• 한국지구과학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.469-480
• /
• 2012

본 연구는 3년(2005. 12. 1-2008. 11. 30) 동안 부산의 $PM_{2.5}$ 대기오염자동관측소(장림동: 공업지역, 좌동: 주거지역) 측정자료 중 고농도 $PM_{2.5}$(24시간 환경기준 $50{\mu}g/m^3$)에 대한 $PM_{2.5}$ 및 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비의 일변화 특성과 함께 시 공간적 풍계(풍향 및 풍속)에 따른 특성을 분석하고자 하였다. 고농도 $PM_{2.5}$는 장림동과 좌동 각각 182일 및 27일이었다. 장림동에서 고농도 $PM_{2.5}$의 시간평균농도 및 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비의 일변화는 모든 계절에서 오후에 비해 새벽과 오전 및 야간에 높은 비슷한 패턴을 나타내었다. 좌동의 여름 주간에 $PM_{2.5}/PM_{10}$ 농도비가 증가하는 것은 해양조건에서 광화학반응에 의해 생성되는 이차 입자상물질 중 $PM_{10}$의 거대입자 농도가 미세입자인 $PM_{2.5}$ 농도보다 더 감소하기 때문이다. 시간대별로 시 공간적 풍계(풍향 및 풍속등급) 특성을 분석하였다. 그 결과, 고농도 $PM_{2.5}$는 장림동에서 공업단지의 산업활동에 의한 오염물질 정체와 주변지역의 오염물질 이동에 의해 발생되었다. 좌동에서는 주로 주거와 상업활동으로 인한 지역적 오염물질 정체로 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국조경학회지
• /
• 제40권1호
• /
• pp.100-109
• /
• 2012

하천수를 정화하는 자유수면인공습지의 정수식물 성장기(4~9월)와 비성장기(1~3월과 10~12월)의 $PO_4-P$와 TP제거율을 비교 연구하였다. 실험 습지 시스템은 광주광역시를 흐르는 광주천 중류 고수부지에 2008년 조성되었으며, 길이 46m, 폭 5m 규모이다. 2008년 포트에서 2년 자란 부들(Typha angustifloria L.)과 줄(Zizania latifolia Turcz)을 시스템의 1/2씩 각각 식재하였다. 광주천의 물이 자연유하로 시스템에 유입되며, 처리수는 광주천으로 방류된다. 유입수의 양과 수심은 밸브와 위어(weir)로 조절할 수 있다. 유입수 및 유출수의 인 농도를 2010년 1월부터 12월까지 7~10일 간격으로 조사 분석하였다. 하루에 약 $710m^3$의 하천수가 시스템으로 유입되어, 체류시간은 약 1.5hr이었다. 조사기간 유입수와 유출수의 $PO_4-P$ 평균농도는 각각 0.144, 0.105mg/L이었으며, $PO_4-P$ 평균제거율은 28.1%였다. 유입수와 유출수의 TP평균농도는 각각 0.144, 0.105mg/L이었으며, TP 평균제거율은 20.7%를 보였다. t 검정결과, 정수식물 성장기의 $PO_4-P$ 제거율(31.448)이 비성장기 $PO_4-P$ 제거율(25.829)보다 높았으며(p<0.001), 정수식물 성장기의 TP 제거율(27.230)도 비성장기의 TP 제거율(14.856)보다 높게(p<0.001) 나타났다. 인공습지에서 인 제거는 잔재물-토양 층의 흡착, 입자성 인과 Ca, Fe, Al과 결합된 인산염의 침전, 그리고 정수식물의 흡수가 중요하다. 정수식물 성장기가 비성장기보다 $PO_4-P$와 TP의 제거율이 상대적으로 높은 원인은 흡착과 침전에 의한 인 제거는 계절에 관계없이 일어나나, 정수식물의 흡수는 성수식물 성장기에만 일어나기 때문이다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권7호
• /
• pp.483-490
• /
• 2009

