• 대한환경공학회지
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• 제22권11호
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• pp.2025-2036
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• 2000

부영양화 호소의 수질관리를 위한 물리화학적 처리공정-초고속응집침전(URC) 공정의 적용가능성을 확인하기 위해 인하대학교내에 있는 위락용 소형호소인 인경호를 대상으로 pilot plant 규모의 실험이 수행되었다. URC 공정은 부영양화를 억제할 수 있는 주요인자인 총인을 95%이상 제거할 수 있도록 특별하게 설계되어졌다. 실험기간 중 총인과 클로로필-a를 기준으로 하는 Carlson의 호소영양상태지수는 운전 전 각각 70과 73에서 운전 후 약 55로 개선되었다. 또한 응집처리에 의해 유출수내에 존재할 수 있는 잔류 알루미늄과 추가적으로 주입되는 가중응집제와 고분지응집제에 의한 Photobacterium phosphoreum의 잠재적인 독성영향이 명가되었으며 실험결과 응집 유출수는 형광 미생물에게 어떠한 영향($EC_{50}$-15min)도 미치지 않음을 확인할 수 있었다. URC 공정의 운전 이후 인경호는 국내 호소 수질환경기준 II등급으로 투명도를 회복할 수 있었으며, 보다 큰 호소의 수질관리를 위한 URC 공정의 적용이 기대된다.

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.285-293
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• 2007

본 연구는 대청호에서 영양염과 엽록소-${\alpha}$의 구간별 특성과 이에 따른 영양단계와의 관계를 살펴보았으며, 유수대, 추이대, 정수대의 세 구간에 걸쳐 환경부에서 제공하는 1993년에서 2002년까지의 수질 및 영양상태 자료를 비교 분석하였다. 총인(TP)과 투명도(SD)및 엽록소-${\alpha}$(CHL)는 호소대에서 정수대로 갈수록 감소하는 양상을 보였으나, 총질소의 경우는 종적구배를 보이지 않았다. 대청호에서의 총인과 엽록소-${\alpha}$는 여름철 장마기(7, 8월)에 가장 큰 계절적 변이를 보였으며, 총질소의 농도와 총질소 : 총인 비율은 각각 평균 1.67 mg $L^{-1}$, 88로 나타나 대청호의 제한요인은 총인으로 사료되었다. 엽록소-${\alpha}$와 총인, 투명도를 기반으로 한 영양상태지수는 구간별, 계절별로 구분되어 비교하였다. TSI(TP)는 장마기에 유수대는 평균 62로 나타나 과영양상태를 보인 반면, 대조적으로 정수대는 평균 40으로 거의 빈영양 상태를 가까운 수치를 보였으며, TSI(CHL)는 장마기에 추이대에서 가장 높은 값을 나타냈다. TSI 편차분석에 따르면 TSI(CHL)-TSI (TP)와 TSI (CHL)-TSI (SD)의 약 65% 가량이 0보다 낮은 수치를 보였으며, 또한 최저 -42를 보여, 이는 인공호에서의 조류성장에 무기물에 의한 탁수가 영향을 끼치는 것으로 판단되었다. 엽록소-${\alpha}$와 투명도의 상관분석 결과 추이대에서의 상관도(p<0.001, r=-0.47)가 다른 두 지점(p<0.001, r=-0.40)에 비하여 높게 나타났으며, 한편 총인과 엽록소-${\alpha}$의 경우 정수대에서 상관도가 가장 높게 나타난 반면, 총인과 조류생산량은 가장 낮은 수치를 보였다. 결론적으로 인공호 상 하 류간의 형태적 종적구배가 뚜렷한 경우 각 구역별 영양염류 농도구배 및 광투과도 구배는 1차 생산력에 직접적으로 영향을 주어 뚜렷하게 다른 양상을 보였다.

