도암호는 송천의 상류수계에 건설된 호수임에도 불구하고 담수초기부터 주변에 산재해 있는 비점오염원의 영향으로 연중 탁도농도가 높았다. 도암호의 수질은 조사기간동안 투명도가 평균 0.8m이었으며, Chl. a는 표층 평균(0 ${\sim}$ 5 m)이 18.5 ${\mu}g\;L^{-1}$, 총인은 평균 111 ${\mu}g\;L^{-1}$, 총질소는 평균 4.1 mg $L^{-1}$로 나타났다. 이는 U.S. EPA (1976)에서 제시한 부영양화 정도를 초과하는 수준이었으나, 상류에서 유입된 오염원이 댐 하류지점에서 낮게 나타났다. 도암호의 어류상은 총 6과 26종 9,600개체가 채집되었으며, 우점종으로는 돌고기 (34.6%), 아우걸종으로는 피라미 (22.5%)로 나타났다. 또한 수환경에 따른 어류상을 살펴 본 결과 도암호 상류에서는 유영성어종의 비율이 높게 나타났으며, 하류로 갈수록 저서성 어종의 비율이 높게 출현하였다. 이는 도암호의 상류와 하류의 하상구조에 따른 차이와 부유물질 및 탁도와 같은 수진의 상 ${\cdot}$ 하류간의 차이에 의한 영향으로 사료된다. 그러므로 도암호는 송천수계에서 오염을 감소시키는 완충지대의 역활을 하고 있는 것으로 사료된다. 한편 특이할 사항은 Comat (C. auratus의 품종: Gold fish)과 붕어 (C. auratus)치 사이에서 교잡된 붕어 (C. auratus. Hybrid type)가 출현한 것이다.
영양상태가 다른 두 호수에서 식물플랑크톤 군집에 대한 담수산 패류의 섭식 효과를 2000년 6월부터 9월까지 조사하였다. 실험은 10 l 플라스틱 용기에 패류를 투입하지 않는 것과 투입한 것으로 처리되었고 2반복으로 수행되었다. 수체 내 존재하는 총질소와 총인 그리고 엽록소 a 농도는 소양호에 비해 일감호에서 월등히 높았다(p<0.01). 일감호에서 우점한 식물플랑크톤 군집은 거의 대부분 남조류 였던 반면 소양호에서는 편모조류가 우점하였다. 패류가 투입된 용기 내 총 식물플랑크톤의 감소율은 소양호와 일감호에서 각각 $1.70{\sim}7.39\;d^{-1}$그리고 $0.38{\sim}1.64\;d^{-1}$의 범위였다. 시간에 따른 식물플랑크톤의 변화를 바탕으로 한 패류의 유기물함량에 따른 여과율(FR; $ml\;mgAFDW^{1}\;h^{-1}$)은 일감호(0.24${\sim}$0.88)에서 보다 소양호(1.70${\sim}$3.06)에서 높았다. 조개 개체 당 여과율($l\;mussel^{-1}\;day^{-1}$)은 소양호에서 1.6${\sim}$7.8 l,일감호에서 1.7${\sim}$3.0 l로 나타났다(p<0.05).생물량에 대한 C-flux로 고려할 때, Corbicula leana는 소양호의 경우 식물플랑크톤 현존량의 0.8${\sim}$4.4배를, 일감호에서는 0.4${\sim}$l.6배를 섭식하는 것으로 조사되었다. 패류의 섭식 활동으로 인해 인의 농도가조개가 없는 용기에 비해 30${\sim}$50%증가하였다. 본 연구에서 나타난 결과들은 참재첩 (Corbicula leana)의 여과 섭식 잘동이 식물플랑크톤의 밀도와 군집구조에 따라 차이가 있음을 제시한다. 또한, 매우 부영양화된 호수에서도 참재첩은 높은 여과율을 나타냄으로써 국내 소규모의 부영양화된 호수에서 수질관리에 담수패류를 이용할 수 있는 가능성을 제시한다.
