• 대한환경공학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.425-437
• /
• 2007

시화호 인공습지의 수리동력학적 특성과 입자성 물질의 침전특성을 살펴보기위해 물흐름조사 및 입자성 물질의 퇴적율 측정을 실시하였다. 시화호 인공습지는 크게 3개의 습지(반월, 동화, 삼화)로 나누어 볼 수 있는데 이는 각각의 하천에서 유입되는 비점오염물질의 처리를 위해 조성되었다. 조사지역은 반월천 고습지를 대표지역으로 선정 후 실시하였다. Rhodamine 50WT Red를 사용하여 물흐름 실험을 수행한 결과 자유수면(open water) 지역과 수로를 통한 물흐름이 주를 이루고 있었으며 식물이 식재되어 있는 폐쇄수역(closed water)에서의 물흐름이 지체되는 것으로 나타났다. 반월습지의 상부 및 하부 습지의 평균 수리학적체류시간(hydraulic retention time, HRT)은 각각 34.1 hr, 74.6 h,로 나타났으며 총 체류시간은 108.7 hr(4.5 day)이었다. 반면에, 침전율은 침전지(A지역)보다는 하류부의 open water지역(B, C, D지역)에서 높은 것으로 조사되었다. 향후 open water 내에 축적 가능한 sediment 양을 추정한 결과 20년 후 각 지역의 침전 깊이는 A: 6.3 cm, B: 8.3 cm, C: 7.0 cm, D: 9.5 cm로 나타났다. sediment trap 내의 유기물 축적량은 강우의 영향으로 1차 조사시기에 가장 높은 것으로 나타났으며 A 지역보다 B, C, D 지역에서의 축적량이 높은 것으로 조사되었다. 또한, 질소, 인 성분들은 하부습지에서 높게 나타났다. 이러한 결과로 인공습지의 효율적 관리를 위해서는 물흐름 및 입자성 물질들의 퇴적 특성에 대해 시간 변화에 따른 지속적인 조사 및 관리가 요구되어 진다.

• 환경생물
• /
• 제38권1호
• /
• pp.127-136
• /
• 2020

본 연구는 온배수가 유입되는 대구시 달서천을 대상으로 나일틸라피아의 개체군 특성을 파악하기 위해 2019년 1월부터 11월까지 조사를 실시하였다. 물리적 서식환경분석 결과 낮은 수심과 자갈, 모래/진흙의 비율이 높은 하상구조를 유지하고 있는 것으로 나타났다. 이화학적 서식환경 분석 결과 달서천의 전기전도도(EC)는 매우 높은 것으로 확인되었다. 기온 및 수온 분석 결과 달서천은 연중 10℃ 이상의 수온을 지속적으로 유지하는 것으로 나타났으며, 금호강은 3월부터 10℃ 이상의 수온을 유지하는 것으로 확인되었다. 어류상 조사결과 총 8과 20종 4,247개체가 출현하였다. 상대풍부도 분석 결과 나일틸라피아가 1,306개체(30.75%)로 우점하고 있는 것으로 나타났다. 조사 시기별 나일틸라피아 개체수 분석 결과 6월 30일 조사 시 급격한 개체수 증가를 보였다. 나일틸라피아 개체군의 길이-무게 분석 결과 회귀계수 b값은 3.1496으로 나타났으며, 비만도지수(k) 기울기는 0.0025로 양의 기울기로 분석되었다. 조사시기별 달서천의 수온과 나일틸라피아 전장을 비교·분석한 결과 22℃ 이상의 수온을 유지하는 5월 29일 조사시 당년생 개체가 출현하였다. 전장빈도 분포 분석 결과 당년생은 0~110 mm, 1년생~2년생은 120~210 mm, 2년생 이상의 개체는 >210 mm의 범위로 추정되었다. 나일틸라피아 개체군 생식소중량지수(GSI) 분석 결과 수컷과 암컷 모두 3월 11일 조사시 중앙값이 가장 높았으며, 3월 이후 중앙값은 감소하는 것으로 나타났다. 나일틸라피아의 개체 무게(BW), 생식소중량(GS), 생식소중량지수(GSI) 간의 상관 분석 결과 개체 무게가 유사더라도 암컷 개체의 생식소중량과 생식소중량지수가 더 높은 것으로 분석되었다. 결과적으로 달서천에 서식하고 있는 나일틸라피아 개체군은 온배수로 인해 겨울철에도 생존이 가능하며, 안정적인 생활사를 유지하고 있는 것으로 판단된다. 또한 수온이 10℃ 이상으로 상승하는 3월 이후부터는 달서천에서 금호강으로 서식처 이동이 가능할 것으로 예상된다. 따라서 금호강을 중심으로 나일틸라피아 개체군의 서식 분포 파악을 통해 나일틸라피아 개체군 관리 및 담수어류 종다양성 보존을 위한 하천관리 방안 마련이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제7권4호
• /
• pp.68-76
• /
• 2002

