낙동강의 하류지역 (낙동강, 서낙동강 및 조만강)의 수질오염에 있어서 저질퇴적층의 영향을 파악하기 위하여 저질과 저층수의 환경을 조사하였다. 세 지점에서 수질을 모니터링 하였을 때, 고수온기인 5 ${\sim}$ 8월에 수표면과 저층간의 수온, 용존 산소, $PO_4\;^{3-}$, $NH_4\;^+$의 차이가 컸다. 7 ${\sim}$ 8월 중에 저층의 용존 산소는 대체로 5 mg $O_2/l$ 이하로 유지되는 빈도가 높았고, 이 기간에 저질-수층 경계면에서 $PO_4\;^{3-}$와 $NH_4\;^+$의 이동이 활발할 것으로 추정된다. 저질에 가까운 저층에서 무기 영양염 농도와 수층chl-a 농도는 지역적으로 낙동강<서낙동강<조만강의 순이었고 수심이 얕고 저질 퇴적층이 발달할수록 수질에 미치는 영향이 컸다. 저질의 유기물 함량은 하류 쪽으로 갈수록 증가하였고, 낙동강보다는 서낙동강 수계에서 더 높았으며 저질의 가비중과 역 상관관계로서 오염도 뿐 아니라 저질입도와 관련이 있었다. 저질 공극수내 $PO_4\;^{3-}$와 $NO_3\;^-$은 수층보다 그 농도가 매우 낮았으나 $NH_4\;^+$와 $SiO_2$농도는 수층과 유사하거나 더 높았다. 공극수 내 $NH_4\;^+$와 $SiO_2$농도는 저질 깊이에 따라 증가하였고, $PO_4\;^{3-}$는 감소한 반면 $NO_3\;^-$은 일정하였다. 반면 저질 내 치환성 무기영양염은 공극수 무기영양염 농도보다 최대 수백배 높았으며 $PO_4\;^{3-}$, $NH_4\;^+$, $SiO_2$는 저질 깊이에 따라 감소했으나 $NO_3\;^-$는 증가하였다.
수 저층의 퇴적물에서는 자체 내에서의 물질이동과 변환뿐만 아니라 외부로부터 유입된 물질과 수계 자체에서 생성된 여러 물질들이 침강하고 퇴적되고 있다. 또한 퇴적물에서 수층으로 물질들이 용출하는 등 저층의 퇴적물과 수층 간에는 끊임없이 물질교환이 이루어 지고 있다. 수 저층 퇴적물의 오염상태를 나타내는 저질은 수 저층의 퇴적물 자체를 의미하는 것이 아니라 퇴적물의 오염도를 의미하며 이는 수질과는 달리 시 공간적으로 쉽게 변하지 않아 오랜 기간의 수계 환경의 오염 상태를 알 수 있어 최근 수질조사와 더불어 수 환경의 오염도 평가와 수생생물, 저서생물과 관련한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 주요 저질의 항목으로는 영양염과 중금속 함량, 강열감량(IL), 총 황화물(TS), 산화환원치(ORP), COD, 색, 냄새와 악취, 용출량 등이 있다. 이러한 저질 인자들이 하천이나 호소 및 해양의 과거 및 현재의 오염상태를 알 수 있는 오염의 지표로 이용될 수 있으나 퇴적물의 채취방법, 조사 지점 수, 분석방법, 결과의 상호 비교 평가 등의 여러 문제점이 있어 실제 우리나라에서는 저질조사 연구가 많이 이루어지고 있지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저질 조사의 중요성과 채취방법, 각 저질 항목의 분석방법, 저질변동과 분석 및 평가에 관하여 소개하고자 하였다.
