• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.852-859
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• 2006

Anammox(anaerobic ammonium oxidation)와 Canon(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite) 공정과 같은 새로운 미생물학적 공정은 혐기성 소화 슬러지 상징수와 같은 고농도 암모늄 폐수로부터 효과적으로 질소를 제거할 수 있는 미생물학적 처리 기술이다. 본 연구에서는 합성폐수와 슬러지 소화조 상징수를 대상으로 상향류식 입상슬러지상 형태를 가진 새로운 Canon 형 질소 제거공정의 적용 가능성과 그 운전특성에 대하여 연구하였다. 이때 산소공급원으로 주입된 공기는 유출수 반송라인에 설치된 외부폭기조에서 공급하였다. 합성폐수(${\leq}110$ mg $NH_4$-N $L^{-1}$)를 사용한 첫 번째 실험에서는 유효 HRT 3.8일에서 약 95%의 암모늄(T-N 기준 92%)이 제거되었다. 또한 슬러지 소화 상징액($438{\pm}26$ mg $NH_4$-N $L^{-1}$)을 이용한 두 번째 실험에서는 유효 HRT 5.4일과 3.8일에서 각각 $94{\pm}1.7%$와 $76{\pm}1.5%$의 질소가 제거되었다. 두 실험 모두 유출수에서의 아질산염과 질산염 농도는 매우 낮게 검출되었다. 다른 미생물학적 질소 제거 신기술과 비교하였을 때 이 공정은 상당히 낮은 산소소모량($0.29{\sim}0.59$ g $O_2$ $g^{-1}N$)과 알칼리 소모($3.1{\sim}3.4$ g $CaCO_3$ $g^{-1}N$) 특성을 보였다. 이 공정은 또한 간단한 반응조 형상을 가지고 있으므로 효과적인 미생물 확보능력과 함께 시설투자 및 유지관리비용이 낮은 장점을 가지고 있다.

• 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.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권5호
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• pp.776-781
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• 2010

격막식으로 생산한 강산성전해수(SEW)의 유효염소농도는 $35{\pm}1.2\;ppm$, pH는 $2.3{\pm}0.2$, ORP는 $1,140{\pm}20.4\;mV$이었으며, AEW의 유효염소농도는 $0.1{\pm}0.01\;ppm$, pH는 $11.6{\pm}1.1$, ORP는 $-900{\pm}18.2\;mV$이었다. 6종의 병원성세균(초기균수 $1.0{\times}10^7\;CFU/mL$)에 대한 SEW의 살균효과를 조사한 결과, 대조구로 사용한 유효염소농도 35 ppm의 차아염소산 나트륨 용액의 경우, 60초간 처리하여도 2~4 log 정도의 균밖에 감소하지 않았으나 SEW는 60초간 처리로 포자를 형성하는 B. cereus를 제외한 나머지 5종의 병원성세균을 모두 살균하였으며, B. cereus의 경우 완전하게 살균하지는 못하였지만 약 4 log CFU/g 이상이 감소하여, 같은 유효염소농도라도 SEW가 차아염소산나트륨 용액보다 살균력이 뛰어나다는 것을 알 수 있었다. 채소의 경우, AEW로 세척 후 SEW 처리하였을 때가 SEW 단독처리보다 살균효과가 더 좋았다. 한편 콩나물, 무순의 경우 AEW로 30초간 세척 후 SEW로 30초간 처리하여도 균수는 각각 $2.50{\pm}0.13$, $2.19{\pm}0.13$만 감소하였고 4 log CFU/g 이상의 균이 잔존하고 있었다. 식기와 컵은 차아염소산나트륨 용액(유효염소농도 35 ppm) 30초간 처리로는 1.19~1.28 log CFU/$100\;cm^2$ 정도만 감소하였지만, SEW 30초간 처리로 균이 검출되지 않았다. 고무장갑의 경우 유일하게 대장균군이 검출되었으며 SEW 30초간 처리로 고무장갑 표면의 일반세균과 대장균군은 대조군인 수도수에 비하여 약 2 log CFU/$100\;cm^2$ 이상 감소하였으나 완전한 살균은 되지 않았다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권11호
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• pp.1658-1664
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• 2014