동래 납석광산 지역의 산성광석배수(ARD)에 의해 오염된 동래천의 공간적 화학조성 변화와 중금속의 제거 과정을 중화실험을 통하여 조사하였다. 광산에 인접한 동래천은 강산성(pH 3.0~4.2)이며 많은 양의 Al. Fe, $SO_4$및 중금속(Pb, Cu, Zn, Cd)을 포함하고 있다. 동래천의 화학조성은 산성배수의 침출지에서부터 수영강과의 합류지점까지 체계적으로 변화한다. 즉, 동래천으로 유입되는 침출수는 Al과 Fe가 풍부하나 하류로 갈수록 Al이 풍부한 조성으로 변한다. 침출수(pH 2.3)는 오염되지 않은 동래천(pH 6.5)과 소규모의 지류(pH 6.2)와 혼합되면서 pH가 최대 4.2까지 증가한다. 이러한 낮은 pH 범위(<4.2)에서는 거의 모든 Fe가 침전되나 Al은 대부분 용존상태로 남게 되어 하류로 갈수록 A띠 풍부한 조성으로 변화하게 된다. 한편, Al이 풍부한 하류의 지표수는 유량이 큰 수영강(pH 6.9)과 혼합되면서 pH가 증가(5.7)하여 흰색의 Al 침전물을 형성시킨다. 침출수를 대상으로 한 중화실험 결과. pH 3.5 이하에서 Fe침전물이, pH 4~6범위에서 Al 침전물이, 그리고 pH 6.0이상에서 Mn침전물이 형성되었다. pH의 증가에 따른 이러한 Fe, Al 및 Mn의 단계적인 침전은 실제 동래천에서 관찰되는 침전물의 형성과 잘 일치하고 있다. 또한 pH 증가에 따른 Fe및 Ai침전물에 의한 중금속의 흡착순서는 Pb>Cu>Cd$\geq$Zn이었으며, 50%의 흡착을 보이는 pH의 값($pH_{50}$은 Pb 3.2, Cu 4.5, Cd 5.2 및 Zn 5.8이었다. 이와 비교하기 위해서, Al이 풍부한 하류의 지표수를 대상으로 한 중화실험 결과, $pH_{50}$의 값은 Pb 4.5, Cu 5.8, Cd 7.4 및 Zn 7.0으로서 침출수에 비해 높은 값을 보였다. 이와 같은 결과로부터, 광산배수에서의 중금속의 제거는 pH의 변화뿐 만 아니라 하천수의 Fe 및 Al의 상대적인 양에 따라 결정됨을 알 수 있다.

