• 한국농림기상학회지
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• 제9권1호
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• pp.29-36
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• 2007

유량 및 수질자료가 부족한 미계측 유역의 수질환경 평가를 간편하게 수행할 수 있는 대유역 수질관리를 위한 수질모형 Modified-WASP5을 개발하고, 금강하구 수질재현에 활용을 통해 그 적용성을 입증하였다. Modified-WASP5은 부하모형과, 수리모형, 수질모형으로 구성되어 있으며, 부하모형은 동리 단위로 조사된 점원 및 비점원 자료와 배출원 단위를 입력하여 소유역 배출부하량을 계산하고, 이를 통계적으로 구한 유달함수에 대입하여 유달부하량을 출력한다. 부하모형의 결과, 금강하구 유역의 BOD, TN, TP의 총 유달부하량의 상대오차는 각각 44%, 32%, 26%이고 상관계수는 0.91, 0.96, 0.87을 보였다. 위와 같은 결과를 볼 때, 자료의 분산이 나타나기는 하나, 제한된 자료로부터 실측치와 계산치가 유사한 경향을 가지므로 미계측 유역에 적용이 가능하다고 판단된다. 수리계산에 필요한 유량자료에 있어서, 경계조건으로 분류되는 상류 소유역의 유랑관측자료가 존재하지 않으므로, 부득이하게 비유량 방법을 이용하였으나, 별다른 유출입 유량이 없는 경우에도 하류에서 유량이 급등하는 등 실제 상황을 정확히 재현하는데는 어려움이 따른다. 이러한 특이 값을 제거한 후, 측정지점에 대한 비유량을 각각 구하고 이들 비유량의 평균을 사용하였으나, 현재 가용한 자료의 제한성으로 더 나은 결과를 계산할 수 없다. 수질모형의 결과, 공주와 강경의 평균 BOD 농도는 2.6mg/L 및 2.8mg/L, 모의결과는 각각 2.5mg/L와 2.4 mg/L로 나타나 개발모형에 대한 호수 및 하천구간의 예측에 무리가 없음을 확인하였다. 이와 같이, 본 연구에서는 하천과 호수가 연계된 수계에 적용이 가능한 동적 수질모형(WASP-M)을 개발하여 WASP5의 범용성을 높였으며, 개발된 부하모형과 수질모형을 이용하여 대청호 및 금강하구 유역에 적용한 결과, 그 적용성이 입증되었으며, 위에서 언급한 과제들이 연구개선 될 경우 우리나라 수계에 범용으로 적용가능하고, 미계측 유역의 수질환경평가에 이용될 수 있을 것이다.

• 생태와환경
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• 제38권1호통권110호
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• pp.83-94
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• 2005

본 연구는 밀어 (Rhinogobius brunneus)의 산란행동 및 초기생활사를 밝히기 위하여 4가지 수온조건 하에서 실험을 수행되었다. 본 실험을 위해 밀어는 금강 지류중의 하나인 갑천에서 성숙된 수컷과 암컷을 채집하였으며, 일정기간의 순치과정을 거친 후에 실험을 실시하였다. 본 실험 결과에 따르면, 성숙된 성어들의 구애행동 및 산란행동의 유형은 다음과 같이 요약된다. 밀어의 성숙된 수컷은 산란에 앞서 세력권을 형성한 후 자신의 세력권 안에 산란을 위한 둥지를 형성한 후, 성숙된 암컷을 유인하여 둥지에 하부에 타원형 난을 단층으로 붙이는 부착난 종으로 파악되었다. 수정된 알들은 수컷에 의해 보호받는 종(Parental care species)임 이 관찰되었으며, 수정난의 평균 장경은 1.5${\pm}$0.1 mm, 단경은 0.7${\pm}$0.1 mm였다. 실험실내 4개의 수온처리군에 따르면, 고온처리군 보다는 저온 처리군에서 부화까지 더 긴 시간이 소요되었으며, 높은 수온일수록 부화까지 소요되는 시간이 단축되는 것으로 나타났다. 또한, $18^{\circ}C$의 낮은 실험수온에서 부화된 자어는 약 3.6 mm의 전장을, $25^{\circ}C$ 이상의 높은 실험수온에서 부화된 자어는 3.1${\sim}$3.2 mm의 전장을 보였다. 또한, 처리군에서 수온이 높을수록 빠른 성장을 보여 부화까지 소요되는 시간이 단축되는 결과를 보였으나, 부화 시 자어의 크기는 높은 수온 상태에서 보다는 낮은 수온상태에 서 부화된 개체가 큰 것으로 나타났다. 본 밀어에 대한 발생생태학적 기초연구는 수질오염 및 서식지 파괴에 의해 어종의 다양성이 빠르게 감소하는 상황에서 어류 개체군 보호 및 생태계보호에 기초자료를 제공할 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제41권spc호
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• pp.77-85
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• 2008

