본 연구에서는 식생여과대에 있어서 토양층의 역할에 주목하였으며, 토양 침투량이 증가될 수 있는 구조로 토양층을 변형하여 일반적인 식생여과대에서의 오염저감효과와 비교 분석하였다. 따라서 연구의 최종 목적은 토양층 변화를 통한 식생여과대의 수질개선효과를 일반적인 토양층으로 구성된 식생여과대와 비교, 검토함으로써 보다 효과적인 식생여과대를 조성하고자 하는 것이다. 실험분석 결과, 토양층 변화를 접목시킨 식생여과대는 일반 식생여과대에 비해 표면유출에서 높은 오염물질 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 표면유출수 일부가 정류벽을 통과한 후 재상승하여 표면으로 유출되었기 때문으로 판단된다. 그러나 계단형에서의 하부유출수의 경우, 입경이 큰 모래와 자갈을 통과하여 유출이 일어나기 때문에 직선형 식생여과대보다 오염저감효율은 다소 낮게 나타났다. 이를 오염물질 유출부하량의 개념으로 파악해 보면, 하부유출량이 전체 유출유량에 대한 기여도가 계단형(4%)에서 직선형(2%)보다 높기 때문에 계단형에서의 오염물질 저감부하량이 직선형에 비하여 매우 높게 나타났다. 따라서 정류벽과 표면층 변화를 통해 침투량을 증가시킨 식생여과대는 일반적인 식생여과대보다 저감효과가 크고 식생여과대 적용에 필요한 여러 조건(토양의 침투성, 여과대의 넓이 및 길이, 유속 등)을 만족하지 않더라도 충분한 저감효과를 발휘할 수 있을 것으로 기대된다.
Numerous studies on urban groundwater have been carried out in many other countries. Urban groundwater shows a unique hydrologic system because of complex urban characteristics such as road pavement, sewers and public water supply systems. These urban facilities may change the characteristics of groundwater recharge but contaminate its quality as well. There have been several researches on urban groundwater in Seoul. Seoul has been industrialized very rapidly so that the city has large population. The recent population in Seoul amounts to more than ten millions, corresponding to a very high density of about 17, 000 people/km$^2$. Therefore, many factors affect the groundwater quality and quantity in Seoul. Nowadays, groundwater in Seoul is being extracted for construction, industrial use, and drinking and so on. There are 15, 714 wells in Seoul and its annual usage is 41, 425, 977m$^3$(in 2001). Therefore, systematic studies are needed to properly manage and use the groundwater in Seoul. The purposes of this study in progress are to identify geochemical characteristics of groundwater in Seoul and to determine the extent of groundwater contamination and its relationship with urban characteristics. For this study, groundwater was sampled from more than 400 preexisting wells that were randomly selected throughout the Seoul area. For all samples, major cations together with Si, Al, Fe, Pb, Hg For 200 samples among them, TCE, PCE, BTEX were also analyzed by GC. Our study shows that groundwater types of Seoul are distributed broadly from Ca-HCO$_3$ type to Ca-Cl+NO$_3$ type. The latter type indicates anthropogenic contamination. Among cations, Ca is generally high in most samples. In some samples, Na and K are dominant. The dominant anions change widely from HCO$_3$ to Cl+NO$_3$. The anion composition is considered to effectively indicate the contribution of distinct anthropogenic sources. In addition, major ions are positively proportional to total dissolved solid (TDS) except K and NO$_3$. Thus, we consider that TDS may be used as an effective indicator of the extent of pollution. However, the increase of TDS may result from increased water-rock interaction. To determine the extent of groundwater contamination, it is needed to figure out the baseline water quality in Seoul. Furthermore, detailed geochemical studies are required to find out pollution sources and their corresponding hydrochemical parameters.