대청호 연중 수질 환경요인의 변화를 해석하고 영양단계를 평가하고자, 1997년부터 2002년까지 수질 환경요인과 수문학적 특성을 조사하였다. 대청호의 표층 수온은 3.2\;{\sim}\;33.1^{\circ}C$로 2월 중순에 가장 낮았다. 탁도는 $0.1\;{\sim}203.5\;NTU$이었지만, 정점 1에서만 30 NTU의 이상이었다. COD의 평균은 $3.6{\pm}1.4\;mg\;O_2\;L^{-1}$이었고, Chl a의 평균 농도는 $9.3{\pm}12.8\;{\mu}g\;L^{-1}$이었다. 총질소는 0.14 ${\sim}$ 5.09 mg N $L^{-1}$ 범위로 4월과 6월부터 8월에 다른 시기보다 높았다, 총인은 $1\;{\sim}\;247\;{\mu}g\;P\;L^{-1}$로, 11월부터 4월까지$10.6\;{\sim}\;18.1\;{\mu}g\;P\;L^{-1}$로 상대적으로 낮다가 5월부터 8월까지 평균 30.0 P $L^{-1}$ 이상으로 증가하였다. TN/TP비의평균은 $98.7{\pm}56.2$이었다. 대청호의 수질은 적용한 지수와 시기별로 영양단계평가 등급이 중영양단계 또는 부영양단계로 판정되었다.
The purpose of this study is to propose a method of controlling freshwater algae which grows abundantly and forms water bloom in the eutrophic water body with $H_2O_2$. Both laboratory and field methodologies were used. For the laboratory test $H_2O_2$ was injected into the different growth phases of incubated Microcystis aeruginosa and the resulting algae growth control rate was examined. For the field test, $H_2O_2$ was dispersed into a lake. Lake water quality was evaluated using a pre-test and post-test analysis of chlorophyll-a, luminance, transmittance, etc., which allowed a comparative evaluation of water quality change. From the experimental results, the growth of algae can be controlled with the small amount of 1mg/L of $H_2O_2$ at the lag phase of growth. The field test results show that the green colour of lake water was removed completely by the reduction of chlorophyll-a and improved transmittance, luminance, TKN, TP, TOC and SS. These indicators of water quality were improved significantly after $H_2O_2$ injection. Toxicity test results using the lake fish show no evidence of detrimental effect of $H_2O_2$ up to 15mg/L. The results of $EC_{50}$ with P. phosphoreum show that the toxicity of $H_2O_2$ was negligible compared to copper which was commonly used for algae control.
Bhattrai, Bal Dev;Kwak, Sungjin;Choi, Kwansoon;Heo, Woomyung
생태와환경
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제50권1호
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pp.169-185
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2017
Physicochemical properties of water quality were analyzed to understand the long-term variations in Lake Youngrang from 1998 to 2015. Nonparametric statistical methods were applied to deduct correlation among water quality parameters and water quality trend. In total observations(N=64), the Secchi depth (SD) transparency showed significant positive correlation with salinity (r=0.458) and highly significant negative correlation with chlorophyll-a (r= -0.649) for p<0.0001 in two-tailed test of Spearman's rank correlation. Significant negative correlations of SD were observed with chemical oxygen demand (COD), total phosphorus (TP) and total nitrogen (TN). These correlation patterns were very similar in rainy (N=25) and non-rainy (N=39) periods too. Chlorophyll-a (Chl-a) had significant correlation with COD. Sen's slope test was performed along with Mann-Kendall trend test (significance ${\alpha}=0.05$, two-tailed) to find water quality trend. Positive trends were observed for SD and salinity with Sen's slopes 0.012 and 0.385, respectively (p<0.0001). Negative significant trends were observed for total nitrogen (TN) and Chl-a with Sen's slopes -0.02 (p<0.0001) and -0.346 (p=0.0010), respectively. Temperature, COD and phosphorus components had no trends. Carlson's trophic state index (TSI) for SD, TP and Chl-a were obtained in the ranges of 46~80, 37~82 and 39~82, respectively. Trophic index values suggest that Lake Youngrang was mesoeutrophic to eutrophic and there could be possibility of anoxia during the summer and dominance of blue-green algae. Excess nutrient inputs from external and internal sources were the causes of eutrophication in this lake. The findings of this study would be helpful to recognize water quality variables to manage the water body.