본 연구의 목적은 도시지역 강우유출수 내에 존재하는 다양한 오염물질에 대한 여과장치의 제거 효율을 평가하고 여재의 특성에 따른 설계인자를 도출하는데 있다. 비점오염물질 제어기술로서 여과 장치 내에 충전될 여재의 선정은 여과장치의 수명과 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 컬럼운전을 수행함으로써 펄라이트와 합성여재의 강우유출수 내에 존재하는 오염물질에 대한 제거능을 조사하였다. 각 여재의 양이온교환능력 (CEC) 및 제타전위 등 여재의 표면특성을 분석한 결과 펄라이트가 양 이온계 오염물질의 흡착에 있어서는 더 우수한 것으로 나타났다. 또한 컬럼 운전 수행 결과 입자성 오염물질인 $TCOD_{Cr}$와 탁도는 초기 2.5분의 접촉시간만 가지고도 대부분의 제거가 가능한 것을 확인할 수 있었다. 한편 수리학적 특성에 있어 EBCT (empty bed contact time) 2.5분의 시점에서 살펴보았을 때 폐색이 발생한 시점은 펄라이트는 630분, 합성여재에서는 810분으로 동일 조건에서 합성여재의 운전 수명이 더 긴 것으로 나타났다. 용존성 오염물질인 $SCOD_{Cr}$에 대하여서는 두 여재 모두 뚜렷한 제거 특성이 보이지 않았으며 이 결과는 흡착에 필요한 접촉시간이 확보되지 못한 것으로 판단된다. 마지막으로 여재의 표면 특성인 양이온 교환능력과 중금속 제거효율 사이의 상관관계는 찾아볼 수 없어 대부분 입자에 포획된 상태로 제거됨을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 도시지역 강우유출수 처리를 위한 여과장치 설계 및 적정 여재 선정에 있어 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
• /
• 제41권4호
• /
• pp.405-425
• /
• 2008

하천수와 하천퇴적물에 의한 주암호 내 미량원소의 유입량 및 하천퇴적물 입도에 따른 미량원소의 지구화학적 거동을 규명하기 위하여 주암호 주변의 3 4차 수계 32 지점에서 채취한 하천퇴적물과 하천수의 미량원소(비소, 카드뮴, 크롬, 구리, 니켈, 납, 아연)를 분석하였고, 하천수의 경우에는 주요 양이온 및 음이온을 함께 분석하였다. 또한 집수 유역 내 모암 및 오염원 분포를 고려하여, 대표적인 8개 지점의 하천퇴적물을 선택하고, 입도($2\;mm{\sim}200\;{\mu}m$, $200{\sim}100\;{\mu}m$, $100{\sim}50\;{\mu}m$, $50{\sim}20\;{\mu}m$, < $20\;{\mu}m$) 별로 미량원소 함량을 구하였다. 주암호 집수유역 하천수는 오염원(탄광, 금속광, 농경지, 주거) 별로 4개 유형의 수질유형(Ca-Mg-$HCO_3$, Ca-Na-$HCO_3$-Cl, Ca-Na-$HCO_3-SO_4$, Ca-Na-$HCO_3$)의 특성을 반영하고 있다. 하천퇴적물의 입도와 미량원소 농도와의 상관성은 주암호으로 유입되는 미량원소의 지화학적 거동을 규명하는데 중요하다. 하상퇴적물의 입도가 작아질수록 미량원소 함량이 증가되는 뚜렷한 경향을 나타내고 있다. 폐금속광산 하류 하천퇴적물의 구리, 아연 및 납은 실트 입도(< $20\;{\mu}m$)에서 급격하게 증가되는 경향을 보이는 반면, 비소의 경우는 모래 입도($2\;mm{\sim}100\;{\mu}m$)에서 높은 함량을 나타내고 있다. 이는 퇴적물내의 구리, 아연, 납, 등 미량원소들은 실트 크기의 입자에 흡착된 상태고 주암호로 쉽게 이동됨을 지시해주고 있는 반면, 비소는 함 비소 광물상으로 이동되어 주암호로 유입될 가능성이 미약한 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제23권2호
• /
• pp.91-108
• /
• 2018