본 연구에서는 고지방식이와 streptozotocin으로 유도된 제2형 당뇨 마우스에서 새싹추출물의 항당뇨 효과를 살펴보았다. 제2형 당뇨 유도 후 4주 동안의 체중 변화를 관찰한 결과 새싹추출물군과 메트포민군에서 유의한 체중 감소 변화가 나타났으며, 식이섭취량에 따른 변화는 모든 실험군 간의 차이가 없었다. 공복혈당은 고지방식이군의 경우 실험종료일까지 지속적으로 상승하였고, 이와 대조적으로 새싹추출물과 메트포민군의 경우 실험 2주째부터 감소하여 실험 종료 4주째에서는 고지방식이군보다 유의적으로 감소하였다. 경구 내당능 검사는 포도당 섭취 후 60분, 90분, 120분에서 새싹추출물과 메트포민군이 고지방식이군보다 유의적으로 감소하였으며, 인슐린 내성 검사는 120분에서 새싹추출물과 메트포민군이 고지방식이군보다 유의성 있게 감소하였다. 혈중 지질 농도 변화에서 총콜레스테롤, 중성지방 그리고 LDL 콜레스테롤 농도는 고지방식이군에 비해 새싹추출물과 메트포민군에서 유의적으로 감소하였고, HDL 콜레스테롤 농도는 고지방식이군에 비해 새싹추출물과 메트포민군에서 증가하였다. 간독성의 지표인 glutamate oxaloacetate transaminase와 glutamate pyruvate transaminase 효소 활성도는 메트포민투여군과 고지방식이군을 제외한 실험군들 간에 유의성이 나타나지 않았다. 혈중 인슐린과 렙틴 농도는 고지방식이군에 비해 새싹추출물과 메트포민군에서 유의적으로 감소하였다. 이상의 결과를 바탕으로 새싹추출물은 제2형 당뇨 마우스에서 체중을 감소시키고 혈중지질 대사 이상을 조절하면서 인슐린 저항성을 감소시켜 혈당을 개선하므로 항당뇨 효과가 있는 우수한 식품 소재로서의 개발 가능성을 시사하고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권4호
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• pp.362-371
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• 2016

섬진강 하구역에서 염분경사에 따른 유색용존유기물(CDOM)의 농도와 특성을 시공간적으로 이해하기 위해 2012년 건기(3월과 6월)와 우기(7월)에 분포특성을 조사하고, 환경요인(수온, 염분)과 영양염, 엽록소와의 상관관계를 고찰하였다. 유색용존유기물의 평균농도는 각각 $1.0{\pm}0.3m^{-1}$(3월), $1.3{\pm}0.4m^{-1}$(6월), $1.4{\pm}0.3m^{-1}$(7월)로 측정되었다. 섬진강 상류의 높은 유색용존유기물 농도(> $1.5m^{-1}$)는 하류로 갈수록 감소(< $0.5m^{-1}$)하였고, 우기에 건기의 평균값에 비해 증가하였다. 또한 유색용존유기물의 화학적 특성과 공급원에 대한 지시자로 사용되는 평균값 $S_{300-500}$은 $0.013{\sim}0.018nm^{-1}$로, 건기에 비해 우기에 높은 값을 나타내었다. 유색용존유기물과 염분은 역상관계를 보였고($R^2$ > 0.8), 우기와 건기 모두 보존성 혼합의 양상을 보였다. 유색용존유기물은 강 하류로 갈수록 해수와 혼합되는 과정에 의해 희석되고, 그 특성 또한 뚜렷한 변화를 보이는 것을 확인하였다. 환경 조건 중 유색용존유기물의 변동에 영향을 주는 주요한 요인은 염분 (혼합)과 온도로 확인되었으며, 전자는 낮은 유색용존유기물 농도의 해수와의 혼합에 의한 희석으로 주로 공간적인 변동을 조절하는 것으로 보였고, 온도의 증가는 유색용존유기물의 생산에 영향을 주는 미생물학적 활동과 광분해에 통한 작용으로 유추된다.

