• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.26 no.3
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• pp.207-216
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• 2017

Several bioassays have been performed for assessment of the impact of polluted sediments. The direct exposure method using sediments is limited by difficulty controlling feeding and its effects on organisms. Furthermore, only macro-organisms and benthic organisms are used. To evaluate the potential application of sediment elutriate as a complementary strategy for impact assessment, copepods, small organisms with a short life cycle, were exposed to sediment elutriates, and several end-points were measured. As a result, sediment elutriates prepared from polluted sites caused growth retardation in marine copepods. In terms of molecular biomarkers, antioxidant-related and chaperone protein gene expression levels were increased in a dose- and time-dependent manner. Thus, we suggest that sediment elutriate tests can provide an effective alternative for toxicity assessment using whole sediment samples. Further studies are required to obtain sufficient data for future applications.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2001.09a
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• pp.249-253
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• 2001

퇴적물에 오염된 중금속의 지화학적 특성을 규명하고자, 연속추출방법을 이용하여 구성광물 과의 지구화학적 수반관계와 산성화에 따른 중금속 용출특성을 연구하였다. 용출실험과 연속추출 실험을 종합한 연구결과, 서울시 도로변의 하수퇴적물이 산성비와 같은 요인에 의해 pH 5.0정도의 약산성환경과 접촉하였을 때 중금속의 상대적인 용출특성은 Zn>>Cd$\geq$Co>Ni>Cu$\geq$Pb>Cr이며, 원소별 용출량은 Zn 40-90%, Cd 10-30%, Co 15-25%, Ni 5-25%, Cu 0-20%, Pb 0% 및 Cr 0% 이었다. 하수퇴적물에 오염된 Zn, Cd, Cu 및 Ni의 용출은 매우 우려할 만한 수준이며, 수계의 물리화학적 변화(pH 등)에 따라 이들 원소의 일부분이 용해되어 지표수 및 강물을 오염시킬 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.966-970
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• 2010

본 연구의 대상지인 인천광역시, 부천시, 서울특별시, 김포시를 걸쳐서 흐르는 굴포천은 산업화와 도시화로 인한 생활하수 및 공장폐수의 유입, 느린 유속과 하천 복개 등과 같은 유입오염원과 하천 구조적 문제로 인하여 수질이 악화되어 왔다. 특히 하천변의 소규모 영세 공장, 중 상류에 형성된 대규모 공업단지, 지역개발에 따른 인구증가로 인한 생활하수 등은 굴포천의 주 오염원이다. 또한 직강화된 하도와 느린 유속 등 하천의 구조적인 문제점 등은 하천의 자정능력을 저하시키고 있어 현재 굴포천의 수질수준은 전국 최하위에 머물러 있다. 더욱이 입자상 오염물질의 퇴적으로 인하여 굴포천의 하상은 대부분 퇴적오니가 형성되어 있다. 이러한 퇴적오니는 다량의 유기 물질 및 중금속 등을 흡착하고 있고, 재용출에 의한 내부오염 가능성을 내포하고 있기 때문에 오염원이 제거된 후에도 계속적인 수질오염을 일으킬 수 있다(Alloway et al, 1988). 따라서 본 연구에서는 굴포천 본류 전 구간 및 유입지천에 대하여 수질 오염도와 오염부하량을 산정하였으며, 본류 하상 퇴적물의 오염도 및 퇴적물의 용출특성에 관한 조사를 수행하였다. 본 연구는 굴포천 본류 구간을 최상류(GP-1)부터 최하류(GP-7)구간까지 총 7개 구간으로 구분하여 실시하였으며 각 지점별 수질 및 퇴적물 오염도를 조사하였다. 또한 3개의 유입지천에 대하여 수질 오염도 및 오염부하량을 산정하였다. 굴포천 하상의 경우 최상류의 GP-1지점을 제외하고는 전 구간이 대부분 오염된 오니가 퇴적되어 있으며, 이러한 퇴적오니의 퇴적물 오염도를 분석해본 결과 상류부인 GP-1, GP-2와 유속이 비교적 빠른 GP-7지점에 비하여 나머지 지점들의 오염도가 매우 높은 것으로 나타났다. 이러한 하상퇴적물의 영양염류 용출특성을 알아보기 위하여 호기 및 혐기조건에서 용출실험을 실시한 결과 호기와 혐기 조건에서 T-N은 각각 34.84 $mg/m^2/day$, 66.93 $mg/m^2/day$의 용출속도를 보였고, T-P의 경우 호기 조건 시 5.33 $mg/m^2/day$, 혐기 조건 시 6.84 $mg/m^2/day$의 용출속도를 보임으로서 퇴적물 용출에 의한 내부오염의 가능성이 있음을 보였다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.12
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• pp.1345-1352
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• 2007

