3$개월 간격으로 계절별 변화를 보였으며, 정점 1에서 더 높았다. Chlorophyll a의 농도는 $3.0{\sim}132.6\;mg\;m^{-2}$로 변화의 폭이 매우 컸으며, 부착돌말류의 착생초기인 봄철에 가장 높은 농도를 보였다. 우점종에 의한 부착돌말류는 정점 1에서 봄철에는 Me1osira varians(초봄) 및 Nitzschia palea(봄철), 여름에는 Fragilaria capucina, 가을철에는 Aulacoseira granulata var. angustissima(가을철), 겨울철에는 Melosira varians(겨울철) 및 Cymbella minuta(늦겨울)까지의 천이를 보였으며, 정점 2에서 봄철에 Aulacoseira granulata 및 Nitzschia palea에서 여름에 Fragilaria capucina, 겨울철에 다시 Nitzschia palea(겨울철)로 천이 계열을 형성하였다. CCA분석에서 환경요인에 따라 봄철, 가을철, 겨울철로 구분되었다. 이는 부착돌말류의 천이와 유사한 양상이었으며, 돌말류의 종 조성 분포가 정점간의 차이가 아닌 계절에 따라 변하였다. 또한 호오염성군에 속하는 Nitrschia palea는 주로 질소원과 부유물질 등과 상관성을 가지며, 호청수성군에 속하는 Fragilaria capucina와 Cymbella minuta는 DO, pH 등과 상관성을, 광적응성군에 속하는 종들은 모든 환경요인들과 상관성을 보였다. 따라서 한강 하류의 부착돌말류는 상대적으로 양호한 수질을 가지고 있는 정점 1에서 다양한 생물상을, 탄천의 영향을 받는 정점 2는 상대적으로 수질이 악화되어 호오염성 종들이 높은 분포를 나타내고 있었다. 또한 부착돌말류 중 Cymbella minuta는 다른 부착돌말류에 비해 강한 오염지표성을 나타내고 있었다.

• 생태와환경
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• 제38권1호통권110호
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• pp.54-62
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• 2005

본 연구는 하절기 집중강우가 하천의 부영양화도, 이온변화, 산소요구량에 영향 평가로서 수질 변수들 간의 상호관계를 분석하였다. 용존산소(DO) 농도는 수온과 역상관 관계 (r= -0.99, p<0.001)를 보였다. 대부분 수질변이는 7 ${\sim}$ 8월에 발생 하였으며, 이들의 대부분은 하절기 집중강우와 직접적인 연관성을 보였다. pH의 경우 6.5 이하의 최소값은 최대 강우를 보인 8월에 관측되었는데, 이는 강우에 의한 수소이온농도의 희석현상에 의한 것으로 사료되었다. 전기전도도 또한 강우분포를 반영하였다. 즉, EC 값은 다른 계절보다 하절기에 좀 더 높은 값을 보였으며, 강우와의 직접적 연관성을 보였다. 연구결과에 따르면, 이온희석 현상은 강우 전의 하절기에는 높았지만, 집중강우 후 짧게는 4 ${\sim}$ 5일 길게는 1 ${\sim}$ 2주 후에 이온이 희석되는 것으로 나타나 강우와 하천수의 이온농도사이에 뚜렷한 반응시간의 지체현상을 보였다. COD의 계절적 변화 페턴은 BOD와 유사한(r= 0.55, p<0.001) 양상을 보였다. 총질소 (TN)는 총인 (TP)에 비해 변이 폭이 적었으며, 3월의 갈수기에 최소값을 보였다. 대조적으로, 총인 유입은 하절기 몬순동안에 주로 발생하였고, 총부유물(TSS)과 유사한 계절 변화 양상을 보여인(P)의 증가가 수계에서 유발되는 무기성부유물과 밀접하게 연관성을 갖는 것으로 나타났다. 총인: 총질소의 무게비는 질소 변이 (r= -0.21, p<0.01)보다는 총인(r= -0.51, p<0.01)의 변이에 의해 결정되었으며, 총인이 제한 요인으로 작용할 것으로 사료되었다. 본 계류형 하천에서 수질을 조절하는 1차 요인은 강우시기 및 강고로 사료 되었으며, 최대 변이는 하절기의 첨두강우와 일치하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.581-586
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• 2014

하수처리장을 운영함에 있어 안정적인 방류수질 확보와 이에 따른 처리 비용을 최소화하는 것이 주요 목적이다. 하지만 유입수 유량 및 성분 농도의 변화와 미생물의 비선형적인 동특성, 기타 환경 요인에 의해서 최적의 운전 제어를 하기가 쉽지 않기 때문에, 기존의 하수처리장에서는 필요한 양 이상의 폭기 및 화학물질을 과량 주입하는 방법 등을 사용하였다. 본 연구에서는 포기조에서 미생물에 필요한 용존산소농도는 유지하면서 과폭기로 인한 전력 비용을 감소하는 최적 제어 방법을 제안하였다. 하수조성와 포기조 미생물의 호흡률은 실시간 미생물 호흡률 측정기(Oxygen uptake rate, OUR)를 이용하여 측정하였고, 실시간 호흡률 측정값을 바탕으로 현재 미생물에 필요한 최적 DO 농도를 제안하였다. 유입수 부하변동에 따라 변화하는 미생물 호흡에 필요한 산소량 만큼만 폭기하도록 구성함으로써, 방류수 수질기준을 만족함과 동시에 전력 비용을 최소화할 수 있는 방안을 제시하였다.