• 제목/요약/키워드: Southern Coastal Area

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서남해에서 해상풍력구조물의 건설에 의한 해저지형의 변화예측 (Prediction of Seabed Topography Change Due to Construction of Offshore Wind Power Structures in the West-Southern Sea of Korea)

  • 정승명;권경환;이종섭;박일흠
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.423-433
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    • 2019
  • 서남해에서 해상풍력구조물의 건설에 따른 해저지형변화를 예측하기 위하여, 조석, 조류, 부유사 그리고 해저질 등에 대한 현장조사를 수행하였고, 이들 자료를 수치실험에 활용될 수 있도록 하였다. 수치실험에서 표사량 산정은 관련 상수를 시행착오적으로 변화시켜 관측된 부유사농도에 대해 계산치의 오차가 적당할 때에 경험상수들을 결정하는 방법을 사용하였는데, 어떤 농도분포인자가 0.1 그리고 부유사 평형농도 공식의 비례상수가 0.05일 때, 관측치와 계산치가 합리적으로 유사하였다. 부유사농도에 관한 개경계조건은 관측된 부유사농도에 대해 남동측 경계점에서 11.0배, 남서측 경계점에서 0.5배, 서북측 경계점에서 1.0배, 북서측 경계점에서 1.0배 그리고 북동측 경계점에서 1.0배이었을 때, 개경계와 서로 인접한 계산영역 내의 수심변화 계산결과가 단속적이지 않고 매끄럽게 나타났다. 그리고 연간침식퇴적량은 해상풍력 구조물의 건설전후에 대하여 그 변화가 ± 1 cm 이상 발생하는 해역은 거의 나타나지 않았는데, 사용된 대격자 수치모형은 세굴과 같은 국지적 현상을 재현할 수 없고, 해상풍력 하부구조물이 직경 1 m 정도의 자켓타입의 투과식이어서 이들에 의하여 ± 2 cm/s 이상의 유의미한 유속변화역이 거의 나타나지 않았기 때문에, 해저지형변화가 미미한 것은 당연한 결과인 것으로 판단되었다.

춘계 한국 동해남부 연안해역에서 해수중 $^{210}Po$$^{234}Th$의 제거 (Removal of $^{210}Po$ and $^{234}Th$ from Seawater at the East-southern Coastal Region of Korea Peninsula in Spring)

  • 이행필;양한섭;김기현
    • 한국수산과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.332-344
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    • 1996
  • 본 연구는 대마난류의 주류역인 동해 남부해역의 포항 연안의 6개 정점에서 1994년 4월 26일부터 29일까지 수층별로 채수하고, 이 해역에서 $^{210}Po$$^{234}Th$의 제거속도 혹은 체류시간과 제거과정을 알아보았다. $^{210}Po$는 대체적으로 연안쪽 정점들에서는 표면혼합층에서 낮고 수온약층을 포함한 하부층에서 다소 높지만, 바깥쪽 정점들에서는 표면혼합층에서 오히려 높아지는 경향을 보였다. 그러나 $^{210}Pb$는 수심이 깊어짐에 따라 점차 감소하는 경향을 보였다. 또한, 표면 혼합층에서는 대체적으로 $^{210}Po$가 어미핵종보다 부족량을 보이나, 수온약층을 포함한 하부층에서는 어미핵종과 거의 방사평형된 농도를 보이거나 약간의 과잉량을 보였다. $^{210}Pb$는 표면혼합층에서는 어미핵종인 $^{226}Ra$보다 과잉량을 보이나, 수온약층을 포함한 하부층에서는 약간 부족량을 보이거나 혹은 거의 방사평형된 농도를 보인다. $^{234}Th$는 표면혼합층과 수온약층이 그 하부층보다 현저히 낮다. $^{210}Po$의 체류시간은 $1\~4$년의 범위로 비교적 연안쪽의 정점들 (E3, E4, E5)이 바깥쪽에 위치한 정점들(E6, E7)보다 짧았다. 그러나 정점 E8에서는 약 10년으로 매우 길었으며, 이는 다른 정점들에 비해 표면혼합층이 두꺼운 관계로 하부 표면혼합층에서 재순환된 $^{210}Po$가 수직혼합되었기 때문일 것이다. 한편, $^{234}Th$의 체류시간은 $52\~74$일의 범위로 정점별 차이가 그다지 크지 않았으며, $^{210}Po$의 체류시간에 비해서 훨씬 짧았다. 표면혼합층 내에서 해수중 $^{234}Th$는 용존태의 수층별 제거속도상수가 총부유물질과 정의 상관성을 나타내는 것으로 보아 주로 비생물기원의 무기입자에 흡착되어 제거되고 있는 반면에, $^{210}Po$는 용존태의 제거 속도상수가 클로로필 $^{210}Po$와 정의 상관성을 나타내는 것으로 보아 주로 생물체 (주로 동${\cdot}$식물플랑크톤)에 흡수되어 제거되고 입자물질 농도에는 크게 영향을 받지 않는 것 같다.

