• 제목/요약/키워드: 용존무기질소

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동해 남부 해역의 수괴 분포와 용존 무기 및 유기 영양염의 분포 특성: 2011년 9월 관측자료를 중심으로 (Distribution of Water Masses and Distribution Characteristics of Dissolved Inorganic and Organic Nutrients in the Southern Part of the East Sea of Korea: Focus on the Observed Data in September, 2011)

  • 권형규;오석진;박미옥;양한섭
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.90-103
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    • 2014
  • 2011년 9월에 동해의 수괴 분포와 용존 무기 및 유기 영양염의 분포 특성을 파악하였다. 수온, 염분, 용존산소의 분포를 통하여 연구해역의 수괴 기원은 WM(water mass)-I, WM-II, WM-III, WM-IV 등 4개의 대표적인 수괴로 구분되었으며, 그 성격은 각각 대마난류표층수, 대마난류중층수, 북한한류수, 동해고유수와 유사하였다. 용존 영양염의 경우, 용존 무기 질소(DIN; dissolved inorganic nitrogen)와 용존 무기 인(DIP; dissolved inorganic phosphorus)은 WM-IV에서 가장 높았으며, WM-III, WM-II, WM-I 순으로 나타났다. 반면에 용존 유기 질소(DON; dissolved organic nitrogen)와 용존 유기 인(DOP; dissolved organic phosphorus)은 무기 영양염과 상반되는 분포를 보였다. 연구해역에서 수괴 전체에 대한 DIN : DIP 비는 약 15.8로 Redfield ratio(16)에 근접한 수치를 보이고 있으나, 혼합층의 경우 5.3으로 무기질소가 식물플랑크톤 성장의 제한 요인으로 작용할 수 있는 것으로 보였다. 하지만 무기 질소가 제한된 혼합층에서 DON은 용존 총 질소(DTN; dissolved total nitrogen) 중 약 70%를 구성하였다. 따라서 풍부한 DON은 동해에서 식물플랑크톤의 성장을 위한 중요한 영양염 공급원으로 판단된다.