• 생태와환경
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• 제46권4호
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• pp.541-550
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• 2013

본 연구에서는 2011년 우리나라 10개의 중대형 인공호에서 배스의 우점도에 의한 외래종 영향 및 이에 대한 어류 군집 구조 분석을 실시하였고, 이들이 출현하는 호수에 대한 이화학적 수질특성을 분석하였다. 10개 인공호에서 출현한 어류는 13과 52종이었으며, 배스의 상대 풍부도는 전체 어종들 중 13%를 차지하여, 출현한 어류들 중 3번째로 높게 우점하는 것으로 나타났다. 이런 결과는 향후 배스가 수체내에서 최상위 포식자로서의 포식압 및 생태적 지위 특성 때문에 많은 인공호들에서는 본 배스의 외래종 번성에 의한 생태계 교란 효과가 극대화 될 수 있음을 제시하였다. 전체 조사 대상 인공호들 중 평택호에서 배스의 상대 풍부도는 60%로서 가장 높게 나타난 반면, 대청호에서 풍부도는 3%로서 가장 낮게 나타났다. 배스 서식지에 대한 이 화학적 수질분석 결과에 따르면, COD는 평균 $4.5{\pm}2.5mgL^{-1}$였고, 총인 (TP) 농도는 $0.058{\pm}0.047mgL^{-1}$, 총질소(TN)는 $2.2{\pm}1.4mgL^{-1}$로 나타났다. 인 (P)과 질소(N)의 농도 분석에 따르면, 평택호, 낙동강하구언, 주남저수지 등의 수체는 부영양화 현상이 높은 것으로 나타났다. 배스의 상대풍부도와 수질자료의 비교분석에 따르면, 두 변수는 통계학적으로 유의한 상관관계 (p>0.05)를 보이지 않았다. 즉, 배스의 분포 및 풍부도 특성은 이화학적 수질도 중요하겠지만, 이들보다는 여러 타 요인들, 즉, 물리적 서식지 특성, 이용 가능한 먹이양 및 경쟁생물의 밀도 등에 의해 더 영향 받을 것으로 추정되었다.

• ALGAE
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• 제18권2호
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• pp.157-167
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• 2003

Effect of the effluent of the sewage and wastewater plants on the algal growth was investigated from the 19 plants located in the Nakdong river basin. Most of the samples showed high values of the algal growth potential (AGP) when they were mixed with natural river water at 20% of final concentration. At 20% of the mixing ratio, the mixed effluents of sewage and wastewater showed 3.5 and 1.8 times higher AGP than those of the natural river water. The higher AGP values are attributable to the high contents of phosphorus and ammonium in the effluent. The mixing ratio of effluents of the discharge/river flow was highest in the Kumho River (42.8%) followed by the middle of Nakdong River (22.7%), Kam Stream (13.9%), Byungsung Stream (13.3%), Yangsan Stream (7.9%), and Young River (5.4%). Comparison of the trophic state of the effluents with natural river water indicated that the effluents showed higher trophic values than natural water. Concentrations of total phosphorus, total nitrogen and conductivity in the effluents were 12.3, 4.9 and 5.3 times higher than the those found in natural river water respectively. The AGP values were highly related with the trophicity of the water especially on the concentrations of phosphate and ammonium. Toxicities of the treated sewage water, wastewater and livestock waste water tested by the luminescent bacteria, Vibrio fischerii were generally low.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제36권1호
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• pp.73-83
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• 2013

The object of this study was to evaluate lotic ecosystem health using multiple eco-metric approaches such as water chemistry diagnosis, physical habitat health evaluations, and biological integrity modeling at 100 streams of four major watersheds. For the study, eight chemical water quality parameters such as nutrients (N, P) and organic material were measured and 11-metric models of Qualitative Habitat Evaluation Index (QHEI) and multiple eco-metric health assessment model (MEHA) were applied to the four major watershed. Nutrient analysis of nitrogen (N) and phosphorus (P) in all watersheds indicated a eutrophic state depending on the locations of sampling streams. Physical habitat health, based on the QHEI model, averaged 114 (range: 56 - 194), judging as a "good condition" by the criteria of Plafkin et al. (1989). In addition, primary (H1 - H4), secondary (H5 - H7), and tertiary habitat metric variables (H8 - H11) were analyzed in relation to the physical habitat degradations. The plots of tolerant species ($P_{TS}$) and sensitive species ($P_{SS}$) to water quality showed that the proportions of $P_{TS}$ had positive linear functions with nutrients, and that the $P_{SS}$ had inverse linear relations with the chemical variables. The model of eco-metric health assessment showed that mean MEHA was 20.4, indicating a fair condition. Overall, our data suggest that water chemistry, based on nutrients and organic matter, directly modified the trophic structures in relation to food chain in the aquatic ecosystems, and then these directly influenced the compositions of tolerance/sensitive species, resulting in degradations of overall ecological health.