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한국 동해 남부 연안생태계 연구 1. 1994년 9월에 있어서의 식물플랑크톤의 군집구조와 1차생산력 (The Ecosystem of the Southern Coastal Waters of the East Sea, Korea I. Phytoplankton Community Structure and Primary Productivity in September, 1994)

  • 이준백;한명수;양한섭
    • 한국수산과학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.45-55
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    • 1998
  • 한반도 동남해역에 있어서 가을철 식물플랑크톤 군집구조 및 1차 생산력의 특성을 조사하였다. 표층 연속관측 시스템에 의해 조사해역은 여러 수괴의 영향을 받고 있는 것으로 나타났으며 3개정점에서 chl a 최대를 보였다. 영일만 부근의 해수특성은 $20\~60m$에서 강한 수온약층이 형성되었으며 저층에는 냉수괴가 존재하였다. 조사해역의 연안역은 비교적 생산력이 높고 상대적 저온$\cdot$저염수가 존재하고 있었으며 외해역은 상대적 고온수의 영향을 받고 있었다. 출현한 식물플랑크톤은 총 133종으로 규조류가 총 107종 (40속, 96종, 2변종, 2품종, 9미동정종), 와편모조류가 총 23종 (10속, 18종, 1품종, 4미동정종), 규질편모조류가 총 3종 (2속, 3종)으로써 구성비율은 규조류가 전체 종수의 $80.5\%$, 와편모조류가 $17.3\%$를 차지하고 있다. $30\%$이상의 높은 우점율이 보인 종류는 Skeletonema costatum 과 Asterienellopsis glacialis 였으며, Leptocylindrus danicus는 모든 관측 line에서 우점하여 조사해역의 대표종이었다. 식물플랑크톤 현존량은 $2.7{\times}10^3\~141.6{\times}10^3\;cells^{\ell-1}$의 범위로 규조류가 양적으로 우세하였고 $20\~30$m 층에서 비교적 높은 분포를 보였다. Chlorophyll a 농도는 정점별, 수층별 변화폭이 컸으며, 표층보다는 30m와 50m 층에서 $1.17\~1.18{\mu}g^{\ell-1}$로 최대를 보였다. 조사해역의 식물플랑크톤 현존량 및 chl a은 수온약층 상부경계에 해당하는 $20\~50m$에서 최대층을 형성하고 있었다. 표층의 1차 생산력은 $0.32\~3.04mgC\;m^{-3}\;hr^{-1}$의 범위이며, 수층의 면적당 일일 1차생산력의 범위는 $263.3\~1085.5 mgC\;m^{-2}\;day^{-1}$로써 연안역이 외해역 보다 높았다. 광합성율의 범위는 $0.76\~8.04mgC\;mgChl\;{\alpha}^{-1}\;hr^{-1}$로써 연안역의 식물플랑크톤이 비교적 낮은 광량에서 광합성이 포화되고 광합성효율도 높은 것으로 나타났다. 조사해역에 있어 식물플랑크톤의 포화광량은 표층광도의 $15\~35\%$인 특성을 보이고 있는데 이는 수온약층의 형성과 함께 수직 혼합층이 상대적으로 얇아지기 때문에 유광층 중층부에서 적응하는 것으로 생각된다.

