• Ocean and Polar Research
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• 제31권3호
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• pp.247-255
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• 2009

We measured phosphate benthic fluxes and conducted phosphate adsorption experiments in order to find out the effects of adsorption on phosphate benthic fluxes in the intertidal sediments of Keunso Bay during summer and winter. Organic carbon contents showed little variation with season at St. S1, but noticeable changes were observed at St. S2, which were three times higher in winter than in summer. The higher organic carbon contents in winter resulted from the bloom of benthic algae in surface sediments. Pore water phosphate concentrations were much higher in summer than in winter. The higher phosphate concentration in summer was probably due to the faster remineralization rate of organic matter in summer. At St. S1, benthic fluxes of phosphate showed a negative value in summer and a positive value in winter. However, St. S2 had a negative benthic flux both in summer and winter. The negative benthic flux was ascribed to the phosphate adsorption on iron oxides in surface sediments. The equilibrium concentrations of phosphate obtained from the adsorption experiment were three times higher at St. S1 than at St. S2. The relatively high adsorption coefficient and low equilibrium concentration indicated that phosphate was strongly adsorbed on the surface sediments of Keunso Bay. The strong adsorption affinity significantly reduced benthic fluxes of phosphate in the intertidal sediments.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제32권3호
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• pp.103-111
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• 1997

Biogeochemical cycling of organic carbon is quantitatively partitioned in terms of 1) flux to the ocean bottom, 2) benthic utilization at or near the sediment-water interface, 3) remineralization and 4) burial within sediments, by making an independent determination for each component process from a single coastal site in Kwangyang Bay. The partitioning suggests that the benthic utilization at or near the sediment-water interface is the major mode of organic carbon cycling at the site. The benthic utilization takes 61.8% (441.6 gCm$^{-2}$ yr $^{-1}$) of the total near-bottem organic carbon flux, 714.6 gCm $^{-2}$yr$^{-1}$, and far exceeds the remineralization of organic carbon within the sediments which amounts only to 6% (41.24 gCm$^{-2}$yr$^{-1}$) of the total near-bottom flux. The residence time is about 1.6 years for the sedimentary metabolic organic carbon in the upper 45 cm. The dominant partitioning of the benthic utilization in the carbon budget suggests that most of labile organic carbons are consumed at or near the sediment-water interface and are left over to the sediment column by significantly diminished amounts.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권3호
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• pp.188-197
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• 1999

해수에서 퇴적층으로 향하는 우라늄 제거 과정과 플럭스를 연구하기 위해 1996년 10월 16일과 1997년 8월 25일에 천수만 입구지역에서 공극수와 해저상자(benthic chamber, BC) 내부시료를 채취하였다. 공극수로부터 추정된 우라늄 플럭스는 해수~퇴적물 경계면에서 0.112~0.566 mg/$m^2yr$ 이었으며, 해수에서 퇴적물로 제거되는 양상을 보였다. 황해 전체로는 $4.3{\sim}21.5{\times}10^7$ g/yr의 우라늄이 제거되며 이는 전지구적 제거 플럭스의 0.4~2.2%에 달하는 값이다. 같은 방법으로 추정된 영양영 플럭스는 암모니아성 질소 135.6 mmol/$m^2yr$, 질산성 질소 228.2 mmol/$m^2yr$, 인산염 36.8 mmol/$m^2yr$, 그리고 규산염 23.9 mmol/$m^2yr$로 공극수에서 저층 해수로 용출되고 있다. 공극수중 질산성 질소와 퇴적물 망간의 수직 분포도로부터 산화환원 경계층이 퇴적물 표충하 3~5 cm 깊이에 존재함을 추정할 수 있었다. BC를 이용한 인산염 플럭스는 28.5 mmol/$m^2yr$로서 공극수를 통한 추정값과 비슷하였다. 반면에 BC를 이용한 우라늄과 규산염 플럭스 추정치는 공극수에 의한 값보다 두 자릿수 정도로 큰 값을 나타내었다. 공극수내 농도 분포로부터 추정된 우라늄과 영양염의 플럭스 추정치가 BC를 통한 추정치보다 더욱 신뢰도가 높다고 판단된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제29권4호
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• pp.349-366
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• 2007

