• 제목/요약/키워드: Sediment oxygen demand

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남해안 주요 하구 갯벌 퇴적물의 탈질소화를 통한 질소 영양염 제거 (Nitrogen Removal Via Sediment Denitrification and Its Seasonal Variations in Major Estuaries of South Coast of Korean Peninsula)

  • 허낙원;이지영;최재웅;안순모
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제16권2호
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    • pp.81-96
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    • 2011
  • 남해안의 주요 하구 4곳(순천만, 섬진강, 고성천, 마산만)과 서해안의 태안 근소만 갯벌에서 2009년 3월부터 2010년 5월까지 유기물 정화능력을 파악할 수 있는 퇴적물 산소요구량(Sediment Oxygen Demand; SOD)과 탈질소화(Denitrification)를 측정하였다. 퇴적물 산소요구량은 퇴적물 배양 중 시간당 용존산소감소율로 부터 추정되었으며, 탈질소화 측정에는 질소 안정동위원소를 추적자로 이용하는 isotope paring technique이 사용되었다. 조사지역의 퇴적물 산소요구량과 탈질소화율은 각각 -5.1~24.6 mmole $O_2m^{-2}d^{-1}$와 0.0~3.9 mmole $N_2m^{-2}d^{-1}$의 범위를 보였다. 퇴적물 산소요구량이 가장 높은 곳은 마산만(평균 = 10.2(범위 =-2.2~19.2 mmole $O_2m^{-2}d^{-1}$)이었으며, 순천만, 고성, 태안, 섬진강 순으로 나타났다. 탈질소화율도 마산만(평균 = 1.0(범위 =0.0~3.9) mmole $N_2 m^{-2}d^{-1}$이 가장 높았으며, 고성, 섬진강, 순천만, 태안 순으로 나타났다. 태안, 섬진강, 마산 지역에서는 계절적으로 저서미세조류에 의한 광합성이 탈질소화에 뚜렷한 영향을 미쳤는데 광합성 동안 생성된 산소는 혐기성과정인 탈질소화를 저해하기 보다는 질산화를 원활하게 하여, 질산화-탈질소화 연계과정을 촉진시켰다. 남해안 허구에서 탈질소화의 계절변화 유형(봄철 최대 유형과 여름철 최대 유형)의 지역적 차이는 탈질소화에 사용되는 두 질산원($D_w$; 강을 통해 공급된 질산과 $D_n$; 질산화-탈질소화 연계과정에 의해 생성된 질산)의 상대적 중요성에 따라 결정되었다. 즉 봄철에 탈질소화가 높게 나타난 순천만, 고성, 마산은 여름철에 비해 봄철 수층 질산염이 풍부하였고, 이를 통해 $D_w$가 증가되었다. 태안과 섬진강 지역이 여름철에 탈질소화 최대값을 보인 이유는 수층의 질산염이 고갈되지 않은 상태에서 여름철 수온의 증가로 $D_w$가 증가하였고, 이와 더불어, 산소고갈이 나타나지 않아 질산화에 좋은 환경이 조성되었으며, 결과적으로 $D_n$이 증가되었기 때문이다.

남해연안 패류양식장의 부영양화 특성 (Eutrophication Characteristics in the Shellfish Farms, the Southern Coastal Sea of Korea)

  • 이찬원;권영택;부민호;권혁보;양기섭
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.24-33
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    • 2000
  • 우리나라 남해연안의 해양수산자원과 경관은 생태학적인 관점에서뿐만 아니라 경제적으로도 매우 중요하다. 밀식 등 과다한 양식과 하ㆍ폐수의 유입으로 이 해역의 부영양화 현상은 더욱 심각하게 되었다. 본 연구는 1998년부터 1999년까지 여름과 겨울로 구분하여 채취한 해수와 퇴적물의 분석결과로부터 남해연안의 부영양화 상태를 파악하였고, 퇴적물 오염정도, 퇴적물로부터 의 영양염류 용출과 산소소비량을 측정하였다. 또한 양식장 자가오염의 주원인중의 하나인 양식장의 부착생물에 의한 배설물량을 측정하였다. 양식장의 해수의 영양염류 농도는 일반해양보다 대체적으로 높게 나타났다. 양식장에서 채취된 여름의 퇴적물 중 COD와 총인의 농도가 겨울의 퇴적물보다 높은 경향을 보여주었다. 우리나라 남해연안의 패류양식장 퇴적물은 부영양화 물질과 저산소층 수괴의 주요 오염원으로 작용하고 있음을 알 수 있었다.

