• 대한환경공학회지
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• 제35권4호
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• pp.263-267
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• 2013

낙동강 하류 물금지역의 장기적인 부영양화 경향을 평가하기 위해 1995년부터 2012년까지 수질인자들 및 식물 플랑크톤 생체량(클로로필-a 농도)들의 변화경향을 조사하였다. 18년간의 장기적인 연평균 수질인자들 농도 및 식물 플랑크톤 생체량 변화에서 연평균 수질인자들 농도 및 식물 플랑크톤 생체량은 점차 감소하는 추세였다. 연중 식물 플랑크톤의 농도변화에서는 매년 12월부터 3월까지 높은 식물 플랑크톤의 농도를 나타내었다. Aizaki의 부영양화 지수(Trophic State Index, TSI) 평가에서 낙동강 하류 물금지역의 경우 1995년부터 2012년까지 매년 그리고 연중 부영양화 상태인 것으로 나타났다. 각각의 수질인자들과 식물 플랑크톤 생체량과의 단순 상관관계 분석에서 BOD와 식물 플랑크톤 생체량과의 상관성($r^2$ = 0.82)이 가장 높게 나타났다.

• 생태와환경
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• 제33권3호통권91호
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• pp.187-196
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• 2000

호수 내 seston조성 및 식물플랑크톤 성장을 제한하는 요인들을 평가하기 위해서는 일반적으로 시료가 담긴 용기 내에 영양물질을 투입하는 생물검정 (bioassay) 방법이나, 섭식 (grazing) 실험, seston의 size분석 등과 같은 직접적이고 시간적 노력이 필요한 방법을 이용한다. 그러나 이 논문에서는 동일한 목적을 위하여, 총인 (TP), 엽록소 (CHL), 투명도 (Secchi depth, SD) 자료에 의해 계산한 Carlson의 영양상태지수 (TSI)들의 상호편차(deviation)를 이용하는 보다 간편한 방법을 소개하였다. 본 연구에서 TSI 편차분석을 위하여 아열대지역의 대형호수 (Lake Okeechobee, 미국 플로리다)의 수질자료와 다른 많은 호수들로부터 수집된 자료를 이용하였다. 일단 연구자가 일상적인 수질자료를 수집하여 총인, Chl-a, 투명도 값을 기초로 TSI값을 얻었다면, 이로부터 여러 가지 해석이 도출될 수 있다 한편, 총질소의 자료도 총인과 마찬가지로 영양물질에 대한 자료로 중요하게 이용될 수 있다. TSI (CHL)값이 TSI (TP)값보다 훨씬 작다면, 인 (P)이 아닌 다른 요인이 조류의 성장을 제한한다고 유추할 수 있다. 만약 TSI (CHL)값이 TSI (SD) 값보다 훨씬 작다면 호수 내 seston중 아주 작은 무생물적 입자들의 구성비가 높다고 추정할 수 있으며,이 경우 빛이 제한 요소가 될 것이다. 반대로, TSI (CHL) 값이 TSI (TP) 값보다는 작지만 TSI (SD) 값보다 크다면, 수중의 빛을 산란시키는 입자들이 크기가 크다고 (예를 들면, 큰 사상성 또는 군체성 조류) 추정할 수 있고, 이 경우 조류의 성장은 동물플랑크톤의 섭식에 의해 제한을 받을 가능성이 크다. 이러한 분석의 결과는 신뢰성과 일관성이 매우 높으며, 일반적으로 상기한 다른 직접적인 방법들에 의해 얻어진 결과들과도 잘 일치한다. TSI의 편차를 이용한 방법으로부터 도출된 결과를 위의 직접적인 방법을 통해 주기적으로 검증할 필요는 있지만, 호수관리를 위해 수질과 생태학적 반응 요인들을 모니터링하고, 나아가 장기적으로 호수의 변화를 이해하는데 보다 효율적이고 경제적인 방법을 제공할 수 있어 이용가치가 매우 높다고 사료된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제39권1호
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• pp.31-42
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• 2016

