투수성이 큰 낙동강 하구 사질 갯벌 퇴적물에서 유기탄소의 생지화학적 순환을 이해하기 위해 현장과 실험실에서 유기탄소 생산 및 소비에 대한 정보를 추정했다. 퇴적물 상부층의 Chl-a 농도와 공극수의 영양염 농도는 니질 퇴적물에 비해 낮았다. 반면, 사질 퇴적물의 산소소모율은 유기물 함량이 높은 연안 니질 퇴적물 보다 높아 이류에 의한 유기탄소의 분해와 물질의 이동이 큰 것을 의미했다. 간단한 유기탄소의 물질수지는 퇴적물에서 유기탄소의 주 공급원이 퇴적물 표층에 서식하는 저서미세조류와 수생식물의 쇄설성 유기물로 나타났다. 해수 여과율에 낙동강 전체 면적을 외삽한 일당 자연 생촉매 여과양은 부산시 7개 주요 하수종말처리장의 최대 처리량 보다 한 자리수 이상 크게 나타나 연안환경에서 사질퇴적물이 생지화학적 정화와 물질의 재분배에 매우 큰 기여를 할 것으로 판단된다.
This study assessed the performance of activated carbon (AC) amendment to treat polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) including both parent- and alkylated-moieties in sediment impacted by diesel. A field-collected, diesel-impacted sediment with a NAPL content of 1% was used for the study. No. 2 diesel fuel is weathered by heating at $70^{\circ}C$ for 4 days to obtain a weathered diesel sample having C3-naphthalenes to C2-phenanthrenes/anthracenes (N2/P3) ratio similar to the original sediment. The sediment samples spiked with the weathered diesel to obtain non-aqueous phase liquid (NAPL) contents of 1, 5 and 10% were contacted with AC with a dose of 5% as sediment dry weight for 1 month. By the AC-sediment contact, the freely-dissolved equilibrium concentrations were substantially reduced. Even for sediment with 10% NAPL content, the reductions in the freely-dissolved concentrations were 92% and 75% for total parent-and alkylated-PAHs, respectively. The effect of NAPL contents on the performance of AC was negligible for parent-PAHs, while for alkylated-PAHs, a slightly reduced AC performance was observed. The results suggest that the AC amendment can be an effective option for the treatment of petroleum-impacted sediment with relatively high NAPL contents.
지난 수십년 간 퇴적물 트랩은 해양 유기물과 관련된 생물학적 입자들의 수직적 이동인 생물학적 탄소 펌프(BCP: Biological Carbon Pump)를 이해하는 데 중요한 도구들 중 하나로 사용되어 왔다. 이 논문에서는 퇴적물 트랩을 이용한 해양 심층의 탄소 순환 연구 방법과 여러 해역에서의 연구 현황, 그리고 그 중요성에 대하여 고찰하였다. 한편 최근의 연구 중 몇몇은 심층으로 이동된 침강 입자유기탄소(POC: Particulate Organic Carbon)가 이전에 알려졌던 것 보다 더 복잡한 형태이고, 시공간적으로 다양한 기원을 가지고 있음을 밝혔다. 이 논문에서는 특히 침강 입자 중 재부유 퇴적물에 관해 연구한 최신 논문들을 정리하였다. 유기 추적자로 사용한 방사성탄소동위원소(14C)와 무기적 추적자(Al)를 해양 입자유기탄소 순환을 이해하고 재부유 퇴적물의 중요성을 파악하는 데 있어 어떻게 활용할 수 있을지 기술하였으며, 특히MICADAS (Mini radioCarbon Dating Systems)를 이용한 방사성탄소동위원소 연구의 중요성을 강조하였다.
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.
해상 어류가두리 양식장이 주변 환경에 미치는 영향을 파악하기 위해 2003년 8월에 경남 통영시 미륵도에 설치된 해상 어류가두리양식장에서 거리를 증가시키면서 퇴적물로 유입되는 입자물질의 침강 플럭스, 퇴적물 내 유기탄소의 수직분포, 퇴적물의 산소소모율, 저서동물의 군집을 분석하였다. 입자 유기물 침강 플럭스, 표층 퇴적물의 유기탄소 농도 및 퇴적물의 산소소모율은 가두리에서 멀어질수록 점차 감소하는 양상을 보여 가두리양식장에서 유출된 유기물이 주변으로 확산되는 것을 나타냈다. 저서동물 중 다모류인 Tharyx multifilis, Lumbrineris longifolia, Siganlbra tentaculata, Capitella capitata가 전체 군집에 88%를 차지하여 우점하였으며, 특히 오염지표종인 Capitella cupitata는 반경 5 m이내에서만 출현하였다. 퇴적물의 산소소모율 및 저서동물의 군집을 이용하여 추정한 유기물의 오염 영향권이 잘 일치하여 가두리양식장을 중심으로 반경 10 m내외에 유기물이 집중적으로 퇴적되고 있으며 최소한 50 m까지 영향을 주는 것으로 파악되었다. 가두리양식장에서 퇴적물로 유입되는 유기탄소 플럭스는 2.14 g C m$^{-2}$ day$^{-1}$으로 가두리양식장에서 50 m떨어진 지점에 비해 약 2배 정도 큰 수치였다. 또한 유입된 유기물 중 약 50%(1.07 g C m$^{-2}$ day$^{-1}$)가 상부층에서 분해되었다. 반면 50 m 저점에서는 유입된 유기탄소 중 30%(0.30 g C m$^{-2}$ day$^{-1}$)가 재순환되며 나머지 70%는 퇴적되는 것으로 나타났다.