본 연구는 국내산 논우렁이를 이용하여 남조류 Microcystis aeruginosa에 대한 섭식율 (grazing rate, GR) 및 배설물 생산(pseudofaeces production)을 분석하였다. 섭식 효과를 확인하기 위해 다양한 시간, 개체크기, 개체밀도, 먹이농도 조건 하에서 실험하였다. 모든 실험은 3반복되었으며 실험수는 매년 M. aeruginosa가 빈번하게 발생하는 일감호(서울소재)의 현장수를 이용하였다. 실험결과, 논우렁이는 투입 후 1시간 후에 0.538L $gAFDW^{-1}h^{-1}$의 최고 GR를 보이다가 7시간을 경계로 서서히 감소하였으며 유기물 생산량은 7시간 후에 50.30mg $AFDW^{-1}$로 가장 많은 양을 나타냈다. 서로 다른 크기조건에서 각 고가 4.5cm미만인 동물의 여과율 수치의 변화가 크고 13시간 후에 비슷한 수치가 나타나는 반면, 4.5cm이상인 것은 FR의 변화폭이 $-0.789{\sim}1.348L$ $gAFDW^{-1}h^{-1}$로 비교적 좁고 4시간 이후부터 크기의 증가에 상관없이 유사한 수치가 반복되었다. 밀도는 1.5ind. $L^{-1}$에서 $9.7{\mu}gL^{-1}$로 가장 낮은 엽록소 ${\alpha}$ 농도를 나타냈으며 그 이상에서는 밀도의 증가에 상응하는 섭식능의 효과를 나타내지 않았으며 밀도가 커짐에 따라 PFPs도 증가하였다. 먹이농도는 원수의 엽록소 ${\alpha}$농도가 $168.3{\mu}g\;L^{-1}$로 낮을 때 0.897L $gAFDW^{-1}h^{-1}$의 가장 높은 여과율을 보인 반면 PFPs는 $673{\mu}g\;L^{-1}$의 높은 원수 농도에서 25.85mg $AFDW^{-1}$를 나타내 먹이농도와 비례하는 결과를 보였다. 따라서, 국내산 논우렁이는 수표면에 부유하는 유해조류 제어에 효과적일 것으로 판단되며, 현장에서의 적용방법 및 생태계에서의 작용에 관한 후속 연구가 요구된다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.288-297
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• 2010

본 연구는 2008년과 2009년에 금강의 대표적 지류중 하나인 미호천을 대상으로 상류, 중류, 하류 지점을 선정하고, 각 지점에서 서식하고 있는 피라미의 생체 조직별 총수은 농도를 분석하였다. 또한 오염내성도 길드 및 섭식길드 분석을 통해 어류상 분포를 규명하였으며, 어류군집를 이용한 다변수 평가모델을 적용하여 생태계 건강성을 평가하였다. 조사를 통해 채집된 어류는 총 40종 2,557 개체이며 이중 피라미가 35% (894개체)로 우점하고 있었고, 고유종은 11.4% (10종 291개체)가 출현하여 금강수계의 평균 고유종 비율(39.3%)보다 낮게 나타나고 있다. 오염내성도에 따른 길드분석결과, 전체적으로 내성종이 58.9% (15종 1,507개체)로 단연 우세하였고, 민감종은 6.6% (4종 168개체)로 매우 낮게 나타났다. 또한 섭식길드 분석에서도 잡식종이 60.5% (17종 1,546개체)로 높게 출현한 반면, 충식종은 31.5% (11종 805개체)로 낮게 나타났다. 여울성 저서어종수도 전체의 7.7% 정도로 매우 낮게 나타났다. 다변수 어류 평가지수를 통한 생태계 건강성 평가에서는 2008년에 평균 25.3 (n=3), 보통~악화상태(Fair~Poor condition)를, 2009년에 평균 26.3 (n=3), 보통상태(Fair condition)를 각각 보이고 있었다. 물리적 서식지 평가모델 분석결과에서는 평균 134 (n=3)로서 양호상태를 보이고 있으나, 대부분의 지점에서 하상 퇴적물의 축적이 관찰되어 저질 오염이 진행되고 있었다. 어류 조직별 수은농축도 분석에서는 신장 조직(Kidney)이나 간 조직(Liver)에서 높게 나타나며, 아가미(Gill)에서 가장 낮게 나타나고 있으며 전체적으로 한국 식약청의 담수어 중금속 잔류 허용기준인 500 ${\mu}g\;kg^{-1}$을 초과하지 않은 상태로 나타났다. 전체적으로 본 연구는 각종 산업단지 및 농공단지 등과 함께 분뇨 및 폐수처리시설 등과 같은 점오염원이 넓게 산재되어 상하류 전체 구간에 걸쳐 영향을 받고 있는 미호천의 생태적 특징을 잘 반영하고 있는 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.783-789
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• 2011