본 논문에서는 석탄회 조립물을 이용한 저질개선 기술의 안전성 및 저질개선기구에 대해 논하고, 일본 카이타만 석탄회 조립물 피복구간에서의 저질개선효과에 대해 검토하였다. 석탄회 조립물의 중금속 농도 및 용출량은 일본의 환경기준을 만족하는 것으로 조사되었으며, 석탄회 조립물의 저질개선기능은 다음과 같이 요약할 수 있다. (1) 인산염 및 황화수소의 제거 (2) 산성 저질의 중화 (3) 투수성의 증가 및 이로 인한 환원상태 저질의 개선 (5) 지반강도의 증가 (6) 부착성 조류의 서식 기반. 일본 카이타만에서 실시한 현장실증실험 결과로부터 연안저질의 pH중화, 인산염 및 황화수소 농도 감소 등 석탄회 조립물의 저질개선효과가 검증되었으며, 이에 따른 저서생물의 증가가 확인되었다. 석탄회 조립물을 이용한 연안저질의 개선기술이 실용화 된다면 오염저질의 정화에 소요되는 비용의 절감은 물론 산업부산물인 석탄회의 재활용에 기여할 것으로 기대된다.
수산환경에 있어 저질성상은 탁도, pH 및 영양염류 등과 같은 수질환경에 영향을 미치며, 새우류의 자연서식지 및 양식장에서는 이들의 분포 및 먹이활동에 영향을 미친다 (Ruello, 1973; Huguenin and Colt, 1989). 대하는 유생기의 발달단계가 진행됨에 따라 천천히 저질 속으로 잠복하기 시작하며, 치하 및 성체시기에는 주야간에 걸쳐 저질과 수중을 오가며 생활하는 습성을 가지고 있다. (중략)
광물질(회분, 석회석 또는 모래) 입자의 "유동층" (fuidised bed)에 연료를 유입하여 연소시키는 소위 "유동층 연소" 기술은 최근 몇년동안 상당한 발전을 보이고 있다. 왜냐하면 유동층 연소는 특히 저발열량 연료 (저질탄, 쓰레기등)의 연소에 있어서 여러 가지 장점을 갖고 있기 때문이다. 저질탄의 연소에 있어서 이 유동층 연소 기술이 갖는 장점을 열거하면 다음과 같다. a) 회분성분이나 비활성(inert) 성분의 조성이 균일하지 않은 저질탄의 연소능력 b) 열전달 면에서 부식문제의 저하 c) 보통 미분연소때보다 입도가 커도 완전연소가 가능하므로 분탄제조비가 저렴 여기서는 이러한 장점을 가진 저질탄의 유동층 연소에 대해서, International Energy Agency에서 1978년 발행된 Combustion of low grade coal 보고서를 중심으로 살펴보기로 한다. 보고서를 중심으로 살펴보기로 한다.
해수지에서 대하를 사육한 경우 저질의 종류에 따른 대하의 성장도, 생잔율, 포식자, 그리고 못 속의 수질변차 등을 1968년 6월 25일부터 동년 10월 18일까지 조사 연구하였다. 조사한 결과는 아래와 같다. 1. 대하의 체장과 체충의 성장도는 투이의 여부와는 관계없이 저질이 모래인 경우보다는 개흙인 경우에 더 높았다. 2. 사육기간 (X)과 체장 (Y)의 회귀 관계식은; 저질이 개흙이고 투이를 한 경우: Y =0.58497X+25.05210 저질이 모래이고 투이를 한 경우 : Y=0.51030X+26.57900 저질이 개흙이고 투이를 하지 않은 경우 : Y=0.22352X+32.79360 저질이 모래이고 투이를 하지 않은 경우 : Y=0.l1418X+31.20740이었다. 3. 사육기간 (X)과 체중 (Y)의 회귀 관계식은 저질이 개흙이고 투이를 한 경우 : Y=0.09062X-2.11140 저질이 모래이고 투이를 한 경우: Y=0.06992X-1.19640 저질이 개흙이고 투이를 하지 않은 경우 : Y=0.01615X+0.5l150 저질이 모래이고 투이를 하지 않은 경우: Y=0.00495X+0.56150이였다. 4. 투이를 하는 경우 포식자의 침입을 방지하면 투입된 치하의 생잔율을 $80\%$ 이상 높일 수 있다. 5. 문절망둑(Acanthogobius flavimanus TEMMINCK)은 대하의 주요 포식자이다. 6. 월 평균 12회 환수한 해수지내에서 일어나는 수질 변화는 대하의 생잔율에 크게 영향을 미치지는 않는 것으로 생각된다.
