• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.926-932
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• 2004

1981년부터 2002년까지의 적조 발생에 대한 변화를 보면, 1995년 이후로 매년 적조가 발생했으며 특히 강우량이 많은 7∼8월에 집중하였다. 다중회기분석에서 적조발생건수와 기상인자 (수온, 강우량, 일조시수 그리고 풍속) 간의 상관성은 대체로 높게 나타났다 (R ＝ 0.856). 단, 수온은 15∼$30^{\circ}c$의 범위 내에서 적조 성장에 제한 인자로 작용한다는 것을 알 수 있었다. 수온이 $15^{\circ}c$되는 날로부터 적조가 발생하는 날까지 걸리는 일수는 78∼104일 정도이며, 해역에 따라 다소 약간의 차이를 보였다. 일반적으로 남해중부 및 남해동부해역이 남해서부 및 동해남부해역에 비해서 적조 발생 빈도가 높게 나타났는데, 주로 적조경보의 범주에 들어간다. 이때 대체로 두 해역은 24.$5^{\circ}c$∼$25^{\circ}c$의 높은 수온과 1000 Cells/ml 이상의 높은 밀도를 보였다.

• 한국물환경학회지
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• 제38권1호
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• pp.19-30
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• 2022

Climate change has increased the average air temperature. Rising air temperature are absorbed by water bodies, leading to increasing water temperature. Increased water temperature will cause eutrophication and excess algal growth, which will reduce water quality. In this study, long-term trends of air and water temperatures in the Han-river basin over the period of 1997-2020 were discussed to assess the impacts of climate change. Future (~2100s) levels of air temperature were predicted based on the climate change scenarios (Representative concentration pathway (RCP) 2.6, 4.5, 6.0, and 8.5). The results showed that air and water temperatures rose at an average rate of 0.027℃ year^-1 and 0.038℃ year^-1 respectively, over the past 24 years (1997 to 2020). Future air temperatures under RCP 2.6, 4.5, 6.0, and 8.5 increased up to 0.32℃ 1.18℃, 2.14℃, and 3.51℃, respectively. An increasing water temperature could dissolve more minerals from the surrounding rock and will therefore have a higher electrical conductivity. It is the opposite when considering a gas, such as oxygen, dissolved in the water. Water temperature also governs the kinds of organisms that can live in rivers and lakes. Fish, insects, zooplankton, phytoplankton, and other aquatic species all have a preferred temperature range. As temperatures get too far above or below this preferred range, the number of individuals of the species decreases until finally there are none. Therefore, changes of water temperature that are induced by climate change have important implications on water supplies, water quality, and aquatic ecosystems of a watershed.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.459-468
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• 2022

천수만과 태안해역의 제한영양염을 평가하기 위해 장기자료 분석과 생물검정실험을 진행하였다. 우선 잠재적인 제한영양염을 평가하기 위해 국가수질측정망에서 제공되는 2004~2016년 동안의 장기 영양염 자료를 이용하였다. 장기자료의 DIN/DIP를 분석한 결과 대부분 16이하로 N 제한이 우세하였지만 N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서는 하계와 추계에는 N 제한이 우세하였고, 동계와 춘계에는 해역에 따라 일부 Si 제한을 보이거나 또는 제한이 나타나지 않았다. 생물검정실험 시 채집된 현장수의 영양염 분석결과, DIN/DIP는 3월과 5월에 모든 정점에서 P 제한을 나타냈고, 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서 3월과 5월은 P와 Si 제한을 보이거나 제한영양염이 나타나지 않은 정점이 존재하였으나 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. 실질적인 제한영양염을 평가하기 위해 수행된 생물검정실험 결과 3월에는 특정 제한영양염이 나타나지 않았으나, 5월, 7월 10월에는 NH₄⁺와 NO₃^-가 반응을 보임으로서 이 시기에는 N이 식물플랑크톤 성장에 직접 관여하는 실질적인 제한영양염임을 확인하였다.