• 생태와환경
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• 제35권2호통권98호
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• pp.92-102
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• 2002

본 연구는 담수산 조개 종간의 여과능력과 실험적으로 조성된 인공연못에서 조개의 여과섭식이 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 실내 실험과 인공연못에서의 섭식실험 모두에서 조개에 의한 엽록소, 총인, 부유물질과 같은 입자성 물질의 감소가 관찰되었다. 600개체의 조개가 투입된 처리구에서, 엽록소 농도와 순 1차 생산력은 $87.3{\pm}4.5\;{\mu}g/L$와 $106.3{\pm}8.8\;{\mu}gC\;L^{-1}\;hr^{-1}$에서 대조구와 거의 동일한 수준인 $25.0{\pm}0.5\;{\mu}g/L$와 $15.6{\pm}13.3\;{\mu}gC\;L^{-1}\;hr^{-1}$까지 감소하였다(P<0.05, n = 6, ANOVA). 엽록소 농도의 감소와 동시에, 투명도는 0.48m에서 1.2m까지 향상되었고, 부유물질과총인 농도는 각각 $22.0{\pm}1.0\;mg/L$에서 $7.5{\pm}0.5\;mg/L$, $133{\pm}0.8\;{\mu}g/L$에서 $7.5{\pm}0.0\;{\mu}g/L$까지 감소하였다 (P<<0.001,$r^2$>0.71,n = 11).비록 처리구에서 SRP농도의 약간의 감소와 무기질소($NH_3-N$, $NO_2-N$)의 증가가 관찰되었다 하더라도, 대조구의 농도와 비교할 때 유의적인차이는 없었다. 식물플랑크톤에 대한 여과율과 섭식과정 중에 feces와 pseudofeces와 같은 형태로의 영양염 배출율을 고려할 때, Corbicula leana가 가장 효과적인 여과섭식자였다. 이러한 결과들은 Corbicula가 입자성물질을 조절함에 있어 중요한 역할을 수행하며, 조류가 대량 발생하는 호소의 수질관리를 위해 생물학적 수질조절자로서 적용할 수 있음을 제시한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권2호
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• pp.106-115
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• 2011

본 연구는 우리나라 주요 무역항(부산항, 대산항)에 입항하는 국제선을 대상으로 선박평형수내 환경요인과 식물 플랑크톤의 군집조성을 파악하는 것과 더불어, 생물활성실험을 수행하였다. 선박평형수의 기원은 중국(3지역), 일본(3지역), 싱가폴 등이었다. PCA분석에서도 생물지리역이 다른 선박평형수의 환경언자와 우리나라 항만 주변수의 환경인자의 차이를 확인할 수 있었고, 식물플랑크톤의 출현종과 현존량을 바탕으로 한 Cluster분석에서도 각 선박의 기원에 따라서 유사성이 낮게 구분되었다. 선박평형수의 체류시간과 식물플랑크톤의 현존량(r = 0.35), 출현종수(r= 0.63)는 음의 상관성을 관찰하였다. 7척의 선박평형수내 구성종은 규조류, 와편모조류, 착편모조류 순으로 나타났다. Shui Shan(2) 선박평형수내 유입된 식물플랑크톤 성장은 어떤 수온 조건에서도 선박평형수 실험구에서는 성공적인 재성장은 이루어지지 않았다. 반면, $15^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$의 수온조건에서 영양염을 첨가한 F/2실험구와 영양염을 첨가하지 않은 주변수 실험구는 식물플랑크톤의 생물활성능이 현저히 높았고, 그들은 S. costatum와 T. pseudonana로 구성되었다. 염분 구배실험에서 담수종은 0-5 psu에서, 기수종은 10-20 psu 해수종은 20-30 psu에서 각각 적응하여 염분구배에 따른 우점종이 뚜렷히 구분되었다 그중, S. costatum는 넓은 범위의 염분농도(10-30 psu)에 적응 가능하였고, 이 생물의 종특이적인 생물활성능력은 우리나라 항만과 연안해역에서 성공적으로 정착 할 가능성이 높다고 판단된다.