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맹방해안에서 관측되는 Beach Cusp의 일 년에 걸친 대순환 과정과 계절별 특성 - 여러 생성기작 중 포획모드 Edge Waves를 중심으로 (Grand Circulation Process of Beach Cusp and its Seasonal Variation at the Mang-Bang Beach from the Perspective of Trapped Mode Edge Waves as the Driving Mechanism of Beach Cusp Formation)

  • 조용준
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.265-277
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    • 2019
  • 파랑관측 자료와 실측된 해안선 위치를 활용하여 맹방해안에 형성되는 beach cusp의 일 년에 걸친 대순환과정과 계절별 특성을 포획모드 Edge waves와 beach cusp의 인과 관계를 중심으로 살펴보았다. 맹방표사 계에 출현하는 beach cusp의 시공을 통한 변화 추이를 가늠하기 위해 threshold 상향통과 법으로 특정된 각 beach cusp의 파장과 진폭을 활용하여 정량화하였으며, 스펙트럼 해석의 경우에는 spectral mean sand wave number를 도입하여 정량화하였다. Spectral mean sand wave number의 시계열자료로부터 sand wave의 융합과 분할이 반복되는 주기를 산출하는 경우 beach cusp의 대순환과정은 일 년에 두 번에 걸쳐 진행되는 것으로 보인다. 해빈면적의 경우 해빈 대순환 과정이 완성되는 일 년을 기준으로 $14,142m^2$ 정도 증가하였으며, quadratic 회귀 분석하여 얻은 평균 해안선의 경우 맹방해안 남단과 북단에서는 18 m, 맹방해안 중앙부에서는 2.4 m 내외로 전진하였다. 해빈면적은 2017.11.26부터 2017.12.22 사이에 $30,345m^2$ 내외로 급속하게 증가하였으며, 이렇게 급속한 해빈면적 증가는 상당히 예외적인 것으로 11월 26부터 12월 22일 사이에 맹방해안으로 내습한 파랑의 성격에 기인하는 것으로 판단된다. 전술한 기간은 온화한 장주기 너울이 지배적이며, 대부분의 파랑이 영의 영각에 가깝게 맹방해안으로 내습한다. 이러한 파랑조건은 주 표사 이송모드가 횡단 표사라는 것을 의미하며 자연 해빈의 자기 치유능력이 횡단 표사를 통해 구현된다는 사실을 상기하면 전술한 해빈면적의 급속한 증가는 영의 영각으로 진입하는 파랑의 경계층 streaming에 의해 해안방향으로 회귀되는 표사가 누적되어 발생하는 것으로 판단된다.

대마난류의 유동 특성과 PDO의 관계 분석 (Analysis of the Relationship between the Flow Characteristics of the Tsushima Warm Current and Pacific Decadal Oscillation)

  • 서호산;정용현;김동선
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.882-889
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    • 2022
  • 본 연구에서는 대마난류(Tsushima Warm Current, TWC)의 유동 변화에 영향을 주는 요소를 파악하기 위하여 TWC의 수송량과 태평양 순년진동(Pacific Decadal Oscillation, PDO) 및 엘니뇨 남방진동(El Niño - Southern Oscillation, ENSO)의 상호 관계 분석을 실시하였다. 25년(1993~2018년) 동안의 TWC의 월별 수송량을 계산해보면 하계에 가장 크고 동계에 가장 작게 나타나는 계절변동 주기가 뚜렷하다. TWC 수송량과 PDO 및 ENSO의 한 척도인 Oceanic Niño Index(ONI) 각각의 주기성 파악을 위한 power spectrum 분석결과, TWC 수송량은 1년 주기에서 peak를 보이지만 PDO 및 ONI는 뚜렷한 주기가 나타나지 않았다. 또한, TWC 수송량과 PDO 및 ONI의 상호 관계 파악을 위해 coherence 추정 방법을 이용하여 분석하였다. PDO 및 ONI의 coherence는 3년 이상의 장주기 변동에서 상호 기여도가 높으나 1년 이내의 단주기 변동에서는 상호 기여도가 낮다. 그러나 TWC 수송량과 PDO 두 요소 간 0.8~1.2년 주기에서 coherence 값은 0.7로 상호 기여도가 높다. 한편 서수도를 통과하는 TWC 수송량과 PDO는 I기간(1993~2002년)과 III기간(2010~2018년)에 역상관 관계성을 가진다. TWC 최대 수송량 (2.2 Sv 이상)이 높게 나타나는 시기에 PDO 지수가 -1.0 이하의 음의 값, 2.2 Sv 이하로 작은 시기에 PDO 지수가 양의 값을 나타낸다. 따라서 장기적인 PDO 지수 자료를 이용하면 TWC 수송량 변동 및 동해 연안역의 수온변화를 예측 또한 가능할 것으로 판단된다.

