• Ocean and Polar Research
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• 제33권4호
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• pp.435-445
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• 2011

We investigated geochemical properties, and microbial sulfate- and iron(III) reduction in sediment influenced by the aquaculture of abalone in the Nohwa-do, southern coastal sea in Korea. Concentrations of ammonium, phosphate, and sulfide in the pore-water were higher at farm sites than at control sites. The differences between the 2 types of sites were most apparent in terms of the weights of abalone and the temperature increase during September. Accordingly, the rates of sulfate reduction at the farm sites during September (61 mmol S $m^{-2}d{-1}$) were 3-fold higher than the sulfate reduction during May (20 mmol S $m^{-2}d{-1}$). In contrast, Fe(III) reduction rates were highest at the control sites in May, but its significance was relatively decreased at farm sites during September when sulfate reduction rates were highest. During September, benthic ammonium flux was 3-fold greater at the farm sites (35 mmol N $m^{-2}d{-1}$) than at the control sites (12 mmol N $m^{-2}d{-1}$), and phosphate flux was 8-fold higher at the farm sites (0.018 mmol P $m^{-2}d{-1}$) than at control sites (0.003 mmol P $m^{-2}d{-1}$). Overall results indicated that the inappropriate operation of a large-scale aquaculture farm may result in excess input of biodeposits and high nutrient fluxes from the sediment, thereby decreasing diversity of the benthic ecosystem and deepening eutrophication in coastal waters.

• Ocean and Polar Research
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• 제30권3호
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• pp.225-238
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• 2008

In order to investigate the effects of intertidal sediments on the nutrient cycle in coastal environments, the benthic fluxes of ammonium, nitrate, nitrite, phosphate, and silicate at two stations on the intertidal flat of Keunso Bay were determined during each season. The efflux of ammonium was observed at S1 and resulted from the diffusion of remineralized ammonium and acceleration caused by the bioirrigation of macrofauna. The influx of ammonium at S2 was probably due to nitrification in the water column. The influx of nitrate was observed at both stations during all seasons, indicating that the nitrate in the pore water was removed by denitrification. Vigorous bioirrigation led to the efflux of dissolved inorganic nitrogen (DIN) at S1, whereas the influx of DIN at S2 was predominantly caused by denitrification. Contrary to the diffusive and bio-irrigated release of remineralized phosphate from the sediment at S1, the influx of phosphate was observed at S2, which may be attributable to adsorption onto iron oxides in the aerobic sediment layer. Silicate, which is produced by the dissolution of siliceous material, was mostly released from the sediment by molecular diffusion and bioirrigation. However, the influx of silicate was observed at S2 during spring and winter, which was ascribed to adsorption by particulate matter or assimilation by benthic microphytes. The annual fluxes of DIN were 328 mmol $m^{-2}yr^{-1}$ at S1 and -435 mmol $m^{-2}yr^{-1}$ at S2. The annual fluxes of phosphate were negative at both sites (-2.8 mmol $m^{-2}yr^{-1}$ at S1 and -28.9 mmol $m^{-2}yr^{-1}$ at S2), whereas the annual fluxes of silicate were positive at both sites (843 mmol $m^{-2}yr^{-1}$ at S1 and 243 mmol $m^{-2}yr^{-1}$ at S2).

• 한국토양비료학회지
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• 제30권3호
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• pp.257-264
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• 1997

논 토양에서 벼 품종간 $CH_4$ 배출과 근 분비물 특성 등을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 중만생종에 비하여 조생종의 $CH_4$ 배출이 적은 경향이었으며 자포니카 형보다는 통일형의 $CH_4$ 배출이 적은 경향이었다. 2. $CH_4$ 배출과 분얼수 및 근중과는 유의성이 인정되었으며 상관계수는 분얼수보다 근중에서 높은 경향이었고, 유수형성기 및 출수기에 $CH_4$ 배출이 많았다. 3. 토양용액중 $CH_4$ 함량은 계화벼가 가장 높았으며 다른 품종들은 비슷한 경향이었는데 이는 근권 산화력에 크게 좌우되었던 것으로 생각된다. 4. 뿌리에서 분비된 탄수화물류는 이앙 40일을 기준으로 조생종인 남원벼가 $1,306{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$, 중만생종이 $283{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$ 통일형인 풍산벼가 $984{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$를 분비하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권2호
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• pp.110-123
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• 2021

