본 연구는 2017년 4월부터 10월까지 북한강 수계 3개의 연속댐(의암호(UA), 청평호(CP), 팔당호(PD))의 미소생물 군집과 이취미 농도와 관계를 알아보기 위해 환경요인, 이 취미 물질, 미소생물 군집 등을 조사하였다. 3개 저수지의 박테리아 군집은 주로 Actinobacteria와 Betaproteobacteria가 우점 분류군으로 나타났으며, 계절성은 나타나지 않았다. 식물플랑크톤 군집은 봄철, 규조류 및 은편모조류 여름철 남조류, 가을철 규조류 및 은편모조류 순서로 우점하는 계절성을 보였으며, 북한강 수계에서 출현한 남조류는 Dolichospermum spp., Microcystis aeruginosa, Pseudanabaena spp. 속이 우점 출현하였다. 북한강 수계에 출현한 미소생물 중 이취미 물질을 발생하는 분류군은 Actinobacteria와 남조 Anabaena, Pseudanabaena 속 등이며, 이취미 물질인 Geosmin과 2-MIB가 높게 나타났을 때, 높은 현존량으로 출현하였다. 미소생물과 이취미 물질의 상관관계는 Actinobacteria의 경우 2-MIB (r=0.491, p<0.01)와 유의한 상관성을 나타냈으며, 남조류의 경우 geosmin (r=0.381, p<0.05), 2-MIB (r=0.386, p<0.05)와 유의한 상관성을 나타냈다. 따라서, 북한강 수계에서 나타나는 이취미 물질은 Actinobacteria 및 남조류의 출현과 직접적인 관계가 있을 것으로 사료되며, 남조류 미출현 시 발생하는 높은 농도의 이취미 물질은 Actinobacteria가 생성하는 것으로 판단된다.
팔당호 표층퇴적물의 오염 특성을 파악하기 위해 경안천을 중심으로 팔당호 전반에 걸쳐 40개 지점에 대해 입도, 유기물 함량, 총질소, 총인, 중금속의 분포 특성을 분석하였다. 입도(Mz, mean grain size)의 분포 특성은 유입량 및 유속이 강한 북한강과 남한강 합류지점부터 팔당댐 지역에 걸쳐 사질(Mz, $1{\sim}3\;{\phi}$)로 분포하며, 경안천 하부 및 팔당호 하부 지역에서는 세립한 silt(Mz, $5{\sim}10\;{\phi}$)로 구성되어 이 지역의 수리 특성을 반영한다. 입도(Mz)와 유기물 함량(LOI)의 상관관계는 습지 근처인 St. 36을 제외하고, $r^2\;=\;0.88$로 세립토일수록 유기물 함량이 높아지는 경향을 보였다. 퇴적물 내 T-N과 T-P의 농도 역시 입도와 유기물 함량이 높은 지역에서 높은값을 나타내었다. 특히, T-P의 농도 분포는 $216{\sim}1,623\;{\mu}g/g$(Avg. $769\;{\mu}g/g$)의 범위로 팔당호 퇴적물내 인(phosphorus)의 오염이 심각한 것으로 나타났다. Fractionated-P를 통해 환경 변화에 의해 수체로 용출될 가능성이 큰 Adsorbed-P와 NAI-P(Non-apatite inorganic P)가 약 20%로 나타났다. 또한, 20개 항목의 결과를 토대로 통계학적 기법인 주성분 분석(Principle Component Analysis, PCA)을 실시한 결과, 입도가 세립하고, 유기물 함량이 높은 지역에서 T-N, T-P, 친유기성 중금속(Cd, Cu, Pb, Zn)이 높게 분포하는 것으로 나타났다. 그러나 중금속 오염 정도는 입도를 고려한 $I'_{geo}$(Geoaccumulation Index)로 분석한 결과 상대적 오염도가 0 이하 및 Class 1에 속하는 것으로 나타나 중금속 오염은 없는 것으로 평가되었다.
