Park, Kyung-Woo;Kim, Yun-Sam;Park, Jung-Won;Jeune, Kyung-Hee;Kim, Mi-Kyung
Korean Journal of Ecology and Environment
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v.44
no.2
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pp.239-251
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2011
To compare the different water environments in the Jigsaw stream (st. 1, 2) and Jujin stream (st. 3, 4) crossing over the Byeonsan-Bando and Seonunsan parklands, the physico-chemical factors and the species compositions of epilithic diatoms were analyzed from March 2009 to February 2010. The mean values of conductivity (681.1 ${\mu}S\;cm^{-1}$), suspended solids (27.83 mg $L^{-1}$), biological oxygen demand (3.15 mg $L^{-1}$), total nitrogen (3.24 mg $L^{-1}$), total phosphorus (0.24 mg $L^{-1}$) and chlorophyll-${\alpha}$ (12.99 mg $m^{-3}$ ) in Jujin stream were significantly higher than each element in Jigsaw stream. Eighty taxa were classified into 73 species and seven varieties belonging to 24 genera, eight families, three suborders and two orders in Jigsaw stream. Eighty eight taxa were classified into 81 species and seven varieties belonging to 22 genera, seven families, three suborders and two orders in Jujin stream. Biological water quality assessments revealed that Jigsaw stream was ${\beta}$~${\alpha}$-oligosaprobic and Jujin stream was ${\beta}$-mesosaprobic. Dominant and diversity indices were indicated from 0.25~0.81 and from 1.73~4.14 in Jigsaw stream, respectively, and from 0.29~0.64 and from 2.72~4.02 in Jujin stream, respectively. Jujin stream was more eutrophic than those of Jigsaw stream. The different water environments between the two streams could be due to the different ecosystems of the neighboring basins of each stream crossing over in the mountain. Further studies should investigate the water environments of two streams by continuous and regular monitoring to analyze the different ecosystem mechanisms.
The photosynthetic characteristics and primary production by phytoplankton in open waters of two wetlands (the Banwol and the Donghwa wetland) of Sihwa Constructed Wetland with different water chemistry were investigated to provide the information for the wetland management considering the water treatment efficiency. During the study period (from March to October, 2005) the primary productivity in open waters ranged from 481 to 11,275 mgC $m^{-2}$$day^{-1}$, which is very high compared with the eutrophic level of 600mgC $m^{-2}$$day^{-1}$. From the analysis of the photosynthesis-irradiance (P-I) model parameters, the photosynthetic characteristics may be affected by different concentration and ratio of nutrient (N and P) between two wetlands. Assimilation number (AN) was higher in the Donghwa wetland (average AN: 8.5gC $gChl^{-1}$$hr^{-1}$) with high P and low N/P ratio than the Banwol wetland (average AN: 5.8gC $gChl^{-1}$$hr^{-1}$) with high N and high N/P ratio. This result indicates that AN may be concerned with phosphorus than nitrogen and low NIP ratio. Positive correlation (R=0.81) was observed between the initial slope and AN, implying that AN was high in case of phytoplankton having more active photosynthesis ability under low light. On the other hand, maximum photosynthesis (Pmax) was related positively with chlorophyll a concentration showing correlation coefficient of 0.47. In this study, considering the high primary production through phytoplankton photosynthesis in open waters of Sihwa Constructed Wetland, the produced organic matter by phytoplankton may affect the water quality within wetland and its efficiency of water treatment. Also, the photosynthetic characteristics may be affected by different nutrient enrichment (especially phosphorus) of wetlands. This study suggests that the production by phytoplankton and its characteristics in open water of constructed wetland for water treatment should be considered to improve the removal efficiency of organic matter.
Lee, Inju;Joo, Jin Chul;Lee, Chang Sin;Kim, Ga Yeong;Woo, Do Young;Kim, Jae Hak
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.39
no.5
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pp.255-264
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2017
To evaluate the water quality changes in agricultural reservoir covered with floating photovoltaic solar-tracking systems, the water quality variations with time and depth were monitored on both six sites for light blocking zones and four sites for light penetration zones after the installation of floating photovoltaic solar-tracking systems in Geumgwang reservoir at Anseong-si, Kyeonggi province. For one year with 16 monitoring events, water quality parameters [i.e., water temperature, pH, dissolved oxygen (DO), chlorophyll-a (Chl-a), and blue-green algae (BGA)] were monitored at depths of 0.3 m, 1 m, 3 m, and 5 m, while chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) were monitored at depths of 0.3 m. Statistically, the difference in all water quality parameters was not significantly different (p > 0.05) at the level of significance of 0.05. Based on these results, the water quality data from light blocking zones (site 1~6) and light penetration zones (site 7~10) were clustered, and were compared with time and depth. As a result, the difference in water temperature, pH, DO, COD, TN, TP, Chl-a, and BGA between light blocking zones and light penetration zones was not significant (p > 0.05) with different time and depth. For Chl-a and BGA, some data from light blocking zones greater than light penetration zones were temporary observed due to the severe drought, low water storage rate, and over growth of periphyton. However, this temporal phenomenon did not impact the water quality. Considering the small water surface area (${\leq}0.5%$) covered by floating photovoltaic solar-tracking systems, the mixing effect of whole Geumgwang reservoir caused by Ekman current and continuous discharge were more dominant than the effect of reduced solar irradiance. Further study is warranted to monitor the changes in water quality and aquatic ecosystems with greater water surface area covered by floating photovoltaic solar-tracking systems for a long time.