• 생태와환경
• /
• 제42권3호
• /
• pp.382-393
• /
• 2009

본 연구의 목적은 탑정저수지의 부영양화 특성을 알고, 주요변수간의 상호관계를 결정하는 것이다. 연구를 위하여 1995년부터 2007년까지의 환경부의 수질 측정 자료를 이용하여 다양한 변수를 분석하였다. 이러한 수질 변수는 연별, 계절별로 변이양상을 보였다. 탑정저수지의 TN과 TP의 연평균 값은 각각 1.78 mg $L^{-1}$, 0.03 mg $L^{-1}$로, TN:TP의 비율은 76으로 나타나 탑정저수지 내의 질소는 연중 부영양화를 초과한 상태이며 인은 호소의 1차 생산력에 대한 제한 요인으로 작용할 잠재성을 갖는 것을 알 수 있다. TP는 8월에 강수에 의한 희석 현상을 보이며, SS의 월별 변화는 CHL과 같은 양상을 보였다. BOD와 COD의 연평균 값은 각각 1.61 mg $L^{-1}$, 4.23 mg $L^{-1}$로 나타났으며 연별 변화 양상은 강수량과 관련되었음을 알 수 있었다. 또한 탑정저수지 내의 두 사이트는 공간적인 변이의 특성을 거의 보이지 않은 것으로 나타났다. 탑정저수지 내의 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN 농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN, 그리고 SD)사이의 관계를 로그-전환 회귀분석을 통해 분석하였다. TP에 대한 CHL의 계절별 회귀분석에 따르면 CHL의 변이는 TP의 변이에 의해 37% ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616)를 설명하는 것으로 나타났으나 TN은 낮은 상관관계 ($R^2$=0.03, p>0.05)를 보였다. 또한 SD에 대한 CHL의 회기 분석에서는 CHL이 SD의 변이에 의해 33% ($R^2$=0.33, p<0.003, r=0.580)를 설명하는 것으로 나타나 탑정저수지의 SD는 CHL에 의하여 조절됨을 알 수 있었다. 결과적으로 TP는 탑정저수지의 부영양화 현상을 예측하는 핵심 인자로 사료되므로 부영양상태를 조절하기 위해 수계로부터 인의 유입의 철저한 관리가 매우 중요하다고 판단되었다.

• 생태와환경
• /
• 제42권3호
• /
• pp.350-363
• /
• 2009

부영양 저수지의 수질개선을 목적으로 연속형 유기물제어(CROM)기술을 이용하여 이미 제어능이 밝혀진 국내산 이매패 말조개와 펄조개를 대상으로 이종간 또는 동종간의 유기물 섭식 특성을 비교 조사하였다. CROM은 매일 저수지 표층수를 직접 실내로 유입하였으며 저장소 및 조절조, 처리조, 분석조 등으로 구성하였다. 섭식실험은 온도와 광도가 일정하게 조절된 실험실에서 실시하였으며, 패류 처리 후 여과율, 제어능, 수질(영양염) 및 배설물 생산량 등을 측정하였다. 실험결과 패각길이가 비슷할 경우 이종간에 유기물 제어능은 서로 비슷하였으나 여과율의 경우에는 말조개가 더 높게 나타났다. 동일종(동밀밀도)내에서는 패각길이가 긴 개체들이 더 높은 제어능을 나타냈으며, 반대로 여과율은 패각길이가 짧은 개체가 높았다. 한편 동일종에서 처리밀도가 다를 경우 저밀도 처리군이 고밀도 처리군 보다 더 높은 여과율을 나타냈다. 배설물 생산은 여과율과 유사한 패턴을 보였으며 처리밀도와 먹이농도 변화가 배설물 생산에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 두 종류의 패류는 평균 70% 이상의 뚜렷한 유기물(Chl-$\alpha$, SS) 제어율을 나타냈으며 섭식활동에 따른 $NH_4$-N나 $PO_4$-P과 같은 무기영양염의 배출량은 패각길이나 처리밀도에 따라 크게 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 결론적으로 CROM기술을 이용한 부영양 저수지의 유기물 제어는 적절한 패류의 종류나 밀도의 결정을 통하여 충분히 현장에 적용 가능한 생물학적 기법으로 판단되며, 부산물 처리 및 자원화를 비롯한 추후 연구가 필요하다고 사료되었다.