본 연구는 안정동위원소 분석방법을 적용하여, 호소내 식물플랑크톤 성장에 영향을 미치는 외부 오염원의 기원을 추정함으로써, 효율적인 수질 관리 및 수생태계 기능해석을 제공하기 위하여 연구하였다. POC, PN, Chl. a, 탄소 안정동위원소비 및 질소 안정동위원소비의 자료로 유추해 보았을 때, 팔당댐, 남한강, 북한강 지역에 비해서 경안천 지역에서 계절에 따른 유기물의 기원 변동이 뚜렷하게 관찰되고 있다. 유입량 및 강우량이 많은 시기인 7, 8월경에 입자성 유기물의 기원이 자생기원 유기물보다는 외부기원 유기물이 높은 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 한강 유역에서 입자성 유기물의 탄소 및 질소 안정동위원소비를 이용한 유기물 기원 연구는 적용가능 할 것으로 여겨지며, 추후 유역 오염원의 대표값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.
We investigated the most effective cutting interval for underwater nutrient removal through cut off the emergent part of hydrophytes at artificial vegetation island (AVR) which was installed for the purpose of water quality improvement in Lake Paldang. We divided the planting area of Phragmites japonica into three parts according to the cutting intervals. The shoot height and relative growth rate of P. japonica, nutrient contents and biomass of cut off P. japonica were measured at each cutting interval. The amount of nutrients which were removed through cut off at each cutting interval was calculated. P. japonica showed full growth, 80% and 60% of full growth before first cut off at three-months, two-months and one-month cutting interval condition respectively. Three-month cutting interval condition showed the largest biomass of cut off P. japonica and one-month cutting interval condition showed the least. However the cut off P. japonica showed the highest content of nutrients at one-month cutting interval condition and the least at three-month cutting interval condition. The amount of phosphorus and nitrogen removal at two-month cutting off condition is the largest among three cutting interval conditions indicating that cut off the emergent part of P. japonica every two months is the most effective to remove the nutrients from water at AVR in eutrophic lakes.
In this study, changes in the composition of dissolved organic carbon (DOC) were investigated using water samples collected at a downstream site of the Namhan River near the Lake Paldang ($N37^{\circ}24^{\prime}05.33^{{\prime}{\prime}}E127^{\circ}32^{\prime}25.01^{{\prime}{\prime}}$) during a heavy rain event from July 23 to July 28, 2008. The DOC concentrations varied from 1.68 to 3.18 mg/L with the maxium value at a peak of the river water level. Each DOC sample was fractionated into three compositions including hydrophilic (Hi), hydrophobic acid (HoA) and hydrophobic neutral (HoN) fractions. The results showed that HoA was most abundant fractions, constituting 47.2~56.5% of DOC. Refractory dissolved organic carbon (R-DOC) contents were also determined by measuring the DOC concentration after 28-day dark incubation of the samples. R-DOC content was in the range from 83 to 99% of DOC and it was significantly correlated with HoA contents (r = 0.91, p<0.005), while it did not exhibit such a good correlation with the fractions of Hi and HoN (p>0.02). Our results suggest that the HoA, which is associated with humic substances, may be a major composition of refractory organic matters in rivers during storm events.
The aim of this study was to generate systemic data for the aquatic plant distribution according to water depth and crossing slope in the shoreline. The results of this study were as follows; 1. Anxiety to 0 near area Bidens frondosa, Scirpus tabernaemontani, Carex dispalata etc. total class 21 observe, and Phragmites communis, Iris pseudoacorus etc. class 6 of anxiety 0-70cm extent examined. Class 21 of anxiety observed all such as Bidens frondosa, Scirpus tabernaemontani, Carex dispalata in near area to 0, and Phragmites communis, Iris pseudoacorus etc. class 6 of anxiety 0-70cm extent examined. Anxiety 70-100cm extent Nymphoides indica, Ttapa japonica etc.. class 2 appeared to line Zizania latifolia, Typha angustata back 2 papers, 130cm and examined that Nelumbo nucifera was limit anxiety state 230cm. 2. Aquatic plants of Phragmites communis, Zizania latifolia, Typha angustata etc. range mainly to gentle gradient of slant 10 degree low and distribution pattern was ranging by Zizania latifolia, Typha angustata, Phragmites communis period of ten days from deepwater place. Nelumbo nucifera was forming become independent stock keeping away invasion of plant that ability to breed was different because was prosperous. Slant 10 bores was growing near sleep in been strange steep slope earth and distribution of emerged plant appeared punily and emerged plant and swampy land plant were ranged extensively in gentle gradient of 10 degree low. 3. On lake surrounding plant when wish to do distribution of natural conditions reference need to. That is, gentle gradient and distribution form of steep slope earth are different, and same pitch must consider enough this because appear as distribution, distribution according to that some plant species were growing was different.