To predict the effects of nutrient releasing on the water quality of Namyang Reservoir, nutrient releasing rates from sediments in oxic and anoxic conditions were estimated in a small microcosm. Organics and nitrogens were not released. The releasing pattern of inorganic phosphate and total phosphorus was depend on the oxygen concentration. The releasing rate of inorganic phosphate and total phosphorus in oxic condition was $1.01\sim2.48$ and $2.14\sim3.54$ mg-P/$m^2$/day, respectively. It was high in the upstream sediments indicating the particles containing easily degradable organic compounds are flowed into the area. Because the depth of Namyang Reservoir at the downstream adjacent to the Dam is $7\sim14$ m, the condition of most area of sediment surface will be oxic. Based on these results, the appropriate counterplans are required to reduce phosphorus release in oxic conditions to control water pollution.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.39 no.5
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• pp.288-302
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• 2017

Accurate measurement of benthic nutrient fluxes (BNF) is a prerequisite for evaluating the effect of sediments on nutrient cycle in the surface water. The intact sediment cores were collected in July 2015 at the midstream of Nakdong River. We identified pre-incubation time (6, 12, 24 hr), dissolved oxygen concentration (90, 70, 50% saturation), diffusive boundary layer thickness (0, 0.6-0.8, 1.2-1.4 mm), and incubation temperature (10, 17, 20, $25^{\circ}C$) as the most important control factors, and measured the BNF fluctuation with the variation of these factors using the laboratory sediment core incubation method. Since the chemical composition, redox condition, hydrodynamic regimes and microbial activities at the sediment-water interface were changed as a result of the alteration of control factors, sediment core incubation should be conducted under as close to the natural conditions of study site as possible, in order to produce the results similar to actual values. Relative percentage differences between two replicates were below 20% in most control factors, which showed satisfactory precision for strict compliance with the experimental conditions and procedures. In the further studies, we will compare the results of core incubation with those of in situ measurements to confirm the accuracy of the sediment core incubation method.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.32 no.1
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• pp.1-8
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• 2010

To investigate the effects of sediments on the water quality of an estuary reservoir, Asan reservoir, we analyzed physical and chemical characteristics of the sediments and estimated nutrients release rate from the sediments. The sediments characterized as sandy loam are mainly composed of Nonapatite-P(64.7%) which has strong influence on the eutrophication of the reservoir by releasing from the sediments under the condition of increasing pH and anaerobic environment. High nutrient release rates was observed in April. Negative release rates in June show that there is no significant nutrient release from the sediments. The nutrient release was active at the Site B around the confluence of tributary compared to the Site A near the embankment. Based on the information of nutrient release rates and sediments surface area, daily average nutrient release rates of Asan reservoir are estimated; TN 6,609 kg/d, TP 3,877 kg/d. Since the amount of N and P released from the sediments corresponds to the 7.06% of N and 22.04% of P incoming from the watershed, it can be concluded that there is little influence of sediments on the water quality of Asan reservoir.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.436-440
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• 2016

본 연구에서는 농업용 저수지의 수질을 악화시키는 원인으로 판단되는 퇴적물의 현황을 파악하기 위하여 저수지의 퇴적물에 영향을 미칠 수 있는 물리성 및 오염원 특성에 따라 유형 분류를 실시하여 각 유형별 대상 저수지를 선정하여 현장 모니터링을 통해 기초자료를 확보하였고, 이를 국내외 자료 및 수질자료와 비교 분석을 통해 총체적인 오염도를 평가하였다. 연구 대상 저수지의 분류 기준은 저수지 퇴적물의 성상 및 특성에 영향을 미칠 수 있는 주요 요소인 저수지 오염원과 설치년도로 하였다. 이에 따라, 현장 답사 및 사전조사 결과를 토대로 가장 적합한 조사대상 저수지를 선별하였다. 최종적으로 선정된 연구 대상 저수지는 생활계의 인평(1960년대 이전), 업성 저수지(1960년대 이후)와 축산계의 이담(1960년대 이전), 공리 저수지(1960년대 이후)이다. 내부 오염 부하량이 수체에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시한 용출량 실험 결과, 호기 조건의 경우에는 축산계의 T-P를 제외하고 생활계, 축산계 모두 용출이 일어나지 않는 것으로 조사되었다. 반면에 혐기 조건의 경우에는 생활계 보다는 축산계가, 1960년대 이후보다는 1960년대 이전에 축조된 저수지의 용출이 보다 활발한 것으로 나타났다. 조건별 용출량이 수체에 미치는 영향은 호기 조건에서 생활계 및 1960년대 이후의 경우 음의 값을 보여 수질이 개선되는 것으로 나타났다. 반면, 혐기 조건에서는 T-N의 경우 생활계와 1960년대 이후 저수지에서는 용출이 일어나지 않았으나 그 외의 항목에서는 모두 용출이 일어나는 것으로 나타났다. 특히 혐기조건은 T-P의 용출에 영향을 크게 미치는 것으로 나타났는데, 수질에 미치는 영향을 기여율로 환산할 경우 생활계에서 11%, 축산계에서 13.7%, 1960년대 이전에서 18.3%, 1960년대 이후에서 6.39% 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1902-1905
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• 2010