Seasonal variations of various physicochemical components (temperature, salinity, pH, DO, COD, DOC, nutrients-silicate, DIN, DIP) and potential limiting factor for phytoplankton primary production were studied in the surface water of semi-enclosed Masan Bay. Seasonal variations of nutrient concentrations, with lower values in summer and winter, and higher in fall, are probably controlled by freshwater loadings to the bay, benthic flux and magnitude of occurrence of phytoplankton communities. Their spatial distributional patterns are primarily dependent on physical mixing process between freshwater and coastal seawater, which result in a decreasing spatial gradient from inner to outer part of the bay. In the fall season of strong wave action, the major part of nutrient inputs (silicate, ammonium, dissolved inorganic phosphorus) comes from regeneration (benthic flux) at sediment-water interface. During the summer period, high Si:DIN and Si:DIP and low DIN:DIP relative to Redfield ratios suggest a N- and secondarily P-deficiency. During other seasons, however, silicate is the potential limiting factor for primary production, although the Si-deficiency is less pronounced in the outer region of the bay. Indeed, phytoplankton communities in Masan Bay are largely affected by the seasonal variability of limiting nutrients. On the other hand, the severe depletion of DIN (relatively higher silicate level) during summer with high freshwater discharge probably can be explained by N-uptake of temporary nanoflagellate blooms, which responds rapidly to pulsed nutrient loading events. In Masan Bay, this rapid nutrient consumption is considerably important as it can modify the phytoplankton community structures.

• 한국해양학회지:바다
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• 제2권2호
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• pp.69-77
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• 1997

염분약층으로 발달한 강력한 성층에 의해 저염분-유산소의 표층수와 고염분-무산소의 저층수로 분리된 시화호의 한 정점에서 퇴적물을 시추하였다. 공극수 암모니아와 납은 매우 높은 농도로 분포하여, 암모니아는 퇴적깊이 9cm에서 1420 ${\mu}M$에 이르고 낚은 3 cm에서 최대 농도 1348 nM에 이른다. 환원상태에서 안정한 암모니아와 납의 고 농도분포는 성층으로 형성된 저층수와 퇴적층의 무산소 환경이 심각한 상태임을 시사한다. 저층수의 고립은 저층용출에 의한 저층수의 수질오염 가능성을 제시한다. 암모니아의 총 저층용출량과 저층수의 암모니아 총량으로부터 저층수의 암모니아 체류시간을 3.1년로 유도하였는데, 이 시간은 방조제 완공후 조사 당시까지의 경과시간 2.5년과 거의 일치한다. 두 시간의 일치는 적어도 암모니아에 대해서 저층수의 수질오염이 대부분 시화호 바닥 퇴적물에서 발원하는 저층용출에 의해 진행되고 있음을 시사한다. 저층수 납의 체류시간은 20일 정도로 상당히 빠르게 나타나는데, 이것은 퇴적물에서 저층수로 용출된 납이 곧바로 침전되어 퇴적물로 돌아옴을 시사한다. 저층수의 높은 황화수소 농도와 쇄설성 입자의 높은 침강량은 납황화물 형태의 침전 가능성을 높여준다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권3호
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• pp.85-96
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• 2023

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. PO₄^3--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.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권7호
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• pp.854-862
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• 2016

본 연구에서는 2010년 여름에 천수만에서 저층해수를 채집하여 용존산소와 영양염 농도를 측정하였다. 또한 benthic chamber내의 해수시료를 시계열로 채집하는 자동화된 Benthic Lander를 설치하여 해수-퇴적물간 영양염 플럭스를 측정하였다. 오염된 인공호수 유출수가 들어오는 천수만 북쪽에서는 저층수의 용존산소는 2 mg/l로 hypoxia의 존재 가능성이 확인되었다. 반면 남쪽 천수만 입구의 저층 용존산소는 5 mg/l이었다. 영양염은 용존산소와 반대의 분포 경향을 보였고, N/P ratio의 변화는 hypoxia에 의해 발생된 인산염의 탈착과 용출 때문으로 보인다. 만 북쪽 해역의 유기탄소 산화율과 산소소비율은 남쪽 만 입구 해역보다 약 2배 큰 값을 보였고, 영양염 benthic flux는 천수만 북쪽에서 4내지 6배 높았다. 이러한 결과는 해수-퇴적물간 물질 플럭스를 정확히 추정하기 위해서는 hypoxia의 역할에 대한 이해가 중요하다는 점을 시사해준다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제2권2호
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• pp.151-159
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• 1997

