• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.402-404
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• 2005

2004년 7월부터 2005년 2월까지 8개월 동안 강원도 정선지역 탄산염지대 지하수 및 하천수의 ${\delta}^{13}C$의 조사 결과, 탄산염 지대 지하수의 13C는 $-12.07{\sim}-8.63$ (평균 -10.34 ), 탄사염지대 하천수의 ${\delta}^{13}C$는 $-10.32{\sim}-6.80$ (평균 -7.944 ) 이었다. 하천수와 지하수 ${\delta}^{13}C$는 수온(T)과 음의 상관관계를 보이고 물의 전기전도도(EC)와 양의 상관관계를 보이며, 여름보다 겨울에 높은 값을 보이는 반면 산화환원 전위(Eh), 용존산소(DO), pH와는 상관관계가 미약함을 보이고 있다. 탄산염지대 지하수 및 하천수의 ${\delta}^{13}C$는 연구지역의 지하수와 하천수가 탄산염암의 용해, 대기 $CO_2$와 용존 $CO_2$의 교환, 유입된 대기 $CO_2$가 물 분자와 반응하여 ${HCO_3}^-$ 이온으로 전환될 때 있는 분별작용의 효과에 의해 주로 영향을 받았으며 수중생물의 신진대사에 의한 변화는 미미한 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제42권4호
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• pp.315-333
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• 2009

이 연구에서는 대전지역 주요 도심하천인 갑천, 유등천, 대전천을 대상으로 하천수의 수리화학적 특성과 산소, 수소, 황, 탄소 동위원소 특성을 분석하였다. 하천수 시료는 풍수기와 갈수기 2차례 채취되었다. 하천의 수리화학적 특성은 상류에서는 Ca(Mg)-$HCO_3$ 유형을 보이다가 도심권을 통과하면서 Ca(Mg)-$SO_4(Cl)$유형으로 전이되고 하류에서는 Na(Ca)-$HCO_3$(Cl, $SO_4$) 유형으로 변하였다. 이와 같은 화학적 유형의 변화는 자연적 영향뿐만 아니라 하수처리장의 방류수와 인위적 오염물질의 유입에 의한 영향이 관여된 것으로 해석된다. 전반적으로 풍수기에 비해 갈수기에 하천수의 전기전도도 값이 높은 특성을 보여준다. 갑천하류는 하수종말처리장의 방류수가 합류되면서 수질이 급격하게 변화한다. 하천수의 pH는 상류에서 중성을 보이다가 도심권을 지나면서 최고 pH 9.8의 고알카리성을 보인다. 이는 현장조사결과 아파트의 우수관을 통한 세제 유입에 기인하는 것으로 보인다. 하천수의 산소-수소 동위원소 관계식은 ${\delta}D=6.45{\delta}^{18}O-7.4$으로 Craig의 순환수선보다 다소 하향 이동되어 도시된다. 이는 기단의 변화와 하천수의 표면 증발 효과에 의한 것으로 보인다. 뿐만 아니라, 상-하류사이에 고도효과를 반영하는 동위원소 조성 값의 차이를 보여준다. 하천수의 ${\delta}^{13}C$ 값은 $-19.5{\sim}-7.8%o$ 범위로 대기중 이산화탄소와 유기물 기원의 범위에 해당된다. 전반적으로 하천수의 상류에서 하류로 향할수록 ${\delta}^{13}C$값이 높아지므로 $CO_2$의 기원이 상류에서는 주로 유기물기원에서 도심권에서는 오염된 대기와 지하수의 기저유출로 인한 무기기원의 비율이 높아지기 때문으로 해석된다. ${\delta}^{34}S-SO_4$함량 관계도에서 하천수를 4개 그룹(갑천중 상류, 유등천, 대전천, 갑천하류)으로 구분하였다. 황산염의 농도는 갑천중상류<유등천<대전천<갑천하류의 순서로 높아지는 반면 ${\delta}^{34}S$값은 감소하는 경향을 보인다. 이는 하천별 황산염의 증가에 따른 공급원이 다르다는 것을 의미한다. 하천수내 황의 기원은 대기기원을 중심으로 황산염의 농도가 높아질수록 황철석의 영향이 큰 것으로 해석된다. 그러나 하천수에 유입되는 생활하수 등에 대한 황동위원소 자료가 없으므로 이에 대한 영향에 대해서는 향후 연구되어야할 과제이다.

