• 대한원격탐사학회지
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• 제37권3호
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• pp.493-502
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• 2021

최근 기온변화 및 오염원 증가에 따른 수온 상승으로 수계 내에 부영양화가 진행되어 녹조가 다수 발생하고 있으며, 이러한 녹조의 발생과 감시를 위하여 위성영상을 이용한 연구가 많이 이루어지고 있다. 하지만 선행연구에서는 단일 지수만을 활용한 녹조탐지로 지역 수계의 광학적 특성을 고려하기 어려운 문제점 및 중·저해상도 위성영상을 활용하여 대규모의 녹조탐지를 수행함에 따라, 좁은 폭인 강에서의 녹조탐지에는 정확도가 떨어진다는 한계점이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 Sentinel-2 위성의 고해상도 영상을 활용하여 NDVI, SEI, FGAI 단일지수 및 본 연구에서 개발한 두 개의 혼합지수들을 녹조탐지에 활용하였다. 본 연구에서는 녹조탐지 알고리즘의 정확도 평가를 위해 POD, FAR, PC 값을 활용하였으며, FGAI와 SEI를 혼합한 지수가 전체 정확도 PC에서 98.29%로 제일 높은 정확도를 보였다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권4호
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• pp.211-217
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• 2016

낙동강에는 휴 폐광산의 관리 소홀로 인하여 광미, 광산폐기물, 침출수 등이 산재되어 있으며 여름철 집중 호우기 동안 이 같은 오염물들이 수계에 유입될 수 있다. 경상북도 봉화군 석포면에서 시작해 안동시 안동호 상류에 이르기까지 낙동강에 영향을 미칠 수 있는 광산은 총 105개로 금속광산 60개, 비금속 광산 45개에 달한다. 이를 확인하기 위해서 1년 동안 건기와 우기에 퇴적물, 배출수, 하천수를 채취하였다. 광산의 활동으로 낙동강 주변에 전반적으로 심각한 수준의 중금속 오염을 보이는 퇴적층이 산재해 있음을 확인했다(101개의 시료채취 지점 중 중금속농도를 바탕으로 한 오염지수 10 이상 지점 68개). 하천수 분석 결과에서는 승부, 삼보, 옥방, 장군 광산 등의 지류 시료에서 비소와 카드뮴 농도가 우기 때 증가하는 양상을 보였으며 광산의 배출수와 광미 퇴적층으로 인한 오염이 우려된다. 그러나 광미 퇴적층과 하천수의 화학조성만으로는 오염의 근원이 되는 광산의 유입정도를 분리해 내기 어렵고 이러한 문제는 광해 방지를 어렵게 한다. 광산 활동으로 인한 오염을 효과적으로 방지하기 위해서는 각 오염근원으로부터의 유입비를 분리해 낼 수 있어야 하는데, 그 방법으로써 안정동위원소를 사용하고 이를 통한 오염원 추적 분석 기술 개발에 대한 연구가 필요하다.

• 대한지리학회지
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• 제38권1호
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• pp.16-31
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• 2003

본 연구에서는 영산강과 섬진강의 유역을 대강으로 하천수질 환경관리에 가장 중요한 인자로 간주되는 종합적 수질지표(WQI)와 비유달부하량에 대한 개념을 도입하여 유역별 수질환경을 파악하였으며. 하천수질 형성에 영향을 미치는 인위적인 요인을 규명하였다. 영산강 유역의 비유달부하량은 8.34∼97.25kg/day/$\textrm{km}^2$로 나타났으며. 고막원천과 광주천유역에서 각각 97.25kg/day/$\textrm{km}^2$. 86.06kg/day/$\textrm{km}^2$로 높게 나타났다. 섬진강 유역의 비유달부하량은 10.98∼19.51kg/day/$\textrm{km}^2$로서. 오염 기여도가 높은 유역이 없는 것으로 밝혀졌다. WQI는 영산강 유역에서 1.36∼3.45인 반면에 섬진강 유역에서는 0.5~1.47로 비교적 낮은 수질 오염도를 나타냈다. 유역의 종합적 환경관리를 위해서는 유역별 오염 발생량과 하천 자정능력을 고려한 하천의 오염물질 수용한계에 대한 분석이 전제되어야 하며, 본 연구에서 제시한 비유달부하량은 오염물질 수용한계에 대한 기초 자료로서 그 가치가 있다고 볼 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.845-853
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• 2023

