To protect water pollution and scarcity in lake and river, water quality monitoring applications have become important tools to understand the change of aquatic ecosystem. KLEON (Korean Lake Ecological Observatory Network) is designed to manage and share the ecological observations. The various kinds of water quality and phytoplankton observations are collected from the selected observatories such as seven lakes/rivers/wetlands. To deeply understand the collected observations with weather, KLEON also manages the observatory information such as lake, dam, floodgate, and weather. The accumulated observation and analyzed results are used to improve the water quality index of the observatories and encourage the ecologists' cooperation.
This study aimed at the introduction of desktop method for assessment of environmental flows developed by IWMI(International Water Management Institute) recently and its application to Geum river basin. This scheme simulated the influence on aquatic ecosystem caused by watershed development and in turn the decrease of water quantity keeping the river's own flow regime. It was found to be as very effective method although it had simple structure. Flow duration curves for different environmental classes at Sutong and Gongjoo sites were estimated according to the natural conditional scenario of Geum river basin and the results were relatively compared well with the previous studies. The behaviors of monthly average runoff time series of both sites showed the level of A class. The results of this study would provide the fundamental data to establish the future plans of monitoring or management for aquatic ecosystem of Geum river basin.
농경지로부터 농약의 유출은 수생태계 뿐만 아니라 사람에게도 영향을 미치는 중요한 요인으로, 유출될 수 있는 농약의 양에 대한 연구와 수생태계에 유입되어 환경생물에 영향을 미칠 가능성을 평가하는 환경독성학적 연구, 인체위해성에 대한 연구가 절실한 상황이다. 그러나 유출에 관여하는 요인이 너무 다양하여 단편적인 자료만으로 농약의 유출을 예측하기 어렵기 때문에 명확한 연구지침이 확립되어 있지 않으며, 국내에서도 연구가 적극적으로 시도되지 않고 있다. 따라서 농약의 유출에 대한 전반적인 연구사례 및 방법등에 대해 자연포장에서의 유출연구, 인공강우 모의포장을 이용한 유출연구, 그리고 computer 모델을 사용한 유출연구등 다양한 측면에서 고찰하여 보았다.
Antibiotics have been issued recently in water environments because of potential impacts on ecosystem and public health. This study was aimed to investigating the degradation of antibiotics such as tetracycline, lincomycin, sulfamethazine and cephradine using gamma ray irradiation. And the toxicity before and after irradiation on antibiotics was tested in order to examine the aquatic eco-risk assessment by aquatic organisms. In addition, comparing tests on toxicity for gamma ray and UV irradiated antibiotics was conducted. Four different antibiotics were prepared by concentration of 30 mg/L with demi-water respectively. The absorption dose of gamma ray was ranged from 0.2 to 2 kGy. The concentration of four antibiotics was gradually decreased corresponding to the increase of the absorption dose. A method for toxicity assessment using Pseudokirchneriella subcapitata was evaluated to the most acceptable compared with methods by Daphnia magna and Microtox$^{(R)}$ in terms of sensibility. It showed that the reduction of toxicity on antibiotics treated by gamma ray was superior comparing to the test results obtained from UV treatment. By-products from antibiotics treated by gamma ray were easily decomposed by microorganism and their toxicity was also evaluated to low.
본 연구는 수생태계 건강성 변화에 대한 다각적인 분석이 가능하도록 정보를 제공하는데 필요한 자료를 수집하고, 상호 연계 또는 중첩, 활용할 수 있는 데이터베이스를 구축하는 방안을 모색하는데 목적이 있다. 특히 수생태계 건강성 정보를 기반으로 생태계를 구성하고 있는 개체 또는 개체군들 간의 상호작용 및 생태계 차원에서 일어나는 여러 가지 생태현상들을 그 지역의 환경변화(오염발생원, 수변환경 변화 등)와 결부시킨 종합적인 분석이 가능한 DB를 구축하고자 하였다. 이를 위해 수생태계 건강성 조사 및 평가 결과자료와 한국형 Reach File(KRF), 하천자연도, 물환경정보시스템 자료 등을 수집하였다. 수집된 수생태계 건강성 조사 결과 및 한국형 Reach File, 하천자연도 등은 자료 DB 개별속성에 대해 상세 분석을 수행하였으며, 수집데이터의 형식이 다양하게 구성되어 있어 데이터형식별 구성현황 및 상세 데이터 내에 대해 조사 및 분류별 정리를 수행하였다. 본 연구에서는 개별데이터에 대한 핵심주제를 도출하였으며, 주제별 특성과 관련된 항목정보들을 추출하여 주제별로 분류 관련 엔터티를 도출하였다. 또한, 개별 주제별 엔터티간 연계를 위한 관계값을 가진 엔터티도 도출하였다. 본 연구에서는 수생태계 건강성 결과 자료의 효율적인 분석 및 보전, 복원을 위한 방안 제시를 위해 수생태계 건강성 조사 및 평가, 한국형 Reach File, 하천자연도 등의 자료를 이용하여 공간 속성 위상 데이터를 구축하였으며, 이를 기반으로 각 자료의 연계성을 분석하여 정확하고 과학적인 수생태계의 건강성 통합정보 분석방안을 개발하고자 하였다.