• 대한지질공학회:학술대회논문집
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• 대한지질공학회 2002년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.129-136
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• 2002

대전광역시의 도심하천인 갑천, 유등천, 대전천을 대상으로 하천수의 수리화학적 특성과 동위원소 특성을 분석하였다. 하천의 수리화학적 특성은 상류에서는 $Ca(Mg)-HCO_3$ 유형을 보이다가 도심권을 통과하면서 $Ca(Mg)-SO_4(Cl)$유형으로 전환되고 하류에서는 $Na(Ca)-HCO_3(Cl,{\;}SO_4)$ 유형으로 변화를 보였다. 이와 같은 화학적 유형의 변화는 자연적 영향보다는 인위적 오염물질의 유입에 의한 것으로 해석된다. 하천수의 전기전도도와 수리화학적 유형으로 보면 대전천보다는 유등천과 갑천이 비교적 좋은 수질특성을 보인다. 그러나 하수종말처리장에서 방류되는 방류가 합류되는 갑천하류부터는 수질이 급격하게 나빠진다. 하천수의 pH는 상류에서 중성을 보이다가 도심권을 지나면서 최고 pH 9.8정도의 알카리성을 보인다. 이는 아파트의 우수관을 통한세제 유입에 기인하는 것으로 보인다. 하천수의 ${\delta}^{13}l3C-HCO_3$ 관계에서 중탄산 함량의 증가에 따른 ${\delta}^{13}C$ 값의 증가는 하천수내 $CO_2$의 기원이 유기물에서 무기물의 영향이 커짐을 의미한다. ${\delta}^{34}S-SO_4$의 함량관계는 황산염의 농도가 증가함에 따라서 ${\delta}^{34}S$ 값은 낮아진다. 갑천, 유등천, 대전천의 순으로 황산염의 농도가 증가하고 ${\delta}^{34}S$ 값은 낮아지는 경향을 보인다. 이를 바탕으로 볼 때 갑천 중상류의 경우에는 황산염의 기원이 자연적 반응외 비료 등으로부터 유입된 것으로 보이며, 대전천의 경우에는 유기오염에 의한 황산염의 유입이 상당한 것으로 판단된다. 갑천하류는 하수종말처리장의 방류수의 영향이 큰 것으로 해석된다. 대전시 도심하천수의 수리화학적수질 개선을 위해서는 하수종말처리장의 방류수 기준의 강화, 아파트단지에서의 세제의 유입의 차단, 그리고 부분적인 오염물질의 유입을 차단하여야 할 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.515-522
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• 2011

본 연구는 부식물 및 유기물로부터 분리 배양한 부착조류의 안정동위원소비 결과를 중심으로 분리된 부착조류의 안정동위원소비가 수질 대표성을 알아보기 위한 연구를 수행하였다. 주변 농경지의 분포가 많으며, 부착조류 현존량이 높아질수록, 부착조류의 질소안정동위원소비는 증가하며, 탄소안정동위원소비는 감소하는 경향을 보였다. 농경지 중심지역인 내린천 상류, 인북천 상류지역에서 질소안정동위원소비(${\delta}^{15}N$)가 임야 중심지역인 한계천 및 북천에서의 값보다 높았다. 탄소안정동위원소비(${\delta}^{13}C$)는 농경지에 의한 오염으로 부착조류의 현존량이 많은 내린천 상류와 인북천 상류지역보다 임야 중심의 청정한 한계천 및 북천으로 갈수록 높아지는 경향을 보였다. 이에 따라 부착조류의 안정동위원소비는 하천수질오염원 중요한 지표가 될 수 있음을 확인하였다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.93-102
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• 2007

남한강과 북한강 상류지역에 위치한 11개 하천을 대상으로 강우 시 발생하는 탁수의 생지화학적 특성을 조사하였다. 강우 시 하천에서 POM와 DOM의 유출특성은 유량변동에 따라 다르게 나타났으며, 특히 POM의 유출은 하천의 유역특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 강우의 영향에 따라 DOM내 용존 부식물질(Humic substance)의 비율을 반영하는 SUVA값이 증가하였고, 이는 하천유역으로부터 난분해성유기물의 유입이 증가함을 의미한다. 강우 시 발생된 탁수의 생지화학적 특성을 분석한 결과 농경지역에서 유출되는 탁수가 삼림지역으로부터 유출되는 탁수보다 안정탄소동위원소비가 약 $1{\sim}2%_{\circ}$정도 높게 나타났다. 이는 상대적으로 안정탄소동위원소비가 높은 $C_4$계열의 작물이 농경지역에서 우세한 경우 또는 삼림지역으로부터 유출된 탁수에서 주로 $C_3$계열의 식물체의 리그닌(Lignin)의 함량이 높기 때문이다. 유기물의 기원에 따라 Isotopic mass balance를 적용한 결과 농경지나 경작지의 비율이 높아질수록 $C_4$계열 작물의 기여도가 높아지고 이에 따라 탄소동위원소비가 증가하는 경향을 보였다. 본 연구결과를 바탕으로 안정탄소동위원소를 이용한 탁수 연구는 유기물의 기원특성을 연구하는데 유용한 지표가 될 수 있다.

