• 환경생물
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• 제41권3호
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• pp.179-192
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• 2023

인천 영흥도는 대한민국에서 가장 큰 하천인 한강의 담수가 유입되어 영양염의 변화가 예상되는 해역이다. 특히 해양의 영양염의 변화는 식물플랑크톤을 포함한 미소생태계의 변화를 야기시키고, 어패류와 같은 상위 단계의 현존량에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 인천 영흥도 연안은 국내의 주요 수산물 생산지임에도 불구하고 미소생태계의 기초자료조차 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 인천 영흥도의 기초자료 수집을 위해, 2014년부터 2018년까지 5년간 미소생태계를 조사하였다. 특히, 연안에서 유입되는 담수의 영향을 거리를 통해 비교하기 위해, 연안 정점(S1)과 연안으로부터 0.75, 1.5, 3 km 떨어진 대조구 정점을 설정하여 물리·화학·생물학적 요인의 변화를 모니터링했다. 그 결과 수온(15.7~26.7℃), 용존 산소(5.73~14.31 mg L^-1), 염분도(28.5~34.1) 및 pH(6.65~8.80)는 계절에 따른 변화만 관찰되었을 뿐, 정점에 따른 유의미한 차이는 관찰되지 않았다. 영양염의 경우, 용존무기질소는 4~6월에 평균 6.4 μM의 농도에서 7~11월 16.4 μM로 증가하였고, 인산 인 및 규산 규소 역시 4~6월 각각 0.4 μM, 2.5 μM에서 7~11월 1.1 μM, 12.0 μM로 그 농도가 증가하였다. 특히 인산 인은 2014~2015년 최대 0.2 μM로 2016~2018년(2.2 μM)에 비해 낮은 농도로 관찰되어, 해당 기간동안 인산 인 제한 현상이 나타나며 계절에 따른 차이는 보였으나, 서해의 뚜렷한 조석차에 의해 정점 간 차이는 나타나지 않았다(Table S1). 연간 댐 방류량이 낮았던 2014~2015년 조사 정점에서 인산 인 제한현상이 두드러졌고, 해당 시기 식물플랑크톤의 현존량은 최대 3,370 cells mL^-1으로 높게 관찰되었다. 그러나 해당 시기, 용존유기탄소 혹은 박테리아의 현존량 증가는 관찰되지 않았다. 생물학적 요인 역시 3 km의 거리에 따른 정점 간 차이는 관찰되지 않았으나, 계절 및 담수 유입에 따른 미소생태계 변화에 관한 기초자료를 축적할 수 있었다. 본 연구를 통해 미소생태계의 기초자료 수집을 통한 인천 연안의 생태계를 이해하였으며, 다양한 오염원으로부터의 교란을 방지하기 위해 인천 영흥도에서의 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제29권1호
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• pp.19-27
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• 2021

양액재배는 기존 비닐하우스 안의 토양재배 방식에서 물이나 배지에 작물을 심고 생육에 필요한 양분(비료)을 녹인 양액을 공급하여 재배하는 방식으로 기존 시설재배 방식에서 영농기술이 발전하여 양액재배는 작물의 생산성을 극대화할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구는 폐양액이 다량의 비료 물질을 함유하고 있기에 하천으로 유입되면 인근 하천을 오염시키며, 양액재배에 사용되고 폐기되는 폐배지, 폐작물의 처리에 대한 문제점을 제시하고 있다. 또한, 처리시 처리비용의 발생과 현재 국내 양액재배 농장의 대부분이 비순환식 양액재배 시스템을 사용하여 배출되는 양액의 잔여비료로 인한 환경오염 및 비료의 불필요한 과다 사용 문제점을 지적하는 선행연구를 바탕으로 사전조사와 실험을 진행하였다. 현재 양약재배 비순환식 시스템 재배방식 농장에서 발생하는 폐양액, 폐배지, 폐작물이 농장 주변 환경에 미치는 영향을 수질, 토양분석 결과 수치를 통해 규명하고자 현장자료 연구를 진행하였다. 현장 수질, 토양분석을 위해서 지역별 양액재배 5개 농가의 작형, 양액재배 시스템를 확인하였으며, 강원 C지역 토경재배 3개 농장의 작형, 양액재배 시스템 농장 현장을 방문하여 농장의 시설내·외부 수질, 토양 샘플을 채취하였다. 추가적으로 폐작물 야적지에서 발생되는 침출수 및 토양샘플을 채취하여 수질, 토양분석을 하였다. 연구 결과 비순환식 시스템 재배방식 농장에서 발생되는 폐양액의 평균 total nitrogen(TN) 농도는 402 mg/L 이였고, total phosphate(TP)의 경우 77.4mg/L 이였으며, 이는 환경정책기본법 시행령상 하천의 생활환경 TP기준 993.7배 초과한 수치였다. 또한, 물환경보전법의 산업폐수 배출기준 TN기준 6~19배, TP기준 2~27배 초과한 수치결과를 확인하였다. 폐작물 야적지에서 발생된 침출수의 경우 환경정책기본법 시행령상 하천의 생활환경 COD 기준 11,828배 초과, TP기준 395~2663배 초과한 수치이며, 물환경보전법의 산업폐수 배출기준 TN기준 788배, TP기준 5배 초과한 수치결과를 확인하였다. 비순환식 양액재배에서 발생하는 폐양액, 폐배지, 폐작물이 환경에 미치는 영향에 대한 더 정밀한 연구를 위해 전국 양액재배 농가수(호), 재배면적(ha)를 기준으로 하여 양액재배면적이 넓은 지역 도출해내어야 한다. 이를 통해 넓을 지역의 양액재배 시설 주변 소하천을 중심으로 계절적 요인, 기후 요인, 날씨 요인, 재배면적, 재배지역, 농가 재배특성 등의 다양한 요인을 고려한 수질 및 토양 샘플링 채취와 분석에 관한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권6호
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• pp.691-710
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• 2017

