• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.499-499
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• 2016

본 연구는 오염된 농업용 저수지에 대하여 수층에 따른 수질 변화 특성을 조사하고, 저수지 저부의 퇴적물에 대한 용출 실험을 통해 수층별 수질 특성이 퇴적물의 용출에 미치는 영향을 분석하고자 수행되었다. 연구 대상 저수지의 선정은 설치년도 1960년대를 기준으로 이전과 이후로 분류하였으며, 주요 오염원을 축산계와 생활계 오염원으로 분류하여 각 다른 특성을 가진 저수지를 선정하여 조사하였다. 내부 오염 부하량이 수체에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시한 용출량 실험 결과, 호기 조건에서 축산계오염원 저수지의 T-P가 미미하게 용출이 일어난 것을 제외하고는 생활계, 축산계오염원 저수지에서 용출이 일어나지 않았다. 반면에 혐기 조건의 경우에는 생활계오염원 보다는 축산계오염원 저수지에서, 1960년대 이후 설치된 저수지에서 보다는 1960년대 이전에 설치된 저수지에서 용출이 크게 일어나는 것으로 조사 되었다. 혐기 조건에서 T-N의 경우 생활계오염원과 1960년대 이후 설치된 저수지에서는 용출이 일어나지 않았으나, 그 외의 항목에서는 모두 용출이 일어나는 것으로 분석되었다. 특히 혐기조건에서는 모든 연구대상 저수지에서 T-P의 용출이 크게 일어나는 것으로 조사되었는데, 이는 부영양화의 주요 영향인자로 작용할 수 있으므로 저수지 저부의 혐기조건이 형성되는 것을 제어?관리해야 할 필요성이 있다고 하겠다. 연구 저수지에 대한 현장 조사 결과, 가뭄의 영향으로 수위가 평년에 비해 상당히 낮았으며, 저수량의 부족으로 저수지 주변의 바닥이 드러나거나 유출이 없는 등의 특징을 보였다. 수심이 낮은 5~7월의 조사 시기에는 표층의 DO 농도가 높음에도 저층부의 DO 농도는 1.2~2.2 mg/L를 나타내 약혐기조건이 형성됨을 확인하였다. 또한 현장측정기(HYDROLAB_Quanta)를 이용한 DO측정시, 저층부 퇴적물의 재부유를 막기 위해 저층경계면에서 30~50cm 윗부분을 측정했다는 점에서 저층부 바닥면의 DO 농도가 더 낮을 수 있다고 추정할 수 있다. 이는 이 시기에 퇴적층에 존재하는 오염물질의 용출이 충분히 일어날 수 있으며, 이후 8~11월에 수계 내 환란 및 순환에 의해 오염물질이 수중으로 이동하게 되고, 수질을 악화시키는 원인으로 작용할 수 있음을 추론할 수 있다. 이와 같이 퇴적되어 있던 오염물질이 계속적으로 용출 및 순환을 해마다 반복한다면 해당 저수지는 장기간 수질 오염 저수지가 될 수밖에 없을 것이다. 따라서 이러한 내부오염부하가 크다고 판단되는 저수지에 대하여 오염퇴적물의 관리가 필요하다고 하겠다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제2권2호
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• pp.69-77
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• 1997

염분약층으로 발달한 강력한 성층에 의해 저염분-유산소의 표층수와 고염분-무산소의 저층수로 분리된 시화호의 한 정점에서 퇴적물을 시추하였다. 공극수 암모니아와 납은 매우 높은 농도로 분포하여, 암모니아는 퇴적깊이 9cm에서 1420 ${\mu}M$에 이르고 낚은 3 cm에서 최대 농도 1348 nM에 이른다. 환원상태에서 안정한 암모니아와 납의 고 농도분포는 성층으로 형성된 저층수와 퇴적층의 무산소 환경이 심각한 상태임을 시사한다. 저층수의 고립은 저층용출에 의한 저층수의 수질오염 가능성을 제시한다. 암모니아의 총 저층용출량과 저층수의 암모니아 총량으로부터 저층수의 암모니아 체류시간을 3.1년로 유도하였는데, 이 시간은 방조제 완공후 조사 당시까지의 경과시간 2.5년과 거의 일치한다. 두 시간의 일치는 적어도 암모니아에 대해서 저층수의 수질오염이 대부분 시화호 바닥 퇴적물에서 발원하는 저층용출에 의해 진행되고 있음을 시사한다. 저층수 납의 체류시간은 20일 정도로 상당히 빠르게 나타나는데, 이것은 퇴적물에서 저층수로 용출된 납이 곧바로 침전되어 퇴적물로 돌아옴을 시사한다. 저층수의 높은 황화수소 농도와 쇄설성 입자의 높은 침강량은 납황화물 형태의 침전 가능성을 높여준다.