Park, Yu-Mi;Lee, Eui-Haeng;Lee, Sang-Jae;An, Kwang-Guk
Korean Journal of Ecology and Environment
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v.42
no.3
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pp.382-393
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2009
The objectives of this study were to characterize long-term annual and seasonal trophic state of Topjeong Reservoir using conventional variables of Trophic State Index (TSI) and to determine the empirical relations between the trophic parameters. For the analysis, we used water quality dataset of 1995$\sim$2007, which is obtained from the Ministry of Environment, Korea and the number of parameters was 9. Annual ambient mean values of TN and TP were 1.78 mg $L^{-1}$ and 0.03 mg $L^{-1}$, respectively and TN : TP ratios averaged 76, indicating that this system was nitrogen-rich hypertrophic, and was probably phosphorus-limitation for algal growth. Therefore, nitrogen varied little with seasons and years, and total phosphorus (TP) varied depending on season and year. Monsoon dilutions of TP occurred in August and monthly fluctuations of suspended solid (SS) was similar to those of chlorophyll-$\alpha$ (CHL). Annual mean values of BOD and $COD_{Mn}$ were 1.61 mg $L^{-1}$ and 4.23 mg $L^{-1}$, respectively and the interannual values were directly influenced by the intensity of annual rainfall. There were no significant differences in the trophic variables between the two sampling sites. Mean values of Trophic State Index (TSI, Carlson, 1977), based on TN, TP, CHL, and SD (Secchi depth), turned out as eutrophic state, except for the TN (hypertrophic). Regression analyses of log-transformed seasonal CHL against TP and TN showed that variation of the CHL was explained 37% by the variation of TP ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616), but not by TN ($R^2$=0.03, p>0.05). Regression coefficient of $Log_{10}$CHL vs $Log_{10}SD$ was 0.330 (p<0.003, r=0.580), indicating that transparency is regulated by the organic matter in the system. Results, data suggest that one of the ways controlling the eutrophication would be a reduction of phosphorus from the watershed.
To optimize the natural chemical agents against nuisance phytoplankton, we examined algal removal activity (ABA) of Plant-Mineral Composite (PMC), which already developed by our teams (Kim et al., 2010), on various conditions. The PMC are consisted of extracted-mixtures with indigenous plants (Camellia sinensis, Quercusacutissima and Castanea crenata) and minerals (Loess, Quartz porphyry, and natural zeolite), and characterized by coagulation and floating of low-density suspended solids. A simple extraction process was adopted, such as drying and grinding of raw material, water-extraction by high temperature-sonication and filtering. All tests were performed in 3 L plastic chambers varying conditions; six different concentrations ($0{\sim}1.0\;mL\;L^{-1}$), six light intensities ($8{\sim}1,400\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$), three temperatures ($10{\sim}30^{\circ}C$), four pHs (7~10), five water depths (10~50 cm), and three different waters dominated by cyanobacteria, diatom, and green algae, respectively. Results indicate that the highest ABA of PMC was seen at $0.05\;mL\;L^{-1}$ in treatment concentrations, where showed a reduction of more than 80% of control phytoplankton biomass, while $1,400\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ in light intensity (>90%), $20{\sim}30^{\circ}C$ temperature (>60%), 7~9 in pH (>90%), below 50 cm in water depth (>90%), and cyanobacterial dominating waters (>80%), respectively. Over the test, ABA of PMC were more obvious on the algal biomass (chlorophyll-${\alpha}$) than suspended solids, suggesting a selectivity of PMC to particle size or natures. These results suggest that PMC agents can play an important role as natural agents to remove the nuisant algal aggregates or seston of eutrophic lake, where occur cyanobacterial bloom in a shallow shore of lake during warm season.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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