• 한국환경농학회지
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• 제39권3호
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• pp.197-203
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• 2020

BACKGROUND: Most lakes have increased concerns about water pollution due to the inflow of non-point sources caused by human activities. Therefore, the lake water quality survey was conducted in order to propose effective plans for water quality management by analyzing the characteristics of lakes and the change of water quality. METHODS AND RESULTS: In order to investigate the physicochemical water quality in Daedong lake, water quality analysis was undertaken from July 2018 to June 2019. Water temperature was ranged from 7.8 to 34.3℃ and pH varied from 6.9 to 10.2. The concentration of Dissolved oxygen, Suspended solid, Biochemical Oxygen Demand (BOD), and Chemical Oxygen Demand (COD) were 5.6 ~ 17.2 mg/L, 2.4 ~ 35.3 mg/L, and 4.5 ~ 15.1 mg/L, and 0.9 ~ 2.8 mg/L, respectively. The Total Nitrogen (T-N) concentration ranged from 0.974 ~ 2.126 mg/L, and Total Phosphorus (T-P) concentration ranged from 0.014 ~ 0.057 mg/L. The Chlorophyll-a (Chl-a) ranged from 2.7 ~ 37.9 mg/㎥. Through Carlson TSIm assessment using T-P and Chl-a results, evaluating trophic state, Daedong lake was evaluated as mesotrophic. CONCLUSION: Water pollution management plan needs such as nutrient removal technology and nonpoint source management for prevention of eutrophication in Daedong lake.

• 생태와환경
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• 제50권1호
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• pp.169-185
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• 2017

Physicochemical properties of water quality were analyzed to understand the long-term variations in Lake Youngrang from 1998 to 2015. Nonparametric statistical methods were applied to deduct correlation among water quality parameters and water quality trend. In total observations(N=64), the Secchi depth (SD) transparency showed significant positive correlation with salinity (r=0.458) and highly significant negative correlation with chlorophyll-a (r= -0.649) for p<0.0001 in two-tailed test of Spearman's rank correlation. Significant negative correlations of SD were observed with chemical oxygen demand (COD), total phosphorus (TP) and total nitrogen (TN). These correlation patterns were very similar in rainy (N=25) and non-rainy (N=39) periods too. Chlorophyll-a (Chl-a) had significant correlation with COD. Sen's slope test was performed along with Mann-Kendall trend test (significance ${\alpha}=0.05$, two-tailed) to find water quality trend. Positive trends were observed for SD and salinity with Sen's slopes 0.012 and 0.385, respectively (p<0.0001). Negative significant trends were observed for total nitrogen (TN) and Chl-a with Sen's slopes -0.02 (p<0.0001) and -0.346 (p=0.0010), respectively. Temperature, COD and phosphorus components had no trends. Carlson's trophic state index (TSI) for SD, TP and Chl-a were obtained in the ranges of 46~80, 37~82 and 39~82, respectively. Trophic index values suggest that Lake Youngrang was mesoeutrophic to eutrophic and there could be possibility of anoxia during the summer and dominance of blue-green algae. Excess nutrient inputs from external and internal sources were the causes of eutrophication in this lake. The findings of this study would be helpful to recognize water quality variables to manage the water body.

