• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.198-205
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• 2019

야자계 입상활성탄에 대한 Brilliant Green의 흡착 평형과 동역학 및 열역학 파라미터들을 다양한 초기농도($300{\sim}500mg\;L^{-1}$), 접촉시간(1 ~ 12 h) 및 흡착온도(303 ~ 323 K)를 변수로 하여 회분식 실험을 통하여 연구하였다. 흡착평형 값들은 Langmuir, Freundlich, Temkin, Harkins-Jura 및 Elovich 식으로 해석하였다. 그 결과는 Langmuir 식에 가장 잘 맞았으며, 평가된 Langmuir 무차원 분리계수 값($R_L=0.018{\sim}0.040$)과 Freundlich 상수값(1/n = 0.176 ~ 0.206)은 활성탄에 의한 Brilliant Green의 흡착이 효과적인 공정임을 보여주었다. Temkin 식에 의해 평가된 흡착열 관련상수($B=12.43{\sim}17.15J\;mol^{-1}$)는 물리흡착에 해당하였다. Harkins-Jura 식에 의한 등온선 매개변수($A_{HJ}$)는 온도가 증가할수록 이종 기공 분포도 증가함을 나타내었고, Elovich 식에 의한 최대흡착용량은 실험값보다 매우 적은 것으로 나타났다. 흡착공정은 유사이차반응속도식에 더 잘 맞았으며, 흡착과정은 입자내 확산이 율속단계였다. 입자내 확산속도 상수는 초기 농도가 커질수록 염료의 운동이 활발해졌기 때문에 증가하였다. 그리고 초기농도가 커질수록 경계층의 영향이 커졌다. Gibbs 자유에너지($-3.46{\sim}-11.35kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피($18.63kJ\;mol^{-1}$) 및 활성화에너지($26.28kJ\;mol^{-1}$)는 흡착공정이 자발적이고, 흡열 및 물리흡착임을 나타냈다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.327-334
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• 2014

본 연구에서는 침/퇴적특성 예측/평가를 위한 기초자료 확보를 목적으로 대표적인 준 폐수로인 경인 아라뱃길 주운수로와 연결된 3개 수역(인천해역, 굴포천, 한강수역)에서의 점착성 퇴적물 각각에 대한 침강속도가 실내실험을 통하여 정량적으로 산정되었다. 침강속도 측정결과, 전체적인 농도구간(0.1 < C < 90 g/L)에 걸쳐 굴포천(0.01 < $W_s$ <3.07 mm/s)과 한강수역(0.01 < $W_s$ < 2.97 mm/s) 하상의 점착성 퇴적물은 대체적으로 거의 유사한 크기의 침강속도 분포를 갖는 것으로 나타났으나, 인천해역 표층 점착성 퇴적물은 이들과는 크게 다른 침강속도(0.01 < $W_s$ < 0.92 mm/s) 분포를 갖는 것으로 나타났다. 한편, 각 수역별 퇴적물의 물리화학적 특성 및 해수(혹은 담수)의 특성들의 비교/분석 결과에 따르면, 이러한 인천해역 점착성 퇴적물의 침강속도 분포의 상이함은 주로 유체의 염도 차에 의해 비롯된 것으로 추정되었다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제25권5호
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• pp.305-313
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• 2002