황해 동부해역에서 식물플랑크톤 군집의 시공간적 분포에 미치는 환경요인에 관한 연구

  • 박승윤;손재경;윤숙경;허승;김성진
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2007년도 춘계 학술발표회 발표논문집
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    • pp.308-311
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    • 2007
  • 황해의 25개 조사정점의 표층수에 대한 해양환경요인 및 식물플랑크톤 현존량의 월별 조사결과를 종합하여 주성분분석(PCA)을 실시한 결과 주성분 I에서는 변화를 26.6% 설명할 수 있으며, 이중 질산질소가 가장 많이 기여하였고, 이어서 용존무기질소, 규산규소, 수온, 용존산소, 암모니아질소 순으로 기여 하고 있었다. 주성분 II에서는 20.3%를 설명 할 수 있으며, 이중 용존산소가 가장 많이 기여하였고 그 외 엽록소 a, 수온, 염분, 규산규소, 식물플랑크톤 현존량 순으로 기여 하였다. 주성분 III에서는 15.1%를 설명 할 수 있으며, 이중 인산인이 가장 많이 기여하였고 그 외 염분, 아질산질소, 수온, 용존산소, 질산질소, 용존무기질소 순으로 기여하였다. PCA에 이용된 항목 중 부유물질은 제외한 모든 항목은 주성분 I, II, III에 5%이하 유의수준에서 의미 있는 상관성이 있었다. 주성분 I은 질산성질소, 용존무기질소, 규산규소, 인산인과는 긍정적인 상관성(p<0.0001)을 갖고, 수온, 암모니아질소와는 부정적인 상관성을 보였다(p<0.001). 주성분 II에서는 용존산소, 엽록소 a, 식물플랑크톤 현존량은 긍정적 상관성을 나타내었고, 수온, 염분, 규산규소와는 부정적인 상관성을 보였으며(p<0.0001), 주성분 III에서는 염분, 수온, 질산질소, 용존무기질소, 식물플랑크톤 현존량과는 긍정적인 상관성(P<0.0001)을 나타내었고 인산인, 아질산질소, 용존산소는 부정적인 상관성을 나타내었다 (p<0.01). 공간적인 분포특성은 조사정점에 따라 항목별 결과에 대한 분산이 커서 일정한 특성을 도출하기가 어려운 상태이나 대체로 PCA II축을 기준으로 상부인 $1/4{\sim}2/4$분면에 북부와 중부의 조사정점이 위치하고 음의 방향인 $3/4{\sim}4/4$분면에 중부와 남부의 조사정점이 위치하고 있어 북측의 307선과 308선 및 중부의 309선과 310선 그리고 남측의 311선과 312선으로 구분되어지는데 그 중에서 태안반도의 연안역인 307선의 03점은 계절에 변화가 가장 커서 분산의 폭이 심한 상태로서 다른 조사정점들과 구분되어진다. 전반적으로 북측해역에서는 용존산소, 엽록소 a, 식물플랑크톤 현존량이 남측해역에 비해 상대적으로 많은 반면, 남측해역은 수온과 염분 및 규산규소가 높은 상태이었다. 북쪽인 307선과 308선은 연안역과 외해에서 상대적으로 영양염류가 높았으며, 중부인 309선과 310선은 연안역과 준 외해역인 07점과 09점에서 영양염류가 높았었고, 남부 해역인 311선과 312선에서는 연안역에서 영양염류가 상대적으로 높은 경향을 나타내었다. 즉 황해 동부는 연안역에서는 조석간만의 차가 심하고, 새만금 및 시호호등과 같은 대규모의 간척 매립으로 육상의 오염원이 자정작용을 거치지 못하고 직접 연안으로 유입되고 있는 실정이다. 또한 10여 년 전부터 육지의 모래부족으로 다량의 바다 모래가 채취되어 왔고 그 량이 점차 증가추세이며, 중부외해역에서는 각종 폐기물 투기로 점차 영양염류의 부하량이 증가되고 있어 특히 질소계와 인의 영양염류 농도가 높아지고 있는 추세이다. 시간적 변동특성은 전반적으로 순환하는 형태를 유지하고 있다. 2005년 2월에는 질산질소, 용존무기질소, 규산규소, 인산인, 용존산소가 높았었으며 4월로 접어들면서 항목 간에 분산되는 경향을 보이면서 수온, 엽록소 a 및 식물플랑크톤이 증가 하면서 해역에 따라 좌우로 분산되는 경향을 나타내었고 6월에는 아질산질소를 제외한 영양염류가 감소하는 경향을 보였다. 8월에는 6월에 비해 수온이 높아지고 규산규소, 질산질소, 용존무기질소 등이 약간 증가추세이었으며 10월로 접어들면서 증가추세가 더 높아졌었고 12월에는 질산질소, 용존무기질소, 규산규소, 인산인, 용존산소가 높아졌었다. 2006년 4월에는 2005년 4월에 비해 수온, 엽록소 a, 식물플랑크톤의 현존량이 높아져서 전년 동시기와 약간 다른 양상을 보이고 있었다. 즉 동계인 2월을 시작으로 반 시계 또는 시계 방향으로 순환하는 형태를 유지하고 있으며, 4월은 2개년 비교해 보았을 때 해마다 해양환경에 따라 그 순환 정도 및 형태가 다를 것으로 추정된다.

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늦여름 동해 남서해역에서 용존 유기 질소가 우점 식물플랑크톤의 생장에 미치는 영향 (Effects of Dissolved Organic Nitrogen on the Growth of Dominant Phytoplankton in the Southwestern Part of East Sea in Late Summer)