• 해양환경안전학회지
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• 제13권1호
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• pp.93-102
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• 2007

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.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권4호
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• pp.56-64
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• 2000

1999년 8월, 마산만의 용존산소는 표층으로부터 저층으로 가면서 급격히 감소하는 수직분포를 보였다. 모든 정점에서 저층수중 빈산소현상이 나타났으며 무산소 상태인 정점도 있었다. 마산수로에서 표층수의 용존성 Cd, Zn은 마산만 안쪽에서 바깥쪽으로 가며 점차 감소하였고 Pb의 경우 안쪽에서부터 바깥쪽으로 가며 증가하는 경향을 보였다. 저층수중 Cd, Cu Pb, Zn의 용존성 미량금속농도는 표층수보다 대체로 낮은 농도를 보였으나 Co는 빈산소 상태이거나 혐기성 환경인 저층수와 퇴적물로부터 용출되었기 때문에 저층수에서 높은 값을 보였다. 입자성(acid-teachable fraction) Cd, Cu, Pb 그리고 Zn은 표층보다 저층에서 대체로 높은 함량을 나타냈다. 본 조사에서는 저층수의 용존산소의 포화율이 낮을수록 Cd, Cu, Pb 그리고 Zn의 K/sub d/ 값이 증가하는 경향을 보였다. 표층퇴적물에서 Cd, Cu 그리고 Zn 등 원소들은 내만 육수유입원으로부터 멀어질수록 농도가 감소하는 경향을 보였다.

• 분석과학
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• 제24권5호
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• pp.378-386
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• 2011

본 연구는 호수바닥에 있는 침전물로부터 인의 용출 메커니즘을 규명하고자, 인이 물로 용출될때 미치는 온도의 영향을 조사하였다. 연구 결과를 보면, 온도가 증가하면 PO4-P가 평형에 빨리 도달하고, 평형농도가 증가하며, $PO_4$-P의 용출 증가로 인하여 pH가 감소한다. 즉, $PO_4$-P의 용출이 pH의 감소에 영향을 미침을 알 수 있었다. 탁도물질에서 용출된 $PO_4$-P는 물에 용존하며, 탁도물질에 흡착되지 않기 때문에 탁도의 변화에 관계없이 점진적인 증가를 나타냈지만, $PO_4$-P는 탁도에서 용출되기 때문에 탁도와 관련이 있다. 총인(Total phosphorous, T-P)은 용존성 $PO_4$-P와 탁도물질에 포함된 인을 포함하기 때문에 탁도의 변화에 직접 관련이 있음을 알 수 있었다. 온도가 감소하면 물의 밀도가 증가하여 탁도의 침전이 감소하기 때문에 탁도의 농도가 높아져 T-P 농도를 증가시키며, 온도가 증가하면 물의 밀도감소로 인하여 탁도물질의 침전이 용이해져서 탁도는 감소하지만 $PO_4$-P의 용출이 증가하여 T-P 농도가 증가했다. 따라서 동일 시간대의 T-P는 온도가 달라도 유사한 농도를 가졌다. 호수가 깊어지면 저층수의 온도가 감소하여 인의 용출이 감소하므로 이 메카니즘은 호수 바닥으로부터 물로 용출되는 인에 대하여 온도가 미치는 영향을 이해하는데에 중요하다.