This study was performed to investigate the geochemical and benthic environment of three shellfish farms in Suncheon Bay during the period of September 2014 ~ April 2015. Three sampling stations were selected; St.1 is the shellfish farm of razor clam near Jangsan area. St.2 is the shellfish farm of small ark shell near Hwapo area and St.3 is the shellfish farm of razor clam near Yongdu area. Razor clam was the dominant species at St.1, small ark shell and granulated ark shell were dominant at St.2 and St.3, respectively. Granulated ark shell inhabited St.3, although it is not cultured at that station. This station's exposure to air during the ebb tide and sediment composition likely provides the appropriate habitat for granulated ark shell species. Analysis of the number of different species showed that 8 benthos species were found to be distributed at St.1, 18 species at St.2, and 13 species at St.3. Among three stations, the highest Ignition Loss (IL), Chemical Oxygen Demand (COD) and Acid Volatile Sulfide (AVS) values were obtained from the sediment at St.2. The analysis of pore water from St.2 also showed the highest values of Total Organic Carbon (TOC), ammonia ($NH_4^+$), Dissolved Inorganic Nitrogen (DIN) and phosphate ($PO_4^{3-}$). These results are related to the fact that species dominance and richness is the highest in St.2.

• 생태와환경
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• 제43권3호
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• pp.369-376
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• 2010

국내산 이매패의 유기물 제어능을 극대화하기 위하여 '수로형 CROM'을 제작하고 채집 하천에서 가장 높은 출현을 보였던 말조개와 펄조개를 현장의 상대밀도 (7:3)와 동일하게 처리하여 12일 동안 운영하였고, 동일한 조건에서 실험도중 각 패류를 30%씩 추가하고 14일 동안 운영하면서 각 실험에서 CROM의 유기물 제어능 및 배설물 생산량을 조사하였다. 두 차례의 실험결과 1) 처리수의 SS와 Chl-$\alpha$의 뚜렷한 감소, 2) 암모니아와 배설물의 뚜렷한 증가, 3) 총질소와 총인의 유의한 감소 등의 결과를 얻었다 (t-test, P<0.001 for all). 이는 결국 두 종류의 국내산 이매패를 혼합 적용한 수로형 CROM은 기존의 '상자형이나 하천형 CROM'보다 처리효율이 높고 상대적으로 낮은 패류사망율 및 영양염 배출 등의 장점을 가지고 있어 현장적용에 유용할 것으로 판단되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제7권3호
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• pp.135-140
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• 1979