• 생태와환경
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• 제49권4호
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• pp.245-257
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• 2016

하천이 차지하는 면적은 전체 육지 면적의 약 0.5%에 불과하지만, 하천수의 조성은 유역 환경의 생지화학적 변화를 집약적으로 반영하는 지표가 될 수 있다. 하천 탄소의 농도는 수질과 직접적인 관련이 있고, 또한, 하천을 통해 바다로 유출되는 탄소량을 순 생태계 생산량 (NEP)에서 빼주지 않으면 생태계 내 저장될 수 있는 탄소량이 과다 산정될 수 있기 때문에 하천의 탄소 유출량을 정확히 추정하려는 연구가 꾸준히 이뤄지고 있다. 전 세계적으로 하천을 통해 바다로 유출되는 총 탄소량은 약 $0.8{\sim}1.5Pg\;yr^{-1}$, 수체로부터 대기로 빠져나가는 양이 약 $0.62{\sim}2.1Pg\;yr^{-1}$로 추정된다. 우리나라의 하천 탄소에 대한 연구는 주로 수질과 관련된 유기탄소에 집중된 편이며, 농도, ${\delta}^{13}C$, 형광스펙트럼 분석 결과 강수량과 강수 세기 등 시간에 따른 차이와 토지 이용 등 공간적인 차이에 따라 다양한 성상의 탄소가 하천으로 유입되는 것으로 여겨진다. 인간의 토지이용과 기후변화의 영향으로 인한 탄소순환 동태의 변화는 하천의 총 탄소 함량뿐만 아니라 DIC, DOC, POC의 비율에도 변화를 불러오고, 이들과 함께 수체 내에서 이동하는 다양한 유기/무기 오염물질의 양과 분해도에도 영향을 줄 수 있다. 따라서, 기존의 분석 방법에 더해 탄소연대 측정과 초고분해능 질량 분석 등의 방법을 활용하여 하천 탄소의 기원, 변화, 분해 과정을 면밀히 유추하는 연구가 필요하다. 장기적으로, 넓은 유역을 대상으로 얻어진 하천 탄소의 성상별 농도와 일유량 자료는 유역 생태계의 변화를 추적하고, 자연적인 또는 인간에 의한 교란 때문에 일어나는 환경 변화를 예측하는 데 유용하게 쓰일 수 있다. 현재 정부가 운영 중인 수질측정망을 대상으로, 알칼리도를 포함한, 하천 탄소의 성상별 농도가 분석 항목에 추가되고, 일유량 자료와 개별 연구진이 얻은 연구결과를 포함하는 데이터베이스가 구축되어, 이러한 자료가 보다 효율적으로 활용될 수 있기를 바란다.

• 생태와환경
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• 제41권spc호
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• pp.27-34
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• 2008

본 연구는 부영양상태의 신구저수지에서 강우기 전 후의 수질 변화와 강우기 유입수의 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 강우기 전에는 수심에 따른 수온차가 $1^{\circ}C$이하였지만 강우기 후에는 $4^{\circ}C$차 이상까지 벌어져 수온 약층이 뚜렷하게 형성되었다. 탁도는 강우기 전보다 강우기 후에 표층에서 12NTU, 저층 120NTU로 크게 증가하였다. POC의 농도는 강우기 전의 조사에서 수심에 따라서 $4.96{\sim}6.68mg\;L^{-1}$의 범위를 나타내고 강우기 후의 조사에서는 $1.73{\sim}5.32mg\;L^{-1}$의 범위를 나타내고 있어 전체적으로 강우기 전보다 강우기 후의 POC의 농도가 낮았으나 수심에 따라서 크게 증가하는 경향을 보이고 있다. 또한, DOC의 농도는 강우기 전의 조사에서 $3.82{\sim}3.96mg\;L^{-1}$의 범위를 나타내고 있고, 강우기 후의 조사에서 $2.18{\sim}2.57mg\;L^{-1}$의 범위를 나타내고 있어 전체적으로 강우기 전보다 강우기 후의 DOC농도는 감소하고 있다. 또한 강우기 후 저층의 높은 탁도층에서 강우기 전보다 입자성유기물의 C/N비가 크게 증가하였고 입자성 유기물의 ${\delta}^{13}C$와 ${\delta}^{15}C$값이 뚜렷하게 가벼운 값을 보이는 것으로 볼 때 저수지 주변 유역에서 유입된 유기물의 영향을 크게 받았다는 것을 알 수 있다. 본 연구 결과로 볼 때 농업용 저수지인 신구저수지는 하계 강우기시 유입하천을 통해 외부로부터 유입된 육상식물 유기물이 저층에 부유된 상태로 존재하며 이는 저수지 내 저층 수생태계의 에너지 흐름에 영향을 줄 수 있는 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제45권2호
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• pp.242-251
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• 2012

