• 한국해안해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.262-267
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• 2006

연안해역의 COD 항목 농도관리를 위해서는 유역 COD 오염부하량 조사 추정이 필요하나 현재 유역에서의 발생 오염부하량 추정식이 BOD 기준으로 제시되어 있는 실정이다. 해역 오염총량관리를 수행하기 위한 COD 오염부하량 추정식 개발은 많은 관측 및 시간이 소요될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 시화호 및 인천 연안유역의 하천 및 공단배수 COD 농도, BOD 농도 비율 변화분석을 수행하였으며, 분석결과를 이용하여 COD 오염부하량 추정기법을 제시하였다. COD 오염부하량 추정은 기존의 BOD 오염부하량 원단위를 이용하여 추정한 방법에 환산계수를 곱하는 방법으로, 환산계수는 평균 + [$1{\sim}3$ 범위의 안전계수] ${\times}$표준편차로 계산할 수 있다. 본 연구결과에 의하면 시화호 및 인천연안의 COD 오염부하량 추정 환산계수는 안전계수 1, 2, 3인 경우 각각 1.7, 2.3, 2.9로 추정되었다.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제34권4호
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• pp.236-240
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• 1999

A preliminary study was carried out to find characteristics of microbial trophic relations in hypoxic waters of Lake Shihwa in May and August 1996. Abundances of bacteria, viruses, and heterotrophic nanoflagellates (HNF) and HNF grazing on bacteria were measured. Dissolved O$_2$ (DO) saturation ranged from 13 to 34% in the bottom waters, and % of DO saturation strongly correlated with salinity. Ratios of HNF-to-bacteria abundance (42-118${\times}$10$^{-5}$) and biomass (0.06-0.25), and ratios of virus-to-bacteria abundance (110-297) in the hypoxic water were similar to those found in the surface layer, indicating similar structures of microbial abundances and trophic functions in hypoxicand surface waters during the study period. In the hypoxic water, an energy flow from organic matter to bacteria to HNF might operate as equally as in oxic surface layer.

• 한국해양학회지:바다
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• 제2권2호
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• pp.53-68
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• 1997

인공적으로 조성된 시화호는 현재 부분적인 해수혼입을 제외하고는 해수의 순환이 차단된 폐쇄 환경을 이루고 있으며 끝막이 공사 후 6 m 이심에 갇혀있는 잔존 저층해수로 인하여 수직적으로 강력한 염분 의존형 밀도 성층에 의한 2층 구조(two-layered system)를 보이고있다. 이러한 물리적 조건에서 시화호 주변의 6개 주요 하천으로부터 유입되는 막대한 양의 유기물질 및 암모니아염은 시화호의 저산소 및 무산소 환경을 가속화시키고 있으며 이에 따라 시화호의 생지화학적 환경은 흑해(Black Sea)와 같이 전 계절을 통하여 6 m 부근 심도의 밀도경사면을 상하로 뚜렷한 산화와 환원 환경으로 나뉘어지고 있다. 본 연구는 이러한 인위적 환경에서 나타나는 여러 유, 무기 화합물과 원소의 생지화학적 분포특성과 종분화 그리고 과정에 대하여 산화-환원 경계면을 중심으로 다루고자 하였다. 연구 결과 용존산소는 유기물이 축적되어 있는 밀도 경계면 이심의 저층 잔존 해수층에서 고갈되어 있으며 이에 띠라 약 1억톤에 달하는 저층 해수수괴가 환원환경을 이루고있다. 질산염과 아질산염은 산화 환경인 저염의 표층에서 높게 나타났고 환원 환경인 고염의 저층에서는 급격히 감소하여 나타났다. 반면 암모니아염은 저층수괴에서 75에서 360 ${\mu}M$에 이르는 매우 높은 농도를 보이는데 이는 저층으로 침강 유입된 유지불의 혐기성 분해에 따른 ammonification이 주된 원인으로 보인다. 1996년 4월부터 8월까지 약 3억톤의 시화호 내 표층수가 연안으로 방류되고 상당량의 외해수 혼입에도 불구하고 시화호 내 저층수의 환원환경이 유지 또는 가속화되는 주된 원인은 저층의 잔존 해수수괴에 trap 된 침강 유기물의 산소 소비 속도와 제한적으로 공급되는 산소공급이 불균형을 이루고 있기 때문이다. 시화호의 수질 환경면에서 볼 때 현재와 같이 2층구조의 염분도의존형의 밀도 성층이 유지되는 한 사화호 수질의 개선 전망은 밝지 못한 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권2호
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• pp.76-83
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• 2017