특이하게도 일단 어떤 원인으로든지 변성이 일어나서 침전이 형성되고 난 후에는 그 변성으로 인하여 다시 용해되지 않는 penicillinase를 생성분비하는 Streptomyces 속 균주 AS-727을 토양으로부터 얻었으며, 이 균의 효소생산성과 이 효소의 일반적성질을 검토한 결과는 다음과 같다. 1) 본 효소의 생산을 위해서는 질소원으로서 sodium nitrate, 탄소원으로서 glucose 나 maltose를 사용하여 4 일간 배양하는 것이 바람직했으며 2) 정제는ammonium sulfate로 완전포화시켜 생성된 침전을 원심분리로 모아 그것을 투석해서 조정제효소를 얻는데, 이때 투석할 때 침전은 용해 되지 않는다. 3) 본 효소의 최적 pH는 중성부근 (6.0~8.0)이며 최적온도는 4$0^{\circ}C$ 근처이고, 4) 안정 pH 범위는 4.0~9.0으로서 비교적 넓었으며 열에 대해서는 4$0^{\circ}C$에서는 안정했으며 6$0^{\circ}C$와 8$0^{\circ}C$에서 60 분간 처리하면 각각 약 30%와 40%가 실활되었다. 5) 본 효소의 활성에 있어서 zinc chloride가 $10^{-3}$ M 농도에서 약 20%, $10^{-2}$ M 이상의 고농도에서는 95% 이상을 조해하였다. 6) 그리고 동결이나 명종 고류 또는 유기용매로 일단 형성된 효소단백침전은 다시 용해되지 않는 특이한 성질을 가졌다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권8호
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• pp.33-40
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• 2010

본 연구에서는 고속도로에서 발생되는 비점오염원 부하량 계산의 기초가 되는 비점오염물질의 원단위 산정을 위해 서해안 고속도로 매송지역 도로지점과 교각지점 두 지점을 대상으로 수문곡선과 농도분석을 하고 유량가중평균농도(Event Mean Concentrations, EMC)를 이용하여 원단위를 평가하였다. 중금속을 제외하고 대부분의 강우사상에서, 강우가 시작되고 유출이 시작된 이후 초기 30분 이내 오염물질의 농도는 급격히 줄어들었다. EMC 분석 결과 두 지점 모두 TSS, $BOD_5$, DOC가 하수처리수 방류수 기준보다 높게 나왔으며, T-N, T-P는 낮게 검출되었다. 중금속 변화에서는 두 지점 모두 Fe과 Pb 그리고 Zn 등이 다른 중금속에 비해 많이 검출되었다. 원단위 산정 결과 환경부 원단위와 비교하였을 때 $BOD_5$, T-N이 낮게 계산 되었으나, 중금속의 경우, 외국의 원단위와 비교하였을 때 Cu, Pb, Zn 이 약 10배 가량 높은 것으로 나타났다. 좀 더 신뢰성 있는 원단위 산정을 위해서는 현재까지 모니터링된 자료를 활용하고, 추가적인 자료의 획득을 위한 장기적인 모니터링 계획이 수립되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.69-79
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• 2017

국내의 상수원으로 사용하는 수질보호구역은 주로 농촌지역인 경우가 많다. 농촌지역의 경우 인구수 및 인구밀도가 높지 않아 하수도 시스템 보급이 열악하여 상수원 관리를 위해서는 농촌지역의 하수처리에 관리가 필요하다. 본 연구에서는 농촌지역에 위치한 마을하수도 4개소와 하수처리장의 운전결과를 분석하였다. 마을하수도보다 하수처리장에서 고농도의 오염물질이 유입되었으며, 방류수 수질 기준은 모두 만족하는 것으로 나타났다. 하지만 마을하수도의 방류수의 오염물질 농도가 하수처리장보다 더 높은 것으로 조사되었다. 처리 효율에서는 median 값으로 유기물(BOD, COD)의 경우 약 5%정도, 영양염류(T-N, T-P)의 경우 최대 30%정도 높게 검출되었다. 또한 오염물질 처리효율에 MLSS, DO 및 체류시간과 같은 생물반응조 운전 인자가 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그 결과 운전 조건에 따라 오염물질 처리효율이 변하는 것으로 나타났다. 따라서 농촌지역에서 하수 관리를 위해서는 생물 반응조 운전 조건 등의 유지관리에 주의를 기울여야 한다.

• 상하수도학회지
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• 제35권6호
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• pp.417-424
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• 2021