Maxent 모델을 이용한 반달가슴곰의 서식지 분포변화 예측 (Habitat Distribution Change Prediction of Asiatic Black Bears (Ursus thibetanus) Using Maxent Modeling Approach)

  • 김태근;양두하;조영호;송교홍;오장근
    • 생태와환경
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    • 제49권3호
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    • pp.197-207
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    • 2016
  • 본 연구는 국립공원을 포함한 국내 보호지역에서 반달가슴곰 (Ursus thibetanus)을 효과적으로 보전하고, 종 복원을 성공하기 위해서 종의 재도입에 적합한 지역을 객관적으로 평가하기 위한 기초자료를 제공하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해서 Maxent 모델과 기후, 지형, 그리고 도로 및 토지이용과 관련된 환경 변수를 이용하여 반달가슴곰의 출현 기록이 있는 동아시아, 동남아시아, 그리고 인도를 대상으로 잠재 서식지를 예측하고, 이와 관련된 기후 및 환경 변수의 영향을 평가하였다. 또한 미래 기후변화에 따라서 반달가슴곰에게 적합한 서식 범위의 면적과 지리적인 변화를 분석하였다. 생물보전을 위해서 야생생물의 서식지분포연구에 널리 활용되고 있는 Maxent 모델의 판별정확도를 나타내는 AUC 값이 0.893 (sd=0.121)으로 산출되었다. 이는 반달가슴곰의 잠재 서식지를 예측하고 미래 기후변화에 따른 서식지 변화특성을 평가하는 데 유용하였다. IUCN에서 평가한 반달가슴곰의 분포지도와 비교해서, 현존 지역 (Extant)은 Maxent 모델로 예측된 서식 확률이 국가별 지역적으로 다양하고, 멸종 지역 (Extinct)은 상대적으로 낮았다. 이는 반달가슴곰이 서식하는 환경 특성의 차이가 지역적으로 반영된 결과라 할 수 있다. 반달가슴곰의 잠재 서식지 분포에 영향을 주는 환경은 기후, 지형 그리고 인위적 요소인 도로로부터의 거리와 같은 요소보다 토지피복 유형의 영향이 가장 높았는데, 특히 낙엽활엽수림지역이 더욱 선호될 것으로 예측되었다. 또한 기온의 연간범위보다 연평균강수량과 건조시기의 강수량의 영향이 더욱 클 것으로 예측되었고 도로로부터 거리가 멀어질수록 서식가능성이 높은 것으로 나타났다. 이는 반달가슴곰은 먹이자원뿐만 아니라 인간의 간섭이 없는 보다 안정된 지역을 선호할 것으로 추측된다. 미래 기후변화에 따라서 서식적합지역은 점차 확장할 것으로 전망되었고, 남한에서는 전남, 전북 그리고 강원도지역이, 일본에서는 Kyushu, Chugoku, Shikoku, Chubu, Kanto 그리고 Tohoku의 접경 지역이, 중국에서는 Jiangxi, Zhejiang 그리고 Fujian의 접경 지역이 향후 아시아지역에서 반달가슴곰이 서식할 수 있는 핵심지역이 될 것으로 예상된다. 본 연구는 반달가슴곰의 서식지 보전과 효율적인 관리, 인위적으로 도입된 개체의 방사지점 선정, 향후 서식 범위의 확장에 따른 보호지역 설정 그리고 인간과 충돌지역의 관리에 대한 기초자료로서 활용될 것으로 기대된다.