시화호 인근 연안 퇴적물에서 유기물 분해 특성, 퇴적물로부터의 영양염 용출 및 주요 조절요인을 파악하기 위해 공극수와 퇴적물 내 지화학 성분, 혐기성 유기물 분해율, 황산염 환원율 및 저층 영양염 용출률을 측정하였다. 연구정점은 소래포구 인근 정점(E0), 송도갯벌 정점(E1), 오이도 선착장 부근 정점(E3), 시화 조력발전소 수문 앞 정점(E5)으로 선정하였다. 유기탄소와 공극수 내 암모니아, 인산염 농도는 정점 E0에서 가장 높게 나타났으며, 외측 해역(정점 E1, E3, E5)으로 갈수록 점진적으로 감소하였다. 혐기성 유기물 분해율과 황산염 환원율은 정점 E0에서 각각 260.6 mmol C m^-2 d^-1와 91.4 mmol S m^-2 d^-1로 외측 정점들보다 각각 4-9배, 6-54배 높게 나타났다. 혐기성 유기물 분해에서 황산염 환원이 차지하는 비율은 정점 E3, E5에서 11-23%로 미미한 것으로 나타났으나, 정점 E0, E1에서는 47-70%로 황산염 환원에 의해 혐기성 유기물 분해가 주도되는 것으로 나타났다. 또한, 혐기성 유기물 분해율과 황산염 환원율은 용존 유기탄소와 상관성이 매우 높은 것으로 나타났다(r² = 0.795, 0.777). 한편, 정점 E0, E1, E3에서 퇴적물로부터 용출된 무기질소와 무기인은 각각 일차생산자가 요구하는 무기질소와 무기인의 120-510%와 26-178%를 공급하는 것으로 나타났다. 이상의 결과들은, 시화호 인근 연안 퇴적물 내 유기물 분해는 이용 가능한 용존 유기탄소의 공급에 의해 조절되고 있으며, 과도한 유기물 분해는 저층 영양염 용출을 촉진시켜 부영양화를 야기할 수 있음을 의미한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권3호
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• pp.188-197
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• 1999

해수에서 퇴적층으로 향하는 우라늄 제거 과정과 플럭스를 연구하기 위해 1996년 10월 16일과 1997년 8월 25일에 천수만 입구지역에서 공극수와 해저상자(benthic chamber, BC) 내부시료를 채취하였다. 공극수로부터 추정된 우라늄 플럭스는 해수~퇴적물 경계면에서 0.112~0.566 mg/$m^2yr$ 이었으며, 해수에서 퇴적물로 제거되는 양상을 보였다. 황해 전체로는 $4.3{\sim}21.5{\times}10^7$ g/yr의 우라늄이 제거되며 이는 전지구적 제거 플럭스의 0.4~2.2%에 달하는 값이다. 같은 방법으로 추정된 영양영 플럭스는 암모니아성 질소 135.6 mmol/$m^2yr$, 질산성 질소 228.2 mmol/$m^2yr$, 인산염 36.8 mmol/$m^2yr$, 그리고 규산염 23.9 mmol/$m^2yr$로 공극수에서 저층 해수로 용출되고 있다. 공극수중 질산성 질소와 퇴적물 망간의 수직 분포도로부터 산화환원 경계층이 퇴적물 표충하 3~5 cm 깊이에 존재함을 추정할 수 있었다. BC를 이용한 인산염 플럭스는 28.5 mmol/$m^2yr$로서 공극수를 통한 추정값과 비슷하였다. 반면에 BC를 이용한 우라늄과 규산염 플럭스 추정치는 공극수에 의한 값보다 두 자릿수 정도로 큰 값을 나타내었다. 공극수내 농도 분포로부터 추정된 우라늄과 영양염의 플럭스 추정치가 BC를 통한 추정치보다 더욱 신뢰도가 높다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권11호
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• pp.613-625
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• 2017

