• 환경생물
• /
• 제32권4호
• /
• pp.319-326
• /
• 2014

본 연구는 부영양 농업용저수지인 전대지에서 2012년 4월~11월까지 실시하였으며, 부영양화 특성, 어류 종조성 및 먹이망 특성을 살펴보았다. 전대저수지는 COD, Chl-a, TN, TP항목 모두 호소 생활환경기준 VI등급(매우 나쁨)으로 나타났으며, 부영양화 단계는 과영양상태(Hyper-eutrophic condition)로, 유기물 오염 및 부영양화가 심각한 것으로 나타났다. 어류는 총 4과 9종 679개체가 출현하였고, 블루길(Lepomis macrochirus, 37.7%)과 치리(Hemiculter eigenmanni, 27.4%)가 우점종 및 아우점종으로 나타났는데, 이들은 수질오염 및 서식지의 질적저하에 대한 내성이 강한 것으로 알려져 유기물 오염과 부영양화가 심각한 전대저수지의 수환경 특성을 적절히 반영하는 결과로 사료되었다. 위내용물 분석에서 잉어과 어류는 유기물 및 동물플랑크톤을 주로 섭식하였으며, 우점종인 블루길은 요각류와 지각류를 포식하는 것으로 나타났다. 채집된 어류와 동물플랑크톤의 안정동위원소를 비교한 결과, 먹이이용을 나타내는 탄소 안정동위원소 비의 유사성이 동물플랑크톤과 블루길, 붕어, 참붕어, 치리에서 높게 나타나 이들 어류는 저수지 내 동물플랑크톤을 주먹이원으로 이용하는 것으로 나타난 반면, 잉어, 갈문망둑 및 꾹저구는 저수지 연안지역의 유기물 및 저서생물을 주먹이원으로 이용하는 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.7-18
• /
• 2019

This study aimed to assess the impact of livestock excreta discharged from an Intensive Livestock Farming Area (ILFA) on river water quality during a rainfall event. The Bangcho River, which is one of the 7 tributaries in the Cheongmi River watershed, was the study site. The Cheongmi River watershed is the second largest area for livestock excreta discharge in Korea. Our results clearly showed that, during the rainfall event, the water quality of the Bangcho River was severely deteriorated due to the COD, $NH_4-N$, T-N, $PO_4-P$, T-P, and heavy metals (Cu, Zn, and Mn) in the run-off from nearby farmlands, where the soil comprised composted manure and unmanaged livestock excreta. In addition, stable isotope analysis revealed that most of nitrogen ($NH_4-N$ and $NO_3-N$) in the run-off was from the ammonium and nitrate in the livestock excreta. The values of ${\delta}^{15}N_{NH4}$ and ${\delta}^{15}N_{NO3}$ for the Bangcho River water sample, which was obtained from the downstream of mixing zone for run-off water, were lower than those for the run-off water. This indicates that there were other nitrogen sources upstream river in the river. It was assumed from ${\delta}^{15}N_{NH4}$ and ${\delta}^{15}N_{NO3}$ stable isotope analyses that these other nitrogen sources were naturally occurring soil nitrogen, nitrogen from chemical fertilizers, sewage, and livestock excreta. Therefore, the use of physicochemical characteristics and nitrogen stable isotopes in the water quality impact assessment enabled more effective analysis of nitrogen pollution from an ILFA during rainfall events.

• 자원환경지질
• /
• 제25권3호
• /
• pp.275-282
• /
• 1992

Mineral chemistry and stable isotope compositions of sericites from the Sangdong mine in the Kimhae area, Kyungsangnamdo, were studied. The Sangdong sericite deposit occurs in rhyolitic tuff of late Cretaceous age and considers to have been fonned by the hydrothennal alteration. The sericites are classified as $2M_1$ polytype and are characterized by less celadonite substitution indicating muscovite-phengite series. Their compositions are very close to that of the ideal muscovite but net layer charge ranges 1.71~1.91 which is less than 2 per formula unit of ideal muscovite. Predominant interlayer cation is K and K/(K+Na) ratio ranges 0.91 and 0.93. ${\delta}^{18}O$ values of sericites and quartz separated from the ore range 7.70~9.07 and 8.20~10.87‰, respectively. The formation temperature of sericite can be estimated as $315{\sim}340^{\circ}C$( based on ${\delta}^{18}O$ value of sericite and ${\delta}D$ value of of Cretaceous meteoric water. Their formation temperature discrepancy between coexisting sericite and quartz indicates that they are in isotopically inequilibrium. Two types of quartz, coarse grained phenocrysts and micrcrystalline aggregates are observed and the former must have been formed during volcanic eruption and remained isotopically unexchanged during hydrothermal alteration period. ${\delta}^{14}S$ values of pyrites range 1.9~4.5‰ which is within a range of volcanogenic sulfur, indicating magmatic source.