In-situ activated carbon (AC) amendment is a promising remediation technique for the treatment of sediment impacted by hydrophobic organic contaminants (HOCs). Since its first proposal in the early 2000s, the remediation technique has quickly gained acceptance as a feasible alternative among the scientific and engineering communities in the United States and northern Europe. This review paper aims to provide an overview on in-situ AC amendment for the treatment of HOC-impacted sediment with a major focus on its working principles. We began with an introduction on the practical and scientific background that led to the proposal of this remediation technique. Then, we described how the remediation technique works in a mechanistic sense, along with discussion on two modes of implementation, mechanical mixing and thin-layer capping, that are distinct from each other. We also discussed key considerations involved in establishing a remedial goal and performing post-implementation monitoring when this technique is field-applied. We concluded with future works necessary to adopt and further develop this innovative sediment remediation technique to ongoing and future sediment contamination concerns in Korea.
The organic contents of reservoir sediment can offer a good indicator to events in history of lake life. Reservoir sediment have many information of the past and future fingerprint about development direction of life cycle in biological animals. So, in this study we made an effort to know the distribution of organic contents in Daecheong reservoir sediment. Items for this investigations are such as follows: Loss on ignition, COD, Organic carbon, TN, TP, heavy metal contents, Loss on ignitions were determined in 6.44~15.91% and COD were determined in 1.606~6.859%, organic carbon in 1,077~3.743%. Contents of TP and TN were in the range of 0.083~0.757%, and 0.645~0.926%, respectively.
One chambered sediment microbial fuel cell (SMFC) was equipped with Fe, brass (Cu/Zn), Fe/Zn, Cu, Cu/carbon cloth and graphite felt anode. Graphite felt was used as common cathode. The SMFC was membrane-less and mediator-less as well. Order of anodic performance on the basis of power density was Fe/Zn ($6.90Wm^{-2}$) > Fe ($6.03Wm^{-2}$) > Cu/carbon cloth ($2.13Wm^{-2}$) > Cu ($1.13Wm^{-2}$) > brass ($Cu/Zn=0.24Wm^{-2}$) > graphite felt ($0.10Wm^{-2}$). Fe/Zn composite anode have twisted 6.73% more power than Fe alone, Cu/carbon cloth boosted power production by 65%, and brass (Cu/Zn) produced 65% less power than Cu alone. Graphite felt have shown the lowest electricity generation because of its poor galvanic potential. The estuarine sediment served as supplier of oxidants or electron producing microbial flora, which evoked electrons via a complicated direct microbial electron transfer mechanism or making biofilm, respectively. Oxidation reduction was kept to be stationary over time except at the very initial period (mostly for sediment positioning) at anodes. Based on these findings, cost effective and efficient anodic material can be suggested for better SMFC configurations and stimulate towards practical value and application.
진해만의 저서동물 군집생태 연구의 일환으로 저서환경의 특성을 구명하기 위하여, 1987년 6월부터 1990년 5월까지 12개 정점에서 표층 및 저층수의 수온, 염분, 용존산소와 퇴적물의 입도조성 및 유기물량을 조사하였다. 진해만의 저서환경은 내만으로 들어 갈수록 퇴적물 입도의 세립화, 높은 유기물함량, 여름철 성층의 발달로 인한 저층 빈산소 수괴의 형성 등이 특징적으로 나타났다. 저층의 빈산소수괴는 5월부터 내만에서 형성되기 시작하여, 여름철로 접어들면서 점차 외해역으로 확산되어 9월에 최고에 달하였으며, 진해만 전 해역의 절반이상이 빈산소 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 이러한 저층의 빈산소 환경은 가을철로 접어들면서 성층의 점진적 소멸과 함께 회복된다. 저층수의 수온, 염분 및 용존 산소량과 퇴적물의 입도 및 유기물 함량의 5개 환경요인에 대하여 주성분 분석을 실시한 결과 4개 해역으로 나눌 수 있었으며, 이러한 공간 분포는 전반적으로 퇴적물의 유기물함량과 가장 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다.
In this study, sediment cores were sampled from tidal flats (six sites) in the west and south coastal wetlands, the blue carbon stock in the tidal flat sediments was calculated, and the blue carbon stock characteristics and influencing factors were analyzed. The sediment particle size of the west coastal tidal flats was larger than that of the south coastal tidal flats, and the organic carbon content in the south coastal tidal flats was more than twice that of the west coastal tidal flats. Blue carbon stock per unit area was 28.4~36.8 Mg/ha on the west coastal tidal flats and 69.8~89.8 Mg/ha on the south coastal tidal flats, which was more than twice higher in the south coastal tidal flats than in the west coastal tidal flats. The total amount of blue carbon stock in the tidal flats was the highest in Suncheon Bay tidal flats at 153,626 Mg, and followed by Gomso Bay tidal flats at 141,750 Mg, Hampyeong Bay tidal flats at 58,420 Mg, Dongdae Bay tidal flats at 44,900 Mg, Cheonsu Bay tidal flats at 36,880 Mg, and Jinhae Bay tidal flats at 26,205 Mg. Blue carbon stock per unit area was higher in the south coastal tidal flats, but the total amount of blue carbon stock in the tidal flats was higher in the west coast. The slope of the regression function of blue carbon stock with respect to the organic carbon content in the tidal flat sediments was estimated to be about 0.05 to 0.07, and the slope of the regression function was higher in the west coastal tidal flats than in the south coastal tidal flats.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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