  • 권형규;전슬기;오석진
    • 해양환경안전학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.42-51
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    • 2016
  • 2014년 9월 동해 남서해역의 용존 영양염 분포 및 식물플랑크톤 군집구조와 우점종의 질소 화합물에 대한 이용성을 파악하였다. 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN)와 용존 무기 인(dissolved inorganic phosphorus; DIP)은 표층에서 낮고, 수심이 깊어짐에 따라 증가하였다. 반면에 용존 유기 질소(dissolved organic nitrogen; DON)와 용존 유기 인의 경우 무기태 영양염과 상반되는 분포를 보였다. DIN:DIP 비는 전체 수괴에서 약 20으로 Redfield ratio (16)보다 다소 높게 나타났지만, 혼합층의 경우 2로 식물플랑크톤의 생장에 대해 무기 질소가 제한요인으로 작용할 수 있는 것으로 보였다. 특히, 무기 질소가 제한된 혼합층에서 DON은 용존 총 질소(dissolved total nitrogen; DTN) 중 88 %를 차지하였다. 우점종 Chaetoceros debilis와 Prorocentrum minimum은 DIN 이외에 요소와 아미노산과 같은 다양한 DON을 이용하여 생장하였다. 따라서 식물플랑크톤의 DON 이용능력은 DIN이 제한된 동해에서 중요한 생존전략으로 작용할 것이다.

생태-유체역학모델을 이용한 아산만 해양수질의 장기 예측 (Long Tenn Water Quality Prediction using an Eco-hydrodynamic Model in the Asan Bay)

  • 권철휘;강훈;조광우;맹준호;장규상;이승용;서정빈
    • 해양환경안전학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.91-98
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    • 2009
  • 아산만 해역으로 방류수가 배출될 경우, 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만 해역의 장기 수질변화를 예측하였다. 생태-유체역학 모델은 해수유동 시뮬레이션을 위한 다층모델과 수질시뮬레이션을 위한 생태계모델로 구성되어 있다. 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만해역의 장기 수질을 예측한 결과, 5개 정점에서 화학적산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도분포는 현재 계산결과에서 6개월 동안 증가하였다. 수치실험 수행시간 1년에서 2년 사이에서는 화학적 산소요구랑, 용존무기질소, 용존무기인의 농도분포는 6개월 동안 증가한 농도분포가 차츰 감소하는 경향을 보였으며, 3년에서 10년 사이에서는 일정한 농도분포를 보였다. 화학적 산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도는 $11{\sim}67%$, $10{\sim}67%$ 및 0.57%의 범위로 증가하였다. 10년 동안의 수치 실험 결과 화학적산소요구량과 용존무기질소의 변화 폭이 크게 나타났으며 이는 하수처리장의 방류수 중 이 두 오염부하량이 많은 양을 차지하고 있기 때문이다. 아산만 연안해역에서 화학적산소요구량, 총질소, 총인의 농도는 해역수질환경기준 II등급으로 조사되었으나, 하수처리장의 방류수가 배출될 경우 사업지구 인근의 아산만 방조제 부근에서는 해역수질환경기준 III등급으로 나타났다.

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동해남부연안 해양환경특성 시공간적 변화 (Spatiotemporal Variations of Marine Environmental Parameters in the South-western Region of the East Sea)

  • 원종호;이용우
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제20권1호
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    • pp.16-28
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    • 2015
  • 동해남부연안에서 해수 중 해양환경특성의 시공간적 분포양상을 살펴보기 위해서 2012년 5월부터 2013년 2월까지 계절별로 현장조사를 실시하였다. 표층수 중 영양염류(용존무기질소, 용존무기인, 용존무기규소)의 농도는 봄과 여름에 비해 수직혼합이 활발하게 일어나는 가을과 겨울에 높게 나타났다. 여름에 chlorophyll a 농도가 높게 나타나 이 시기에 낮은 영양염 농도는 밀도약층의 강화로 인한 아표층으로부터 영양염류의 공급 감소와 식물플랑크톤의 광합성에 의한 소비로 판단된다. 반면 봄에는 chlorophyll a 농도가 낮게 나타나 봄에 표층수 중 낮은 영양염 농도는 육상 및 아표층으로부터 영양염류의 공급 감소에 의한 것으로 판단된다. 조사기간 동안 표층수와 저층수 중 용존무기질소와 용존무기인의 비는 각각 연평균 15.6, 14.8로 유사하였으나, 표준편차는 각각 13.6, 4.2로 표층수가 저층수에 비해 상대적으로 크게 나타났다. 특히, 봄에 용존무기질소에 대한 용존무기인의 비가 상대적으로 낮게 나타나(평균 $8.35{\pm}4.67$) 이 시기에 용존무기질소가 식물플랑크톤의 성장에 제한인자로써 작용했을 것으로 판단된다.