• 자원환경지질
• /
• 제30권6호
• /
• pp.543-551
• /
• 1997

Poongjeon talc deposits is emplaced in dolomite and dolomitic limestone of the Cambro-Ordovician Samtaesan Formation. Ore in Poongjeon is low grade talc and the deposit has been known as the contact metasomatic or hydrothermal replacement type related to the intrusion of late Cretaceous granite in this area. X-ray diffraction, electron microprobe analysis, fluid inclusion and stable isotope analysis were utilized to examine the mineralogy of the ore and the origin of the ore fluid. The ore from Poongjeon mine mainly consists of talc and tremolite with minor amount of illite, vermiculite, smectite, and chlorite-vermiculite mixed layer. Occurrence of ore body indicates that the talc-tremolite ore was formed through the replacement by the $SiO_2$-rich hydrothermal fluid along the bedding and dike boundaries, or contact of amphibolite and basic dike with carbonate rocks. The temperature and pressure of the ore forming fluids at the time of the talc mineralization were estimated as $350^{\circ}C$ and 400 bar, respectively, based on the heating and freezing data of the fluid inclusions in quartz from talc-tremolite veins. During the talc-tremolite formation, fluids were divided into $CO_2$-enriched fluid and $CO_2$-poor fluid from $CO_2$ immiscibility (or effervescence). Oxygen isotope values (${\delta}^{18}O$) of the talc-tremolite fall within a range between 12.2 and 12.9‰. Hydrogen isotope values(${\delta}D$) of the ore range from -60 to -85‰ and $H_2O$ contents range from 2.0 to 3.4 wt.%. ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$ values of talc ore indicate that the hydrothermal fluid involved in talc-tremolite formation was of igneous origin. Oxygen and hydrogen isotopic exchange between talc ore and the surface water was negligible after talc-tremolite ore formation.

• 자원환경지질
• /
• 제25권1호
• /
• pp.41-50
• /
• 1992

Mineral assemblages, mineral chemistries and stable isotope compositions of altered rocks of the Ogmae, Seongsan, Haenam and Gusi mines near the Haenam volcanic field in the southwestern part of the Korea peninsula were studied. Characteristic hydrothermal alteration zones in these deposits occurring in the Cretaceous volcanics and volcanogenic sediments, acidic tuff, and rhyolite, were outlined. Genetic environment with particular reference to the spatial and temporal relationships for these deposits were considered. The alteration zones defined by a mineral assemblage in the Ogmae and Seongsan deposits can be classified as alunite, pyrophyllite, kaolinite or dickite, quartz, illite or illite/smectite. Alunite was not developed in the Gusi and Haenam deposits. Boundaries between the adjacent zones are always gradational except for vein-type alunite. Alteration zones are superimposed upon each other in some localities. These deposits formed $71.8{\pm}2.8{\sim}76.6{\pm}2.9$ Ma ago, which is the almost same age of later volcanic rocks $79.4{\pm}1.7{\sim}82.8{\pm}1.2$ Ma, the Haenam Group, corresponding to Campanian. It indicates that hydrothermal alteration of these deposits appeared to be related to felsic volcanism in the area. Consideration of the stability between kaolinite, alunite, pyrite and pyrophyllite, and the geothermometry based on the mineral chemistry of illite and chlorite suggests that the maximum formation temperature for alunite and pyrophyllite can be estimated at about $250^{\circ}C$ and $240{\sim}290^{\circ}C$, respectively. It also suggests that these deposits were formed by acidic sulfate solution with high aqueous silica and potassium activity in a shallow depth environment. Compositional variation of alunite also suggests that the physico-chemical conditions fluctulated considerably during alteration processes, indicating shallow depth environment. The Haenam deposit was formed at a relatively greater depth than the others. The sulfur isotope composition of alunite and pyrite indicates that sulfur probably had a magmatic source, and the oxygen isotope composition for kaolinite indicates that the magmatic hydrothermal solution was diluted by circulating meteoric water.