전 세계적으로 가축분뇨를 농경지에 시용하는 것은 작물과 토양에 양분을 공급하는 측면에서 오래 전부터 이용되어 왔으며, 최근 들어서는 자원을 재순환하기 위한 측면으로 이용되고 있다. 그러나, 환경적인 측면에서 가축분뇨를 농경지에 시용하였을 때 미생물적 평가나 규제기준은 비용과 시간이 많이 요구되어 우리나라에서는 이에 대한 연구가 수행되지 못한 실정이다. 따라서, 본 연구는 밭토양에서 토양수분과 온도조건에 따른 분변성 대장균의 사멸율을 조사하여 분변성 대장균이 외부 환경에 영향을 미칠 수 있는 수준을 평가하고자 수행하였다. 시료는 토양수분조건(10, 35, 65, 80%) 및 온도조건 (20, 25, $30^{\circ}C$)별로 정해진 기간 (3, 7, 14, 21, 28일) 동안 배양되었으며 각각의 시료에 포함된 대장균의 수는 plating method 를 이용하여 측정되었다. 분산분석을 통한 측정자료의 통계분석 결과, 분변성 대장균의 생존에는 토양수분함량과 온도가 주 요인이었는데, 특히 토양수분함량이 감소할수록 그리고 온도가 증가할수록 E. coli의 사멸율은 직선적으로 증가하였다. 또한, 토양수분 조건과 온도조건 중에서 분변성 대장균의 사멸율은 온도조건에 더 상관이 높은 것으로 나타났으며, 모든 온도조건에서 10%의 토양수분조건에서 분변성 대장균의 사멸율이 높았다. 이는 토양수분이 E. coli의 사멸에 제한적인 요인으로 작용하였음을 의미한다. 따라서, 본 연구는 가축분뇨를 농경지에 시용할 때 인체의 위해성과 외부 환경의 건전성을 유지하기 위해서는 고온 저습한 토양조건에서 시용하여야 한다는 현실적인 가이드라인을 제시하고자 한다.
퇴적물 공극수의 화학적 특성과 영양분의 농도변화 및 이동특성 파악은 지표수 수질관리에 중요한 요소가 된다. 밭토양 30cm와 상등수 15cm로 구성된 microcosm을 이용하여 담수에 의한 토양 공극수 및 상등수의 화학적 특성과 영앙분의 농도변화를 6개월 동안 모니터링하였다. 담수 5주가 경과한 후 토양 색은 yellowish red에서 grey로 변하였으며 토양표면에 붉은 색의 산화층이 관찰되었다. 토양 공극수의 산화환원전위와 pH는 감소하였다. 담수에 의하여 상등수의 $NO_3^-$ 농도는 증가하고 PO_4^{3-}$ 농도는 감소하였으나 토양 공극수의 $NH_4^+$, $PO_4^{3-}$, FE, Mn 농도는 증가하였다. 상등수의 $NO_3^-$ 농도 증가는 토양에서 생성된 $NH_4^+$가 상등수로 이동 및 산화에 기인하며, 토양 공극수의 PO_4^{3-}$ 농도증가는 산화철과 산화망간의 용해에 의하여 이에 흡착되어 있던 PO_4^{3-}$가 용출됨에 기인한 것으로 판단된다. PO_4^{3-}$에 대한 흡착력이 강한 산화철과 산화망간을 많이 함유하고 있는 토양표면의 산화층은 PO_4^{3-}$의 토양으로부터 상등수로 확산을 방해하는 것으로 판단된다.
Water quality and contamination of sediment is a growing concern in the Iksan stream of Korea. Heavy metal contamination and changes in the physicochemical properties of the stream were evaluated. Water and sediment samples were collected from six sites during the dry and rainy seasons; pH, DO, EC, ORP, turbidity, $PO_4$-P, $NO_3$-N and selected heavy metals (Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cd, Hg) were measured. Results showed almost no change in pH between seasons. DO was highest at site 2 (~2.63 mg/L) in the dry season; EC (1,540 ms/m) was greatest at site 1 in both seasons. The ORP gradually increased from the dry to rainy season at most of the sites and was highest at site 5. Turbidity was highest at site 1 and gradually decreased from the dry to rainy season at all sites except site 3. $PO_4$-P ranged from a high of 1,193mg/L at site 1 to in the dry season to a low of ~1.2 mg/L at site 4. In contrast, $NO_3$-N was highest at site 3 in the rainy season (12,531 mg/L). Among the heavy metals measured, Cu and Zn concentrations were highest at all sediment sites. Cu and Zn are added to livestock feed to improve reproductive rates and can be carried to the stream with manure. Transport of sediment and heavy metals during the rainy season is the major source of stream contamination and it is important to continue monitoring and take necessary action in these areas.