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서식환경에 따른 피조개 Scapharca broughtonii의 성장과 글리코겐 및 헤모글로빈량의 변화 (Effect of Environmental Factors on the Growth, Glycogen and Hemoglobin Content of Cultured Arkshell, Scapharca broughtonii)

  • 박미선;임현정;김평중
    • 한국수산과학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.176-185
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    • 1998
  • 서식 환경 조사 결과 수온은 1992년에는 웅촌이, 1993 년에는 송도가 높았으며, 염분은 1992년 1월에서 5월을 제외하고는 송도 양식장이 더 높았다. 부유물질과 chlorophyll a 함량 및 저질내 COD는 송도가 높았고, DO, DIP, DIN 및 저질내 총황화물은 웅촌이 높았다. 피조개의 성장과 생리 상태를 분석한 결과, 성장, 연체부지수, 체내 글리코겐 함량과 헤모글로빈 함량 모두 송도의 피조개가 높은 수치를 나타내었다. 또한 송도의 피조개가 생식소 발달도 빨랐다. 본 시험에서 피조개 성장과 생리상태에 영향을 미치는 가장 큰 환경 요인은 먹이생물의 양과 저질의 총황화물량으로 추정되었다.

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팔당호 수질의 미생물학 및 화학적 분석 (Microbiological and Chemical Analyses of Paldang Lake Water)

  • 김상진
    • 미생물학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.85-92
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    • 1993
  • 팔당호의 부영양화 진행과 오염특징을 관찰하기 위해 1986년 7월 부터 1987년 6월까지 팔당호수질의 미생물학적 화학적 분석을 실시하였다. 팔당호 수질의 투명도와 엽록소-a 의 양은 각각 0.5~3 m, 3~17 ${\mu}gI^{-1}$ 의 분포를 보였고 용존산소 및 생화학적 산소요구량은 각각 7~12 ppm, 약 0.5~2.3 ppm 사이에서 변화를 나타냈다. 팔당호 종속영양세균의 계절적 분포는 수층의 경우 $3.0{\times}10^{3}-5.0{\times}10^{5}/ml$, 최적토의 경우 $2{\times}10^{6}-1{\times}10^{8}/g$ dry sediment 의 범위를 나타냈다. 수리학적 체류시간이 약 5일 정도로 매우 짧은 팔당호의 경우 물의 유동과 상류수 수질이 호소내수질은 결정짓는 중요한 요인 중 하나로 사료된다. 호소수질 영양상태 기준에 의하면 팔당호의 수질은 중영양 상태에서 부영양 상태입을 나타내었다. 또한 대장균 분포 결과는 이와 같은 팔당호의 오염이 주변 지역의 인간 활동에 기인되로 있다는 것을 시사하고 있으며 이에 대한 향후 대책이 요구된다.

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피조개(Scapharca broughtonii Schrenck) 양식시 살포시기와 환경 특성의 영향 (The Effects of the Spat Planting Time and Environmental Factors in the Arkshell, Scapharca broughtonii Schrenck Culture)