• 생태와환경
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• 제46권4호
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• pp.524-540
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• 2013

금강 하구언의 건설 이후 환경변화를 모니터링하기 위해 계절별로 4회(2010년 4월, 7월, 10월, 12월) 금강하구역의 9개 정점에서 이화학적 특성과 함께 식물플랑크톤 군집을 조사하였다. 금강하구기수역의 이화학적 특성은 금강 하구언이 건설된 이후에 조석 흐름이 변화되어 해수 유입이 약해지므로 금강이나 경포천을 통해 유입되는 담수에 의해 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 영양염의 경우 금강하구언 건설 이후 갑문이 폐쇄된 이후 최대조류의 크기가 감소하고 부분 순환형으로 바뀌면서 군산과 장항과 같은 주변 도시의 도시 유출수와 경포천에서 유입되는 생활하수 그리고 금강하구언에서 유입되는 주기적 담수에 포함된 영양염이 기수역 내부에 축적되는 경향을 보여 그 농도가 이전보다 높아진 것으로 여져진다. 따라서 식물플랑크톤의 성장에 영향을 주어 부영양화될 수 있는 가능성이 커지는 것으로 여겨진다. 식물플랑크톤의 종조성은 총 233종류가 출현하여 이전 연구결과에 비해 큰 폭으로 증가하였는데 해양종과 기수종 그리고 주기적 담수 방류에 의해 유입된 담수종이 혼재하는 현상으로 인해 출현종의 수가 증가한 것으로 사료된다. 출현종 중에 가장 중요한 종군은 규조류로 72%의 높은 점유율을 보였다. 담수종인 녹조류가 규조류 다음으로 많이 출현하였고 해양에서 중요한 분류군인 와편모류는 녹조류보다 적었다. 해양종인 와편모조류 보다 담수종인 녹조류가 더 많은 종이 출현하는 것은 주기적인 담수의 방류와 경포천 등에서 유입되는 담수에 포함된 담수종들이 금강 하구역의 식물플랑크톤 종조성에 영향을 주기 때문으로 사료된다. 식물플랑크톤 현존량은 $143\;cells\;mL^{-1}{\sim}12,016\;cells\;mL^{-1}$의 범위로 평균 현존량은 $2,010\;cells\;mL^{-1}$이었다. 식물플랑크톤 현존량은 하구언 건설 이전에 비해 상당히 증가한 것으로 금강하구 기수역이 부영양화되었음을 시사하고 있다. 봄철과 겨울철에는 기수역 규조류들이 우점하였으나 여름과 가을에는 담수종들이 우점종으로 나타나 비정기적 담수의 방류의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 종다양성지수는 동계를 제외하고는 2.0 이상으로 나타났다. 종풍부도는 저층에서 더 다양한 종이 출현하고 있음을 잘 나타내고 있다. 가을철에는 금강 하구언으로부터 담수가 방류되어 담수종들이 추가되어 종풍부도를 커지고, 여름철에는 수온이 높아지면서 밀도가 큰 규조류들은 적어지고 작은 편모류가 증가하지만 종의 수는 많지 않아 담수의 영향을 받음에도 불구하고 다른 계절에 비해 종 풍부도는 낮았다. 모든 계절에 저층에서 종 풍부도가 높게 나타나는 것은 표층에 비해 염분 쇄기에 의해 해양종, 기수종 및 담수종이 혼재될 가능성이 크고 조류의 영향으로 저층 퇴적물이 재부유될 때 저생성 규조류가 더해지기 때문이다. 집괴분석 결과 금강하구역은 군산 등 도시에서 나오는 생활하수와 경포천을 통해 유입되는 담수 그리고 금강하구언으로부터의 주기적인 담수의 방류에 의해 영향을 받는 것으로 보여진다.