서낙동강의 물과 저토의 이화학적인 환경을 측정하고, 수생관속식물의 식생을 조사하였다. 수질은 수소이온농도, 용존산소, 엽록소a, 총질소 그리고 총인에 의하면 부영양화 상태이었으나 여름에는 지소에 따라 과영양 상태이었다. 수중 저토는 약산성 이었으며, 모래의 함량이 높았으나 SI는 점토, SU는 미사의 비율이 컸다. 수생식물 분포는 총 16과 26종 1변종으로 총 27분류군이었다. 지소별 우점종은 DU, GA 그리고 SU에서는 마름(Trapa japonica)이 우점하였고, DA에서는 노랑어리연꽃(Nymphoides peltata), SI는 자라풀(Hydrocharis dubia)이 우점하였다. SI와 SU에서 종다양도, 균등성이 높았으며, 우점도는 DA에서 높았다. 6월에 유입된 외래종 물상추(Pistia stratiotes)와 부레옥잠(Eichhornia crassipes)이 수역 전체에 확산되어 서낙동강 전체의 우점종이 되었다. 낙동강 하구둑 축조 당시와 비교하여 서낙동강에서 소멸된 종은 민나자스말(Najas marina), 톱니나자스말(Najas minor), 이삭물수세미(Myriophyllum spicatum), 어리연꽃(Nymphoides indica)이었다. 수생식물의 최대 현존량은 10월에 DU에서 가장 높았다(445g·Dw/㎡). 하구둑 축조당시인 1985년에 비하여 DU와 CA지소의 총현존량은 33.5%로 감소하였으며, 우점종 마름의 감소율이 56.7% 이었다. 종 수와 유사도 지수를 근거로 집괴분석한 결과에 따르면 GA-SU-DU, DA와 SI의 3집단으로 구분되어졌다. 외래종의 유입으로 인한 수생식물군락의 교란은 SI와 SU에 분포하는 가시연꽃(Euryale ferox)과 감소추세 종 자라풀을 포함하여 수역전체의 자생종들 특히 수금류의 먹이식물로 이용되는 마름, 나사말, 말즘 등의 감소를 초래하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권2호
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• pp.67-83
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• 2012

양식활동이 활발한 반폐쇄적인 내만에서 퇴적물의 지화학적 특성을 파악하기 위하여 2010년 4월 가막만 전역의 19개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 퇴적물 중의 금속(V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Cd, Hg, Pb, As), 비금속(P, Se) 및 악티늄족 중 U원소의 분포특성을 파악하였다. 또한, 퇴적물기준 및 농축계수를 이용하여 금속원소의 오염도를 평가하였다. V, Cr, Fe, Co 및 Ni 등은 석영희석 효과, Cd 및 U은 유기물 희석효과, Mn, Ag, As 및 Se는 만의 북부 및 남부해역 정점들에서 표층퇴적물의 강한 환원환경경하에서 이산화망간 및 황산염이 유기물 분해의 산화제로 이용되면서 화학적 재분배에 의해 농도분포가 결정되어지는 것으로 보여진다. 미국 퇴적물 오염 기준(SQGs)에 의한 오염평가는 As의 경우 만의 중앙부를 제외한 대부분의 정점, Ni은 전 조사정점에서 ERL을 초과하였다. 농축계수(EF)를 이용한 평가는 Ni, Ag, Cd 및 As가 평균 EF가 1을 약간 초과하는 단계를 보였으며, 이외의 성분은 1과 유사하거나 혹은 그 이하 양호한 수준을 나타내었다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제5권2호
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• pp.99-106
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• 2020

섬진강 및 영산강 하구의 환경변화에 따른 식물플랑크톤의 상관성을 조사하기 위해, 2016년 4월부터 11월까지 매월 현장조사를 수행하였다. 조사 정점에서 용존무기질소(DIN, dissolved inorganic nitrogen)와 규산염(DSi, dissolved silicate)은 강으로부터 유입되는 담수의 영향을 강하게 받았다. 특히 섬진강하구에서는 DIN과 DSi가 내측에서 점차적으로 외해로 확산되는 특성을 보였으나, 영산강 하구는 복잡한 지형학적 특징으로 내측과 외해와 잘 섞이지 않았다. 식물플랑크톤 분류군별 지표색소를 활용하여 분류군별 분포를 조사하였다. 규조류 지표색소인 fucoxanthin은 섬진강, 영산강 하구에서 각각 평균 0.61±1.00 ㎍ l^-1, 0.76±1.22 ㎍ l^-1로 나타나, chlorophyll a 이외 다른 색소에 비해 2배 이상 높은 농도를 나타내었다. 와편모조류 지시색소 peridinin은 현미경 검경결과와 와편모조류의 출현양상과 유사한 경향을 보였다. 소형 녹조류, 은편모조류, 남조류는 현미경으로 관찰되지 않았으나, 각각의 지표색소 chlorophyll b, alloxanthin, zeaxanthin은 일정하게 검출되어, 하구역 내 상기와 같은 종의 출현가능성을 시사하였다. 결과적으로 본 연구의 색소분석을 통하여, 하구역 상류의 환경 특성이 연안내만생태에 영향을 미칠 수 있다는 것을 밝혔다. 특히 영산강 하구는 인공적인 배수갑문의 독특한 특성으로, 대량방류되는 담수에 의하여 연안내만에서 관찰되는 담수종이 일시적으로 분포하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_1호
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• pp.1739-1756
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• 2021