식품생산과정에서 발생하는 유기성폐기물인 골분, 유박, 굴 패화석을 토양에 투입한 결과 일부 처리구에서 토양생물과 화학성이 영향을 받았다. 골분은 토양의 질산태질소를 일시적으로 증가시켰고, 패화석은 pH를 증가시켰다. 골분은 느티나무 생장을 증진시키는 효과가 있었기 때문에 이차적으로 토양생태계에 영향을 미칠 수 있다. 미생물 PLFA는 패화석에 의해 증가하였으며 환경스트레스를 나타내는 지표도 낮은 경향이 있었다. 이것은 패화석이 양분 증가보다는 pH 증가를 통해 미생물의 서식환경을 개선하는 효과가 있다는 것을 보여준다. 토양미소동물 중에는 세균섭식성 선충만이 유박과 골분 처리구에서 증가하였다. 이들 밀도와 세균 PLFA 간에 상관관계는 없었다. 다만 식물생장과 식물섭식성선충의 유의적 상관관계는 유기물투입이 식물을 통해 이차적으로 토양생태계에 영향을 줄 수 있다는 것을 부분적으로 보여준다. 따라서 유기성폐기물 처리는 토양화학성 변화를 통해 일차적으로 미생물 군집에 영향을 주지만, 미생물을 섭식하는 생물군에게 상향식의 양적인 연쇄반응을 일으키지 않을 수 있다는 것을 시사한다.
본 연구에서는 석탄회 2종류, 석탄회와 폐타이어 혼합재료, 일반 풍화토 등 4가지 재료에 대해 현장에 시험성토체를 조성하고 1년 동안의 장기 모니터링을 통해 성토체 거동 특성 및 수질 영향을 분석하였다. 지반공학적 측면에서 재료별로 변형 거동의 차이는 보이지 않았으며, 동절기에도 성토체 내부의 동결로 인한 석탄회 재료의 강도감소 가능성은 낮은 것으로 판단되었다. 또한 성토체에서의 침하도 관측되지 않았는데 이는 성토체 하부 지반이 장기적인 압밀침하가 발생할 정도로 연약한 상태가 아니기 때문으로 판단된다. 수질 영향 평가에서는 분석된 모든 중금속과 황산염을 제외한 음이온들이 국내외 먹는물 기준치 이하로 검출되었다. 황산염의 경우 성토체 설치 후 모든 성토체에서 20일 동안 기준치를 초과하는 농도로 검출되었으나, 그 이후 급격히 감소하여 50일 이후 기준치 이하로 검출되었으며, 60일 이후에는 더 이상 검출되지 않았다.
Visual MODFLOW, a three dimensional groundwater flow model, was used to analyze effects of a weir construction in an alluvial stream on the nearby groundwater flow system. A hypothetical conceptual model was developed to investigate how the groundwater level and the water budget could change after a weir construction depending on the location of tributary streams. A site example, dealing with the Juksan weir installed in the Yeongsan River, was also demonstrated to predict the effects of the weir construction. Model results show that impacts of a weir construction on the groundwater flow system greatly vary depending on how far a tributary is located and whether it is located downstream or upstream from the weir. Therefore, consideration of the location of tributaries in planning the location of a weir could effectively minimize the impacts of a weir construction on the groundwater flow system. It is also demonstrated that model results are highly dependent upon how the model is dealing with small tributaries and agricultural drainage channels, which can be easily found nearby the main streams, acting as major water bodies for groundwater discharge. The model for the Juksan area shows that the weir construction will change the direction of groundwater flow in some areas, leading to changes of groundwater quality and interaction of the Yeongsan River to the aquifer from a gaining to a losing stream. The model also predicted the areas where rise of groundwater level caused by the Juksan weir could adversely affect plant growth, and thereby suggested installing new drainage channels as a countermeasure to drawdown the groundwater level.