완도-도암만 주변 조하대 여름철 저서동물 분포 양상을 파악하기 위하여 2013년 8월에 25개 정점을 선정하여 현장조사를 실시하였다. 조사 결과 186종이 출현하였으며, 평균밀도는 $1,229ind./m^2$, 생체량은 $265.7g/m^2$이었다. 출현종수는 환형동물(43%), 밀도 및 생체량은 연체동물이 우점분류군이었다. 신지도 및 조약도, 고금도 주변에서 많은 출현종수와 높은 밀도를 보였으며, 외해역에서 내만역으로 들어가면서 출현종수 및 밀도가 감소하였는데 저층 수온과는 음의 상관관계, 염분 및 DO와는 양의 상관관계를 보였다. 최우점종은 아기반투명조개(Theora fragilis)로서 수하식 양식장이 산재한 고금도-조약도-신지도 주변 정점에서 높은 밀도를 보였으며, TOC와 양의 상관관계를 보였다. 두 번째 우점종인 옆새우류 Eriopisella sechellensis는 도암만 입구역에 폭넓게 분포하였으며, 환경요인과는 유의한 상관관계가 나타나지 않았지만 유기물 함량이 낮으면서 입도가 세립한 정점들에서 상대적으로 높은 밀도를 보였다. BIO-ENV분석 결과 저층수의 수온, 염분, pH, 표층퇴적물의 함수율, 황 함량 조합이 저서동물군집 분포의 71%를 설명하고 있었다. 집괴분석 결과 6개 정점군으로 구분되었으며, SIMPER 분석결과 각 정점군별로 특징적인 종들이 기여한 것으로 나타났다. 저서오염지수(BPI)의 분포에 의한 군집 오염도 평가결과 완도 서측 및 고금도-조약도-신지도 주변의 양식장 밀집지역은 유기오염의 영향을 받고 있었다. 특히 완도-도암만 해역은 만입구역의 섬 사이 해역의 저서동물군집이 유기오염의 영향을 더 받고 있었으나, 그 밖의 대부분의 정점들은 정상적인 저서생태계를 보였다. 연구 해역은 입구역의 양식장으로부터 공급되는 유기물이 내해역까지 영향을 미쳐 만 전체가 유기오염의 영향을 받을 가능성이 있기 때문에 외해역의 유기오염원에 대한 영향을 저감하는 방향으로 생태계 관리가 이루어져야 할 것으로 보인다.

• 생태와환경
• /
• 제37권3호통권108호
• /
• pp.332-343
• /
• 2004

본 연구에서는 여과섭식성 이매패류인 참재첩(Corbicula leana)의 섭식에 따른 수체내 영양염 및 입자성 물질의 변화를 mesocosm (width ${\times}$ length ${\times}$ depth: 3 m ${\times}$ 3 m ${\times}$ 0.5 m)에서 분석함으로써 수질개선기법으로의 적용가능성을 검토하였다. 짧은 기간 동안의 mesocosm실험은 패류의 교체를 통한 연속적인 두 단계로 수행되었다. 첫 번째 단계는 패류 투입 이후 8일 동안이며 패류의 교체 이후의 진행된 8일 동안의 실험은 두 번째 단계로 구분된다. 이러한 연속적인 실험을 통해 조개의 섭식에 따른 수질변화를 좀더 명확하게 비교할 수 있었다. 재첩 투입 직후 높은 패사율을 보였으나 처리구의 교체가 있던 8일의 재첩의 패사율은 4 ind $day^{-1}$ 이하로 안정된 상태를 유지하였다. 엽록소 a 농도는 투입 직후의 수체 내 농도와 비교해 패류의 교체전과 후에 각각 71%, 88% 감소하였고 부유물질은 70%, 77% 감소하였으며, 여과율은 평균 0.46과 0.61 mL AFDW $mg^{-1}$ $hr^{-1}$이였다. 폐사율이 높았던 시기에 수중 내 암모니아성 질소와 용존총인이 증가하였다. 폐사율과 암모니아 농도는 양의 상관성을 보인 반면에 (r = 0.95, P<0.001), 용존총인의 농도는 폐사율과 음의 상관성을 나타냈다 (r = 0.94, P<0.001). 패류의 폐사율이 낮았던 교체 이후에도 암모니아의 농도는 증가하였고 실험 초기 대조구와 비교해 높은 농도를 유지하였다(P= 0.042, ANOVA). 반면에, 용존 총인은 비록 농도가 증가하였으나 초기 대조구와 비교해 큰 차이는 없었다(P= 0.509, ANOVA). 이러한 결과들은 만약 패류가 투입 초기에 새로운 서식지에 성공적으로 정착한다면 부영양 호수의 수질을 효과적으로 개선할 수 있는 방법이 될 수 있음을 시사한다.