바다모래 채취 시 해수 수질 및 생태계 영향에 대한 해양환경조사 개선 방안 (Improvements in the Marine Environmental Survey on Impact of Seawater Qualities and Ecosystems due to Marine Sand Mining)

  • 김영태;김귀영;전경암;엄기혁;김인철;최보람;김희정;김진민
    • 해양환경안전학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.143-156
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    • 2014
  • 본 연구에서는 우리나라의 주변 해역에서 바다모래 채취 시 발생되는 현탁류에 대해 5년간(2008년~2012년) 해양환경조사서 내 조사 현황을 검토하였다. 이 기간 동안 연 근해역 내 7곳(남해 EEZ, 서해 EEZ, 서해 EEZ 변경 단지, 태안군 관할 해역, 안산시 관할 해역, 옹진군 관할 해역 2곳)의 바다모래 채취구역 중 2곳(EEZs와 연안역 내 채취 구역 각각 1곳)에서 현탁류 내 부유토사의 확산과 이동에 관한 현장 관측이 수행되었다. 그러나 해역별 해양물리적, 지형적 특성과 기상 조건을 반영한 조사 정점 및 범위를 선정한 사례는 확인되지 않았다. 조류, 파랑, 바람장, 수심, 하계 성층화 등의 영향에 의해 부유토사는 바다모래 채취 구역을 넘어 훨씬 더 먼 거리까지 이동될 수 있다. 따라서 바다모래 채취 과정에서 해저층 퇴적물의 재부유, 그리고 준설선박의 여수토와 배사관에서 배출되는 월류수 등에서 기인한 부유토사의 확산에 대해 집중 모니터링 방안과 세부 조사 기법의 도입이 필요하다. 또한 현탁류의 확산 경로상에서 부유물질, 영양염, 중금속 등의 오염물질로 인해 주변 해양환경과 유용 수산생물이 포함된 해양생태계 등에 미치는 누적 영향을 추적하고, 환경 피해를 최소화하기 위한 통합 지침안을 마련해야 한다.

조선시대 녹각성과 수중목책의 조성 및 활용에 관한 연구 (A Study on the Creation and Use of Nokgakseong and Underwater Wooden Fence)

  • 심순희;김충식
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제56권4호
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    • pp.230-246
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    • 2023
  • 청동기시대(靑銅器時代)부터 나타나기 시작하여 인류역사상 가장 오래된 방어시설로 추정되고 있는 목책(木柵)은 조선시대 임진왜란(壬辰倭亂) 이후까지 군사적인 방어기능을 더욱 강화하기 위한 목적으로 성(城)이나 병영(兵營) 외부에 설치되는 성책(城柵), 영책(營柵)의 개념으로 정립되면서 방어를 위한 필수시설로서 중요성이 더욱 부각되었다. 본 연구는 『조선왕조실록(朝鮮王朝實錄)』, 『신증동국여지승람(新增東國輿地勝覽)』 등 문헌조사를 중심으로 조선시대 관방시설로 이용되었던 목책을 연구한 결과로, 녹각성(鹿角城)과 수중목책(水中木柵)의 용도와 기능 그리고 설치 방법 그리고 목책의 소재 등을 집중적으로 고찰하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 여말선초 외적의 침략이 빈번해짐에 따라 목책은 주요 성외 방어시설(防禦施設)로써 큰 역할을 담당하게 되었다. 또한, 목책은 당시의 시대적 상황이나 관방정책, 입지 환경에 따라 목책성, 녹각성 그리고 수중목책 등 다양한 유형으로 변용(變容)되어 설치되었다. 둘째, 목책은 요충지(要衝地)의 산성(山城)이나 영(營), 진(鎭), 보(堡), 성(城) 등 군사적 목적의 관방시설(關防施設)에 설치되었으며, 유사시 방어의 시급성에 따라 농번기(農繁期)를 피해 인력의 동원이 수월한 농한기(農閑期)에 맞춰 설치되었다. 문헌 기록을 통해 확인되는 조선시대 목책의 규모는 포백척(布帛尺)으로 환산한 결과 그 둘레가 4,428척(2,066m)부터 55척(25m)까지 매우 다양한 규모였다. 또한, 목책의 재료는 소나무와 참나무류가 주로 사용되었다. 셋째, 녹각성은 일반적인 목책보다 공격성을 겸비한 효율적인 전투 지원시설로, 『조선왕조실록』에 나타난 녹각성기록은 세종대에 20회로 가장 많은 기록이 나타났다. 지역별로는 4군 6진 지역인 평안·함길도(12) 등 변방(邊防) 험지(險地)에 주로 설치된 것으로 나타났다. 넷째, 15세기 초반 조정에서 남해안 연해지역(沿海地域)의 해상 방어 전략을 수립하게 되면서부터 1510년 삼포왜란(三浦倭亂) 이후 본격적으로 읍성(邑城)을 비롯한 주요 치소(治所)나 진, 보 등 여러 관방시설 주변에 왜적의 병선(兵船)을 저지하기 위한 방어시설로서 수중목책의 설치가 급격히 증가하였다. 다섯째, 삼포왜란을 전후한 15세기부터 17세기 사이 남해안과 강화도에 수중목책이 설치되었다. 특히 15세기에 제포와 같은 경남 해안 요해처(要害處)에 수중목책이 집중적으로 설치되었다. 수중목책의 재료는 소나무와 참나무류가 주종을 이루지만 이 밖에도 합다리나무, 서어나무류, 칠덩굴도 목책의 소재로 활용되었다.