  • 김정배;이상용;정춘구;정창수;손상규
    • 한국양식학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.31-40
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    • 2007
  • 가막만, 여자만과 사량도에서 피조개(Scapharca broughtonii) 치패의 살포시기와 양식장 환경에 따른 피조개의 성장과 생존율 감소 요인을 파악하였다. 피조개는 여자만과 가막만에서는 2004년 11월에 인공산 치패를 바닥식으로 살포하였으며, 사량도에서는 2005년 3월초에 중국산과 국내산 치패를 바닥식으로 살포하였다. 살포된 피조개의 치패는 2005년 3월부터 12월까지 매월 성장과 생존율을 측정하였으며, 양식장의 수질(수온, 염분, DO, 영양염, Chl. a)과 퇴적물(산소투과 깊이, 미세산소 분포, 강열감량과 COD) 환경을 조사하였다. 조사기간 동안 피조개의 누적 생존비는 가막만에서 가장 높았으며, 여자만에서는 대부분 폐사하였다. 피조개 개체의 성장은 여자만과 가막만에서 5월에 가장 빠른 것으로 나타났으며, 사량도에서는 국내산이 중국산보다 빠른 성장을 보였다. 여자만에서 피조개의 높은 폐사(>65%)는 하계의 수온 상승, 저염분 수괴의 유입과 퇴적물의 낮은 DO 농도가 영향을 미치는 것으로 나타났다. 계절에 따른 가막만과 사량도에서 피조개의 생존비는 영양염과 퇴적물의 COD 농도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 피조개의 성장과 폐사는 양식장 환경과 살포시기에 따라 차이를 보였다.

전남 남부 도서갯벌 퇴적물의 유기물 및 미량금속 오염 평가 (Evaluation of Organic Matter and Trace Metal Contaminations of Intertidal Sediments from Coastal Islands in the Southern Region of Jeollanam Province)

  • 황동운;김평중
    • 한국수산과학회지
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    • 제46권5호
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    • pp.626-637
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    • 2013
  • We measured the grain size, ignition loss (IL), chemical oxygen demand (COD), acid volatile sulfide (AVS) and trace metals (Al, Fe, Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Mn, Hg, and As) of intertidal surface sediment collected from 11 islands (62 stations) in the southern region of Jeollanam Province. The objective of this research was to evaluate the organic matter and trace metals contaminations of sediments from coastal island tidal flats. Surface sediment texture was characterized as follows: mud, sandy silt, muddy sand, and slightly gravelly sand facies. The finer sediments are mainly dominated in the northern part of each island. The concentrations of IL, COD, AVS and some trace metals (Al, Fe, Zn, Cr, Cu, and Hg) were higher in the northwestern part of Wan Island and the area between Gogeum and Sinji Islands, and were associated with relatively finer sediment, as compared to other locations. The concentrations of Mn, Pb, Cd, and As were higher in the northwestern and southeastern parts of Geoguem and Pyungil Islands, but were not correlated with mean grain size. Based on sediment quality guidelines (SQGs), the concentrations of trace metals were lower than the values of effect range low (ERL), used in United States, and threshold effects level (TEL), used in Korea, with exception of As. Similarly, the intertidal sediments were moderately contaminated with As, based on the the enrichment factor (EF) and the geoaccumulation index ($I_{geo}$). The high concentration of As in intertidal sediments from this study region may be due to the input of naturally or artificially contaminated submarine groundwater, contaminated waste from seaweed aquaculture operations and/or land-based seaweed processing facilities. Further studies are needed to identify the sources of As in this study region, and to determine the effects of As contamination on coastal ecosystem.

압해도 조간대 표층퇴적물의 유기물 및 금속원소 오염도 평가 (Assessment of the Pollution Levels of Organic Matter and Metallic Elements in the Intertidal Surface Sediments of Aphae Island)

  • 황동운;박성은;김평중;고병설;최희구
    • 한국수산과학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.759-771
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    • 2011
  • We evaluated the pollution levels of organic matter and metallic element (Fe, Cu, Pb, Zn, Cd, Ni, Cr, Mn, As, and Hg) in the intertidal surface sediments of Aphae Island using several sediment quality guidelines (SQGs) and assessment techniques for sediment pollution. Based on the textural composition of sediment, the surface sediments were classified into two main sedimentary facies: slightly gravelly mud and silt. The concentrations of chemical oxygen demand (COD) and acid volatile sulfide (AVS) in the sediments ranged from 4.6-9.9 (mean $7.4{\pm}1.1$) $mgO_2/g{\cdot}dry$ and from ND-0.53 (mean $0.04{\pm}0.10$) mgS/$g{\cdot}dry$, respectively. These values were considerably lower than those reported from a farming area in a semi-enclosed bay of Korea and for SQGs in Japan. The metallic element concentrations in the sediments varied widely with the mean grain size and organic matter content, implying that the concentrations of metallic elements are influenced mainly by secondary factors, such as bioturbation, the resuspension of sediment, and anthropogenic input. The overall results for the comparison with SQGs, enrichment factor (EF), and geoaccumulation index ($I_{geo}$) indicate that the surface sediments are slightly polluted by Cr and Ni, and moderately polluted by As. Our results suggest that the intertidal surface sediments of Aphae Island are not polluted by organic matter or metallic elements and the benthic conditions are suitable for healthy organisms.