• 한국수산과학회지
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• 제23권3호
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• pp.192-197
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• 1990

낙동강 하구호의 수질관리 모델링을 위한 인자중의 하나를 구하기 위해 하구호내의 저층 적물로부터의 인의 용출특성에 대한 연구를 수행하였다. 저질에 존재하는 POP와 PIP의 총인에 대한 존재비율은 각각 $34.7\%,\;65.7\%$이었고, 대부분의 PIP 는 NAI-P($61.1\%$)와 Apatite-P($30.0\%$)의 형태로 존재하였다. 회분식 반응조를 이용하여 수온과 용존산소의 환경조건에 따라 산출한 인의 용출속도는, 높은 수온과 혐기적 조건에서는 $39.4mg/m^2/d$로 저질로부터 많은 양이 용출되며, 낮은 수온과 호기적 조건에서는 $-4.4mg/m^2/d$로 수층으로 부터 제거되는 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 낙동강 하구호내의 저질이 인의 내부부하원으로 작용할 가능성이 매우 크며 하구호의 인 농도 증가에 직접적인 영향을 끼치고 있음을 알 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권2호
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• pp.110-123
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• 2021

시화호 인근 연안 퇴적물에서 유기물 분해 특성, 퇴적물로부터의 영양염 용출 및 주요 조절요인을 파악하기 위해 공극수와 퇴적물 내 지화학 성분, 혐기성 유기물 분해율, 황산염 환원율 및 저층 영양염 용출률을 측정하였다. 연구정점은 소래포구 인근 정점(E0), 송도갯벌 정점(E1), 오이도 선착장 부근 정점(E3), 시화 조력발전소 수문 앞 정점(E5)으로 선정하였다. 유기탄소와 공극수 내 암모니아, 인산염 농도는 정점 E0에서 가장 높게 나타났으며, 외측 해역(정점 E1, E3, E5)으로 갈수록 점진적으로 감소하였다. 혐기성 유기물 분해율과 황산염 환원율은 정점 E0에서 각각 260.6 mmol C m^-2 d^-1와 91.4 mmol S m^-2 d^-1로 외측 정점들보다 각각 4-9배, 6-54배 높게 나타났다. 혐기성 유기물 분해에서 황산염 환원이 차지하는 비율은 정점 E3, E5에서 11-23%로 미미한 것으로 나타났으나, 정점 E0, E1에서는 47-70%로 황산염 환원에 의해 혐기성 유기물 분해가 주도되는 것으로 나타났다. 또한, 혐기성 유기물 분해율과 황산염 환원율은 용존 유기탄소와 상관성이 매우 높은 것으로 나타났다(r² = 0.795, 0.777). 한편, 정점 E0, E1, E3에서 퇴적물로부터 용출된 무기질소와 무기인은 각각 일차생산자가 요구하는 무기질소와 무기인의 120-510%와 26-178%를 공급하는 것으로 나타났다. 이상의 결과들은, 시화호 인근 연안 퇴적물 내 유기물 분해는 이용 가능한 용존 유기탄소의 공급에 의해 조절되고 있으며, 과도한 유기물 분해는 저층 영양염 용출을 촉진시켜 부영양화를 야기할 수 있음을 의미한다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.288-302
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• 2017