본 연구는 탄소 및 질소 안정동위원소비를 이용하여 하천에서 환경변화의 지표로 활용할 수 있는 부착조류의 먹이원으로서 기여도를 파악하고자 하였다. 연구지역인 탐진강은 지류를 통해 유입되는 외래기원물질의 영향으로 상류에서 하류로 갈수록 높은 영양염의 농도를 나타냈으며 이와 더불어 상위섭식자인 어류의 질소 안정동위원소비의 증가가 관찰되었다. 또한 탐진강에서 채집된 저서성대형무척추동물과 어류의 ${\delta}^{13}C$ 값이 상류에서 하류로 이동하면서 무거워지는 경향을 나타내었다. 이는 탐진강 하류 수역에서 무거운 ${\delta}^{13}C$ 값을 보였던 암석 부착조류가 먹이원으로서의 기여도가 높아진 결과로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제49권2호
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• pp.80-88
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• 2016

영흥도 인근 갯벌의 저서 먹이망 구조를 파악하고, BMA가 저서동물에 대한 먹이원으로써의 중요성을 파악하기 위하여 저서동물 (이매패류, 갑각류, 복족류, 어류)과 먹이원의 탄소 및 질소 안정동위원소비를 분석하였다. 먹이원의 후보인 POM, BMA, 잘피 (Z. marina)와 해조류의 탄소 안정동위원소비는 -26.5‰에서 -8.4‰로 넓은 범위를 보였으며, 저서동물의 탄소 안정동위원소비는 -17.8‰에서 -12.1‰로 먹이원의 탄소 안정동위원소 범위 내에 존재하였다. 해조류 중 녹조류와 SOM을 제외한 먹이원의 질소 안정동위원소비 ($5.7{\pm}1.0$‰)는 저서동물($11.8{\pm}1.9$‰)에 비하여 가벼운 것으로 나타나, 기존의 연구와 유사한 경향을 보였다. 탄소와 질소 안정동위원소비 분석을 통하여 저서동물은 세 그룹으로 나누어질 수 있음을 확인하였으며, 이는 각 그룹 내 저서동물의 먹이원 및 생태적 지위가 유사함을 의미한다. 또한 각 그룹에 대한 BMA의 먹이 기여도가 매우 큰 것으로 파악되었으며 이와 같은 연구 결과를 통해서 영흥도 조간대 갯벌 생태계에 있어 BMA가 가장 기초적인 생물자원이라는 것을 확인할 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제47권2호
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• pp.127-134
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• 2014

본 연구는 안정동위원소 분석방법을 적용하여, 호소내 식물플랑크톤 성장에 영향을 미치는 외부 오염원의 기원을 추정함으로써, 효율적인 수질 관리 및 수생태계 기능해석을 제공하기 위하여 연구하였다. POC, PN, Chl. a, 탄소 안정동위원소비 및 질소 안정동위원소비의 자료로 유추해 보았을 때, 팔당댐, 남한강, 북한강 지역에 비해서 경안천 지역에서 계절에 따른 유기물의 기원 변동이 뚜렷하게 관찰되고 있다. 유입량 및 강우량이 많은 시기인 7, 8월경에 입자성 유기물의 기원이 자생기원 유기물보다는 외부기원 유기물이 높은 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 한강 유역에서 입자성 유기물의 탄소 및 질소 안정동위원소비를 이용한 유기물 기원 연구는 적용가능 할 것으로 여겨지며, 추후 유역 오염원의 대표값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.