Algal bloom is an ongoing issue in the management of freshwater systems for drinking water supply, and the chlorophyll-a concentration is commonly used to represent the status of algal bloom. Thus, the prediction of chlorophyll-a concentration is essential for the proper management of water quality. However, the chlorophyll-a concentration is affected by various water quality and environmental factors, so the prediction of its concentration is not an easy task. In recent years, many advanced machine learning algorithms have increasingly been used for the development of surrogate models to prediction the chlorophyll-a concentration in freshwater systems such as rivers or reservoirs. This study used a light gradient boosting machine(LightGBM), a gradient boosting decision tree algorithm, to develop an ensemble machine learning model to predict chlorophyll-a concentration. The field water quality data observed at Daecheong Lake, obtained from the real-time water information system in Korea, were used for the development of the model. The data include temperature, pH, electric conductivity, dissolved oxygen, total organic carbon, total nitrogen, total phosphorus, and chlorophyll-a. First, a LightGBM model was developed to predict the chlorophyll-a concentration by using the other seven items as independent input variables. Second, the time-lagged values of all the input variables were added as input variables to understand the effect of time lag of input variables on model performance. The time lag (i) ranges from 1 to 50 days. The model performance was evaluated using three indices, root mean squared error-observation standard deviation ration (RSR), Nash-Sutcliffe coefficient of efficiency (NSE) and mean absolute error (MAE). The model showed the best performance by adding a dataset with a one-day time lag (i=1) where RSR, NSE, and MAE were 0.359, 0.871 and 1.510, respectively. The improvement of model performance was observed when a dataset with a time lag up of about 15 days (i=15) was added.

• 생태와환경
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• 제55권2호
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• pp.156-166
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• 2022

호소의 수질 특성을 이해하는 것은 호소 및 정수생태계 관리의 가장 기본 요소이다. 호소의 수질은 호소의 수리수문학적 요소, 주변 토지 이용/피복, 유역 내 인간 활동을 포함한 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 호소에서 5년 동안(2015~2019) 측정된 9가지 이화학적 요인(pH, DO, COD, TSS, T-N, T-P, TOC, EC, Chl-a)을 이용하여, 국내 83개 주요 호소를 수질에 따라 분류하였다. 계층적 그룹 분석을 통해 전체 호소는 총 5개의 유형으로 분류되었고, 각 유형별로 저수지의 수질 및 고도, 유역면적, 만수위, 총 저수량과 같은 수리수문학적 요인을 반영하였다. 특히 저고도에 위치한 대형 호소에서(그룹 I) 수질이 매우 낮게 나타났다. 한국형 부영양화 지수를 이용하여 국내 주요 호소의 부영양화 정도를 비교한 결과, 석호가 포함된 그룹 IV 및 신갈지 등에서는 과거 2004~2008년에 비해 부영양화 지수가 개선되었으나, 그룹 I, III, V에 속한 대부분의 농업용 저수지에서는 부영양화가 심화되었다.

• 한국전통조경학회지
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• 제34권3호
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• pp.28-37
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• 2016

본 연구는 연못내 가시연꽃 도입을 위한 일련의 연구로, '식물상과 식생환경'에 이어 '토양과 수환경' 기초자료 획득을 목적으로 한 후속연구이다. 전라북도 내의 가시연꽃 자생지 14곳에 대한 문헌 및 현장조사를 통해 자생지의 토양환경과 수문환경에 대한 분석을 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 최소한 저토와 수환경의 부영양화는 가시연꽃 생육의 장애가 되지는 않다고 판단되며 약 70년 이상의 지령(池齡)을 갖는 서식지에서 가시연꽃 생육이 왕성한 것으로 파악된다. 가시연꽃 생육지의 토성은 점토 80.2%, 미사 16.7%, 모래 3.1%로 '중식토(重埴土)'로 분류된다. 토양(저니)의 유기물 함량은 평균 36g/kg으로 가시연꽃 생육지와 비생육지 사이에 주목할 만한 차이는 없었다. 한편 가시연꽃 자생지의 수질 환경은 pH 6.5~7.9, 용존산소 농도 $1.8{\sim}8.8mg/{\ell}$, COD 농도 $6.8{\sim}74mg/{\ell}$, 부유물질 $2.0{\sim}213mg/{\ell}$, 총질소 $0.422{\sim}10.723mg/{\ell}$, 인산염 인 $0.003{\sim}0.126mg/{\ell}$로 나타났다. 가시연꽃의 녹피율과 활력도가 높은 김제 명덕지, 임실 대정저수지 그리고 정읍 애당저수지의 평균 용존산소(DO) 농도는 $3.5mg/{\ell}$, 총질소 농도 $1.33mg/{\ell}$, 인산염 인 $0.06mg/{\ell}$로 조사되었다. 이를 전체 평균값과 비교해보면 DO농도와 총질소 농도는 다소 낮고 인산염 인의 농도는 2배 이상 높은 것으로 추후 인산염 인의 농도와 가시연의 활력도의 상관관계에 대한 심도 있는 연구가 필요하다. 지금까지 확인된 본 연구 결과를 가시연꽃 관상을 목적으로 하는 정원 연못 조성의 기초자료로 제시한다.