최근 화학사고 증가와 함께 사고로 인한 재해에 대한 건수가 2012년부터 계속적으로 증가하고 있으며 국내 화학물질 사고 대표 사례인 구미 불산 사고를 보았을 때, 사고현장에 적용 가능한 기술이 미흡하여 피해가 확산되었다는 결과가 발생하였다. 따라서 본 논문에서 수질오염사고 대응체계를 위치기반에 맞춰 화학사고 발생 시 수환경에서 실시간 대응을 위한 위치기반의 지표측정방식의 GPS전자부자를 이용한 대체지표 추적에 대한 측정방법과 그에 대한 연구결과를 소개하고자 한다. 연구대상지는 불산사고가 발생했었던 지역인 구미시를 대상으로 김천시와 구미시 등 2개 시 로 이루어진 감천을 선정하였고 해당 대상지에 수질-수리 측정을 통해 GPS전자부자를 이용한 대체추적물질 추적에 대한 실험을 진행하였다. 이를 통해 GPS전자부자를 이용한 추적자실험에 있어 수질-수리 측정이 동시에 가능하며, 특히 해당 연구결과를 통해 GPS 전자부자를 활용한다면 하천 분야에서의 유출사고에 대한 재난대응체계에 상당히 도움이 될 것으로 사료된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제40권1호
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• pp.34-44
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• 2016

Background: Little is known about how chemical water quality is associated with ecological stream health in relation to landuse patterns in a watershed. We evaluated spatial characteristics of water quality characteristics and the ecological health of Dongjin-River basin, Korea in relation to regional landuse pattern. The ecological health was assessed by the multi-metric model of Index of Biological Integrity (IBI), and the water chemistry data were compared with values obtained from the health model. Results: Nutrient and organic matter pollution in Dongjin-River basin, Korea was influenced by land use pattern and the major point sources, so nutrients of TN and TP increased abruptly in Site 4 (Jeongeup Stream), which is directly influenced by wastewater treatment plants along with values of electric conductivity (EC), bacterial number, and sestonic chlorophyll-a. Similar results are shown in the downstream (S7) of Dongjin River. The degradation of chemical water quality in the downstream resulted in greater impairment of the ecological health, and these were also closely associated with the landuse pattern. Forest region had low nutrients (N, P), organic matter, and ionic content (as the EC), whereas urban and agricultural regions had opposite in the parameters. Linear regression analysis of the landuse (arable land; $A_L$) on chemicals indicated that values of $A_L$ had positive linear relations with TP ($R^2=0.643$, p < 0.01), TN ($R^2=0.502$, p < 0.05), BOD ($R^2=0.739$, p < 0.01), and suspended solids (SS; ($R^2=0.866$, p < 0.01), and a negative relation with TDN:TDP ratios ($R^2=0.719$, p < 0.01). Conclusions: Chemical factors were closely associated with land use pattern in the watershed, and these factors influenced the ecological health, based on the multimetric fish IBI model. Overall, the impairments of water chemistry and the ecological health in Dongjin-River basin were mainly attributes to point-sources and land-use patterns.

• 한국환경생태학회지
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• 제37권2호
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• pp.140-150
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• 2023