대기 중 이산화질소(NO₂)는 주로 인위적인 배출요인으로 발생하며 화학 반응을 통해 이차오염 물질 및 오존 형성에 매개 역할을 하는 인체 건강에 악영향을 미치는 물질이다. 우리나라는 지상 관측소에 의한 실시간 NO₂ 모니터링을 수행하고 있지만, 이는 점 기반의 관측 값으로써 미관측 지역의 공간 분포 분석이 어렵다는 한계점을 지닌다. 본 연구에서는 선형 회귀 기반 모델인 다중 선형 회귀와 회귀 크리깅, 기계학습 알고리즘인 Random Forest (RF), Support Vector Regression (SVR)을 적용한 공간 내삽 모델링을 통해 서울 지역의 지상 NO₂ 농도 지도를 제작하였고, 일별 Leave-One-Out Cross Validation (LOOCV) 교차 검증을 시행하였다. 2020년 연구기간 내 일별 LOOCV에서 MLR, RK, SVR 모델의 일별 평균 Index of agreement (IOA)는 약 0.57로 유사한 성능을 보였으며, RF (0.50)보다 높은 성능이 확인되었다. RK의 일별 평균 nRMSE는 0.9483%으로 MLR (0.9501%)보다 상대적으로 낮은 오차를 나타냈다. MLR과 RK, RF 모델의 계절별 공간 분포는 비슷한 양상을 보였으며, RF는 다른 모델에 비해 좁은 NO₂ 농도 범위가 확인되었다. 본 연구에서 제안된 선형 회귀 기반 공간 내삽은 지상 NO₂ 뿐 아니라 다른 대기 오염 물질의 도시 지역 공간 내삽을 위해 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제35권6호
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• pp.669-678
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• 2021

본 연구에서는 토지피복유형에 따른 바이오에어로졸 중 배양성 세균분포를 파악하기 위하여 충청북도 충주시에 위치한 3가지 유형을 대상으로 실시하였다. 토지피복에 따른 기상요소와 바이오에어로졸을 조사하여 측정지점별 미기상변화에 따른 세균 분포를 비교·분석할 수 있었다. 측정지점별 미기상 중 기온의 차이는 도시 숲 8.7℃, 수변 녹지 10.8℃, 도심지 10.2℃로 측정지점 중 도시 숲이 가장 낮은 기온 값을 보였으며, 상대습도는 도시 숲 61.8%, 수변 녹지 59.3%, 도심지 55.7%로 도시 숲이 가장 높은 것으로 분석되었다. 동정된 세균은 43속 99종으로 나타났다. 배양된 세균의 종 다양성 측면에서는 수변녹지 22속, 도시 숲 21속, 도심지 17속으로 조사되었으며, 종수의 경우 수변녹지 37종, 도심지 31종, 도시 숲 31종으로 나타났다. 3가지 유형의 측정지에 모두 존재하는 종은 Bacillus toyonensis와 Pseudarthrobacter oxydan으로 나타났으며, 또한 도시 숲과 수변녹지와 같은 녹지지역에서 존재하는 Herbiconiux flava종을 확인하였다. 측정지점별 미기상환경에 따른 세균농도의 변화를 분석한 결과 도시 숲 333CFU/m³, 수변 녹지 287CFU/m³, 도심지 173CFU/m³ 순으로 나타났으며, 미기상 중 기온변화에 따른 측정지점별 농도변화는 미비하였다. 그러나 상대습도와 풍속은 농도변화와 유사한 경향을 보인 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 토지피복유형에 따른 바이오에어로졸 중 배양성 세균의 분포 정도를 파악하여 측정지점별 바이오에어로졸의 특성을 비교·분석하여 추후 건강한 도시 관리 및 녹지조성의 기초자료를 제공하고자 하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권3호
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• pp.178-189
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• 2008