• 생태와환경
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• 제33권1호통권89호
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• pp.51-60
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• 2000

금강 중${\cdot}$하류의 본류와 지류에서 수질오염의 특성과 변동양상을 파악하기 위하여 1998년 3월부터 1999년 6월까지 총 8회 조사하였다. 환경요인 중 질소, 인 및 chl-a의 변동이 다른 요인에 비해 증감양상이 뚜렷하였고 특히 무기 N${\cdot}$P의 영향은 지류 중 갑천, 미호천 및 석성천이 가장 큰 것으로 관찰되었다. 수질은 수문요인과도 관련성이 높아 평수량이하의 유량이 장기화되거나 비교적 유량이 적은 저수기${\sim}$갈수기에 급격하게 악화되었고 계절적으로 12월${\sim}$3월에 현저하였다. 중${\cdot}$하류에서 $NH_{4}$와 SRP는 하류로 유하하면서 급격하게 감소(1,476${\to}$577 ${\mu}g$ N/l, 117${\to}$11 ${\mu}g$ P/l)하였고 chl-a는 지수적으로 증가(9.0${\to}$64.4 ${\mu}g/l$하는 경향이 뚜렷하였다. 반면에 $NO_{3}$와 $BOD_{5}$는 정점간에 큰 차이가 없었고 일정하였다. 식물플랑크톤의 생장에 대한 제한영양염은 N${\cdot}$P 농도의 변화 뿐만 아니라 TN/TP 또는 DIN/SRP비가 본류에서 각각 42와 544로서 비교적 높아 N보다는 P가 제한인자로 볼 수 있었다. 유기물의 간접적인 지표인 $BOD_{5}$ 평가에서 본류 및 지류가 III급수로 판정되었으나 특히 갑천의 경우는 V급수 이상이었다. 그 외 chl-a, 투명도, TN 및 TP로서 수질을 평가한 결과 전반적으로 부영양 수준을 초과한 것으로 나타났다. 금강 중 중${\cdot}$하류에서 수질오염의 전개양상은 갑천과 미호천을 포함한 지류로부터 높은 N${\cdot}$P 영양염의 유입 영향이 주된 요인으로 볼 수 있었고 반면에 하류에는 만성적인 식물플랑크톤의 번무가 관찰되어 이에 대한 주요 오염원의 수질관리가 시급하였다.

• 생태와환경
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• 제50권1호
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• pp.96-115
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• 2017

온배수와 산성화는 오래 전부터 전 세계를 통해 육수학과 수생태학에서 많은 관심을 갖게 한 분야이었다. 그러나 우리나라는 아직까지 초보적이거나 접근 조차 미진한 실정에 있다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 경기도 포천에 위치한 계류(부소천)의 최상류 구간 5개 지점(BSU (상류), HSW (온천폐수 방류구), BSD1~3 (하류))에서 수질환경과 부착조류 생태계에 온배수와 산성비의 시공간적 영향을 파악하고자 매월 조사하였다. 조사기간 동안 수온의 범위(평균값)는 $1.7{\sim}28.8^{\circ}C$($15.0^{\circ}C$)이었다. 특히 HSW의 범위와 평균값은 17.5 (1월)~$28.8^{\circ}C$(9월), $24.2{\pm}3.7^{\circ}C$로서 고온을 유지하였고, 다른 지점에 비해 월등히 높았다. 온배수는 하천수의 수온 증가와 영양염 펄스로서 작용하였으며, 그 영향은 갈수기와 저온기 (12월~3월)에 우세하였다. 그리고 온도의 영향권은 유하 거리에 따라 멀지 않았으나, P N 영양염은 다소 원거리까지 미칠 수 있는 잠재력을 갖고 있었다. pH는 5.1~8.4 (6.9)이었다. 수중 pH 감소의 원인은 계절적으로 강설과 산성비의 습윤 산성강하물에 있었고, 그 영향은 부착 규조류 중 호산성 종조성(Eunotia pectinalis, Tabellaria flocculosa)의 생물학적 분포에서 간헐적(3월과 8월)으로 확인되었다. 부소천의 수질과 부착조류 생태계는 열 오염, 부영양화 및 산성화에 의한 역동적인 상태이었고, 계류, 온배수 및 대기오염과 같은 지리 지역적 특성에 기반한 인위적 영향이 지배적이었다.