득량만 저서다모류군집의 공간분포 (Spatial distribution of Benthic Polychaetous Communities in Deugryang Bay, Southern Coast of Korea)

  • 김용현;신현출
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제7권1호
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    • pp.20-31
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    • 2002
  • 본 연구는 남해안에 위치한 반폐쇄적인 득량만에서 저서다모류 군집분포를 파악하고 과거에 조사한 결과와 비교하면서 변화과정을 살펴보기 위해 수행하였다. 득량만은 1996년과 1997년에 걸쳐 총 98개 정점을 선정하여 조사하였다. 표층 퇴적상은 clayey silt상으로 나타났다. 전체 저서동물의 평균서식밀도는 871 ind./m$^{2}$이었다. 만 중앙역에서의 서식밀도는 종밋(musculus senhousia)과 쿠마류가 몇몇 정점에서 극우점으로 분포하였기 때문에 가장 높았다. 저서다모류의 출현종수는 100종으로 출현하였고, 서식밀도는 138 ind./m$^{2}$으로 나타났으며, 만 북단과 만 중앙역의 일부 정점, 그리고 만 입구역에서의 분포가 높았으나, 전반적으로 빈약한 군집을 형성하고 있었다. 1.0% 이상 우점한 종은 총 21종으로 전체 다모류중 78.3%를 차지하였다. 이 중 Lumbrineris longifolia(9.3%)가 가장 우점하였으며, Eteone longa(7.3%), Heteromastus filiformis (7.1%), Sternaspis scutata(6.1%)의 순으로 나타났다. 우점종을 기초한 집괴분석을 수행한 결과, 크게 3개의 정점군으로 대별되었다. 내만역과 천해연안역을 포함한 정점군 AI은 만북단역과 천해지역으로, 가장 우점한 종은 Heteromastus filiformis이었다. 정점군 AII는 만 입구역과 몇몇 수로지역으로 Lumbrineris longifolia와 Eteone longa가 가장 우점하였다. 그리고 정점군 B는 내만역과 수로지역이 맞닿는 지역으로 Sternaspis scutata가 가장 우점하였다. 과거의 연구와 비교해 보면, 저서다모류군집은 출현종수, 서식밀도와 우점종에 있어서 큰 변화를 보였다. 과거의 조사결과에서는 우점종이 Sternaspis scutata와 Eteone longa이었으나, 본 조사에서는 이 종들의 서식밀도가 감소하였다. 반면에 잠재적 유기물 오염 지시종으로 알려진 Lumbrineris longifolia와 Heteromastus filiformis가 서식밀도는 낮지만 새롭게 우점종으로 대두하였다. 이러한 사실들로 볼 때, 득량만은 한국의 다른 만들과는 달리 아직까지 오염이 덜한 해역인 것으로 사료되나, 환경관리에 주의를 요하는 것으로 판단된다.