• 생태와환경
• /
• 제50권4호
• /
• pp.459-469
• /
• 2017

본 연구는 박테리아 탈질법을 이용하여 질산성 질소의 질소 및 산소의 안정동위원소 분석법을 연구하였으며, 시료 농도, 미생물 배양시간에 따른 분석값의 변화에 대하여 고찰하였다. 탈질미생물법을 이용하여 시료 내 질산염 농도가 $0.1mg\;L^{-1}$까지 질산성 질소의 산소 및 질소 동위원소 분석이 가능하였고, 0.2‰까지 정확도를 확보하였다. 환경시료(지하수) 내 질산염의 기원을 추적하기 위하여 잠재적 질소 오염원(합성비료, 축산비료)의 동위원소비를 조사한 결과, 합성비료(${\delta}^{15}N-NO_3$ -5~10‰, ${\delta}^{18}O-NO_3$ 0~15‰)는 축산비료(${\delta}^{15}N-NO_3$ 10~23‰, ${\delta}^{18}O-NO_3$ 0~20‰)와 동위원소비가 현격한 차이를 보였다. 연구지역 지하수 동위원소비와 비교한 결과, 계절별로 서로 다른 질소 오염원의 영향을 받는 것으로 여겨진다. 과거 질산염의 안정동위원소를 분석하기 위해서 다양한 방법이 시도되었다. Revesz et al. (1997)은 양이온 교환 수지를 이용한 분리법을 보고하였으며, Silva et al. (2000)와 Fukada et al. (2003)은 음이온 교환 수지를 이용한 분리법을 보고하였고, McIlvin and Altabet (2005)는 카드뮴을 이용한 화학적 변환 방법을 보고하였다. 하지만 이러한 방법에 사용되는 시약은 독성이 강하고 복잡한 전처리 과정으로 인한 긴 전처리 시간을 소요함으로 인하여 분석비용이 비싸다는 단점이 있었다. 하지만 탈질미생물법은 소량의 질산염을 이용하기 때문에 기존 방법에 비해 분석에 사용되는 시료의 부피를 1/100까지 감소시켜 과거 분석이 어려웠던 빙하, 공극수, 해수 등에 대한 분석이 가능한 장점이 있다. 수생태계로 유입되는 다양한 질소 기원을 파악하기 위하여 탈질미생물법으로 분석된 안정동위원소비를 활용한다면 효율적인 수질 관리를 위한 해석기능을 제공할 것이다. 또한, 국내 최초로 지하수 환경시료에 적용함으로써 오염 기원 추적 기법을 확립하는 데 목적을 두고 있으며, 추후 정립된 분석기법을 토대로 환경분야에서 질산성 질소의 오염 인자 판별 연구에 널리 활용되기를 기대한다.

• 생태와환경
• /
• 제33권1호통권89호
• /
• pp.51-60
• /
• 2000

금강 중${\cdot}$하류의 본류와 지류에서 수질오염의 특성과 변동양상을 파악하기 위하여 1998년 3월부터 1999년 6월까지 총 8회 조사하였다. 환경요인 중 질소, 인 및 chl-a의 변동이 다른 요인에 비해 증감양상이 뚜렷하였고 특히 무기 N${\cdot}$P의 영향은 지류 중 갑천, 미호천 및 석성천이 가장 큰 것으로 관찰되었다. 수질은 수문요인과도 관련성이 높아 평수량이하의 유량이 장기화되거나 비교적 유량이 적은 저수기${\sim}$갈수기에 급격하게 악화되었고 계절적으로 12월${\sim}$3월에 현저하였다. 중${\cdot}$하류에서 $NH_{4}$와 SRP는 하류로 유하하면서 급격하게 감소(1,476${\to}$577 ${\mu}g$ N/l, 117${\to}$11 ${\mu}g$ P/l)하였고 chl-a는 지수적으로 증가(9.0${\to}$64.4 ${\mu}g/l$하는 경향이 뚜렷하였다. 반면에 $NO_{3}$와 $BOD_{5}$는 정점간에 큰 차이가 없었고 일정하였다. 식물플랑크톤의 생장에 대한 제한영양염은 N${\cdot}$P 농도의 변화 뿐만 아니라 TN/TP 또는 DIN/SRP비가 본류에서 각각 42와 544로서 비교적 높아 N보다는 P가 제한인자로 볼 수 있었다. 유기물의 간접적인 지표인 $BOD_{5}$ 평가에서 본류 및 지류가 III급수로 판정되었으나 특히 갑천의 경우는 V급수 이상이었다. 그 외 chl-a, 투명도, TN 및 TP로서 수질을 평가한 결과 전반적으로 부영양 수준을 초과한 것으로 나타났다. 금강 중 중${\cdot}$하류에서 수질오염의 전개양상은 갑천과 미호천을 포함한 지류로부터 높은 N${\cdot}$P 영양염의 유입 영향이 주된 요인으로 볼 수 있었고 반면에 하류에는 만성적인 식물플랑크톤의 번무가 관찰되어 이에 대한 주요 오염원의 수질관리가 시급하였다.