2003년 7월, 2005년 8월 그리고 2007년 7월에 북동태평양의 발산대 해역($7^{\circ}{\sim}10.5^{\circ}N$)에서 무기영양염 분포와 재무기질화 비율 연구를 위한 조사를 수행하였다. 북적도 반류와 북적도 해류의 경계에서 형성되는 발산대는 라니냐 현상이 있었던 2007년 7월에 북위 $10^{\circ}N$에 위치하였으며, 용승 현상이 강하게 일어났다. 빈영양 환경의 특성을 갖는 표면 혼합층의 깊이는 2003년에 평균 46 m, 2005년에 평균 61 m 그리고 2007년에 평균 30 m 이었고, 표면 혼합층 이하에서는 용존산소 소모와 더불어 무기영양염 농도가 급격하게 증가하는 영양염약층이 형성됐다. 상층(수심 $0{\sim}100m$)에서 아질산염을 포함한 질산염의 총량은 2003년에 $5.51{\sim}21.71gN/m^2$(평균 $12.82gN/m^2$)의 범위를 나타냈고, 2005년에는 $5.62{\sim}8.46gN/m^2$(평균 $7.15gN/m^2$)의 범위를 그리고 2007년에는 $8.98~27.80 gN/m2$(평균 21.12 gN/m2)의 범위로 발산대가 형성된 지점에서 높은 값을 나타냈다. 인산염 총량과 규산염 총량 또한 아질산염을 포함한 질산염 총량 분포와 유사하였으며, 상층에서 파악된 아질산염을 포함한 질산염 총량에 대한 규산염 총량의 비율은 $0.87{\pm}0.11$ 이었다. 연구 해역에서 식물 플랑크톤 성장을 제한하는 무기영양염은 질소계 영양염으로(N/P ratio=14.6), 북적도 반류 지역에 비해 북적도 해류 지역에서 보다 낮은 농도를 나타냈다. 규산염 또한 낮은 농도로 존재하여 규소 제한 환경을 이루었다. 본 연구를 통해 분석된 재무기질화 비율은 $P/N/-O_2=1/14.6{\pm}1.1/100.4{\pm}8.8(23.44{\leq}Sigma-{\theta}{\leq}26.38)$로 Redfield stoichiometry($P/N/-O_2=1/16/138$) 보다는 낮았지만, 연구 해역 표층에서 재무기질화 과정을 설명하기에 충분하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권4호
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• pp.340-347
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• 2001

한반도 남해안의 고성만과 강진만에 대한 입자유기물질 양과 현탁물식자를 위한 먹이로서의 질의 월별변동을 밝히기 위하여 부유입자물질의 원소 및 생화학 조성에 대한 현장조사를 1999년7월부터 2000년 8월까지 실시하였다. 두 해역의 총 부유입자물질은 해역간에 유사한 농도 분포로 뚜렷한 월별 변동 양식을 나타내지 않았다. 그러나 이들 생물군의 잠재 먹이원인 입자유기물질 조성성분들은 두 해역 모두 여름철에 뚜렷이 높은 농도를 보이는 계절 변동성을 나타내었다. 한편, 입자유기물질의 원소나 생화학 조성 성분의 높은 농도가 나타나는 시기는 chlorophyll a와 잘 일치하여 식물플랑크톤 생산이 입자유기물질의 중요한 조절자라는 것을 가리킨다. 그러나, chlorophyll a와 입자유기물질 조성성분(입자 단백질, 탄수화물 및 지질)들 사이에 유의한 상관관계는 나타나지 않았고, 이들 생화학 성분들 간에도 높은 상관성은 발견되지 않았다 이와 같은 결과들은 식물플랑크톤 생물량이 낮은 시기에 연구 해역들의 입자유기물질에 대한 또 다른 과정들에 의한 기여가 있다는 것을 시사하였는데, 가을에서 봄철사이에 높은 C:Chl a, C:N 비 및 입자 탄수화물의 높은 농도 등은 입자유기물질의 생화학성분 농도가 표층 퇴적물 재부유나 양식생물의 배설과 같은 과정들에 의해 영향을 받고 있다는 것을 나타낸다. 본 조사해역에서 입자유기물질 중 생화학 성분들의 합으로 나타낸 먹이물질은 그것들의 에너지 값과 함께 가을부터 봄철사이에는 다소 높은 농도가 관찰되었지만, 가장 높은 농도는 여름철에 나타났다. 총 부 유입자물질 중 먹이물질이 차지하는 비율로서 표시한 먹이지수는 대체로 $6\%$를 넘지 않는 수준으로 입자유기물질의 영양상태에 있어서 다소 낮은 질을 나타내는 것으로 평가되었다. 본 연구 결과는 식물플랑크톤 변동과 함께 입자유기물질의 먹이물질과 먹이지수 변동을 동시에 측정함으로서 현탁물 섭식자 생물군의 성장과 비만 및 생리생태를 이해하기 위한 자연의 먹이환경으로서 입자유기물질 농도나 질을 더욱 효과적으로 나타낼 수 있다는 것을 보인다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.73-84
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• 2006

