We analyzed the formation of phytoplankton community and the occurences of odorus compound from benthic cyanobacteria in North, South Han-River, Paldang-Lake and Kyeongan-Stream sediments. Sediments were incubated in different water temperature. Akinetes were found (0~500 cells/g) with the highest number on sediment in Yangsoo railroad bridge (YC). The result showed that Anabaena ranged between $0.02{\sim}0.53{\times}10^3cells/mL$ in Sambong (SB), YC, Mukhyen-Stream (MS), Paldang-Lake (P2) and Kyeongan-Stream (KK). The total 68 taxa of phytoplankton were observed during the incubation period. A standing crop of phytoplankton was in the range of $0.13{\sim}8.97{\times}10^3cells/mL$ and Microcystis appeared in SB, YC, P2 and KK sites with $20{\sim}25^{\circ}C$ temperature. In South Han-River (P3), Oscillatoria tenuis was dominant at $25^{\circ}C$ temperature. The concentration of geosmin was the highest in SB-$15^{\circ}C$ (25.5 ng/L), and the concentration of 2-MIB was the highest in P3-$25^{\circ}C$ (286.8 ng/L). Odorous compounds were detected in all the temperature conditions from each site. Our results indicate that the dominant benthic cyanobacteria (O. tenuis, O. limosa, Phormidium tenue and Pseudanabaena limnetica) have high correlation with the occurrence odorous compounds and 2-MIB.
2011년 2월부터 2012년 11월까지 진해만에 23개 정점을 선정하여 저서오염지수를 이용하여 대형저서동물의 군집건강도를 평가해 보았다. 그 결과, 거제도 북쪽과 칠천도 부근의 정점을 제외한 모든 진해만 해역에서 저서동물군집의 건강도가 4~5등급으로 매우 오염된 상태인 것으로 나타났다. 특히 마산만과 고성만, 통영만의 일부 정점들에서는 기회종이 속한 4그룹의 비중이 90% 이상으로 나타났는데, 이는 저서환경이 오염되어 있음을 시사한다. 진해만에서는 마산만, 행암만, 통영만, 고현만에서 여름철 hypoxia 현상으로 인해 무생물 상태를 보였고, 종료 후 기회종이 대량 가입하는 양상을 보였다. 하지만 hypoxia 후 기회종이 가입되지 않은 일부 정점들이 관찰되었고, 이로 인해 저서건강도가 과대평가되는 현상에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 진해만의 저서건강도는 경기만의 시화호, 부산항만 등 다른 특별관리해역들에 비해서도 매우 낮게 나타나 심각하게 오염된 저서환경임을 시사하였다.
본 연구에서는 가평천을 대상으로 저서성 대형무척추동물 서식처의 수리 특성을 조사하였다. 각각의 무리들 중에서 대표적인 종은, 붙는 무리는 두점하루살이, 헤엄치는 무리는 두갈래하루살이, 굴파는 무리는 깔따구, 기는 무리는 바수염날 도래이었다. 저서성 대형무척추동물은 유속과 수심, 하상의 재료 등 하천의 수리학적 특성에 따라 다른 종류의 무리들이 서식하는 것으로 관찰되었다. 헤엄치는 무리는 수심이나 하상 재료보다는 주로 유속에 의하여 그 서식 상태가 결정되었고, 0.15~0.36 m/s에서 서식하였다. 굴파는 무리는 하상 재료가 모래나 실트인 곳을 선호하고 하상 또는 바로 상부에서 서식하였다. 기는 무리는 하상 재료가 주로 자갈이나 호박돌인 곳을 선호하고 유속이 0.05~0.15 m/s에서 서식하였다. 붙는 무리는 하상재료가 조약돌이나 자갈인 곳을 선호하고 유속이 0.06~0.15 m/s에서 서식하였다. 각 무리별 서식처의 수리 특성이 달라지지만, 일반적으로 저서성 대형 무척추동물은 유속에 의해 서식 상태가 달라진다는 것을 알 수 있었다.