하수처리장에서 발생되는 잉여슬러지가 고온 호기 소화 반응을 거치면 슬러지부피가 크게 감소하게 된다. 그러나 고온 호기 소화 상등액에는 고농도의 유기물, 질소 및 인이 함유되어 있기 때문에 이들을 별도로 제거해 주어야만 한다. 본 연구에서는 고농도의 질소와 인의 제거에 많이 사용되는 방법인 Struvite 결정화 공법을 이용하여 고온 호기 소화 여액에 함유되어 있는 질소와 인을 제거하였다. 대상폐수의 암모니아성 질소와 인산염인의 평균농도는 각각 1716.5 mg/L 및 325.5 mg/L였다. 최적의 결정화 반응 조건을 결정하기 위하여 $Mg^{2+}$와 $PO_4^{3-}$의 주입량, pH, 교반 시간($t_d$), 교반 강도(G), 결정핵 주입 그리고 반응 온도를 결정하였다. Struvite 결정화 반응시 마그네슘원으로 $MgCl_2{\cdot}6H_2O$, 인산염인염의 원으로 $K_2HPO_4$를 이용하였다. 질소와 인의 제거를 위한 $Mg^{2+}:PO_4^{3-}:NH_4^+$의 적정 주입 몰비는 2 : 1 : 1과 2 : 2 : 1로 압축되었는데 각각의 주입 몰비에 따른 암모니아성 질소 및 인산염인의 제거효율은 전자의 경우에 각각 71.6% 및 99.9%였고, 후자의 경우에는 93.8%와 98.6%였다. Struvite 결정화 반응에서 반응 시간($t_d$)과 교반 강도(G)는 암모니아성 질소와 인산염인의 제거율에 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 결정핵 주입과 온도의 영향에서도 같은 결과가 나타났다. 그러나 결정핵의 주입량이 증가함에 따라 슬러지 발생량이 감소하였으며, 온도의 증가에 따라 생성된 슬러지의 부피는 증가하는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제52권2호
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• pp.118-125
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• 2019

어류의 유영능력은 어류의 생존을 결정짓는 중요한 요인이다. 또한, 어류의 유영능력 측정값은 어도 설치 시 서식하는 종에 대한 기초자료, 생태 하천 복원 시 어류의 서식 및 산란장 조성, 생태유량 산정 시 자료로 활용할 수 있다. 그러나 국내의 경우 담수어류의 유영능력에 대한 연구가 거의 이루어지지 않거나, 부족한 면이 있기 때문에 어류의 유영능력이 고려되지 않은 상태에서 어도들이 설치되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 금강 수역에서 서식하는 붕어(Carassius auratus), 참갈겨니(Zacco koreanus), 줄몰개(Gnathopogon strigatus), 납자루(Acheilognathus lanceolata intermedia)를 대상으로 유영능력측정기 (Swim tunnel respirometer, $Loligo^{(R)}$ System)를 사용하여 돌진속도, 전진속도를 포함한 유영속도를 측정하였다. 종별 평균 돌진속도의 $U_{crit}$ (임계유영속도) 값은 붕어(C. auratus) $0.8{\pm}0.04m\;s^{-1}$; 참갈겨니(Z. koreanus) $0.77{\pm}0.04m\;s^{-1}$; 줄몰개(G. strigatus) $0.95{\pm}0.04m\;s^{-1}$; 납자루(A. lanceolata intermedia) $0.73{\pm}0.03m\;s^{-1}$으로 측정되었고, 각 종별 평균 전진속도의 $U_{crit}$ 값은 C. auratus $0.54m\;s^{-1}$, Z. koreanus $0.67m\;s^{-1}$, G. strigatus $0.7m\;s^{-1}$, A. lanceolata intermedia $0.54m\;s^{-1}$로 측정되었다. 본 실험에서 사용된 어류는 금강 수계에서 채집된 담수어류 중 4종만을 선정하여 실험이 진행되었기 때문에 한국의 전체 수계에 서식하는 해당 종을 대표하기에는 부족한 면이 있지만, 해당 수계에 서식하는 종의 특성 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 향후 국내에 서식하는 보다 다양한 담수어류에 대한 유영능력 평가가 필요하며, 이들 자료를 활용한 어도를 통한 하천의 연결성 확보가 요구된다.