본 연구는 영산강 수계 내 10개 지점의 이화학적 수질에 관한 시공간적 변이상태를 분석하기 위해 1995년부터 2004년까지 측정된 환경부 수질데이터를 이용하여 분석하였다. 이용된 수질 변수는 전기전도도(Conductivity), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 용존산소량 (Dissolved oxygen), 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 7개 항목으로서 계절별, 연별, 및 조사지점별 농도변이가 큰 것으로 나타났다. 영산강 수계 내에서의 이화학적 수질측정값은 계절성 강우에 따라 수질측정값의 변동 폭이 심하며, 대부분의 수치 농도변이는7 ${\sim}$ 8월에 집중되는 하절기 몬순 강도에 의해 조절되었다. 장마기에 이온희석의 지표로 사용되는 전기전도도와 총인, 총질소와 같은 영양염류들의 경우 강우량과 역 상관관계 (|r|> 0.32, P< 0.01, n=119)를 보였으나, 생물학적 산소 요구량과 화학적 산소요구량의 경우에는 강우분포와 통계학적 유의성 (p>0.05, n=120)을 보이지 않았다. 총인, 총질소 및 전기전도도는 대부분 장마 중인 7 ${\sim}$ 8월에 최소값을 보였는데, 이는 강우에 의해 오염물질이 희석되기 때문으로 사료되었다. 반면, 총부유물의 유입은 하절기 몬순 동안에 최대치를 보여 이온 감소와는 대조적인 특성을 보였다. 생물학적 산소요구량의 계절적 변화패턴은 화학적 산소요구량과 유사한(r.=0.592, P<0.01)양상을 보였으며, 마찬가지로 총질소의 변차패턴 또한 총인과 유사한 (.=0.529, P<0.01) 양상을 보였다. 용존산소량의 계절별 변화에 따르면, 수온이 낮은 겨울에 최대값을 보이며 온도가 높은 여름에 최소값을 보여 수온과의 역 상관관계를 보였다. 지점별 변화 패턴 분석에 따르면, 전기전도도를 제외한 총인, 총질소, 생물학적 산소요구량, 화학적 산소요구량 및 총부유물은 상류 및 하류역 보다 중류역에서 높은 농도를 보인 반면, 전기전도도의 경우에는 하류역에서 높은 농도를 보였다. 특히, 총인, 총질소, 생물학적 산소요구량 및 화학적 산소요구량은 지점 4(광주 2)에서 급격히 악화되는 양상을 보였으며, 이는 광주도심으로부터 유출되는 가정하수 및 인접한 공단에서 배출하는 폐수유입에 의한 영향으로 사료되었다. 따라서, 영산강의 수질 개선을 위해서는 이런 도심지역의 오염부하 저감을 통한 효율적 수질관리가 요구된다.