• 생태와환경
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• 제34권1호통권93호
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• pp.20-29
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• 2001

순수 배양한 남조류 3종 (Microcystis aeruginosa, Anabaena flos-aquae, Oscillatoria agardhii)을 대상으로 식물플랑크톤에 의한 체외배출 용존유기탄소(extracelluar dissolved organic carbon:EOC)의 배출양상, 화학적성분, 자외선흡광 특성을 연구하였다. EOC의 화학적성분은 XAD-8, 양이온, 음이온수지를 이용하여 소수성 산 (hydrophobic acids; AHSs), 소수성 중성 (hydrophobic neutrals: HoNs), 친수성 산 (hydrophilic acids; HiAs), 친수성 염기 (hydrophilic bases; HiBs), 그리고 친수성 중성 (hydrophilic neutrals; HiNs)으로 분류하였다. 3종의 남조류로부터 배출된 EOC의양과 화학적조성은 종마다 상이하였고, 조류의 성장단계에 따라서도 다르게 나타났다. HiAs성분은 남조류가 배출한 EOC의 가장 많은 부분(25${\sim}$92%)을 차지했고, 정체기로 갈수록 HiAs성분이 차지하는 비율이 감소하였다. 반면, HiBs와 HiNs 성분은 정체기로 진행될수록 비율이 증가하였다. 특히 HiNs성분은 성장초기에는 거의 배출되지 않다가 정체기에서는 전체 EOC의 상당한 부분을 차지하였다 (M. aeruginosa: 44%, A. flos-aquae: 28%). AHSs성분은 M. aeruginosa에서 0.2${\sim}$2.5%로 매우 작았지만, A. flos-aquae(8.7${\sim}$16%)와 O. agardhii (7.5${\sim}$16%)에서는 상당한 부분을 차지했다. 그러나 AHSs의 배출은 M. aeruginosa와 O. agardhii에서 성장이 진행될수록 증가한 반면, A. flos-aquae에서는 반대의 경향을 보였다. 남조류에 의해 배출된 EOC의 자외선흡광 특성도 종에 따라 상이한 결과를 보였다. 본 연구의 결과는 남조류의 종과 성장단계에 따라 배출되는 용존유기물의 특성이 다르다는 것을 시사한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권2호
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• pp.212-219
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• 2016

동해 남서해역과 같이 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN)가 제한된 환경에서 우점 규조류 Chaetoceros debilis와 Leptocylindrus danicus의 용존 유기 질소(dissolved organic nitrogen; DON)의 이용성을 정량적으로 평가하였다. 질소원으로 DIN은 질산염과 암모늄, DON은 동해에서 중요한 비율을 차지하는 글리신(glycine)과 요소(urea)에 관하여 각각 평가하였다. Monod 식으로부터 유도한 C. debilis의 최대생장속도(${\mu}_{max}$)와 반포화상수(Ks)는 질산염에서 $1.50day^{-1}$와 $1.62{\mu}M$, 암모늄에서 $1.13day^{-1}$와 $6.97{\mu}M$, 글리신 $1.46day^{-1}$와 $3.36{\mu}M$, 요소 $0.93day^{-1}$와 $0.55{\mu}M$으로 나타났다. 또한 L. danicus는 질산염에서 $1.55day^{-1}$와 $5.21{\mu}M$, 암모늄에서 $1.57day^{-1}$와 $4.57{\mu}M$, 글리신 $1.47day^{-1}$와 $3.80{\mu}M$, 요소 $1.42day^{-1}$와 $1.94{\mu}M$이었다. 두 종 모두 요소에서 용존 무기 질소보다 상대적으로 높은 친화성이 확인되었으며, 이러한 높은 친화성은 DIN 제한된 상태에서 C. debilis와 L. danicus이 생장을 유지하기 위해 요소를 이용할 것으로 판단되어진다. 따라서 동해 남서해역과 같이 DIN이 제한된 해역의 경우, DON의 효율적인 이용이 식물플랑크톤의 우점화 전략에서 중요한 요인 중 하나로 생각된다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권4호
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• pp.339-344
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• 2000