낚시터로 장기 임대중인 농업용 저수지 2곳을 대상으로 낚시터 영향권(effective zone) 2지점의 퇴적물과 비영향권(ineffective zone) 1지점의 퇴적물을 호기(oxic)와 무산소(anoxic) 조건을 조성한 실험실 코어배양법(laboratory core incubation)을 이용해 영양염류 용출시험을 2회씩 실시하였다. 용출 실험동안 상등수 내 DO, EC, pH, ORP의 변화는 낚시터 영향구간과 비영향 구간 사이에 유의할만한 차이는 관측되지 않았으며(p>0.05), 농업용 저수지의 퇴적물-심층수 확산경계면과 유사한 환경으로 조성되었다. 질산성 질소($NO_3{^-}-N$)를 제외하고 암모니아성 질소($NH_4{^+}-N$), 총인(T-P), 인산염 인($PO{_4}^{3-}-P$)이 호기 보다는 무산조 조건에서 통계학적으로 유의한 수준(p<0.05)으로 퇴적물에서 상등수로 더 많은 용출량이 측정되었다. 이는 상등수 내 DO 농도 감소에 따라 미생물 매개의 암모늄화가 촉진되고 질산화 작용이 억제되어 암모니아성 질소가 퇴적물에서 상등수로 확산 용출되고, 퇴적물 표층의 산화층이 환원되어 유기물에 결합된 인과 금속 산화물과 결합된 인의 해리 등을 통해 인산염인이 퇴적물에서 상등수로 확산용출이 가속화되었기 때문이다. 낚시터 영향권과 비영향권 사이 영양염류 용출량(benthic nutrient diffusive flux)값의 차이는 통계학적으로 유의하지 않았다(p>0.05). 따라서 농업용 저수지 내 낚시활동이 퇴적물의 영양염류 용출량을 통계학적으로 유의한 수준으로 증대시키지 않는 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 농업용 저수지 설립년도 대비 10여년의 단기간 낚시활동으로 인해 퇴적물 오염 기여도가 비교적 낮고, 코어배양법의 속도제한된 확산(rate-limited diffusion)으로 발생한 것으로 판단된다. 호기와 무산소 조건 모두에서 퇴적물 내 영양염류 총량과 영양염류 용출량 사이에 유의적 상관관계가 도출되지 않았다. 따라서 농업용 저수지 수질오염의 가속화가 낚시활동으로 인한 직접적 원인보다는 유역에서 유입되는 다양한 비점오염원 내 영양염류가 주요 요인으로 판단되며, 영양염류의 용출을 저감하기 위해 포기 및 물순환 등을 통해 심층수의 빈산소화를 억제할 필요가 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제20권7호
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• pp.919-927
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• 2011

A ecosystem model was applied for understanding of circulation process of state variables in marine ecosystem. A mass balance was conducted by calculating the physical process. The sensitivity analysis was conducted to know which coefficient is the most effective factor to the state variables in the model. The results of the mass balance indicate that the primary production was 58.6 ton C/day in the case of mass flux. DIN and DIP in nutrient ingestion of phytoplankton were each 7.9 ton N/day, 1.1 ton P/day. POC and DOC in mineralization of organic matter were each 10.8 ton C/day, 40.6 ton C/day. The results of sensitivity analysis showed that the maximum growth rate of phytoplankton was the most important factor for overall state variables. In the case of nutrients, Half saturation constant of DIN, and mineralization rate of DOM for COD were important factor.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권1호
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• pp.71-79
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• 1999

금강에서 외해역으로 전달되는 물질의 수지를 이해하기 위한 연구의 일환으로 금강하구의 영양염의 계절적인 분포를 조사하였다. 1997년에서 1998년간 금강하구의 6개 정점에서 13~24시간동안 연속관측을 통하여 영양염, 부유현탁물질(SPM; Suspended Particulate Matter), 엽록소와 염분을 분석하였으며, 조석자료, 기상자료와 금강 하구언의 담수 방출량 자료도 보조자료로서 사용하였다. 이 연구를 통하여 하구내 영양염의 계절적인 분포의 차이와 이런 현상을 주도하는 요인을 밝히는데 주목적이 있고, 부차적으로 금강하구언 조성 이전과 이후 영양염 분포의 차이를 조사하였다. 금강 배출수내 영양염들의 농도는 계절에 따라 확연히 구별된다. 인산염과 암모니움염은 갈수기에 농도가 높게 나타나는 반면, 풍수기에는 규산염이 높게 나타났고 이때 SPM의 농도도 높게 출현하였다. 그러나 질산염은 연중 일정한 농도를 유지하였다. 이러한 계절적인 차이를 결정하는 주원인은 일차적으로 담수의 유입량이다. 강우에 의한 담수의 희석효과가 이러한 영양염과 SPM의 계절적인 변화를 야기하는 것으로 생각된다. 이러한 과정을 통하여 증가하는 SPM의 농도가 2차적으로 영양염의 분포에 영향을 주는 것으로 생각된다. 조사된 모든 영양염의 주 공급원은 금강에서 유입하는 담수이며 조사된 영양염의 기본적인 분포는 이들이 보존적임을 보인다. 조사를 총괄하여 보면 질산염, 아질산염 그리고 규산염은 계절에 상관없이 거의 보존적인 성격을 나타냈다. 그러나 다른 영양염(인산염, 암모니움염)과 SPM은 계절에 따른 차이가 나타났다. 인산염과 암모니움염은 6월과 10월의 갈수기동안에는 거의 보존적인 성향을 보인 반면, 풍수기와 5월의 조사에서 첨가현상을 보였다. 이러한 첨가현상에 영향을 주는 주 요인은 봄철 대량 번식된 담수성 플랑크톤이 해수와 접촉함에 따라 사멸하고, 이와 동시에 유입된 유기물의 분해와 SPM에 흡착되어잇던 인산염이 용출되는 것으로 생각되며, 저층 플럭스(benthic flux)도 기여하는 것으로 보인다. 하구언 조성 이전과의 비교에서 SPM의 농도가 감소함에 따라 SPM이 하구내 영양염의 재생과정에 미치는 중요성은 현저히 약화되었다. 또한 하구내 영양염의 분포를 결정하는 염분의 분포가 갈수기에는 하구언에서 1~2 km 정도로 근접한 곳에서 염분의 구성이 5~15 psu로 나타나 영양염의 첨가현상등 화학적 변화가 이곳에 집중되고, 풍수기 동안에는 하구 전역에서 이러한 염분분포가 나타난다. 따라서 하구언 조성 이후에 갈수기 동안 하구언에 근접한 일부만이 진정한 하구의 역할을 하고 나머지는 만과 같은 특성을 보이고 있다. 하구언 갑문 폐쇄 이전과 이후의 비교 결과 조석의 차단으로 인한 조류속도의 감소로 인하여 부유현탁물질의 농도가 감소하였으며 영양염류의 농도가 증가하였고, 따라서 식물플랑크톤의 대량번식이 발생할 가능성이 있다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권8호
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• pp.1068-1075
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• 2000