Ecological risk assessment (ERA) has been used to establish environmental quality standards or evaluate ecological risk in site-specific areas. The scope of ERA was expanded based on regions, and the concept of regional-scale ecological risk assessment was recently introduced in developed countries. In the present study, regional ERA approaches of relative risk model (RRM), contaminants in aquatic and terrestrial ecosystems (CATS) model, and procedure for ecological tired assessment of risks (PETAR) in advanced countries were extensively investigated. Regional ERA was compared with traditional ERA process. Stressors, receptor and response in traditional ERA were replaced with sources of stressors, habitats, and ecological impacts, respectively in regional ERA. This study introduces the concept and assessment process of regional ERA, and provides a wide perspective how the relative ERA could be applied in Korean ecosystem.
VC는 국제적인 발암등급 체계인 IRIS, IARC, ESIS에 의해 인체발암물질로 평가되고 있으며, 경구, 호흡, 경피 노출 경로를 통해 간세포 다형성 등을 유발하는 것으로 보고된 바 있다. 또한 VC는 자연계에서 쉽게 분해되지 않는 유기 염소계용제로서, 대기, 지표수, 지하수, 먹는물, 토양으로 유출되어 인체를 포함한 환경을 오염시킬 가능성이 높은 것으로 나타났다. 현재 우리나라의 수질환경기준과 먹는물 기준에서는 VC에 대한 규제 항목 및 기준치가 제시되어 있지 않으나, 인체 및 수생태계 위해 우려가 있어 특정수질유해물질 및 수질오염물질로 지정된 바 있다. US EPA, 일본, WHO 등 선진국에서는 법적 항목 및 기준치로 VC를 제도적으로 관리하고 있다. 특히 우리나라에서는 2004년 한강 및 낙동강 유역에서 $0.8\sim4.7{\mu}g\;L^{-1}$ (검출한계 $0.1{\mu}g\;L^{-1}$),개별배출업소 유출수에서 $10.6\sim668{\mu}g\;L^{-1}$의 농도로 VC가 검출된 사례가 있으며, 독일, 일본, 미국 등의 국외에서 검출된 $0.03\sim566{\mu}g\;L^{-1}$ 농도보다 국내 수계 내 VC의 분포 수준이 높은 것으로 나타났다. 국내 인체 위해성 평가 결과 VC에 대한 위해 우려가 높은 것으로 평가된 바 있으며, 생태 위해성 평가는 자료 부족으로 보류된 바 있다. 이 때 활용된 모니터링 자료는 일부 지점 및 단회 기반의 신뢰성 다소 낮은 자료에 국한되므로 지속적인 모니터링 사업을 통해 신뢰성 높은 자료로 대체될 필요가 있다. 또한 물 환경 내 생태독성연구는 일부 시험증에 국한되어 있고, 실험 설계도 VC의 수체 내 농도 감소를 고려하지 않아 결과치가 과다 산정되었을 가능성이 높다. 따라서 지속적으로 다양한 수서생물을 활용한 VC의 생태 독성 자료가 생성되어야 추후 VC에 대한 신뢰도가 높은 생태 위해성 평가가 수행될 것으로 사료된다.
Eutrophication processes of aquatic environment are strictly correlated with the concentration levels of nitrogen, phosphorous, organic matter and biological parameters such as phytoplankton and chlorophylla (Tremel, 1996; Burns et al., 1997; Young et al. 1999; Wei et al.,2000). Accordingly, the monitoring and evaluation of these factors will provide useful information about the health of aquatic ecosystem. However, the traditional types of auqatic chemistry analysis and ecological monitoring of phytoplankton are time-consuming, costly, and further resulting in secondary pollution due to the use of reagents. NIR (near-infrared) spectroscopy, as a rapid, non-destructive, little sample preparation and reagents-free technology (Hildrum et al., 1992), has been extensively applied to the characterization of food (Osborne and Fearn, 1988), pharmaceutical (Morisseau and Rhodes, 1995) and textile materials (Clove et al.,2000). Currently, NIR technology has been used indirectly in inferring lake water chemistry by two approaches, suspended (Malley et al., 1996) or seston (Dabakk et al., 1999), and sediments (Korsman et al., 1992; Malley et al., 1999). In addition, the evaluation of trophic state and the identification of the key factors contributed to the trophication are the key step to restore the damaged aquatic environment. Moreover, an understanding of the factors, which regulate the algal proliferation, is crucial to the successful management of aquatic ecosystem. In the paper, NIR technology will be used to study the environmental factors affecting the algal proliferation in combination with the trophic state index and diversity index. This novel developed system can be applied in monitoring and evaluating allopathic water environment and provide real time information services for the aquatic environment management.