축산폐수를 처리하는 연못시스템의 1차연못 처리수(평균 $BOD_5\;49.1mg{\cdot}L^{-1}$, $T-N\;48.6\;mg{\cdot}L^{-1}$)를 1주에 2 - 3회 실험양어지에 공급하여 잉어의 성장을 조사하였다. 처리수 공급유량과 실험양어지의 유량이 1:4가 유지되도록 공급하였으며, 실험양어지의 평균 $BOD_5$는 $15\;-\;20\;mg{\cdot}L^{-1}$였다. 양어지에 수용한 잉어의 평균 체중은 8월에 204.2 g에서 9월과 10월에 210.4 g와 219.3 g로 각각 늘었으며 60일간 사육에서 생잔율이 82%였다. 운반 및 조사시 잉어에 주는 스트레스를 감안하면 양어지의 수질과 환경은 잉어 성장에 나쁘지 않았다고 여겨진다. 8월부터 10월 사이의 다소 낮은 성장률은 양어지의 물을 빼내고 잉어를 잡아 체중과 체장을 측정하는 과정이 잉어에 스트레스를 준데 원인이 있다고 사료된다. 월동 후인 이듬해 4월에 잉어의 평균 체중은 205.3g로 감소하였으며 전년도 10월과 비교하여 생잔율은 83%였다. 일반적으로 잉어는 월동 후에 체중이 약 10 - 20% 감소하는 경향이 있다. 양어지 실험결과 양어지의 평균 $BOD_5$가 $15\;-\;20\;mg{\cdot}L^{-1}$로 유지되면 용존산소결핍으로 잉어가 일시에 죽는 현상은 일어나지 않음을 알 수 있었다. 평균 $BOD_5$와 T-N이 각각 27.9, $30.8\;mg{\cdot}L^{-1}$인 2차연못에 체중 약 100g 정도의 잉어 10마리를 8월에 넣어 보았으나 1주일 이내에 모두 죽었다. 새벽 무렵의 급격한 용존산소결핍 현상에 원인이 있다고 사료된다. 연못시스템의 3차연못에 잉어를 직접 털어 성장을 분석하였다. 3차연못의 평균 $BOD_5$와 T-N은 각각 $19.8\;mg{\cdot}L^{-1}$, $21.0\;mg{\cdot}L^{-1}$였다. 3차연못은 2차연못에서 발생한 조류(algae)가 죽어 연못바닥으로 침전되는 마무리연못(maturation pond)으로 연못전체가 호기성을 유지하고 있었다. 3차연못에 8월에 넣은 잉어의 평균체중은 107.5g였으며 2개월 후에 165.2g으로 증가하였다. 사육 1년 후의 평균체중은 478.2g으로 약 3배 증가했으며, 1년 후의 잉어 생잔율도 86%로 높게 나타났다. 월동을 했다는 것을 고려한다면 매우 좋은 성장이다. 생잔율이 높게 나타난 원인은 측정 횟수가 적어 측정에 따른 스트레스가 적었다는 점과 3차연못의 환경조건 (수질, 먹이 등)이 잉어사육에 적합했다고 사료된다. 사료공급 없이 하${\cdot}$폐수를 재활용하는 세계 여러나라의 잉어 생산량은 약 $18\;-\;l37g{\cdot}m^{-2}year^{-1}$이다. 3차연못 잉어생산량은 $125\;g{\cdot}m^{-2}year^{-1}$로 아주 양호한 생산량이다. 산업폐수가 유입되지 않은 생활하수나 축산폐수의 처리수를 이용한 양어의 고기는 생체실험결과 인체에 해가 없다고 규명되어 왔다.$^{15,16),17)$ 축산폐수를 자연생태적으로 처리하는 연못시스템의 연못에서 잉어를 사육할 경우 연못의 수질이 2차처리수준인 $BOD_5\;20\;mg{\cdot}L^{-1}$ 정도를 유지하는 것이 적절하다고 사료된다. 연못시스템은 축산지수를 효율적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 양어의 수확으로 축산농가의 소득증대에도 기여할 수 있다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.121-129
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• 2007