• 생태와환경
• /
• 제49권4호
• /
• pp.279-288
• /
• 2016

탄소와 질소 안정동위원소비를 이용한 먹이망 구조 해석 기법은 수생태계 연구에서 폭 넓게 활용되고 있으며, 먹이원의 정량적 기여율을 분석하는 믹싱모델에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 Bayesian 모델을 이용한 믹싱모델의 적용이 가능한 통계 패키지(R, SIAR package)의 사용방법을 제시하고, 사용 예로 저수지 및 메소코즘 배양조에서의 동물플랑크톤과 먹이원의 탄소, 질소 안정동위원소비를 이용한 섭식 성향 분석 방법 및 결과를 제시하였다. 분석 결과, 국내 저수지 및 대형하천 등에서 주로 우점하는 Daphnia galeata는 소형의 POM (<$50{\mu}m$)을 주로 섭식하는 것으로 나타나, 부영양화된 환경에서 녹조 발생시 먹이로의 활용이 용이하지 않은 것으로 나타났다. 논 생태계 등에서 빈번히 출현하는 패충류의 경우 D. galeata와 유사한 섭식 성향을 나타내었다. 반면 습지 등에서 주로 출현하는 Simocephalus vetulus의 경우, 부착성 POM이 아닌 부유성 POM을 주로 섭식하며 Microcystis를 포함하는 대형의 POM (>$50{\mu}m$)을 섭식하는 것으로 분석되었다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.353-365
• /
• 1998

해수 중에서 클로로필을 포함하는 식물성 플랑크톤 미생물 입자와 그 외 모든 부유입자의 단위 질량 당 광 흡수계수의 크기, 즉 "비흡광계수"는 ocean color 원격탐사 기술개발에서 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 분석방법으로는 spectrophotpmeter을 사용한 "젖은 필터법"과 "Kishino법"을 사용하였다. 황해에서는 직접 광학적 관측으로, 지중해에서는 과거의 databank를 활용하여 클로로필(ph)과 부유침전물(ss)의 "비흡광수계수"($a^{*}_{ph}$ 및 $a^{*}_{ss}$)가 분석되었다. 그리고 필터법에서 측정 중 baseline의 변동에 의하여 발생하기 쉬운 측정오차를 제거하기 위한 새로운 분석방법을 제안하였다. 이것은 흡광 스펙트럼의 기울기를 이용한 것으로, 필터 technique 와 Kishno method에서 간혹 발생하는 baseline의 변경을 완전하게 복구할 수 있게 되었다. 식물성 플랑크톤의 광흡수 파장인 440nm에서 분석한 결과, 비흡광계수는 지중해의 빈 영양해에서 큰 값이 얻어졌으며, 서해 및 남해의 부 영양해에서는 아주 낮은 값이 관측되었다. 즉, 관측 값의 범위는 약 0.01 - 0.12 $m^2$/mg 이며, 해수의 영양 등급이 낮을수록 그 값은 증가하는 r서으로 밝혀졌다. 클로로필 농도와 440nm의 비흡광수계수 관계를 희귀 분석한 결과 이들 관계는 지수 함수적으로 표현되며 ($a^{*}_{ph}=0.039 ^{-0.369}$), Bricaud(1995)의 연구결과와 거의 일치되는 것으로 나타났다. 반면에 부유침전물의 비흡광계수는 클로로필 입자와는 다르게 그 자신의 농도와는 별다른 관계를 나타내지 않았다. 그러나 서해 연안해수의 부유침전물의 흡광 스펙트럼의 특징은 Ahn(1990)이 측정한 유상 토양입자의 흡광 스펙트럼과 아주 유사한 거승로 나타났으며 그 값의 범위는 0.005 - 0.08$m^2$/g였다. 그리고 클로로필 입자 보다 훨씬 다양한 침전 부유입자의 광특성은 유기입자와 광물질의 혼합비에 의한 것으로 사료되며 그 외 해수 중에서 생물입자 size 분포 보다 더 광범위한 분포와 다양한 환경(입자의 비중, 해상의 바람, 저질상태, 수심 등)에 의한 것으로 추정되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제54권4호
• /
• pp.22-35
• /
• 2021