퇴적물이 수층의 영양염 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해서 퇴적물의 용출률을 정확하게 측정할 필요가 있다. 이에 본 연구에서 퇴적물 용출률 측정 방법 중 퇴적물 코어 배양법을 대상으로 용출률의 측정 조건과 실험 절차를 제시하였다. 낙동강 수계 중류에서 2015년 7월에 표층이 교란되지 않은 퇴적물 코어 시료를 채취하여, pre-incubation 시간(6, 12, 24시간), 초기 산소농도(포화도 90, 70 50%), 확산경계층의 두께(0, 0.6-0.8, 1.2-1.4 mm), 배양 온도(10, 17, 20, $25^{\circ}C$) 등을 여러 가지 조건으로 조성하여 측정한 영양염 용출률의 결과를 그 바탕으로 하였다. 네 가지 주요 환경 조건이 달라지면, 안정화 시간 동안 유기물 분해 및 산화 과정에 의한 화학 조성 변화, 퇴적층의 산화-환원 환경 변화에 따른 흡착 및 탈착, 퇴적물-수층 경계면에서의 수리역학적 상황 변동에 의한 물질 교환 증감, 퇴적물 내 미생물의 활성 증가 등을 야기하여 퇴적물의 영양염용출률에 영향을 미친다. 따라서, 퇴적물 코어 배양법으로 실제 현장값과 유사한 결과를 생산하기 위해서는 현장 심수층의 수온 및 용존산소 농도, 유속을 자연 상태와 가깝게 재현하고 퇴적물 시료 채집 후 되도록 빠른 시간 안에 배양 실험을 수행해야 한다. 두 개의 반복구에 대하여 퇴적물 코어 배양법으로 영양염 용출률을 측정하였을 때 대부분의 실험 조건에서 상대백분율차가 20% 이하였다. 측정 조건과 절차를 엄밀히 준수하여 실험하였을 때 정밀도를 확보할 수 있는 것으로 사료되며, 향후 측정 결과의 정확도를 확인하기 위하여 현장 측정법과 비교할 예정이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권7호
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• pp.854-862
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• 2016

본 연구에서는 2010년 여름에 천수만에서 저층해수를 채집하여 용존산소와 영양염 농도를 측정하였다. 또한 benthic chamber내의 해수시료를 시계열로 채집하는 자동화된 Benthic Lander를 설치하여 해수-퇴적물간 영양염 플럭스를 측정하였다. 오염된 인공호수 유출수가 들어오는 천수만 북쪽에서는 저층수의 용존산소는 2 mg/l로 hypoxia의 존재 가능성이 확인되었다. 반면 남쪽 천수만 입구의 저층 용존산소는 5 mg/l이었다. 영양염은 용존산소와 반대의 분포 경향을 보였고, N/P ratio의 변화는 hypoxia에 의해 발생된 인산염의 탈착과 용출 때문으로 보인다. 만 북쪽 해역의 유기탄소 산화율과 산소소비율은 남쪽 만 입구 해역보다 약 2배 큰 값을 보였고, 영양염 benthic flux는 천수만 북쪽에서 4내지 6배 높았다. 이러한 결과는 해수-퇴적물간 물질 플럭스를 정확히 추정하기 위해서는 hypoxia의 역할에 대한 이해가 중요하다는 점을 시사해준다.

• 한국해양학회지
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• 제27권4호
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• pp.303-310
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• 1992

산업폐수와 도시하수의 유입이 심한 마산만에서 하계에 각종 질소화합물의 분포와 산소소비율에 대한 연구를 수행하였다. 1986년 하계에 마산만은 육수유입의 영향을 강 하게 받았으며 수온약층 아래에는 빈산소층이 형성되었다. 용존성무기질소(DIN), 용존 성유기질소(DON), 입자성질소(PN) 는 내만 육수유입을 직접받는 곳에서 각각 735.6, 1261.8 amd 48.5 umol/l의 분포를 보였으며 마산내만 입구에서는 각각 79.1, 73.0 and 39.5 umol/l를 나타냈다. 마산내만입구의 일차생산력은 2,695mgC/m$^2$/day였다. 용존산 소량은 내만입구에서는 3 m 아래에서부터, 마산수로에서는 10 m 아래에서부터 1 ml/l 이하를 보였다. 저층수중의 높은 암모니아와 인산염의 농도는 유기물의 활발한 분해나 저층퇴적물로부터의 용출에 의한 것이라 생각된다. ETS 활동도는 마산내민 가장안쪽에 서 212.1ul $O^2$/l/h였고 마산내만입구의 저층수에서는 산소소비가 442 ml $O^2$/day의 비율로 지행되었다. 마산수로저층수에서의 탈질화 속도는 0.25 umol/l/day 였으며 마 산내만입구에서는 표층에서 일차생산에 의해 생성된 유기물의 9.3-10.5%가 저층수에서 분해되는 것으로 보인다.