본 연구에서는 시화호 유역 하천수의 일반수질 및 중금속의 변화 및 유출특성을 파악하기 위하여 시화호로 유입되는 하천수 중 일반수질 및 중금속의 분포 특성, 토지이용형태에 따른 농도비교 및 하천을 통한 유출부하량 조사를 실시하였다. 시화호 유역 하천을 토지이용형태에 따라 산업지역, 도심 및 농업지역으로 구분하여 일반수질 농도 비교를 실시하였을 때, 하천수 중 DO, SS, POC, $NO_3$와 Chl-a는 농업지역이 산업 및 도심지역에 비해 높은 농도를 보였으며 COD, DIN, $PO_4$, TN, TP, DOC와 TOC는 산업지역이 상대적으로 높은 농도를 보였다. 하천수 내 수질 및 중금속 분석항목에 따라 약간의 차이가 존재하지만, 3월~5월 조사시기에 상대적으로 농도가 높고 7월~8월에는 강우에 의한 영향으로 농도가 감소하는 결과를 보였다. 하천유량과 농도를 이용하여 계산된 일반수질의 유출부하량은 SS 1,172 kg/d, TN 151 kg/d, TP 11.1 kg/d, TOC 389 kg/d이었고, 농업지역인 장전보가 전체 유출부하량에서 47.5%(TP)~75.1%(SS)를 차지하고 있었다. 하천수 내 Cu, Zn, Cd은 산업단지 하천을 통한 유출부하량이 전체의 92%를 초과하고 있는 것을 알 수 있었으며, Zn>Cu>Ni>Pb>Co>Cd의 순으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.358-368
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• 2011

FVCOM을 이용하여 시화호의 부영양화 메소코즘 내 부유생태계 변화 현장실험 결과를 재현하였다. 용존산소는 부영양화된 연안의 지화학생태 반응 결정에 중요한 역할을 하는 요소이나 FVCOM에서는 이를 모의하지 않아 용존산소 모듈을 추가하였으며, 그 적용성을 확인하였다. 수질생태 관련 상태변수를 영양염, 식물플랑크톤(극미소, 미소, 소형), 동물플랑크톤(원생동물 2군, 중형동물플랑크톤), 쇄설성 유기물, 용존성 유기물, 박테리아 그룹으로 설정하고 경기만과 시화호에서 측정된 생물군 간 먹이 상관관계 자료를 기반으로 모델을 구성하였다. 영양염 증가에 따른 메소코즘 내 크기별 식물플랑크톤의 변화 특성과 실험 초기에 나타나는 < 20 ${\mu}m$ 빈섬모충류 우점에서 scuticociliates로의 원생동물 천이 양상 등을 재현할 수 있었으며, 박테리아와 저산소의 영향을 파악하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.179-188
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• 2006

본 연구의 목적은 시화호 점착성 퇴적물의 침강 및 침식특성을 정량적으로 분석하는 것이다. 침강특성은 특수 제작된 1.8 m의 침강수주를 이용하여 multi-depth 부유사 농도 채취방법으로 수행하였고, 침식특성은 전북대 환형수조를 이용하여 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행하였다. 침강실험의 결과로서, 시화호 점착성 퇴적물은 부유사 농도값이 0.1$0.002의 침강속도 값을 갖는 것으로 확인되었다. 또한, 침식실험의 결과로서 저면밀도를 $1.14{\sim}1.32g/cm^{3}$로 변화 시켰을때, 침식한계전단응력은 $0.19{\sim}0.55N/m^{2}$으로 증가하였으며, 침식률계수는 $18.4{\sim}3.9mg/cm^{2}{\cdot}hr$의 범위로 감소하였다.

• 지구물리
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• 제2권4호
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• pp.251-258
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• 1999

서해연안에 위치한 시화호 내에 발달하였던 조간대에서 고해상도 탄성파 탐사를 수행하였다. 음원으로는 이동식 진동기를 이용하였으며 217개의 발파점에 대한 48 채널 탄성파 자료를 획득하였다. 자료처리에서 f-k 필터, 잔여정보정 및 중합 후 주파수 필터는 신호대 잡음비를 높이는 데 효과적이었다. 단면도의 해석을 통하여 음향기반암 상부에 두 층서단위로 구분되는 퇴적층서를 구분하였다. 가장 상부에 위치하는 층서단위 I은 조간대 기원의 퇴적층으로 평행하고 연속성이 좋은 반사층리가 분포하며, 평균 5 m 두께의 건조층(Unit Ia)과 15 m 이내의 함수층(Unit Ib)으로 구분된다. 층서단위 I에 의하여 부정합으로 덮여져 있는 층서단위 II는 불연속적이고 둔덕형 층리양상을 보이는데 이는 염하구환경에서 퇴적된 하천 충진 퇴적물을 지시한다. 이 층서단위는 최대 20 m의 두께를 갖는다. 음향기반암은 주변에 발달한 선캠브리아기 화강편마암으로 해석된다.