최근 기후가 급격히 변하고 미세 먼지가 증가하는 등 대기 환경 오염 물질의 양상도 변하고 있다. 이에 따라 채색 문화재에 사용되는 안료의 안정성 연구에 대한 필요성이 대두되고 있다. 회청은 전통 인공 무기 안료로 스몰트(Smalt)라고 불리는 청색의 유리 안료이다. 포타쉬 유리에 코발트를 녹여 만드는데 벽화, 회화 등의 채색 문화재에 사용되어왔다. 본 연구에서는 시판되는 회청 안료 3종을 수집하여 안료의 특성을 분석하였다. 회청은 제조사에 따라 발색 원소인 Co와 융제인 K의 함량에 차이를 보였는데 Smalt-3의 경우 Co 함량이 15.1 wt.%로 가장 적았고, K 함량은 29.6 wt.%로 가장 많았다. 채색 시편을 제작하여 안료의 보존에 영향을 미치는 것으로 알려진 자외선, CO₂/NO₂ 등의 대기 오염 가스, 그리고 미세 먼지에 이온 상태로 존재하는 염(NaCl) 등 주요 환경 인자에 대한 안정성을 평가하였다. 색 안정성에 영향을 미친 인자는 NO₂ 가스, 자외선, 수용성 염(NaCl)이며 이 중 NO₂ 가스가 색 변화에 가장 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 성분 분석 결과, 안료의 색 변화에 K와 Co의 함량이 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며, Smalt-3은 NO₂와 수용성 염(NaCl)에서 색의 안정성이 가장 취약하였다. 특히 수용성 염(NaCl)은 색 변화에도 작용하지만 이보다 채색층 표면 물성을 약화시켜 채색층 도막 안정성에 악영향을 미치는 것을 본 연구를 통해 확인하였다. 반면 CO₂ 가스에 노출된 시편들은 색상 및 성분에 큰 변화가 없었다. 따라서 CO₂를 제외하고 시험에 적용된 모든 환경 인자가 회청의 색상을 변화시키고 도막의 안정성도 저해한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.275-290
• /
• 2021

대기 중의 이산화황(SO2)은 주로 인위적 배출원에 의해 발생하며 화학 반응을 통해 (초)미세먼지를 형성하여 직간접적으로 주변 환경 및 인체 건강에 해로운 영향을 주는 물질이다. 특히 지상에서의 농도는 인간 활동과 밀접한 관련이 있어 모니터링의 필요성이 매우 크다. 따라서, 본 연구에서는 TROPOMI SO2 연직 컬럼 농도 산출물 및 타 위성 산물과 모델 산출물 등을 융합 활용하여 기계학습 기법에 적용하여 SO2 지상 농도 추정모델을 개발하였다. 기계학습 기법으로는 널리 활용되고 있는 RF(Random Forest)에 잔차 보정 과정을 결합한 2-step 잔차 보정 RF를 적용하였다. 개발된 모델은 무작위, 공간 및 시간별 10-fold 교차 검증을 통하여 검증하였으며, 기울기(slope) 값이 1.14-1.25, 상관계수(R) 값이 0.55-0.65, rRMSE 값이 약 58-63% 정도로 나타났다. 이는 잔차 보정이 적용되지 않은 기존의 RF 대비 slope의 경우 약 10%, R과 rRMSE의 경우 약 3% 가량 향상된 결과를 보인다. 국가별로 나누어 분석하였을 때에는 샘플 수가 적고 SO2의 전반적인 농도가 낮은 일본 지역에서의 공간별 10-fold 교차검증 성능이 소폭 감소하는 것으로 나타났다. SO2 지상농도 분포를 계절별로 표출하였을 때, 일본의 경우 다른 지역 대비 연중 저농도가 관찰되며 높은 결측 값 비율로 인하여 관측소 농도 대비 2-step 잔차 보정 RF 모델에서 과대 모의하는 경향이 관찰되었다. 대표적 고농도 발생지인 중국의 YRD(Yangtze River Delta) 와 한국의 SMA(Seoul Metropolitan Area)의 계절적 분포 변화를 추가적으로 분석하였을 때, 연료 연소로 인한 겨울철 농도 증가 패턴이 나타났다. 이는 인위적 배출원의 영향을 크게 받는 SO2의 시공간적인 분포 특성을 잘 반영하고 있는 결과이다. 따라서, 본 연구를 통하여 제안한 모델은 장기적으로 SO2 지상 농도의 시공간적 분포를 파악하는 데에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.