본 연구는 패류양식업이 밀집한 남해 강진만 해역에서 수하식 및 살포식 양식해역과 비양식해역을 구분하여 양식활동으로 인한 유기물 축적과 저서다모류군집 변화를 파악하고, 어장환경평가 기법을 활용하여 건강도를 평가하고자 수행되었다. 남해 강진만 해역의 평균 입도, 수온, 염분농도, 총유기탄소 등의 시·공간 분포는 정점간에 큰 차이가 없었던 반면, 출현 종수, 개체밀도와 종다양도 등은 살포식 양식 해역의 정점이 다른 해역의 정점과 비교해 상대적으로 낮은 경향을 보였다. 한편 집괴분석과 주요좌표분석 결과에서도 살포식 양식해역 정점의 저서다모류군집이 나머지 정점의 군집과 뚜렷하게 구분되었다. 수하식 양식해역의 정점과 비양식해역 정점에서는 오염지시종인 Scolectoma longifolia와 Sigambra tentaculata가 우점종으로 출현하였으나, 수심과 해수 유통 등의 물리적인 요인에 의한 영향을 받는 일부 정점을 제외하면 점유율이 높지 않았다. 강진만 해역의 저서생태계 건강도는 1~2등급으로 양호한 상태였다. 그러나, 다모류군집구조의 시·공간 분포와 저서생태계 건강도지수를 고려하면 살포식 양식해역의 퇴적환경은 양식으로 인한 물리적인 교란에 영향을 받는 것으로 보여진다.
Stream ecosystems are closely related to many human activities. Therefore, streams are affected by anthropogenic disturbances such as riverine development and gravel-mining as well as deterioration of water quality. The goal of this study was to elucidate the recolonization process of the macroinvertebrate community after a small-scale anthropogenic disturbance. Field studies were conducted at three sites in a natural stream. The number of recolonizing species tended to increase slightly over time, exceeding the total species number of the control. Ephemeroptera contributed the most to shaping the recolonizing pattern of the entire community. From the result of changes in dominant species, the early recolonizers of each site were the species that showed more frequent occurrence particulary at each sites. But the late recolonizers are Chironomidae at all the sites commonly. This result implies that the actual differences exist among the recolonizing trends of each benthic macroinvertebrate taxon. Collector-gatherers and scrapers comprised about 70% of the recolonizing species. These results indicate that the recolonizing process of an aquatic community after an artificial disturbance depends on the environmental conditions(particularly substratum composition or organic pollution) of the habitat.
국내 호소를 상류 저수지 (<0.3 psu), 하구 저수지 (0.3 - 2 psu), 기수성 석호 (>2 psu)로 분류하여 호소별 퇴적물 총질소 (T-N), 총인 (T-P) 농도의 차이를 일원분산분석 (ANOVA) 하였으며, 실험실 코어 배양법 (laboratory core incubation)을 이용해 송지호 (11.80 psu), 간월호 (0.73 psu), 장군 저수지 (0.08 psu)의 호기 (aerobic)와 무산소 (anoxic) 조건에서의 질소 및 인 용출량 (benthic nutrient flux)을 측정하였다. 국내 호소의 퇴적물 내 총질소와 총인 농도는 염분 농도가 다른 호소별로 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었다 (p<0.05). 사후 검정 (post-hoc)을 통해 총질소의 경우 상류 저수지 (2,918 mg/kg)와 하구 저수지 (2,094 mg/kg)에서 유의한 차이를 확인하였고 (p<0.001), 총인의 경우 상류 저수지 (789 mg/kg)와 기수성 석호 (533 mg/kg)가 유의한 차이를 보였다 (p<0.01). 실험을 통해 산정된 NH4+-N의 용출량은 간월호에서 가장 높게 나타났으며, 폐쇄성 수역인 물리적인 특성과 염분으로 인한 질산화의 저해 등에 의한 것으로 판단된다. NO3--N의 용출량은 호기 조건에서 염분이 높은 호소일수록 낮게 나타났으나 무산소 조건에서는 염분이 높은 호소일수록 용출량이 높게 관측되었고, 이는 염분이 질산화 및 탈질이 억제되었기 때문이다. PO43--P의 경우 송지호, 간월호, 장군 저수지 순으로 용출량이 높게 나타나, 염분이 음이온 흡착 경쟁 등을 통해 인산염의 용출을 촉진시키는 것으로 조사되었다. 퇴적물의 용출량 산출 시 미생물 군집, 성장률, 산화, 환원, 영양염류의 결합 형태 등의 요인이 염분에 의해 영향을 받으므로 염분화 된 호소의 퇴적물 용출 조사 시 염분에 의한 영향을 고려해야 할 것으로 사료된다.