Microbe Hunting: A Curious Case of Cryptococcus

  • Bartlett, Karen H.;Kidd, Sarah;Duncan, Colleen;Chow, Yat;Bach, Paxton;Mak, Sunny;MacDougall, Laura;Fyfe, Murray
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2005년도 국제학술대회
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    • pp.45-72
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    • 2005
  • C. neoformans-associated cryptococcosis is primarily a disease of immunocompromised persons, has a world-wide distribution, and is often spread by pigeons in the urban environment. In contrast, C. gattii causes infection in normal hosts, has only been described in tropical and semi-tropical areas of the world, and has a unique niche in river gum Eucalyptus trees. Cryptococcosis is acquired through inhalation of the yeast propagules from the environment. C. gattii has been identified as the cause of an emerging infectious disease centered on Vancouver Island, British Columbia, Canada. No cases of C. gattii-disease were diagnosed prior to 1999; the current incidence rate is 36 cases per million population. A search was initiated in 2001 to find the ecological niche of this basidiomycetous yeast. C. gaftii was found in the environment in treed areas of Vancouver Island. The highest percentage of colonized-tree clusters were found around central Vancouver Island, with decreasing rates of colonization to the north and south. Climate, soil and vegetation cover of this area, called the Coastal Douglas fir biogeoclimatic zone, is unique to British Columbia and Canada. The concentration of airborne C. gattii was highest in the dry summer months, and lowest during late fall, winter, and early spring, months which have heavy rainfall. The study of the emerging colonization of this organism and subsequent cases of environmentally acquired disease will be informative in planning public health management of new routes of exposure to exotic agents in areas impacted by changing climate and land use patterns. Cryptococcosis is an infection associated with an encapsulated, basidiomycetous yeast Cryptococcus neoformans. The route of entry for this organism is through the lungs, with possible systemic spread via the circulatory system to the brain and meninges. There are four cryptococcal serogroups associated with disease in humans and animals, distinguished by capsular polysaccharide antigens. Cryptococcus neoformans: variety grubii (serotype A), variety neoformans (serotype D), and variety gattii (serotypes B and C) (Franzot et at. 1999). C. neoformans variety gattii has recently been elevated to species status, C. gattii. C. neoformans val. grubii and var. neoformans have a world-wide distribution, and are particularly associated with soil and weathered bird droppings. In contrast, C. gattii (CG) is not associated with bird excrement, is primarily found in tropical and subtropical climates, and has a restricted environmental niche associated with specific tree species. (Ellis & Pfiffer 1990) Ellis and Pfeiffer theorize that, as a basidiomycete, CG requires an association with a tree in order to become pathogenic to mammals. In Australia, CG has been found to be associated with five species of Eucalypts, Eucalyptus camaldulensis, E. tereticornis, E. blakelyi, E. gomphocephala, and E. rudis. Eucalypts, although originally native to Australia, now have a world-wide distribution. CG has been found associated with imported eucalypts in India, California, Brazil, and Egypt. In addition, in Brazil and Columbia, where eucalypts have been naturalized, native trees have been shown to harbour CG (Callejas et al. 1998; Montenegro et al. 2000). In British Columbia, Canada, since the beginning of 1999, there have been 120 confirmed cases of cryptococcal mycoses associated with CG in humans, including 4 fatalities (data from British Columbia Centre for Disease Control), and over 200 cases in animal pets in BC (data from Central Laboratory for Veterinarians). What is remarkable about the BC outbreak of C. gattii-cryptococcosis is that all of the cases have been residents of, or visitors to, a narrow area along the eastern coast of Vancouver Island, BC, from the tip of the island in the south (Victoria) to Courtenay on the north-central island as illustrated in Figure 1. Of the first 38 human cases, 58% were male with a mean age of 59.7 years (range 20 - 82): 36 cases (95%) were Caucasian. Ten cases (26%) presented with meningitis, the remainder presented with respiratory symptoms. Cultures recovered from cases of cryptococcosis associated with the outbreak were typed as serogroup B, which is specific to CG (Bartlett et al. 2003). This was the first reported outbreak of CVG in Canada, or indeed, the world. Where infection with CG is endemic, for example, Australia, the incidence of cryptococcosis ranges from 1.8 - 4.7 per million between the southern and northern states (Sorrell 2001). However, the overall incidence of cryptococcosis in immunocompenent individuals has been estimated at 0.2 per million population per year (Kwon-Chung et al. 1984). The population of Vancouver Island is approximately 720,000,consequently, even if the organism were endemic, one would expect a maximum of 0.15 cases of cryptococcal disease annually.

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