수달(Eurasian otter, Lutra lutra)은 식육목 족제비과에 속하는 동물이다. 수달은 수계환경 먹이그물의 최상위에 존재하는 포식자로 핵심종(keystone species)이자 건강한 수계환경을 대변하는 지표종(Indicator species)이다. 현대에 이르면서 남획과 서식지 파괴, 환경 오염 등에 의하여 한강 도심 수계에서 사라졌지만, 2016년 다시 발견된 이후 2021년 1월에도 한강의 지류인 청계천, 중랑천과 성내천에서 서식함을 확인하였다. 수달의 서식지 보호와 관리 방안 수립을 위하여 잠재 서식지 평가가 시급하나, 기존의 수달 서식지 관련 연구는 자연형 하천과 저수지 위주로 이루어져 한강 도심 지류와 같이 좁은 공간에 인위적으로 한정된 서식지에 적용하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 인공하천인 청계천이 수달의 잠재 서식지로 적합한지를 서식지 적합성 지수(Habitat Suitability Index, HSI)를 활용하여 평가하였다. 서식지 적합성 지수는 수달의 서식 환경을 나타내는 지표, 먹이자원, 위협 요소 환경 특성을 종합하여 추정하였다. 그 결과 성북천과 청계천의 합류 지점과 청계천과 중랑천의 합류 지점이 적합한 서식지로 나타났다. 본 연구에서 추정한 HSI는 도심 하천의 수달 서식지 평가가 가능하였으며, 따라서 청계천을 포함한 한강 도심 지류에서의 효과적인 수달 모니터링과 수달 인공 서식지 장소 선정을 위한 기반 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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• 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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• pp.1272-1272
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• 2001

Eutrophication processes of aquatic environment are strictly correlated with the concentration levels of nitrogen, phosphorous, organic matter and biological parameters such as phytoplankton and chlorophylla (Tremel, 1996; Burns et al., 1997; Young et al. 1999; Wei et al.,2000). Accordingly, the monitoring and evaluation of these factors will provide useful information about the health of aquatic ecosystem. However, the traditional types of auqatic chemistry analysis and ecological monitoring of phytoplankton are time-consuming, costly, and further resulting in secondary pollution due to the use of reagents. NIR (near-infrared) spectroscopy, as a rapid, non-destructive, little sample preparation and reagents-free technology (Hildrum et al., 1992), has been extensively applied to the characterization of food (Osborne and Fearn, 1988), pharmaceutical (Morisseau and Rhodes, 1995) and textile materials (Clove et al.,2000). Currently, NIR technology has been used indirectly in inferring lake water chemistry by two approaches, suspended (Malley et al., 1996) or seston (Dabakk et al., 1999), and sediments (Korsman et al., 1992; Malley et al., 1999). In addition, the evaluation of trophic state and the identification of the key factors contributed to the trophication are the key step to restore the damaged aquatic environment. Moreover, an understanding of the factors, which regulate the algal proliferation, is crucial to the successful management of aquatic ecosystem. In the paper, NIR technology will be used to study the environmental factors affecting the algal proliferation in combination with the trophic state index and diversity index. This novel developed system can be applied in monitoring and evaluating allopathic water environment and provide real time information services for the aquatic environment management.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제38권3호
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• pp.307-318
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• 2015

The objectives of this study were to identify multi-level stressors from blood biomarkers to community-level bioindicators and diagnose the stream ecosystem health in polluted streams. Blood chemistry such as total protein ($T_{Pro}$), blood urea nitrogen ($B_{UN}$), total cholesterol ($T_{Cho}$) and $A_{lb}$umin ($A_{lb}$) were analyzed from sentinel fish tissues; the functions of kidney, gill and liver were significantly decreased in the impacted zone ($I_z$), compared to the control zone ($C_z$). Histopathological analysis showed that fish liver tissues were normal in the $C_z$. Fish liver tissues in the $I_z$, however, showed large cell necrosis and degeneration and also had moderate lobular inflammation and inflammatory cell infiltration of lymphocytic histocytes. Species biotic index (SBI) at species level and stream health assessment (SHA) at community level indicated that chemical impacts were evident in the $I_z$ (ecological health; poor - very poor), and this was matched with the blood tissue analysis and histopathological analysis. The impairments of the streams were supported by water chemistry analysis (nitrogen, phosphorus). Tolerance guild analysis and trophic guild analysis of fish were showed significant differences (P < 0.01) between $C_z$ and $I_z$. Overall, multiple parameter analysis from biomarker level (blood tissues) to bioindicator level (community health) showed significantly greater impacts in the $I_z$ than $C_z$. This approach may be effective as a monitoring tool in identifying the multilateral and forthcoming problems related to chemical pollution and habitat degradation of stream ecosystems.