• 환경생물
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• 제41권2호
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• pp.109-125
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• 2023

본 연구는 우리나라에서 수생태계에 유입되는 주요 유해화학물질 축적 분석을 위한 타깃 후보종 선정과 이에 따른 어류 군집의 영향을 분석하였다. 레퍼런스 하천 선정과 함께 유해화학물질 유입의 영향을 직접적으로 받는 하수종말처리장(T1)과 수계로 유입된 유해화학물질이 집중되는 금강하구언(T2)의 테스트배드를 분석하였다. 유해화학물질 분석을 위한 타깃 후보종 선정을 위해 7-메트릭 다변수 모델을 개발하였으며, 세부항목은 (1) 상업적으로 유용하며 식용으로 이용하는 어종, (2) 최상위 육식종 어종, (3) 유기물 섭취 어종, (4) 내성도가 높은 어종, (5) 개체수가 풍부한 어종, (6) 채집 가능성이 높은 어종, (7) 광범위하게 분포하는 어종 등 총 7개 메트릭으로 구성되었다. 타깃 후보어종에 대한 7개 메트릭 모델을 기반으로 8종이 대상 후보로 선정되었다. 타깃 후보종과 함께 공서하는 우점어종은 내성종(50%)이었으며, 이는 수질 오염 지표로 자주 사용되는 내성종의 풍부도가 가장 높은 것으로 나타났다. 또한, 수생태계 건강성 평가를 위한 다변량 어류 기반 모델 분석에서는 생태계 건강성이 "나쁨 상태"까지 진단되는 것으로 나타났다. 이화학적인 수질 변수는 테스트배드에서 섭식 및 내성길드에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 8개의 수질 변수는 T1 지점에서 높게 나타나 하수처리장의 방류수에 따른 영향이 컸으며, T2 지점은 대규모 녹조 현상이 나타나 클로로필 농도가 레퍼런스 지점보다 약 15배 높은 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.274-283
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• 2023

자연기반해법 중 하나인 홍수터는 블루-그린 네트워크로서 유역의 환경, 사회 및 경제적 이점을 제공한다. 본 연구는 용담호 지류의 수질에 대한 홍수터의 적용 효과를 평가하였다. 특히, 홍수터의 문제점과 개선점을 파악하고 제시하였다. 2021년 9월부터 2022년 4월까지 용담호 내 총 6개 지점에서 수질 및 토양 시료를 채취하였다. 수질 분석 결과, 모니터링 지점 중 상전면 갈현리 하류(SG_W_D2)에서 탁도, 총 부유물질(TSS), 화학적 산소요구량(COD), 총인(TP), 총질소(TN) 농도가 가장 높은 것으로 나타났다. 이는 9월과 10에 실시된 샘플링은 녹조발생에 기여 가능한 것으로 분석되었다. 또한, 토양 오염도 분석을 통해 모든 농경지에서 높은 TN및 TP 농도를 보여 농경지의 영양물질 축적량이 높은 것으로 평가되었다. TN 농도는 정천면 월평리 농경지(JW_S_A), 주천면 신양리(JS_S_A) 순으로 나타났으며, 가장 낮은 곳은 상전면 갈현리 원지반(SG_S_O)로 조사되었다. 본 연구에서 확인된 홍수터 유형 중 II-A 유형, II-B 유형, III 유형은 블루-그린네트워크의 기능을 갖는 것으로 나타났다. 그러나, 초기 홍수터의 경우 블루-그린네트워크를 고려하지 않아 설계가 부실 및 성능이 저하되는 결과가 초래되기에, 이러한 홍수터의 성능을 최적화하기 위해서는 블루-그린 네트워크를 고려한 설계 개선 및 보수가 필요하다. 본 연구 결과는 향후 홍수터 설계시 활용 가능할 것을 사료된다.