• 생태와환경
• /
• 제41권2호
• /
• pp.216-227
• /
• 2008

물 교환이 제한적인 시화호 상류 기수역의 부영양화 현상을 이해하고자 기수역내 7개 지점을 선정하여 2005년과 2006년 3월부터 11월까지 수질 및 퇴적물의 시공간적 분포 조사와 오염도 평가를 실시하였다. 시화호 기수역의 영양염류와 엽록소 $\alpha$(Chl-$\alpha$)및 유기물의 농도분포는 시공간적으로 변동이 컸으며, 전반적으로 염분성층이 강하게 형성되는 중류지점에서 높은 농도를 보이는 경향을 보였다 조사기간 동안 TN, TP, Chl-$\alpha$ 농도는 각각 $1.2{\sim}11.0\;mg\;L^{-1}$, $0.056{\sim}2.992\;mg\;L^{-1}$, $1.3{\sim}942.9\;{\mu}g\;L^{-1}$으로 대부분 지점에서 부영양 또는 과영양 상태를 나타냈다. 또한 기수역의 부영양화지수(TSI) $61{\sim}86$의 범위로 과영양호 수준을 보였으며, 중류지점에서 높은 값을 보였다. 기수역의 식물플랑크톤의 대량증식 현상은 매년 4월에 중류지점에서 나타났으며, 영양염류와 Chl. $\alpha$ 농도 사이의 상관분석으로부터 식물플랑크톤의 증식은 TN (r=0.31)보다 TP (r=0.65)가 관계가 있는 것으로 나타났다. 한편 기수역의 표층퇴적물 내 COD 함량은 전 지점에서 중간오염의 수준을 보였지만, TN과 TP 함량은 중하류지점에서 오염이 심한 수준으로 나타났다. 또한 표층퇴적물의 입도분포로부터 연안성퇴적물에서 가장 많이 나타나는 실트의 조성비 ($38{\sim}60%$)가 중류지점에서 가장 많은 것으로 보아 이 지점에서 염분성층과 퇴적현상이 가장 많은 것으로 사료된다. 본 연구의 결과로부터 물 교환이 제한적인 시화호 상류 기수역의 수질 및 표층퇴적물의 오염도는 타 수역에 비해 매우 높은 것으로 판단된다. 또한 시화호 상류 기수역의 부영양화 현상은 자연적인 기수역에 비해 강하게 형성된 염분성층에 의한 물의 정체현상 및 심층산소고갈 현상과 유역으로부터 많은 양의 인 유입과 퇴적물로부터 인 용출에 의한 것으로 사료된다.