The fertility of stream water in major streams of the Lake Shihwa Watershed was compared using water analyses and algal growth potential test (AGPT) in typical drought seasons from December 2001 to April 2002, The water quality varied considerably depending on streams. These streams were very rich in inorganic nutrients that the nutrient levels and characteristics of each stream could be easily determined. Through AGPT, 63.6% of growth was observed in the average values of each stream, with non-growth accounting for 36.4%. AGPT results showed that 40.9% of the 22 stations were in hypertrophic condition and 54.5% in eutrophic condition. AGPT values were significantly correlated with TIN, $NH_4$, and SRP (p <0.001); compared to other nutrients, however, they were more related to SRP and $NH_4$. Moreover, the values increased with high concentration of N and P and low N/P ratios. Nonetheless, the values were more dependent on P concentration than N concentration. This suggests that the effect of P on the water quality of lake situated in downstream may serve as a potential indicator of phytoplankton development. Depending on the drainage pattern of streams, the wastewaters of wastewater treatment plant (WwTP) and untreated wastewater (UTW) were found to have 53.4% and 46.6%, respevtively, of TIN, 51.9% and 48.1% of $NH_4$, 62.9% and 37.1% of $NO_3$, 62.6% and 37.4% of SRP, and 44.1% and 55.9% of SRSi. The AGPT value was 51.1% in WwTP wastewater and 48.9% in UTW wastewater, the concentration of WwTP wastewater was slightly higher. For untreated wastewaters flowing into the constructed wetland and into the lake, TIN accounts for 43.0% and 57.0%, respectively, of nitrogen components, $NH_4$ 44.4% and 55.6%, $NO_3$ 39.6% and 60.4%, SRP 53.5% and 46.5%, and SRSi 52.3% and 47.7%, respectively. The AGPT value was 58.0% in the constructed wetland and 42.0% in Lake Shihwa; the concentration in streams flowing into the wetland was slightly higher. Therefore, Persistent and large development of phytoplankton in Lake Shihwa cannot be prevented unless a measure tophytoplankton control is implemented. This is because the concentration of nutrients in specific streams flowing into the lake is very high, even though the inflow of water is low.
옥정호에 대한 수질변화 조사 자료를 토대로 수질모의를 실시하였으며, 그 결과 바탕으로 효율적인 댐저수지 수질관리 방안을 제시하였다. 옥정호의 수질은 계절에 다라 중영양상태와 부영양상태를 나타내는 것으로 평가되었으며 이러한 수질상태는 외부로부터 유입되는 오염원에 많은 영향을 받게 되므로 우선 유역으로부터 유입되는 오염부하의 정확한 산정이 필요한 것으로 평가되었다. 1999년에 조사한 7차례의 강우기간 중 총 부하와 일년간 발생한 총 부하를 비교하면 강우량은 17.5%인데 비해 SS는 72.8%, TN과 TP는 약 50%가 강우기에 유입되는 것으로 조상되었다. 또한 퇴적물의 용출율은 TP의 경우 가두리 양식장이 운영되던 지점에서는 11.92 mg/L, 정기수질 조사지점에서 0.2∼1.9 mg/L로 국내·외 자료와 비교하여 용출율이 작은 것으로 나타났다. 댐저수지 수질관리 방안 수립을 위하여 WASP5 모형을 적용하였으며 검증된 결과를 이용하여 각 소유역에서 오염부하 삭감에 따른 6가지 방안에 대한 수질모의를 실시하였고 각각에 대한 수질개선 효과를 제시하였다. 가장 효율적인 방안은 임실천 유역과 관촌교 유역의 오염부하를 제어하는 방안으로 평가되었으며, 가장 수질개선효과가 좋은 것은 대표 세유역의 오염부하를 제어하는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 수질개선을 위한 하·폐수처리장의 건설 적지를 제시하였다.