고성만 수질의 장기변동 특성 (Characteristic of Long Term Variation of the Water Quality at the Waters of Goseong bay)

  • 권정노
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.279-287
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    • 2010
  • 고성만 해역의 수질 특성 및 정체성을 알기 위해 1987년~2009년간의 만내 1개 정점에 대한 표.저층 수질에 대한 장기관측 자료를 분석하였다. 그 결과 고성만 해역의 수질은 chlorophyll-a, DIP, DIN을 기준으로 중영양(Mesotrophic) 단계이고, 화학적산소요구량(COD) 기준으로 해역등급 2등급으로 볼 수 있어, 고성만은 만내에 유입된 물질수지의 확산이 비교적 더딘 폐쇄성 내만임에도 불구하고 수질은 비교적 양호한 것으로 판단된다. 조사기간 전 기간에 걸친 수질성분에 대해 이동평균 시계열분석, 상관분석 및 회귀분석한 결과 고성만 해역은 시간의 경과에 따라 용존무기인(DIP)은 축적되고, 용존무기질소(DIN)는 감소하는 추세를 보였다. 또한 고성만 해역의 식물성플랑크톤 성장의 제한인자는 용존무기질소(DIN)이고, chlrophyll-a의 농도는 8월의 $4.60{\mu}g/L$로 가장 높았다. 계절 평균 및 계절지수는 11월이 가장 높아 고성만의 영양염 수지는 담수 등에 의한 외부유입보다 만의 내부 즉 수산생물의 대량 양식 및 저층 퇴적물에서의 용출 등이 더 큰 요인으로 작용하는 특징을 보였다. 따라서 고성만 해역의 수질 또는 해역 관리를 위해서는 목적에 따라 동 해역의 용존무기인(DIP), 용존무기질소(DIN) 등의 영양염 수지에 대한 고려가 필요한 것으로 보여진다.

서해 군산 연안의 2001년부터 2010년까지의 용존성무기영양염류의 변동 (The Variation of the Dissolved Inorganic Nutrients in the Costal Area of Gunsan, Yellow Sea from 2001 to 2010)