개불, Urechis unicinctus 치충을 이용한 저질 개선 효과 (Modification of Chemical Characteristics of Organically Enriched Sediment by Urechis unicinctus Juveniles)

  • 강경호;장종윤;김재민
    • 한국양식학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.159-164
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    • 2003
  • Effect of the benthic echiurid Urechis unicinctus juveniles on the chemical characteristics of organically enriched sediment, as well as the individual survival rate and growth in various sediments, was investigated in this study to ascertain the effectiveness of U. unicinctus in the bioremediation of organically polluted sediment. The content of acid volatile sulfide (AVS) in the sediment of three coastal areas was 0.4±0.1 mg/gㆍdry sediment in Seonso, 0.1±0.01 mg/gㆍdry sediment in Myo-do, 0.02±0.01 mg/gㆍdry sediment in Dolsan-do, respectively. 500 juveniles with average body length of 1.2±0.3 mm were bred in these sediments. After 30 days, the AVS content of three places decreased to 0.29±0.3, 0.08±0.01 and 0.0l±0.01 mg/gㆍdry. After 60 days, the content was 0.23±0.03, 0.0l±0.01, 0.0l±0.01 mg/gㆍdry. The AVS content in the control (sediment from Seonso without juveniles) was 0.39±0.75 mg/gㆍdry sediment (after 30 days) and 0.45±0.01 mg/gㆍdry sediment (after 60 days). At the same time, the chemical oxygen demand (COD) and total ingition loss (TIL) of these sediments showed the same trend with that of AVS. Furthermore, 60 days later, the survival rate and growth of juveniles were 71.2%, 11.1±l.0 mm in Seonso, 89.8%, 12.0±1.3 mm in Myo-do and 81.6%, 11.9±1.9 mm in Dolsan-do. It was suggested that U. unicinctus can survive better in less polluted environment. Under different U. unicinctus juvenile density (100, 300, 500, 700, 900 individuals), after 60 days cultivation, the AVS content decreased from 0.4±0.1, 0.4±0.1, 0.4±0.3, 0.4±0.3, 0.4±0.3 mg/gㆍdry to 0.4±0.2, 0.3±0.2, 0.2±0.1, 0.2±0.1, 0.2±0.1 mg/gㆍdry. Therefore, the higher the density of juveniles, the greater the effect in improving the sediment. In comparison to different initial AVS concentration (0.40±0.01, 0.35±0.01, [I can't find a reference to this number above], 0.29±0.02, [I can't find a reference to this number above], 0.18±0.03, [I can't find a reference to this number above], 0.06±0.02 mg/gㆍdry sediment [I can't find a reference to this number above] and the control 0.0±0.0[I can't find a reference to this number above]), after 30 days cultivation with 500 juveniles, the AVS content was 0.29±0.03, 0.19±0.0, 0.15±0.01, 0.12±0.02, 0.05±0.0mg/gㆍdry and 0(control). After 60 days cultivation, the content was 0.23±0.03, 0.12±0.4, 0.10±0.01, 0.18±0.03, 0.06±0.02 mg/gㆍdry and 0 (control). Use % decrease in AVS content to state: The impact of U. unicinctus on the sediments was greater with higher concentrations of AVS. The results of this study indicate that U. unicinctus is effective in the biological treatment of sediments polluted by AVS and other organics.