본 연구는 부영양 저수지에서 남조류의 발달과 천이에 영향을 미치는 요인들과 그 결과를 평가하기 위하여, 2003년 3월부터 2004년 2월까지 현장 조사를 통하여 남조류 종조성과 밀도변화, 침전특성, 퇴적물 특성을 분석하였다. 또한 인, 수온, 광도를 달리한 조건에서의 남조류 성장률을 비교하였다. 식물플랑크톤은 봄철(3${\sim}$4월)에 규조류와 편모조류가 우점한 시기를 제외하고는 연중 남조류가 우점하였고, 7월과 11월에 높은 밀도 증가가 관찰되었다. 남조류 우점기간 중 5월에는 Oscillatoria spp., 6월에는 Aphanizomenon sp.이 우점하였고, 7월부터 11월까지는 Microcystis spp.가 우점종으로 나타났다. Oscillatoria spp.가 우점하고 침강율이 높았던 5월에는 수온, 광도 그리고 TN/TP비가 높았던 반면, Microcystis spp.가 우점한 7월부터 11월까지의 TN/TP비는 상대적으로 낮은 범위 (평균 27)를 보였다. 침강속도는 규조류가 우점한 3월 가장 높았고, 남조류의 우점종 기간 중에서는 5월과 10월이 다른 시기와 비교할 때 빨랐다. 퇴적물의 C/N비는 $6{\sim}8$의 범위였고, 간극수내 무기인의 농도는 심층에 산소농도가 희박(<2mg $O_2$ $L^{-1}$)하였던 시기에 감소하였다. 남조류의 성장률은 영양염 농도와 수온에 크게 의존하였고, 특히 높은 인 농도는 낮은 수온에서도 남조류가 발달하는 원인으로 나타났다. 본 연구의 결과는, 인이 충분하게 공급되는 국내의 많은 소형 부영양 저수지에서 연중 남조류의 발달과 지속가능성을 시사하며, 수질개선과 조류제어를 위해 인의 저감(특히, 퇴적층 관리)을 매우 중요하게 고려해야 함을 강조한다.

• KSBB Journal
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• 제29권4호
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• pp.285-296
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• 2014

Although the problems of the algal blooms have been world-widely observed in freshwater, estuary, and marine throughout the year, it is not yet certain what are the basic causes of such blooms. Consequently, it is very difficult to predict when and where algal blooms occur. The constituents of the Asian dust are in a good agreement with the elements required for the algal growth, which suggests some possible relationship between the algal blooms and the Asian dust. There have been frequently algal blooms in drinking water from rivers or lakes. However, there is no any algal blooms in upwelling waters where the Asian dust cannot penetrate into the soil due to its relatively weak settling velocity (size of particles, $4.5{\pm}1.5{\mu}m$), which implies the possible close relationship of the Asian dust with algal blooms. The present initiative study is thus intended firstly in Korea to illustrate such a relationship by reviewing typical previous studies along with 12 years of weekly iron profiles (2001~2012) and two slant culture experiments with the dissolved Asian dust. The result showed bacterial suspected colonies in the slant culture experiment that are qualitatively in a good agreement with the recent Japanese studies. Since the diatoms require cheap energy (8%) compared to other phytoplankton (100%) to synthesize their cell walls by silicate, the present results can be used to predict algal blooms by diatoms if the concentrations of iron and silicate are available during spring and fall. It can be postulated that the algal blooms occur only if the environmental factors such as light, nutrients, calm water surface layer, temperature, and pH are simultaneously satisfied with the requirements of the micronutrients of mineral ions supplied by the Asian dust as enzymatic cofactors for the rapid bio-synthesis of the macromolecules during algal blooms. Simple eco-friendly methods to regulate the algal blooms are suggested for the initial stage of blooming with limited area: 1) to cover up the water surface with black curtain and inhibit photosynthesis during the day time, 2) to blow air (20.9%) or pure oxygen into the bottom of the water and inhibit rubisco for carbon uptake and nitrate reductase for nitrogen uptake activities in algal growth during the night, 3) to eliminate the resting spores or cysts by suction of bottom sediments as deep as 5 cm to prevent the next year germinations.