잡식성 어류 붕어(Carassius auratus)의 섭식활동에 퇴적물과 독성남조 Microcystis aeruginosa의 영향을 파악하기 위하여 실내 및 현장 mesocosm실험을 실시하고 어류에 의한 식물플랑크톤과 수질변화를 각각 조사하였다. 퇴적물 실험은 실내 수조(7 L)에서 남조발생 저수지(일감호, 서울)의 현장수와 퇴적물을 이용하였고, 독성남조 실험은 독성(NIES-298) 및 비독성(NIES-101) 남조 M. aeruginosa를 이용하였다. 현장 mesocosm실험은 남조 발생이 극심하였던 2005년 7월에 저수지 연안에 총 9개 mesocosm를 설치하고 어류를 밀도별 처리한 다음 식물플랑크톤 밀도와 수질변화를 조사하였다. 모든 실험은 3회씩 반복으로 실시하였다. 실험결과, 퇴적물이 없는 수조에서는 Chl-a의 감소를 보였으나 퇴적물 수조에서는 오히려 Chl-a의 증가를 보였으며, 독성에 상관없이 뚜렷한 M. aeruginosa 제어능을 나타냈다. 현장 mesocosm 실험에서는 비교적 세포크기가 큰 macrophytoplankton (>$50{\mu}m$)를 선호한 반면 나머지 플랑크톤(<$2{\mu}m,\;2{\sim}20{\mu}m,\;20{\sim}50{\mu}m$)은 오히려 성장을 촉진하였다. 영양염은 조류밀도가 높은 조건에서 어류 도입 이후 암모니아의 급격한 증가를 보였다. 따라서 잡식성 어류인 붕어는 남조독성에 상관없이 도입초기 일시적으로 조류제어능을 보이지만 퇴적물 교란 및 영양염 배출로 인하여 현장 조건보다 퇴적물이 적은 정수장이나 생물관리가 가능한 조건에서 제한적으로 적용하는 것이 타당할 것으로 판단되었다.
A study on the dynamics of phytoplankton community and the physico-chemical environmental factors was performed biweekly from April 1998 to March 1999 in Youngchun Dam. A total 72 phytoplankton taxa was identified and dominant taxa were blue-green algae and diatoms. The highest value of phytoplankton standing crop (24,826cells·ml$^{-1}$) was observed in September 7, 1998, the blooming period of blue-green algae Phormidium sp., while the lowest (318cells·ml$^{-1}$) was measured in June 18, 1999. The phytoplankton communities were dominated by blue-green algae of Anabaena planktonica, Microcystis aeruginosa and Phormidium sp. during the summer and autumn periods and were dominated by diatoms of Synedra acus and Aulacoseira spp. during the spring and winter periods. Secchi disc transparency, chlorophyll-a, total nitrogen, total phosphorus and silicate concentration were varied in the ranges of 0.4-2.5 m, 2.4-32.2mg·m$^{-1}$, 0.845-2.352mg·l$^{-1}$, 0.005-0.093mg·l$^{-1}$, 0.2-15.7mg·l$^{-1}$, respectively. The trophic status of Youngchun Dam were estimated eutrophic according to Lake Trophic States Index (LTSI).
Man-made reservoirs over 95% in Korea are shallower than 10 meters in depth, which is apt to cause eutrophication. This study has characterized long-term trends in water quality factors for the selected six reservoir points in the Kum River watersheds, and then estimated the seasonal trophic state index for each reservoir. The reservoir trophic state was evaluated at four trophic levels using the Korean trophic state index, TSIKO. It is observed from seasonal results for six reservoirs that the highest value of the trophic state index is estimated in summer while the trophic state index value is low in spring and winter seasons. Especially, the Boryeong Lake has a relatively lower trophic state index since this reservoir has been managed properly for water withdrawal and irrigation. It is expected that the seasonal trophic state index resulted from this study can contribute toward long-term water quality improvement plans for reservoirs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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