The object of this study was to determine long-term temporal and spatial patterns of nutrients (nitrogen and phosphorus), suspended solids, and chlorophyll (Chl) in Chungju Reservoir, based on the dataset of 1992 - 2013, and then to develop the empirical models of nutrient-Chl for predicting the eutrophication of the reservoir. Concentrations of total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were largely affected by an intensity of Asian monsoon and the longitudinal structure of riverine (Rz), transition (Tz), and lacustrine zone (Lz). This system was nitrogen-rich system and phosphorus contents in the water were relatively low, implying a P-limiting system. Regression analysis for empirical model, however, showed that Chl had a weak linear relation with TP or TN, and this was mainly associated with turbid, and nutrient-rich inflows in the system. The weak relation was associated with non-algal light attenuation coefficients (Kna), which is inversely related water residence time. Thus, values of Chl had negative functional relation (R² = 0.25, p < 0.001) with nonalgal light attenuation. Thus, the low chlorophyll at a given TP indicated a light-limiting for phytoplankton growth and total suspended solids (TSS) was highly correlated (R² = 0.94, p < 0.001) with non-algal light attenuation. The relations of Trophic State Index (TSI) indicated that phosphorus limitation was weak [TSI (Chl) - TSI (TP) < 0; TSI (SD) - TSI (Chl) > 0] and the effects of zooplankton grazing were also minor [TSI (Chl) - TSI (TP) > 0; TSI (SD) - TSI (Chl) > 0].

• 한국물환경학회지
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• 제21권4호
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• pp.360-367
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• 2005

We have performed to analyze the trophic state resulting of Lake Yongdam as a result of water quality and nutrient concentration. Lake Yongdam is artifitial multi-purpose Dam resulting from the floods of 2001. The water quality of Lake Yongdam may affect the status of the Geum river basin including the Daecheong reservoir. It is necessary to understand the trophic state to assess water quality until stability after flooding. Water quality was surveyed using depth and hydraulic condition analysis. Further density flow was estimated for stratification and trophic state of Lake Yongdam by chlorophyll ${\alpha}$ concentration (2001~2004). And Environmental factors on chlorophyll ${\alpha}$ concentration were analyzed statistically. Trophic state was evaluated as the oligotrophic state at the main stream of the reservoir and eutrophic state at the upper stream in 2001, but evaluated as eutrophic state in 2002 and 2003 by TSI of Aizaki. From the results of multiple regression analysis using stepwise method, chlorophyll ${\alpha}$ concentration was shown to be very significant when nutrient concentration is high upon initial filling of the Dam. Chlorophyll ${\alpha}$ concentration varied according to sample site, season and year. Concentration were high in the upper stream of Lake Yongdam 4, algae bloom in these watershed were affected by location and high nutrient levels in the summer season which have in turn increased phytoplankton bloom into the reservoir.

• 한국환경생물학회:학술대회논문집
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• 한국환경생물학회 2002년도 춘계공동학술대회 및 심포지움 초록집
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• pp.52-52
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• 2002

• 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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• 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.

• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.296-309
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• 2006

조사 시기 동안 (2000~2004년) 주암호와 동복호에서는 겨울을 제외한 시기에 표층과 저층의 수온차이로 인해성층화가 발생하였지만 영산호에서는 나타나지 않았다. 투명도는 주암호>동복호>영산호 순으로 영산호에서 낮은 투명도를 보였으며 주암호와 동복호에서는 식물플랑크톤의 생물량이 높게 나타나는 가을 저층에는 저산소상태로 수질 악화를 나타내었다. 암모니아, 질산염, 인산염 TN, TP는 주암호와 동복호에 비해 영산호에서 높게 나타났으나 클로로필 a는 평균적으로 동복호에서 높았으며 영산호에서 낮았다. 3개호소의 여름, 가을 연평균 영양상태는 평균적으로 영산호>동복호>주암호 순으로 영산호에서 높았다. 주암호와 동복호에서는 TSI (CHL)>TSI (SD)>TSI (TP) 순으로 나타나 조류성장에 있어 인산염이 제한영양염으로 작용할 가능성을 나타내었으며 영산호에서는 TSI (TP)>TSI (SD)>TSI (CHL) 순으로 나타났다. 영산호에서는 인산염에 의한 제한보다는 탁도 즉 광량에 의한 제한이 식물플랑크톤의 성장에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 주암호는 빈, 중영양을 보였으며, 동복호에서는 중, 부영양을 영산호에서는 부, 과영양을 보였다.

• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.382-393
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• 2009

본 연구의 목적은 탑정저수지의 부영양화 특성을 알고, 주요변수간의 상호관계를 결정하는 것이다. 연구를 위하여 1995년부터 2007년까지의 환경부의 수질 측정 자료를 이용하여 다양한 변수를 분석하였다. 이러한 수질 변수는 연별, 계절별로 변이양상을 보였다. 탑정저수지의 TN과 TP의 연평균 값은 각각 1.78 mg $L^{-1}$, 0.03 mg $L^{-1}$로, TN:TP의 비율은 76으로 나타나 탑정저수지 내의 질소는 연중 부영양화를 초과한 상태이며 인은 호소의 1차 생산력에 대한 제한 요인으로 작용할 잠재성을 갖는 것을 알 수 있다. TP는 8월에 강수에 의한 희석 현상을 보이며, SS의 월별 변화는 CHL과 같은 양상을 보였다. BOD와 COD의 연평균 값은 각각 1.61 mg $L^{-1}$, 4.23 mg $L^{-1}$로 나타났으며 연별 변화 양상은 강수량과 관련되었음을 알 수 있었다. 또한 탑정저수지 내의 두 사이트는 공간적인 변이의 특성을 거의 보이지 않은 것으로 나타났다. 탑정저수지 내의 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN 농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN, 그리고 SD)사이의 관계를 로그-전환 회귀분석을 통해 분석하였다. TP에 대한 CHL의 계절별 회귀분석에 따르면 CHL의 변이는 TP의 변이에 의해 37% ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616)를 설명하는 것으로 나타났으나 TN은 낮은 상관관계 ($R^2$=0.03, p>0.05)를 보였다. 또한 SD에 대한 CHL의 회기 분석에서는 CHL이 SD의 변이에 의해 33% ($R^2$=0.33, p<0.003, r=0.580)를 설명하는 것으로 나타나 탑정저수지의 SD는 CHL에 의하여 조절됨을 알 수 있었다. 결과적으로 TP는 탑정저수지의 부영양화 현상을 예측하는 핵심 인자로 사료되므로 부영양상태를 조절하기 위해 수계로부터 인의 유입의 철저한 관리가 매우 중요하다고 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.9-18
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• 2009

본 연구에서는 우리나라의 주요한 철새도래지인 주남 저수지를 대상으로 1998년부터 2007년까지 10년간의 계절적 수질특성 분석 및 연별변이 특성, 강우분포에 따른 영양염류(N, P)의 부하특성 및 경험적 모델(Empirical model)을 이용한 부영양화 변수 간의 역동적 관계를 분석하였다. 수체내의 COD의 평균농도는 $7.8\;mg\;L^{-1}$이었고, TN 및 TP의 영양염류 농도는 각각 $1.4\;mg\;L^{-1}$, $83{\mu}g\;L^{-1}$로서 부영양-과영양 상태로 나타났다. 주남저수지의 월별 COD는 전기전도도(r=0.669, p<0.001)와 높은 상관관계를 보여 하절기 강우는 이온희석현상을 야기시키고 이는 수질향상에 기여하는 것으로 나타났다. TN 및 TP의 One-way ANOVA 분석 결과에 따르면, 철새 도래의 전 후에는 유의한 차이(F=$5.2{\sim}12.9$, p<0.05)를 보였다. 즉, 이는 철새 도래 전에 오히려 더 영영염류가 높은 것으로 나타나 철새도래에 의한 영양염류의 증가효과는 없는 것으로 나타났다. 또한, $NO_{3^-}N$ 및 $NH_{3^-}$의 Oneway ANOVA 분석 결과는 철새 도래 전 후에 유의한 차이(F=$0.37{\sim}0.48$, p>0.05)가 없는 것으로 나타났다. 부영양화에 관계된 변수를 이용한 경험적 모델(Empirical model)의 1차 회귀분석 결과에 따르면, 조류생체량은(CHL)은 TN ($R^2$=0.143, p<0.001, n=119) 및 TP ($R^2$=0.192, p<0.001, n=119)와 통계적으로 유의한 상관성을 보여 CHL의 증감에 영양염류가 영향을 미치나 그 효과는 미미한 것으로 나타났다. 이를 위해 영양상태 지수 변이성(Trophic State Index Deviation, TSID) 테스트에 따르면, "TSI (CHL)-TSI (SD)" 및 "TSI (CHL)-TSI (TP)"값은 전체 관측치 중 70% 이상이 음수값으로 나타나 CHL은 영양염류에 의한 제한보다는 무기성 부유물(Inorganic solids)에 의한 광제한 효과로 나타났다.