• 생태와환경
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• 제45권2호
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• pp.174-189
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• 2012

본 연구는 인공호의 영양 단계에 따른 피라미 개체군의 전장-체중 관계 및 비만도 지수 (K)의 차이를 알아보기 위해 2008년~2010년까지 부안호, 양양호, 진양호, 금풍지, 예당지 및 마산지 등의 6개 인공호를 대상으로 실시하였으며, 광범위한 분포 특성과 섭식 특성을 보이는 피라미(Zacco platypus)를 본 연구의 대상 어종으로 선정하였다. 총인 (TP)과 엽록소-a (Chl-a)를 이용한 영양상태지수(TSI) 분석 결과 양양호와 부안호는 빈영양(30~40), 진양호와 금풍지는 중영양 (40~50), 예당지와 마산지는 부영양 (50~70)상태로 나타났다. 6개 호수에서 총 47종 26,226개체의 어류가 채집되었으며, 빈영양호 (양양호, 부안호)에서는 민감종이 우세한 현상을 보였다. 한편, 중영양호 (진양호, 금풍지)와 부영양호 (예당지, 마산지)에서는 내성종이 우세한 것으로 분석되어 호수의 영양 상태에 따라 우세종의 내성특성에 차이를 보이는 것으로 나타났다. 전장-체중 관계 분석 결과에 따르면, 회귀계수 b값은 중 영양호(3.07~3.17)와 부영양호(3.15~3.21)에 비해 빈영양호 (2.77~2.79)에서 낮은 값을 보였다. 이러한 결과는 호수의 영양상태가 피라미 개체군의 성장도에 영향을 주는 것으로 사료된다. 전장에 따른 비만도 지수 (K) 관계 분석 결과 중영양호와 부영양호에서는 양의 기울기를 보인 반면, 빈영양호에서는 음의 기울기를 나타내 호수의 영양상태에 따라 차이를 보였다. TSI (TP), TSI (Chl-a)와 회귀계수 b값의 상관관계를 분석한 결과 b=0.012*TSI (TP)+2.395 ($R^2$=0.797, p=0.017), b=0.013*TSI (Chl-a)+2.367 ($R^2$=0.822, p=0.013)으로 나타나 높은 상관관계를 보였다. 한편, 부영양화가 진행될수록, 비정상개체의 비율이 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 전장-체중 관계와 비만도 지수 분석에 의한 피라미 개체군의 성장도는 영양염류나 식물플랑크톤의 생체량과 같은 영양상태를 반영하는 것으로 사료되며, 과도한 부영양화는 수환경의 오염을 초래하여 피라미 개체군의 성장과 건강도에 부정적인 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권6호
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• pp.655-661
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• 2015

본 연구에서는 대표적인 HNS 중 하나인 질산($HNO_3$)의 유출사고가 해양생태계에 미치는 영향을 평가하고자, (1) 식물플랑크톤(Skeletonema costatum)을 이용한 성장저해시험, (2) 무척추 동물(Brachionus plicatilis, Monocorphium acherusicum), (3) 어류(Cyprinodon variegatus) 및 (4) 발광박테리아(Vibrio fischeri)를 이용한 급 만성 독성시험을 질산의 유출로 인한 (1) pH 변화와 사고 후 질산에서 해리된 (2) 질산염($NO_3{^-}$) 농도의 변화에 대해 각각 수행하였다. $HNO_3$를 이용한 pH 변화에 대한 독성시험 결과, M. acherusicum이 무영향농도(NOEC), 최저관찰영향농도(LOEC) 및 반수영향농도($72h-EC_{50}$) 값이 각각 pH 7(0.3 mM), pH 5(1.1 mM) 및 pH 5.2(1.4 mM)로 가장 민감한 영향이 나타났다. $NO_3{^-}$에 대한 독성시험의 결과, B. plicatilis의 만성독성시험(개체군 성장률시험)결과, NOEC, LOEC 및 $96h-EC_{50}$ 값이 각각 5.9 mM, 11.8 mM 및 32.6 mM로 가장 민감한 영향이 나타났다. 결론적으로 질산 유출사고로 인한 해양생물의 독성영향은 pH의 경우, 선박의 최단 인접지역을 제외하면 그 영향은 극히 미미할 것으로 판단되며 질산염의 경우, 해양생물의 생존 및 번식에 직접적으로 영향을 미칠 수 있을 정도의 농도는 일반적인 사고해역에 현실적으로 존재 할 수 없는 농도로 판단된다.