• 대한원격탐사학회지
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• 제12권2호
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• pp.169-198
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• 1996

본 연구는 낙동강 하류지역의 지속가능한 개발과 환경보전을 위하여 위성탑재 Fuyo-1 OPS VNIR 주사자료에 의한 겨울철 환경계측을 시범·고찰하였다 따라서 그림자 효과가 강하게 발생하는 산림에 대해 방향성 분광반사특성과 식생지수를 중점분석하고 분광각대응분류를 통하여 겨울철 토지피복도를 산출하였다. 그리고 해·담수 분포도와 낙동강 하류의 수질오염도를 작성하기 위하여 가림기법, 최대우도추정분류기, 그리고 유색밀도편분기법을 응용하였다. 본 연구에서 획득된 결과를 요약하면 첫째로 양지사면의 분광반사치와 식생지수값 모두 음지사면보다 높다. 둘째로 위장반사현상이 일어나는 지역을 주제별 분류를 할 경우 분광각대응분류 산법이 유용하다 셋째로 겨울철 낮은 태양고도에도 해·담수분포도를 산출하는데 최대우도추정분류산법이 적합하다. 넷째로 근적외선밴드를 사용하여 가림·유색밀도편분기법에 의해 산출된 수질오염 도는 낙동강의 수질상태를 분석할 수 있다. 마지막으로 유색코드 정규식생지수 화상은 사면방위에 따른 임관밀도를 파악하는데 이용된다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.222-231
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• 2005

광산주변의 광해대책 없이 방치된 대부분의 잔류광미는 광산지역의 하류 농경지뿐만 아니라 재배 작물의 중금속 오염의 주원인이 될 수 있다. 본 연구는 폐금속광산의 중금속 오염 특성을 평가하기 위하여 국내 25개 광산 주변에서 채취한 광미를 대상으로 수용성, 산가용성 및 전함량 중금속을 분석 검토하였다. 광미 중 수용성 무기이온들의 함량은 ${SO_4}^{2-}>Ca^{2+}>Mn^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+}>Mg^{2+},\;Fe^{3+}>Cl^-$ 순으로 높았으며, 특히 pH, EC, ${SO_4}^{2-}$ 및 $Ca^{2+}$ 함량은 광산별로 큰 편차를 보였다. 광미중의 중금속 전함량은 Cd 31.8, Cu 708, Pb 4,961, Zn 2,275 및 As 3,235 mg/kg이었고, 중금속 중 Cd, Zn 및 As는 우리나라 토양환경보전법의 토양오염대책 기준을 초과하였다. 광미 중 전함량에 대한 수용성 중금속 비율은 Cd > Zn > Cu > Pb > As 순으로 높게 나타나 토양 환경내에서 이동성이 높은 순위와 일치하였다. 또한 0.1M-HCl 산가용성 침출비율은 각각 Cd 17.4, Cu 10.2, Pb 6.5, Zn 6.8 및 As 11.4%(1M-HCl 추출성)이었고, 광미 중 중금속 전함량에 대한 수용성 함량비율은 화학성분 조성과 관련성이 큰 것을 알 수 있었다. 광미중의 중금속 부화계수(EF)는 As > Pb > Cd > Cu > Zn 순이었고, 오염지순(PI)는 Au-Ag 광산이 다른 광산보다 높은 것으로 나타났다. 이러한 광산 주변 광미의 중금속 부화계수와 오염지수를 근거로 볼 때 심각한 수준으로 중금속이 농집되어 있어 폐광산 주변의 주요 오염원은 광미를 포함한 광산폐기물로 판단할 수 있었다. 따라서 폐광산 주변에서 중금속을 다량 함유된 광미의 유실 및 강우에 의한 유출은 하부 수계 및 농경지에 심각한 문제를 야기 시키며,특히 산성 황화물을 함유하는 광산폐수는 산성배수를 일으켜 중금속 용출 부화를 가중시킬 수 있어 이에 대한 대책이 강구되어야 할 것이다.