A study involving nutrient balances and radioisotope labeling techniques was undertaken to study energy and protein metabolism, and glucose kinetics of female crossbred Etawah goats, using 12 weaned (BW $14.0{\pm}2.0kg$), 12 late pregnant (BW $27.8{\pm}1.8kg$) and 12 first lactation does (BW $25.0{\pm}5.0kg$). Each class of animal was randomly allotted into 3 dietary treatment groups R1, R2 and R3, that received 100%, 85%, and 70% of ad libitum feed. The rations offered were pellets containing 21.8% CP and 19.3 MJ GE/kg, except for the lactating does who received pellets (17.2% CP and 18.9 MJ GE/kg) and fresh Penisetum purpureum grass. Energy and nitrogen balance studies were conducted during a two-week trial. Daily heat production (HP, estimated by the carbon dioxide entry rate technique), glucose pool and flux were measured. Equations were found for metabolizable energy (ME) and protein intake (IP) requirements for growing goats: ME (MJ/d)=1.87+0.55 RE-0.001 ADG+0.044 RP $(R^2=0.89)$ and IP (g/d)=48.47+2.99 RE+0.029 ADG+0.79 RP $(R^2=0.90)$; for pregnant does: ME (MJ/d)=5.92+0.96 RE-0.002 ADG+0.003 RP $(R^2=0.99)$ and IP (g/d)=58.34+5.41 RE+0.625 ADG-0.30 RP $(R^2=0.98)$; and for lactating does: ME (MJ/d)=4.23+0.713 RE+0.003 ADG+0.006 RP+0.002 MY $(R^2=0.86)$; IP (g/d)=84.05-5.36 RE+0.055 ADG-0.16 RP+0.068 MY $(R^2=0.45)$, where RE is retained energy (MJ/d), ADG is average daily gain in weight (g/d), RP is retained protein (g/d) and MY is milk yield (ml/d). ME and IP requirements for maintenance for growing goats were 0.46 MJ/d.kg $BW^{0.75}$ and 7.43 g/d.kg $BW^{0.75}$, respectively. Values for the pregnant and lactating does were in the same order, 0.55 MJ/d.kg $BW^{0.75}$ and 11.7 g/d.kg $BW^{0.75}$, and 0.50 MJ/d.kg $BW^{0.75}$ and 10.8 g/d.kg $BW^{0.75}$, respectively. Milk protein ranged from 3.06 to 3.5% and milk fat averaged 5.2%. Glucose metabolism in Etawah crossbred female goat is active, but glucose flux is low compared to temperate ruminant breeds which may implicate its role to support production.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권4호
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• pp.257-263
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• 2011

SBM을 이용하여 2006년 가막만의 담수, 염분, 영양염 등 물질 수지를 산정하였다. 담수유출량은 $-174.2{\sim}72.5{\times}10^3m^3/day$로 나타났으며 개방경계에서의 해수 교환에 의한 mixing volume은 $-2.4{\times}10^7\sim4.9{\times}10^7m^3/day$로 만 내외의 염분차이에 의해 크게 좌우 받았다. 육상기인 DIP와 DIN의 유입 flux의 범위는 397.0~1158 mole/day 및 1750~8328 mole/day의 범위로 다른 지역에 비해 낮았다. DIP의 소실 또는 생성은 물수지의 변동에 의해 크게 좌우 되는 특징을 보였으며, 또한, 물질체류시간에 의해 물질수지가 크게 좌우되어 NEM도 크게 달라지는 결과를 보였다.