• 생태와환경
• /
• 제50권1호
• /
• pp.57-69
• /
• 2017

본 연구는 2016년 2월 23일부터 6월 28일까지 현장규모대형 배양장치(Pilot Culture System)에서 환경요인의 영향에 따른 저층 침전현상 및 겨울철 월동 이후 조류 군집 천이 특성에 대해 연구하였다. 겨울(2월)에 실험군에서 남조류, 녹조류 및 규조류 총 17종의 월동(overwintering)이 관찰되었으며, 월동한 식물플랑크톤은 재부유 이후 뚜렷한 천이양상을 보였다. 식물플랑크톤 천이 과정에는 총 28속 56종 출현하였다. 실험군에서는 총 24속 52종이 출현하였으며 분류군별로는 녹조류가 35종(67.3%)으로 가장 높았고 규조류 9종(17.3%), 남조류 5종(9.6%), 기타조류 3종(5.8%) 순으로 나타났다. 대조군에서는 총 14속 25종이 출현하였고 녹조류가 17종(68.0%)으로 가장 높은 비율을 차지하였으며, 그 외 남조류와 기타조류는 각 3종(12.0%), 규조류 2종(8.0%)으로 나타났다. 식물플랑크톤 현존량은 실험군에서 $40{\sim}325,450cells\;mL^{-1}$, 대조군에서 $900{\sim}37,100cells\;mL^{-1}$로 실험군보다 대조군에서 매우 낮은 현존량 차이를 보였다. 우점종은 실험군에서는 Monoraphidium minutum, Microcystis aeruginosa, Rhodomonas lacustris, Ankyra judai, Chlorella vulgaris가, 대조군에서는 M. minutum, Coenochloris cf. pyrenoidosa가 천이과정에서 주요 우점종으로 확인되었다. 실험군에서의 식물플랑크톤 천이양상은 뚜렷하게 확인되었으며, 이화학적(수온, 영양염) 및 생물학적 요인 간의 명확한 영향을 받는 것으로 확인되었다. 반면 대조군에서는 이화학적 요인인 영양염의 영향을 크게 받는 것으로 확인되었다. 결론적으로 이번 연구는 외부유입 요인들이 배제된 상태에서 수체 내 주요 분류군의 월동 및 천이가 내부 환경요인의 상호작용만으로 발생할 수 있음을 잘 보여주었으며 향후 식물플랑크톤 천이양상을 이해하는 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 생태와환경
• /
• 제39권2호통권116호
• /
• pp.271-283
• /
• 2006

섬 지역의 초기 담수과정에 있는 상수원 저수지 (절곡저수지)에서 수색 악화와 여과지 폐색의 원인을 분석하기 위해 2005년 8월에 식물플랑크톤을 포함한 다각적인 수환경 조사를 수행하였다. 저수지의 형태는 단순하였고, 평균 수심은 5.5 m로서, 상류에서 얕고 댐 부근에서 가장 깊었다. 환경요인 중에서 수평적 또는 수직적 차이가 큰 인자는 DO, Chl-a이었고,가장 작은 인자는 수온이었다. 수중 투명도는 0.6 ${\sim}$ 0.9 m범위(평균값 0.7 m)이었고, 탁도의 평균값은 9.3 NTU (8.0 ${\sim}$ l2.1 NTU범위)이었다. 후명도와 탁도의 증감요인은 생물 또는 비생물의 복한적인 영향으로 달 수 있었고 공간적인 차이도 탄영되었다. 수색이 탁한 것은 무기입자의 증가와 식물플랑크톤치 과대증식 영향이 주된 원인이었고, 여과지 폐색은 저수지로부터 식물플랑크톤의 과잉 공급에 의한 문제점이었다. 저수지 내 chlorophyll-a농도의 범위와 평균값은 상층에서 31.6 ${\sim}$ 258.9 ${\mu}g\;L^{-1}$, 123.6 ${\mu}g\;L^{-1}$, 저층에서 17.0 ${\sim}$ 37.4 ${\sim}$, 26.5 ${\sim}$이었다. Chlorophyll-a의 증가는 담수적조의 대발생 영향이었고, 주종은 와편모조류 Peridinium bipes f. occultatum이었다. Peridinium의 분포는 chlorophyll-a농도와 밀접한 관련성이 있었다. 담수적조의 현존량은 상류지역에서 $8.5\;{\times}\;10^3\;cell\;mL^L{-1}$로서 많았고, 댐부근의 하류지역($4.4\;{\times}\;10^2\;cell\;mL^L{-1}$)으로 갈수록 감소하는 양상을 보였다. 또한, 담수적조의 원인종으로 규조류 Synedra acus와 남조류 Microcystis aeruginosa도 소량관찰되었다. 저수지의 수질 부영양화 현상은 기존 경사사면형 농경지를 기반으로 조성되었으므로 저층으로부터 풍부한 영양환경을 내재하고 있었고, 담수 초기에 발생할 수 있는 가능성을 포함하고 있었다. 또한 유입수량의 부족과 현재 수질개선을 위해 적용하고 있는 수중폭기시설등의 물리적인 영향도 직 ${\cdot}$ 간접적으로 작용하였을 것으로 추정되었다 따라서 향후 이에 대한 중장기적인 모니터링이 필요하였고 유역과 저수지의 통합적인 수질관리계획 이 요구되었다.