• 한국환경과학회지
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• 제11권12호
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• pp.1205-1215
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• 2002

To evaluate the change for water quality after the water gate operation in Shiwha lake, in situ survey were conducted on september in 2000 and January, march, jane in 2001. Chemical characteristics and eutrophication level was estimated from the survey data. The water quality of the Shihwa lake was greatly affected by pollutant load from rainfall, and formation of stratification in summer and winter was increased to effect on nutrient release from sediment. Especially, high concentration of chlorophyll-a was occurred in autumn, due to increased nutrient, high water temperature and low salinity after rainfall runoff. The mean concentration of DIN, DIP were 0.346mg/L, 0.0217mg/L in surface water and 0.826mg/L, 0.0415mg/L in bottom water, respectively, which were over III grade of seawater standard. Also high percentage of ammonia nitrogen to DIN in bottom water for autumn and winter was affected by released nutrient from sediment. Correlation analysis of chlorophyll-a versus TSS was shown that organic matter was affected by autochthonous organic matter stem from the algae, these factor showed reverse correlation about salinity. Closely correlations among to the water quality constituent in continuity survey was appeared. The results of eutrophication index estimation showed the high potentiality of red tide occurrence in Shiwha lake, particularity in summer or fall. Overall water quality was greatly improve to compared with measuring data during 1997~1998 at the beginning water gate operation, which reported by KORDI. Therefore, to improve of water quality in Shiwha lake, we need to establish of management plan about nutrient release from sediment, rainfall runoff, maximum of seawater exchange.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.283-296
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• 2014

본 연구에서는 연안오염총량관리가 시행되고 있는 시화호 유역에서 비점오염 형태로 유입되는 중금속 유출 특성, 오염도 및 위해성을 평가하기 위하여 반월 스마트 허브(산업단지)에 위치한 강우유출수 내 용존성과 입자성 중금속(Co, Ni, Cu, Zn, Cd 및 Pb)을 조사하였다. 용존성 Co와 Ni은 강우초반에 농도가 높고 이후 감소하는 경향을 보였으나, 나머지 용존성 중금속과 입자성 중금속은 강우량 증가에 따라 농도가 큰 폭으로 증가하는 경향을 보였다. 총 중금속 중 입자성 중금속이 차지하는 상대적인 비율은 Pb이 97.2%로 가장 높고 Cu>Cd>Co>Zn>Ni순이었으며, 입자-용존 분배계수($K_d$) 결과는 강우유출수 내 존재하는 Pb는 다른 중금속에 비해 빠르게 입자형태로 제거되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 1일의 강우 이벤트 동안 2개의 토구를 통해 유출되는 총 중금속의 유출량은 Co 2.21 kg, Ni 30.5 kg, Cu 278.3 kg, Zn 398.3 kg, Cd 0.39 kg 및 Pb 40.0 kg로 나타났다. 연안오염총량관리제도가 시행되고 있는 시화호의 유역면적, 연간 강우량 등을 고려할 때 막대한 양의 중금속이 비점오염의 형태로 시화호로 유입되고 있음을 알 수 있었다. 무엇보다 강우유출수 내 용존성 Ni, Cu 및 Zn의 평균농도는 급성 독성을 나타내는 수질기준(급성 단기기준)를 초과하고 있으며, 입자성 중금속 역시 모든 원소가 배경농도에 비해 농축도(오염도)가 매우 높고, 국내 퇴적물 관리기준(PEL)을 큰 폭으로 초과하고 있어, 주변 해역 환경 및 생태계에 악영향을 미칠 것으로 판단된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제35권2호
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• pp.69-83
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• 2013

시화호 내측 퇴적물 내 미량속의 오염원을 규명, 퇴적물 내 미량금속의 분포 특성 및 오염도를 평가하기 위하여 시화호 유역의 하천수, 반월산업단지 토구 유출수 및 코어 퇴적물 내 미량금속을 분석하였다. 하천수 및 반월산업단지 토구 유출수 내 용존성 미량금속의 평균농도는 시화호 내측 표층수에 비해 6.6~136배 높았으며, 산업단지 유역의 하천이 도심 또는 농업 유역에 비해 상대적으로 높은 농도를 보이고 있어 시화호 내측 미량금속의 주요한 오염원은 시화호 유역에 산재하는 하천과 반월산업단지 토구인 것을 알 수 있었다. 미량금속의 수직분포는 저층에서 표층으로 갈수록 농도가 증가하고 있으며 반월산업단지 인근 지역에서 미량금속의 농도가 매우 높은 것으로 나타났다. 농집지수(geo-accumulation index)를 이용한 퇴적물 내 미량금속의 오염도 평가는 산업단지 인근이 다른 조사지역에 비해 상대적으로 오염되었으며 특히 Cu, Zn 및 Cd의 오염도가 매우 심각한 수준으로 나타났다. 우리나라 해저퇴적물의 주의기준(TEL)과 관리기준(PEL)과의 비교를 통하여 퇴적물 내 미량금속 농도가 해양생물에 미치는 영향 및 독성을 파악한 결과, 반월산업단지 인근 지역에서 Cu, Zn, Cd 및 Pb이 PEL을 초과하였으며 Cr과 Ni 역시 외국의 PEL을 초과하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 mPELQ를 이용하여 퇴적물 기준이 존재하는 미량 금속의 종합적인 독성 영향을 평가하였다. mPELQ의 평균은 0.2~2.3의 범위를 나타내었으며 산업단지 인근인 C2와 C3 코어 퇴적물에서의 미량금속 농도가 저서생태계에 대한 독성영향이 우려할 만한 수준으로 나타났다.