베이지안 알고리즘 모델은 입력된 자료를 기반으로 확률을 계산하는 모델 알고리즘으로써 주로 복합재난 및 수질관리를 위해 사용되었다. 최근에는 생물 간, 혹은 생물-비생물 요인들 사이의 생태학적 구조를 파악하고 이를 이용한 생태 네트워크 분석에 활용되고 있다. 본 연구는 국내 하구수생태계의 부착돌말류 군집 변화와 이화학적 요인들 사이의 베이지안 네트워크 분석을 수행하여 부착돌말류 건강성 변화의 주요 요인들을 파악하였다. 베이지안 분석을 위해 본 연구 자료를 위해 물환경측정망의 생물 측정망을 기준으로 전국 하구 지역에 분포하는 668개 지점을 2008년부터 2019년까지 연간 2회 조사를 수행하였다. 자료는 서식지 요인, 물리적 요인, 화학적 요인, 생물학적 요인으로 분류하였으며 이를 베이지안 네트워크 모델에 입력하여 전국 및 해역별 하구수생태계 네트워크 분석을 수행하였다. 2008년부터 2019년까지 전국 하구수역에서 부착돌말류는 총 625개 분류군이 출현하였으며 2목, 5아목, 18과, 141속, 595종, 29변종, 1품종으로 구성되었다. Nitzschia inconspicua의 누적 세포밀도가 가장 높았으며 Nitzschia palea가 뒤를 이었고, 이외에도 Pseudostaurosira elliptica와 Achnanthidium minutissimum 분류군의 누적 세포밀도가 높았다. 부착돌말류를 이용한 하구수생태계 건강성 평가 결과는 조사 지점이 증가함에 따라서 대체로 보통(C등급)~나쁨(D등급) 등급의 비율이 증가하였으나 조사 시기에 따른 등급별 변화는 매우 미약하였다. 베이지안 네트워크 모델을 이용하여 하구수생태계 부착돌말류 건강성 평가 결과와 서식지 정보 및 이화학적 수질 정보 사이의 관계를 분석한 결과, 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 요인은 생물 요인이었으며 서식지 및 이화학적 요인은 상대적으로 민감도가 낮았다. 하구수생태계 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 부착돌말류 분류군은 Nitzschia inconspicua, N. fonticola, Achnanthes convergens, Pseudostaurosira elliptica으로 나타났으며 생물 요인 이외에도 서식지 인근의 공단과 축사의 비율이 건강성 평가 점수에 많은 영향을 미쳤다. 해역에 따라서 부착돌말류 건강성 평가 점수에 민감한 주요 분류군 조성은 다르게 나타났으나 모든 해역에서 부착돌말류의 세포밀도와 AFDM 및 Chl-a는 부착돌말류 건강성 점수에 민감한 영향을 미치지 않았다. 베이지안 네트워크 분석은 하구수생태계와 같이 복잡한 생태구조에서도 건강성에 영향을 미치는 주요 분류군과 요인들을 파악하는데 유용하였으며 이를 통해 향후 훼손된 하구수생태계의 복원을 수행함에 있어서 복원 대상을 보다 정확하게 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
The fishing industry has a negative effect on the environment due to greenhouse gas (GHG) emissions with the high use of fossil fuels, the destruction of underwater ecosystems by bottom trawls, reduction in resources by fishing, and altered ecosystem diversity. GHG emissions from fisheries were discussed at the Canc$\acute{u}$n meeting in Mexico in 1992 and are part of the Kyoto protocol in 2005. However, few studies have investigated the GHG emissions from Korean fisheries. To find a way to reduce GHG emissions from fisheries, quantitative analysis of GHG emissions from the Korean fishery industry is needed. Therefore, this study investigated the GHG emissions from the Korean Danish seine fishery using the life cycle assessment (LCA) method. The system boundary and input parameters for each process level are defined for the LCA analysis. The fuel-use coefficient of the fishery is also calculated. The GHG emissions from the representative fish caught by the Danish seine fishery are considered and the GHG emissions for the edible weight of fishes are calculated, considering consumption in different areas and different slaughtering processes. The results will help to understand the GHG emissions from Korean fisheries.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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