1995년 6월, 남해안 통영지역 가두리양식장 해수-퇴적물 경계면에서 입자상유기물의 수직유입량과 용존산소의 소모량, 영양염류의 용출량을 관측하였다. 입자상유기물의 수직유입량은 저층고정식 sediment trap을 이용하였으며, 용존산소의 소모량과 영양염류의 용출량은 benthic chamber method로 측정하였다. 가두리양식이 연안부영양화에 미치는 영향과 가두리에서 유출된 입자상유기물의 확산강도를 정량하기 위해, 가두리 아래(수심 약 18 m, Cage Site)와 가두리에서 수평으로 약 100 m 가량 떨어진 곳(수심 약 32 m, Control Site)의 해수-퇴적물 경계면에서, 암모니아와 인산염, 규산염의 용출량을 비교하고, 탄소와 질소와 인의 mass balances를 추정하였다. 관측결과, 가두리정점(Cage Site)으로는 6400 mg C $m^{-2}d^{-1}$의 입자상유기물이 유입되었고, 동시에 230 mmol $O_2\;m^{-2}d^{-1}$ 이상의 용존산소가 소모되었다. 따라서 탄소의 경우, 가두리 아래 해저면으로 공급되는 유기 입자의 약 40%에 달하는 양이 해수-퇴적물 경계면에서 분해되며 (ca. 2400 mg C $m^{-2}d^{-1}$), 나머지 약 60%는 퇴적되어 매몰되는 것으로 보인다. (ca. 4000 mg C $m^{-2}d^{-1}$) 그러나 대비정점(Control Site)에서는 가두리정점에 비해 상대적으로 적은 양의 유기물유입과(ca. 4000 mg C $m^{-2}d^{-1}$), 낮은 용존산소소모율이 관측되었다(75 mmol $O_2\;m^{-2}d^{-1}$). 관측결과는 가두리에서 투기되는 대부분의 입자상유기물이 가두리 아래 해저면에 집중적으로 퇴적되고 있음을 보여주며, 가두리 부근 해저면으로 확산되는 입자상유기물의 양은 가두리에서 멀어질수록 급속히 감소함을 시사한다.

• 한국환경과학회지
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• 제11권9호
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• pp.945-954
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• 2002

The objective okgf this study is understanding and evaluation of temporal and spatial variation of pollutant loads by input sources for water quality management in Kamak Bay. Flow rate of rivers and ditches ranges from about $2,592-63,072m^3/d$ in October to $864-55,296m^3/d$ in January. In particular, the R2 predominated flow rate among input sources. Total COD, BOD, DIN and DIP loadings in January were about 896kg/d, 718kg/d, 2,152kg/d, and 154kg/d, respectively, which exceeded those of October. Lower POC/TOC levels are estimated in R2, and also in October. Temporal variation of pollutant loads were closely related to the human activity. Total discharging loadings of BOD, TN and TP by unit loading estimation were 4,993.0kg/d, 2,558.7kg/d, and 289.2kg/d, respectively, and were mainly affected by the population. Runoff ratio of BOD was about 0.14 in January Mean $NH_4^＋_-N$ and $PO_4\;^{3-}-P$ loadings from sediment were 16.23mg/$m^2$/d and 7.26mg/$m^2$/d, respectively. For the improvement of water quality in this area, not only pollutant loads of rivers and ditches but also benthic flux from sediment should be reduced within the limits of the environmental capacity.

• 한국습지학회지
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• 제14권2호
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• pp.211-221
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• 2012

미더덕은 우리나라에서만 식용 및 양식하는 생물종으로, 2001년 본격적인 수하식 양식이 시작되어 15,084 M/T이 생산되었지만 2011년에는 2,655 M/T으로 생산량이 크게 감소하였다. 생산량 저감의 원인분석을 위해서는 어장 환경에 관한 물질수지 산정이 필요하다고 판단된다. 진동만 미더덕 양식장에서 하계와 동계에 현장 관측 장비인 벤틱챔버(BelcI)를 이용하여 미더덕 양식장과 대조구 정점에 대한 침강 flux와 용출 flux를 산정하였다. 7월 양식장, 2월 양식장, 2월 대조구에서 유기 탄소 침강 flux는 각각 72 mmol C $m^{-2}\;d^{-1}$, 93 mmol C $m^{-2}\;d^{-1}$, 34 mmol C $m^{-2}\;d^{-1}$로 나타났고, 유기탄소 산화율은 각각 13 mmol C $m^{-2}\;d^{-1}$, 81 mmol C $m^{-2}\;d^{-1}$, 31 mmol C $m^{-2}\;d^{-1}$로 나타났다. 영양염 용출 flux는 일반적인 경향을 띄었다. 결과적으로 유기탄소 퇴적 flux는 20:4:1의 비를 나타내었다. 탄소 순환의 물질수지 산정을 통해, 양식 생물의 생산량 저감에 관한 원인 분석연구에 기초 자료로써 활용될 수 있다.