Chilli peppers are predominantly cultivated in open field systems under abiotic and biotic stress conditions. Abiotic and biotic factors have a considerable effect on plant performance, fruit quantity, and quality. Chilli peppers grow well in a tropical climate due to their adaptation to warm and humid regions with temperatures ranging from 18 to 30℃. Nowadays, chilli peppers are cultivated all around the world under different climatic conditions, and their production is gradually expanding. Expected climate changes will likely cause huge and complex ecological consequences; high temperature, heavy rainfall, and drought have adverse effects on the vegetative and generative development of all agricultural crops including chilli peppers. To gain better insight into the effect of climate change, the growth, photosynthetic traits, morphological and physiological characteristics, yield, and fruit parameters of chilli peppers need to be studied under simulated climate change conditions. Moreover, it is important to develop alternative agrotechnologies to maintain the sustainability of pepper production. There are many conceivable ideas and concepts to sustain crop production under the extreme conditions of future climate change scenarios. Therefore, this review provides an overview of the adverse impacts of climate change and discusses how to find the best solutions to obtain a stable chilli pepper yield.
대관령 농업지역의 연 평균기온은 $6.4^{\circ}C$, 1월 평균 기온은 $-7.6^{\circ}C$, 7월 평균 온도는 $19.1^{\circ}C$이었으며 강수량은 1717.2 mm, 안개 현상일수는 133일, 서리 현상일수는 59일 이었고, 특히 6월 8월 사이에 100 mm 이상의 집중 강우가 많았으며, 잦은 안개와 일조시간의 부족으로 병해충의 발생 및 작물생육이 불량한 것으로 관찰되었다. 수질모니터링 결과 작물재배시기에 T-N, T-P 등 영양물질의 수질오염도가 높았으며, 7월~8월의 강우에 의한 토양유실로 영양물질의 오염도가 높게 관찰되었다. 배추재배지에서 T-N 농도는 평균 $9.4mg\;L^{-1}$ (7.4~11.3)로 감자재배지의 평균 $4.4mg\;L^{-1}$ (3.1~7.2)의 2배 정도 높았고, T-P의 경우도 배추재배지에서 평균 $0.084mg\;L^{-1}$ ($0.061{\sim}0.10^1$)로 감자재배지 평균 0.036 (0.019~0.056) mg $L^{-1}$의 농도보다 약 2배 정도 더 높았다. 부유물질 경우는 배추재배지가 평균 $18.3mg\;L^{-1}$ (3.0~53.0)로 감자재배지 평균 $1.9mg\;L^{-1}$ (0.5~3.0)로 무려 9배나 높았다. 이처럼, 배추재배지가 감자 재배지보다 수질 오염도가 높은것은 대관령 지역에서 배추는 감자보다 생육기간이 짧고 또한 피복율도 작기 때문에 토양유실이나 양분유실이 많았던 것으로 판단된다. 경작중에 고랭지 작물재배지 토양을 분석한 결과, 작물별로 토양화학성의 차이는 작았으며, pH는 5.6~6.8사이, EC는 $0.67{\sim}1.13dS\;m^{-1}$, 유기물은 $18.0{\sim}42.4g\;kg^{-1}$, 유효인산은 $316{\sim}658mg\;kg^{-1}$, 치환성 칼륨은 $0.41{\sim}0.88cmol_c\;kg^{-1}$, 치환성 칼슘은 $3.7{\sim}7.1cmol_c\;kg^{-1}$, 치환성 마그네슘은 $1.2{\sim}1.9cmol_c\;kg^{-1}$ 범위였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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