  • 허승;권정노;박종수
    • 해양환경안전학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.357-365
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    • 2011
  • 본 연구는 국립수산과학원의 국가해양환경측정망 자료를 이용하여 2001년부터 2010년까지 년 4회 군산연안의 10개 정점에서의 용존성무기영양염류의 조사시기별 및 정점별 변동을 분석하였다. 용존성무기질소(DIN)의 연도별 평균값은 표층과 저층 모두 비슷한 농도 분포를 보였는데, 10년간 표층 평균은 0.421mg/L(0.198~0.846mg/L)였고, 저층 평균은 0.344mg/L(0.148~0.717mg/L)였다. 연도별 평균값은 표층에서 2002년 0.846mg/L로 가장 높았고 그 이후 차차 낮아지는 경향을 보여 2010년 0.198mg/L로 가장 낮은 값을 보였으며, 저층도 유사한 경향을 보였다. 군산연안의 10개 정점에서의 DIN의 10년간 평균의 암모니아질소, 아질산질소 및 질산질소의 비율은 각각 27%, 3% 및 70%정도로서 대부분 질산질소였으며, 표 저층간의 차이도 거의 없었다. 용존성무기인(DIP)의 연 평균값은 2002년 저층에서 0.085mg/L로 높은 값을 보인 것을 제외하고는 표 저층간의 농도 차이는 거의 없었으며, 표층에서 10년 평균이 0.024mg/L 였으나, 2008년 0.021mg/L, 2009년 0.007mg/L, 2010년 0.008mg/L로 농도가 급격히 낮아졌다. 2002년부터 2010년까지 DIN/DIP 농도비를 비교한 결과 표층에서 평균 6.0(3.2~10.1), 저층에서 평균 4.6(2.6~7.0)으로서 2002년을 제외하고는 연도별 및 표 저층 간에 큰 차이는 없었다. 2004년부터 조사된 용존성무기규소는 7년 평균이 표층에서 0.372mg/L, 저층에서 0.352mg/L로 표 저층간에 차이가 거의 없었으며, 표층에서 2005년 평균 0.552mg/L, 2006년 평균 0.575mg/L의 값을 보인 후, 지속적으로 감소하는 경향을 보였으며, 2009년에는 0.130mg/L로 최소값을 보였다. 전체적으로 염분과 용존성무기영양염류와의 10년간 상관관계는 표층에서 용존성무기질소는 -0.72, 용존성무기인은 -0.46, 용존성무기규소는 -0.63 이었으며, 저층은 용존성무기질소는 -0.70, 용존성무기인은 -0.44, 용존성무기규소는 -0.57로서, 군산 연안의 용존성무기영양염류은 금강으로 부터의 담수유입에 의한 영향이 크게 나타났으며, 특히 금강을 통해 용존성무기질소가 많이 유입되는 것으로 나타났다. 용존성무기영양염류는 군산시에 가까운 정점 1, 2, 3에서 높은 값을 보였는데, 이는 금강과 군산시의 영향으로 생각된다. 조사 시기에 따른 농도 변화는 크지 않았으나, 연도별 평균값을 보면 2001년부터 용존성무기영양염류의 농도가 점차 감소하는 경향을 보여, 이에 대한 지속적인 모니터링과 그 원인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

진해만과 주변해역 저층 영양염의 시·공간적 변동 특성 (Temporal and Spatial Variability of Nutrients Variation in Bottom Layer of Jinhae Bay)

  • 최태준;권정노;임재현;김슬민
    • 해양환경안전학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.627-639
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    • 2014
  • 연안환경의 영양염 순환에서 저층에서의 영양염 재생산(regeneration)은 주요한 영양염 공급원 중 하나이다. 진해만 저층 영양염의 거동을 살펴보기 위해 2004년부터 2012년까지 9년간 진해만 내 14개 정점의 수질자료를 분석하였다. 저층의 용존무기질소, 인산염인, 규산염규소는 계절적 변동성을 나타내었고, 하계에 가장 높은 농도를 보였다. 특히, 빈산소 수괴(hypoxia) 형성 시기의 평균 영양염 농도는 정상산소상태(normoxia) 시기에 비해 약 2배 더 높게 나타났다. 하계 진해만의 저층 용존무기질소, 인산염인, 규산염규소의 농도는 재생산에 의해 모두 높은 경향을 보였으나, 공간적 농도 분포는 차이를 나타내었다. 용존무기질소와 인산염인은 마산만에서 가장 높은 농도를 보이는 반면 규산염규소는 마산만 뿐만 아니라 진해만 중심부에서도 높은 농도를 나타내었다. 또한 다른 영양염에 비해 규산염규소는 전 계절 동안 저층에서의 재생산이 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 시계열 분석 결과 9년간 용존무기질소의 농도는 약 $14{\mu}M$에서 $6{\mu}M$로 뚜렷한 감소를 나타내었다. 용존무기질소의 감소로 인해 진해만 저층의 Si/N 비는 약 1에서 3으로 증가된 것으로 나타났다.