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.
The midge samples were undertaken at three streams, representing different surrounding environments, to investigate the contaminant exposure of midge. The content of heavy metals in midge collected in Singil stream were generally higher as a result of input to the industrial effluents with respect to other streams. Adsorption experiments were done to evaluate the possibility of removing contaminants from water with midge. Diazinon and heavy metals were contaminant target compounds in this study. The removal rate of diazinon in water by midge was 60-75%. In the case of Cu, the removal rate was reached around 90% at the lower initial concentration of 1.87 and 0.81 ppm rather than 4.25 ppm. The reduction of concentration of Cr and Cd according to the lapse of time was similar to the Cu, but their removal rates were shown 50% and 60-74%, respectively. The removal rate of Zn by midge represented relatively high level within the experimental condition. No change in concentration of Cr and As with time were occurred at all experimental conditions. It accounts for the fact that the reduction of Cr and As could not be achieved through the adsorption process, using midge.
A starch ball was devised to conveniently supply carbon source to indigenous microorganisms and to enhance biotransformation of explosive compounds(TNT and RDX) in the sediments of settling basins installed in military shooting ranges. To identify optimum dose/sediment ratio for degradation of explosives in the basin, a series of bench scale settling basin experiments were performed for 30 days while monitoring supernatant pH, DO, concentrations of nitrite, nitrate, sulfate, explosive compounds, and acute toxicity measured by bacterial luminescence. Addition of starch ball induced changes in oxidation conditions from oxic to anoxic in the benthic zone of the basin, which resulted in subsequent reductive degradation of both TNT and RDX in the liquid and solid phase of basin. However, fermentation products of excess starch, acetic acid and formic acid, caused acute toxicity in the liquid phase. The optimum ratio of starch ball/sediment for explosive compounds degradation by inducing changes in bio-geochemical environments without increase in acute toxicity, was found to be 0.009~0.017.
본 조사는 유기오염원으로 지적되고 있는 진해만내 수하식 양식장을 대상으로 저서생물상을 이용한 환경 평가를 실시하여 저서환경내 유기오염 양상을 측정하였다. 굴과 진주담치 양식장과 양식활동이 이루어지지 않은 대조구 등 세 개 정점을 대상으로 퇴적물 특성과 저서동물을 조사하였다. 세 지역 모두 평균 입도분포가 6.0~6.6Ф로 니질 퇴적상을 나타냈다. 퇴적물 내 유기물 함량은 진주담치 양식장이 2.8%로 놀게 나타났으며, 대조구의 경우 1.5%로 나타났다 총 7개 동물군, 79종의 저서동물이 채집되였으며, 대조구가 양식장에 비하여 저서생물의 종 다양성과 서식밀도가 높은 상이한 군집구조를 나타냈다. 특히, 굴과 진주담치 양식장에서는 퇴적물내 유기물 함량이 높은 지역에 나타나는 기회종으로 알려진 Lumbrlneris longlfolia, Heteromastus. filiformis, Corophium sinenie 등이 우점하였다. 계절별로 종조성과 서식밀도에서 다소 차이를 보임에도 불구하고, 생물상을 이용한 환경평가 결과에서는 진주담치 양식장의 경우 대조구나 굴 양식장에 비해 유기오염이 진행되고 있는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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