• 생태와환경
• /
• 제48권3호
• /
• pp.147-152
• /
• 2015

본 연구는 Kjeldahl 증류법을 이용하여 암모니아성 질소 및 질산성 질소의 안정동위원소 분석법을 연구하였으며, 건조방법 및 시료 농도 범위에 따른 분석값의 변화에 대하여 고찰하였다. 표준시료를 다양한 농도 범위 (0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, $10mgL^{-1}$)로 조제하여 질산성 및 암모니아성 질소 안정동위원소비 ($^{15}NH_4-N$, $^{15}NO_3-N$)를 분석한 결과, $^{15}NH_4-N$는 $0.1{\sim}10mgL^{-1}$의 농도 범위에서 측정 가능하였으며 (${\pm}0.2$‰)$^{15}NO_3-N$는 $0.4{\sim}10mgL^{-1}$의 농도 범위에서 측정 가능하였다 (${\pm}0.3$‰). Kjedahl 증류법으로 얻어진 시료를 건조할 경우 오븐건조는 질소 안정동위원소비가 2.2‰의 큰 변화를 보이지만, 동결건조는 0.5‰의 작은 차이를 보이므로 동결건조방법이 적합하였다. 실증연구 일환으로 한강 수계 중권역의 한 지천에서 암모니아성 질소 ($NH_4-N$) 및 질산성 질소 ($NO_3-N$)의 안정동위원소비를 이용하여 질산염의 기원을 추적해 보았다. 지천이 흘러가는 방향을 중심으로 상류, 하수처리 방류장, 하류로 구분하고 각각의 $^{15}NH_4-N$, $^{15}NO_3-N$ 안정동위원소비를 분석하였다. 상류에서 질산염의 $^{15}NO_3-N$, $^{15}NH_4-N$ 값이 가볍게 나타나지만 (2‰, 8‰), 특성이 다른 질소화합물의 방류수 (23‰, 14‰)가 유입되면서 하류 (21‰, 11‰)에 영향을 주는 것으로 여겨진다. 본 연구를 통하여 수행된 $^{15}NH_4-N$, $^{15}NO_3-N$ 안정동위원소비 분석법은 수생태계로 유입되는 다양한 질소 기원을 파악하여 효율적인 수질 관리를 위한 중요 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. 다만 이와 같은 기법을 적용하기 위해서는 추후 유역 오염원의 대표값 (end member)의 조사를 통하여 지속적인 자료구축이 이루어져야 할 것이다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제18권1호
• /
• pp.40-46
• /
• 2013

안정동위원소 질량분석기를 이용한 탄소와 산소의 동위원소비 측정은, 이산화탄소 표준기체의 동위원소 비에 대하여 그 상대적인 값을 측정함으로써 이루어진다. 따라서 실험실 표준기체는 ${\delta}^{13}C$와 ${\delta}^{18}O$ 값의 국제 표준물질인 PDB와 V-SMOW에 대해 보정된 이산화탄소이여야 하며, 이는 국제적 자료의 비교와 검증을 위해 필수적이다. 그러나 표준기체는 제작 기간이 길며, 가격이 비싼 단점이 있고, 장기간 사용 시 실린더 내부 압력의 변화로 동위원소의 분별이 생길 우려가 크다. 따라서 본 연구는 실험실 표준기체 관리의 효율성을 높이기 위해 장기간 안정적 보관이 가능한 고체 표준물질로부터 동위원소 분별없이 순수한 이산화탄소 기체를 추출하여, 실험실 표준기체로 사용할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 본 논문은 Coplen et al.(1983)에 의하여 제안된 방법을 기초로 한 다량의 이산화탄소 표준 기체 제작에 초점을 두었다. 이산화탄소는 탄산칼슘과 100% 순수 인산의 반응에 의해 생성되는데, 두 물질의 반응에 필요한 실험 장치 및 실험 과정을 상세히 기술하였으며, 최적의 실험 조건 결정을 위한 다양한 분석 결과를 소개하였다. 이어 생성된 이산화탄소 기체의 추출, 정제와 포집은 자체 제작된 진공관에서 이루어졌으며, 각 단계에 대한 자세한 설명이 주어진다. 이산화탄소의 ${\delta}^{13}C$와 ${\delta}^{18}O$ 측정은 서울대학교 기초과학교육연구 공동기기원에서 운영 중인 안정동위원소 질량분석기(VG Isotech, SIRA Series II)를 이용하여 이루어졌다. 탄산칼슘 고체 표준물질로부터 이산화탄소 기체 추출과 추출된 기체의 정제 포집 등 전체 분석과정의 정밀도 검증을 위해 동일한 Solenhofen-ori $CaCO_3$(< $63{\mu}m$) 고체 시료로 부터 15회에 걸쳐 표준기체를 제작하였고, 매회 100 mg $CaCO_3$을 이용하여 총 15개의 표준기체 제작이 8일에 걸쳐 이루어졌다. 이 표준기체들의 분석 표준편차($1{\sigma}$)는 ${\delta}^{13}C$의 경우 ${\pm}0.01$‰, ${\delta}^{18}O$는 ${\pm}0.05$‰로 매우 높은 정밀도를 보여주었다. 이러한 분석 정밀도는 안정동위원소 질량분석기기 자체와 같은 내부 정밀도에 상응하며, 본 연구에서 제시한 실험실 표준기체 제작방법의 높은 신뢰성과 재현성을 입증하는 결과이다. 따라서 본 연구는 표준기체 보유가 어려워 정밀, 정확한 안정동위원소 분석에 어려움이 많았던 연구 분야에 자체 표준기체 제작 기술을 제공하는데 크게 기여할 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
• /
• 제43권5호
• /
• pp.443-453
• /
• 2010