저질로부터 용출되는 영양염부하가 내만의 수질오염에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수층과 저질간의 물질순환과정을 고려한 수-저질생태계모델(SWEM)을 개발하였다. SWEM모델은 유동을 예측하는 수리역학모델과 수층의 생태계순환 및 저질로부터의 영양염용출과정을 고려하여 수-저질간의 물질순환과정을 예측하는 생태계모델의 2개의 서브모델로 구성되어 있으며, 수치모형실험은 실시간에 의한 유동과 수질예측 계산을 실시하였다. 본 모델을 일본 博多灣에 적용하며 대상해역의 부영양화과정 및 영양염의 물질순환과정을 수치예측하고, 저질로부터 용출되는 영양염이 만내의 수질변화에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 모델에 의한 博多灣의 유통계산견과는 조류, 수온ㆍ염분의 관측치와 잘 일치하였으며, 물질순환예측의 계산치는 만내 수질관측치를 양호하게 재현하였다. 또한, 博多灣의 영양염 플럭스의 예측결과로부터 저질로 부터 용출하는 영양염 플럭스는 수질변화에 크게 영향을 미치고 있는 것 으로 나타났다.
저질조사료의 이용은 인간이 소비하는 가축생산물의 이용성을 증진시킬 수 있으며 생산비를 절감할 수 있다. 이런조사료는 비유중기 또는 말기의 낮은 생산성을 보여주는 단계에서 또는 비유하지 않는 임신우의 유지를 위하여 사료의 일부로서 이용되는데 가장 적합하다. 또한 이들 조사료는 성장 또는 비육계획에 제한된 기준에 의거 이용되어질 수 있으며 이들 저질조사료가 사용될 때는 언제나 단백질,광물질,비타민A와 필요하다면 에너지까지도 보충 급여되어야만 한다.
연안과 천해의 저질은 그 상층 해수의 변화에 영향을 받으며, 또한 반대로 상층의 수질을 변화시키기도 한다. 저질은 지질학적 기원을 갖는 기부위에 상층의 물에서 가라앉는 부유현탁물질과 수중생물의 배설물, 생물의 사체 등의 유기질이 층을 이루면서 형성된다. 저질은 화학적, 생물적 변화나 물의 유동에 의한 영향을 받지만 변화속도가 비교적 작고, 상층 수질의 변화 결과를 누적적으로 받기 때문에 수질변화의 평균적 이력(履歷)을 간직하며, 수역의 오염의 진행경향이나 그 속도에 대해서 수질만으로는 알 수 없는 장기간의 영향에 대한 적산적(積算的)관점에서의 정보를 보유하고 있다. 이 조사해역은 굴을 비롯한 패류 양식장이 밀집분포하고 있는 해역이며, 진해만에서 수하식 양식장의 분포비중이 가장 큰 해역으로서 양식의 역사도 30년이 넘는다. 이 해역은 외해와의 해수교류가 원활하지 못하여 양식생물의 배설물과 양식장의 탈락물이 이 육지로부터 유입되는 오염부하물질과 더불어 그대로 해저에 퇴적되고 있는 곳이라고 할 수 있다. 이 연구는 양식장 저질의 유기오염의 수준을 평가하여 양식장 및 연안해역의 관리를 위한 자료로 제공하고자 하였다.
토탄과 같은 자연소재를 이용한 자연친화적인 연안 저질개선제 살포가 꼬막의 혈액학적 성상 몇 근육 글리코겐 함량에 미치는 영향에 대하여 알아보기 위하여 실내 실험을 실시하였다. 저질개선제를 단위면적($m^2$)당 0, 100, 300, 800g의 양을 살포 후 10일 동안 숙성시킨 꼬막을 수조에 수용하여 14일 동안 사육 실험한 결과 저질개선제를 단위면적($m^2$)당 800g 살포한 구에서 48시간 후에 1개체가 폐사한 것 이외에 심험종료까지 폐사가 일어나지 않아 자연소재로 구성된 저질개선제가 생물 자체에는 직접적인 독성을 나타내지 않는 것으로 판단된다. 꼬막 혈액의 전혈량, 헤마토크리트값, 헤모글로빈량에 있어서는 저질개선제 살포 농도별 큰 차이를 보이지 않았으나 혈액 글루코스량 및 근육 글리코겐량은 대조구와 비교하여 증가하는 경향이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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