Treated or untreated wastewater may be a major source of refractory organic matters (R-OM) in drinking water sources. For this study, spectroscopic characteristics of wastewater OM were investigated using the samples from 20 wastewater treatment plants, which are located at the upstream of the lake Paldang, to suggest a estimate index for R-OM in wastewater. R-OM was quantified by measuring total organic carbon (TOC) concentration of the wastewater samples remaining after 28-day dark incubation. Among the traditional OM indices such as chemical oxygen demand (COD) and initial TOC, CODMn showed the lowest correlation coefficients with R-TOC of the samples. The ratios of carbonaceous biochemical oxygen demand (CBOD) to $COD_{Cr}$ had a better correlation with the percent distribution of R-OM than $BOD/COD_{Cr}$ ratios. terrestrial humic-like fluorescence (THLF) exhibited the highest correlation coefficient with R-TOC among the indices obtained from the synchronous fluorescence spectra of the samples. Milori index, one of the humification indices, showed a good correlation with the percent distribution of wastewater. This study demonstrated that fluorescence properties might be a better indices to estimate the concentrations and the distributions of wastewater OM compared to the specific UV absorbance (SUVA) values. Some useful formulas based on OM spectroscopic characteristics were finally suggested to predict R-OM in wastewater.
We divided the downstream of South-Han River into three water zones, such as river zone, transition zone and lacustrine zone depending on the flow rate, and elucidated the major effect factors on the growth of phytoplankton and the sources of organic matters in each water zone. The difference of chlorophyll-a concentration which represents the standing crop of phytoplankton was statistically significant among the water zones. From the results of bivariate correlation analysis between chlorophyll-a concentration and water quality parameters in each water zone, the outflow of Chungju dam and hydraulic retention time of Lake Paldang which are directly related with the flow rate seemed to have obvious impact on phytoplankton growth in the downstream of South-Han River. The concentration of nutrients such as phosphorus and nitrogen exceeded the criterion of eutrophication and did not showed significant relationship with chlorophyll-a concentration. There were strong correlations between $BOD_5$ and chlorophyll-a concentrations in transition and lacustrine zone showing autochthonous production of phytoplankton was dominant source of organic matters in these zones especially in dry seasons. The results of this study show that the control of abundance of phytoplankton is the key target for reduction of the organic pollution in the downstream of South-Han River.
Since Gyungan stream is included in the protected zone of the water supply source of the Metropolitan area in Korea, the water quality needs to be continuously managed. Therefore, a measure is required that can inhibit the flow of water pollutant into the water body and facilitate the ecological restoration of riparian vegetation. A field survey was conducted on the hydrological characteristics of the landscape elements established on the downstream catchment of the Gyungan stream, the result of which showed that the paddy field and urbanized area can be regarded as point pollution sources. The upland field can be regarded as a non-point pollution source. In order to improve the water quality in the Paldang lake, we first recommended creating a riparian vegetation belt. We also suggested introducing a treatment wetland and an artificial plant island to places in which the creation of a riparian vegetation belt is not ensured. We recommend creating a treatment wetland equipped with diverse functional groups. For creating the plant island, we recommend Zizania latifolia and Typha orientalis, which showed the highest productivity among aquatic plants. The former could be introduced around the outlet of a paddy field and the estuary of tributaries, while the latter could be introduced to a water body directly sourced from mountainous land.
In order to improve water quality in the Paldang Lake, a riparian vegetation belt, treatment wetland, and artificial floating island were designed for introduction in the upland field, the estuary of tributaries, and the section of water facing mountainous land, respectively. We synthesized vegetation information collected from a reference river and found that herbaceous, shrubby, and tree vegetation zones tended to be dominated by Phragmites japonica, Phalaris arundinacea, etc.; Salix gracilistyla, S. integra, etc.; and S. koreensis, S. subfragilis, and Morus alba, respectively. In our plan, the herbaceous vegetation zone, which is established on floodplains with a high frequency of disturbance, will be left in its natural state. A shrubby vegetation zone will be created by imitating the species composition of the reference river in the ecotone between floodplain and embankment. A tree vegetation zone will be created by imitating species composition on the embankment slope. In the treatment wetland, we plan to create emerged and softwood plant zones by imitating the species composition of the Zizania latifolia community, the Typha orientalis community, the P. communis community, the S. integra community, and the S. koreensis community. The floating island will be created by restoring Z. latifolia and T. orientalis for water purification purposes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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