광양만에서 식물플랑크톤증식의 제한영양염 (Limiting Nutrient on Phytoplankton Growth in Gwangyang Bay)

  • 이재성;정래홍;김성수;고우진;김귀영;박종수;이영식
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제6권3호
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    • pp.201-210
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    • 2001
  • 광양만에 있어 식물플랑크톤증식의 제한영양염을 검토하기 위하여 염분, 용존무기질소, 용존무기인, DIN/DIP비 및 현장식물플랑크톤을 이용한 생물실험을 하였다. 조사는 강우량이 적은 1999년 11월과강우량이 많은 2000년 9월에 하였다. 강우량이 적은 1999년 11월의 경우, 광양만의 염분, 용존무기질소, 용존무기인, DIN/DIP비의 평균값은 각각 29.92 psu, 13.59 ${\mu}M$, 3.41${\mu}M$, 4.14이었으며,강우량이 많은 2000년 』월의 경우에는 각각 24.62 psu, 27.77 ${\mu}M$, 2.82 ${\mu}M$, 9.79로 나타났다. 이번 조사에서 용존무기질소, 용존무기인의 농도가 득량만, 여자만, 가막만 또는 체서피크만이나 히로시마만보다 높게 나타났으며, 특히 용존무기인의 경우 최고 8배 높게 나타났다. 질소의 주요 유입원으로는 섬진강으로부터 담수유입으로 인한 공급과 산업폐수의 유입으로 생각되었으며, 인의 경우 담수유입보다는 광양만내에 강력한 점오염원이 있어 그 점오염원으로부터 유입되는 것으로 추측되었다. 강우량이 적은 1999년 11월의 식물플랑크톤증식의 제한영양염은 질소였다. 강우량이 많은 2000년 9월의 경우에도 1999년 11월과 같이 질소가제한영양염으로 나타났다. 그 이유로는 질소에 비해 상대적으로 인의 농도가 높은 점오염원에 의해 많은 양의 인이 유입되었기 때문으로 생각된다. 광양만에서 그 제한영양염은 상당히 많은 양의 담수가 유입될 경우 섬진강 하구의 일부지역에서는 인으로 나타날 가능성이 있으나, 섬진강 하구을 제외한 광양만, 여수동부연안 및 돌산도 동부연안해역은 높은 농도의 용존무기인에 의해 많은 양의 담수가 유입될 경우에도 질소가 제한영양염으로 나타날 것으로 추정되었다.

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한국남부 연안의 영양상태 평가와 저층 경계면의 중요성 (The Assessment of Trophic State and the Importance of Benthic Boundary Layer in the Southern Coast of Korea)

  • 이재성;김기현;김성수;정래홍;박종수;최우정;김귀영;이필용;이영식
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제9권4호
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    • pp.179-195
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    • 2004
  • 국립수산과학원에서 수행한 국가해양환경측정망 운영 결과 중 생지화학적 자료를 이용하여 (1997∼2002, 6년간) 한국 남해 연안의 영양상태를 평가하였다. 비행열 다차원 척도법 분석결과로 남해연안은 3개의 영양 상태로 구분되었다. 빈산소 수괴가 형성되며 용존성 무기질소와 인농도가 매우 높은 마산만은 과영양 상태였으며, 강한 점원 오염원이 있는 울산만, 온산만, 부산 연안, 진해만은 부영양 상태로 추정되었다. 그리고 그 외 여수, 통영 , 목포 주변 연안과 제주도 연안은 중영양 상태로 나타났다. 실측 용존무기질소와 Redfield 비로 보정된 이론적 용존무기질소의 차이인 과잉 질소의 6년간 평균은 오염된 하천이 유입되는 울산, 온산, 부산 연안에서 큰 양의 값을 보였고 행암, 광양, 여수 연안이 음의 값을 나타내어 기초생산자의 성장 제한 물질이 서로 다르게 작용할 수 있음을 시사하고 있다. 또한 과잉 용존무기질소는 시계열 분석 결과 과-부영양화된 해역에서 점차 감소하였으나 중영양 해역은 점차 증가하고 있어 해역의 영양상태에 따라 질소 대 인의 비가 변화하고 있었다. 과-부영양화의 진행에 따른 저층 퇴적물의 유기물 오염은 질소와 인의 생지화학적 순환을 교란시킬 것으로 예상되며, 향후 더욱 정확한 연안 환경영향을 파악하기 위해서는 저층 경계면의 연구가 반드시 포함되어야 할 것으로 판단된다.