일반적으로 퇴적물로부터 인의 용출은, 산소조건, 수온, 유속 등 여러 환경의 변화에 의해서 이루어지며, 환경에 따라 용출되는 인의 형태 또한 다르다. 따라서 어떠한 기작을 통해 얼마나 많은 양의 인이 용출되는지는 수체의 물리 화학적 조건과 퇴적물에 포함된 인의 존재형태에 의해 결정된다. 따라서 본 연구에서는 담수호의 부영양화 원인물질이면서 부영양화 발생을 제어할 수 있는 가장 중요한 인자로 작용하는 인의 거동특성을 파악하기 위하여 이루어 졌다. 본 연구는 경기도 화성시에 위치한 화성호에서 이루어 졌으며, 대표성을 나타낼 수 있는 3개의 지점을 선별하였다. 퇴적물은 Grap sampler를 이용하여 채취하였으며. Methods for P Analysis, G. M. Pierzynski(2009, G,m Pierzynski)에 의거하여 무기태 인을 loosely and soluble P, Al-P, Fe-P, Reductant soluble-P, Ca-P 5가지 형태로 분류하여 진행하였다. 화성호 퇴적물의 인의 형태별 분류를 실시하여 화성호 퇴적물 내의 무기태 인의 형태 분류와 이를 분석함으로서 인 용출에 의한 수질오염 가능성을 평가해보고자 하였다. 무기태 인의 형태는 세지점 모두 Fe-P > Al-P > Loosely and soluble-P > Reductant Soluble-P > Ca-P 비율로 나타났다. 가장 높은 비율을 차지하고 있는 Al-P 및 Fe-P의 경우, 호소수의 pH에 영향을 크게 받으며 특히 높은 pH에서 수층으로 용출이 활발히 일어날 수 있고, 호소의 물질순환에 있어서 다른 형태의 인보다 식물체에 단기간 이용될 수 있다는 점 때문에 관심이 높은 형태이다. 주로 이들 형태는 도시하수 및 산업폐수의 유입으로 인하여 영향을 받는다. 본 조사결과에서 화성호의 pH는 모든 지점에서 중성인 것으로 조사되었기 때문에 용출가능성은 상대적으로 적다고 판단된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.1
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• pp.9-15
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• 2011

The first objective of this study was to investigate water pollution status of Meejae Reservoir, Kunsan, irregularly receiving river water for agricultural and recreational purposes. The second objective of the study was to compare nutrient pollution loads of three nutrient sources: sediment leaching, non-point sources and the receiving water. Water analysis results showed that eutrophication was a concern especially in summer and the calculated TSI (secchi depth), TSI (chlorophyll-a), and TSI (TP) were 53.6, 57.7 and 56.7, respectively. Although there was no significant difference in seasonal mean values of sediment T-N, sediment T-P and sediment organic content, mean differences were found for sampling points. However, T-N and T-P sediment release flux showed seasonal mean differences, while showing no mean difference for sampling points. Water T-N data proportionally correlated with sediment T-N and sediment organic content data, while no statistical correlation was found for water T-P data. Comparison of nutrient loads calculated from three sources showed that the highest T-N load was occurred from the receiving (pumped) water while T-P loads of the receiving water and sediment release flux were similar. The first solution would be considered for the receiving water to improve the water quality of Meejae Reservoir. Reduction of nutrient flux from the sediment would be then tried as the second alternative solution.