팔당호 수체에서 산소의 생성과 소모 (The Oxygen Production and Consumption in Lake Paldang)

  • 홍선희;석정현;김동주;박경미;전선옥;안태석
    • 생태와환경
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    • 제33권4호통권92호
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    • pp.374-379
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    • 2000
  • 팔당호에서 유기물의 동태를 파악하기 위하여 용존 유기물과 sediment trap으로 채집한 유기물 그리고, ultrafiltration으로 농축한 고분자 유기물의 산소 소모량을 측정하였고, 엽록소 a 농도, 총인과 총질소를 측정하였다. 엽록소 a 농도는 4월 0m 수심에서 57.7 mg/m$^{3}$으로 가장 높은 값이었고, 다른 계절에는 5.5${\sim}$14.2 mg/m$^{3}$으로 나타났다. 수심 5m와 20 m에 설치한 sediment trap으로 채집한 시료의 엽록소 a 농도는 5월에 각각 2779.5, 9044.8 mg/m$^{3}$으로 다른 계절보다 6배 이상 높은 값이었고, 물 시료와 비교하면 49배 이상의 높은 농도였다. 물시료의 산소소모율은 0.4${\sim}$0.5 mg O$_{2}{\cdot}$l$^{-1}{\cdot}$day$^{-1}$로 수심별, 계절별로 큰 차이를 나타내지 않았다. 또, 고분자 유기물의 경우에는 0.01${\sim}$0.04 mg O$_{2}{\cdot}$l$^{-1}{\cdot}$day$^{-1}$의 값으로 고분자 유기물은 산소를 거의 소모하지 못하는 것으로 나타났다. 수심 5m에 설치된 sediment trap으로 채집한 시료에서 산소소모율은 0.48${\sim}$0.69 mg O$_{2}{\cdot}$l$^{-1}{cdot}$day$^{-1}$이었고, 20 m 수심에서 채집된 시료에서는 0.88${\sim}$1.04 mg O$_{2}{\cdot}$l$^{-1}{\cdot}$day$^{-1}$이였다. 수심에 따른 유기물의 변화를 보면, 5m에서 채집된 유기물의 엽록소 a 농도는 20 m에서 회수된 유기물의 30% 정도이나, 산소소모율은 70% 수준이다. 이러한 결과에서 팔당호에서는 표층에서 식물플랑크톤에 의하여 생성된 유기물 중 저분자 유기물은 쉽게 산소를 소모하여 분해되지만, 고분자 유기물은 그대로 저층에 쌓여, 저질토의 산소 소모율에 영향을 주고 있음을 확인하였다.

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Abundance of Polychaetes in Lake Shihwa, Korea

  • Lee, Jong-Hyeon;Koh, Chul-Hwan
    • Journal of the korean society of oceanography
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    • 제34권2호
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    • pp.122-131
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    • 1999
  • This study examined the relationship between the sediment pollution and the occurrence of polychaetes in a heavily polluted saltwater lake, Lake Shihwa on the west coast of Korea, separated from the sea by a dike in 1994. The species composition of polychaete assemblage was compared with that found off the lake in Kyeonggi Bay. Environmental variables investigated both in and off the lake were the grain size distribution, chemical oxygen demand(COD) and metal concentrations (Al, Fe, Mn, V, Co, As, Pb, Cr and Cu) in the sediment. We sampled sediments at 10 stations in the lake and 25 stations in Kyeonggi Bay using a modified van Veen grab. The levels of COD, chromium, and copper in sediments were much higher in Lake Shihwa than in Kyeonggi Bay. Differences in the species composition were found along the pollution gradient. An azoic zone was observed in the most heavily polluted area at the upper reach of the lake and the Polydora ligni zone in the center of the lake. Bottom fauna were diverse in Kyeonggi Bay; however, Heteromastus filiformis predominated in the organically enriched sediment. The density of dominant species differed along the pollution gradient. The highest density or H. filiformis was round at the COD level or around 5.8 mg/g. The COD level in the sediment where P. ligni predominated was tow-fold higher than that where H. filiformis occurred in large numbers. The chromium and copper contents at which P. ligni showed a maximum abundance were 120 mg/kg and 127 mg/kg, respectively. The density of H. filiformis was highest at concentrations of 56 mg/kg chromium and 13 mg/kg copper.

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