• 한국물환경학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-8
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• 2019

The purpose of this study is to evaluate the nutritional status of Lake Jinyang using Landsat 8 satellite image band correlated with chlorophyll-a, which is also related to algae proliferation. We selected 20 Landsat 8 images dating from 2013 to 2017, taken close to water quality measurement date when the cloud cover was less than 20 %. Based on the results of the previous studies, analyzing the correlation between chlorophyll-a, and Landsat 8 satellite image band, we selected near infrared wavelength, band 5 which is closely related to the population of algae. The nutritional status was classified using the Aizaki trophic state index (TSIm). The results of the regression equation between band 5 and the observed chlorophyll-a data was used to calculate chlorophyll-a for the image data from 2013 to 2017. The concentration of chlorophyll-a ranged from 3 to $16.1mg/m^3$. To illustrate the spatial distribution of chlorophyll-a within the lake, the chlorophyll-a concentration was divided into five grades. The images on October 14, 2014 and April 10, 2016 showed relatively high value of chlorophyll-a, while January 18, 2015 and December 6, 2016 chlorophyll-a value were below 5. The images on October 14, 2014 and April 10, 2016 were rated as eutrophic status in most areas. The results of simulating water quality for the day when the water quality was not measured resulted to an approximate value for the Panmun station while the Naedong station needed some corrections.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.587-597
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• 2023

조류의 이상증식을 일으키는 새만금호 부영양화를 평가하기 위해 Carlson 지수를 적용하였다. 연구를 위해 2021년 월별로 새만금호내 총 7개 정점에서 수질조사를 실시하였다. Chl.a의 농도는 동계에는 만경수계가 약간 높았고, 춘계와 하계에는 동진수계가 약간 높게 나타났으나, 일부 시기를 제외하고는 전체적으로 호소 수질환경기준 3등급과 비슷하거나 낮은 농도를 나타내었다. COD는 만경수계와 동진수계 모두 하계와 추계에 호소 수질환경기준 4등급과 유사하거나 상회하는 수질을 나타내었다. TOC는 모든 지점에서 3등급 이내의 수질을 보였다. 총인 농도는 호수 수질환경기준 4등급을 초과하였고, 월별로는 1월과 강우 후 8월에 높게 나타났다. 수질인자간의 상관성 분석에서 염분 농도에 대한 유기물, 총인, 총질소의 상관성이 상대적으로 높게 나타나 배수갑문을 통한 해수유입과 상류 하천을 통한 담수 유입에 의한 담수역, 기수역, 해수역의 수질 특징을 반영하고 있었다. 영양상태지수에 의한 새만금호의 부영양화 변동 특성을 보면, Chl.a와 SD, TN의 지수에서 부영양화 초기 단계의 수질을 보였으며, TP 지수의 경우 심각한 부영양화 상태를 나타내고 있었다. 수질인자간 부영양화 지수의 크기는 모든 수계에서 TSI(TP) > TSI(TN) > TSI(SD) > TSI(CHL)의 순으로 나타났다. TSI(CHL)에 대한 TSI(TP) 및 TSI(SD)와의 편차를 2차원 평면으로 나타낸 사분면 분석 결과를 보면, 조류 성장에 대한 총인이 영향에서는 모든 수계에서 대부분의 총인(TP)에 의한 제한적 영향은 나타나지 않았으며, 빛 감쇠에 영향을 미치는 인자는 외부로부터 유입되는 적은 입자상 물질에 의한 영향이 크게 나타나는 것으로 평가할 수 있다.

• ALGAE
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• 제32권2호
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• pp.161-170
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• 2017

Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy was used to study carbon allocation patterns in response to N-starvation in the nearly ubiquitous diatom Chaetoceros muellerii. The role of gene expression, protein synthesis and transamination on the organic composition of cells was tested by using specific inhibitors. The results show that inhibition of key processes in algal metabolism influence the macromolecular composition of cells and and prior cell nutritional state can influence a cell's response to changing nutrient availability. The allocation of C can thus lead to different organic composition depending on the nutritional context, with obvious repercussions for the trophic web. This also shows that C allocation in algal cells is highly flexible and that C (and the energy associated with its allocation) can be variably and rapidly partitioned in algal cells in response to relatively short term perturbations. Furthermore, the data confirm and extend the utility of infrared spectroscopy as a probe of the metabolic state of autotrophic cells.