삼성 금-은광상은 백악기 셰일과 사암 내에 발달된 단층대를 충진한 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 단층-각력대에 수반되며 2시기로 구분된다. 광화I시기는 주된 광화시기이고 광화II시기는 광화작용이 관찰되지 않는다. 광화 I시기는 모암변질광물(견운모, 황철석, 녹니석, 석영), 금홍석, 천금속 황화광물(자류철석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석)과 에렉트럼 등이 관찰된다. 광화II시기는 석영, 방해석 및 황철석만 관찰된다. 유체포유물 자료에 의하면, 광화II시기의 균일화온도와 염농도는 각각 $145\sim309^{\circ}C$, 0.4~12.4 wt.% NaCl 로서 광화유체가 천수의 혼입에 의한 냉각과 희석이 있었음을 지시한다. 천금속 황회광물과 에렉트럼은 온도 $200\sim300^{\circ}C$에서 냉각과 희석작용에 의해 침전되었다. 황(9.3~10.8‰) 기원은 화성기원과 모암내의 황에서 유래된 것으로 해석된다. 산소 [-2.3~0.9‰(석영 0.3‰과 0.9‰, 방해석: -2.3‰)] 및 수소[-86~-76‰(석영: -86‰과 -82‰, 방해석: -76‰)]동위원소값의 자료로 볼 때, 이 광상의 광화유체는 천수 기원의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 광화작용이 진행됨에 따라 기원이 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 해석할 수 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제41권1호
• /
• pp.1-14
• /
• 2008

봉상 금-은광상은 백악기 안산암질 래필리응회암 내에 발달된 단층대를 충진한 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 단층-각력대에 수반되며 2시기로 구분된다. 1시기는 다시 조기와 말기로 구분되며 주된 광화시기이다. II시기는 광화작용이 관찰되지 않는다. I시기 조기는 모암변질과 천금속 황화광물이 관찰된다. I시기 말기는 금-은광물 정출시기로 자연은, 함은사면동석 및 휘안동은석과 함께 황철석, 섬아연석, 황동석 및 방연석 등의 황화광물이 관찰된다. 유체포유물 자료에 의하면, 광화I시기의 균일화온도와 염농도는 각각 $137{\sim}336^{\circ}C,\;0.0{\sim}10.6wt.%$ NaCl 로서 광화유체가 천수의 혼입에 의한 냉각과 희석이 있었음을 지시한다. 또한, 광화I시기 말기에 관찰되는 광물공생군으로부터 구한 생성온도와 황분압은 $<210^{\circ}C$과 $<10^{-15.4}$ atm를 갖는다. 황(3.4%o 기원은 화성기원과 모암내의 황에서 유래된 것으로 해석된다. 산소{2.9%o과 10.3%o(석영: 7.9%o과 8.9%o, 방해석: 2.9%o과 10.3%o)}, 수소(-75%o) 및 탄소(-7.0%o과 -5.9%o)동위원소값의 자료로 볼 때, 이 광상의 광화유체는 천수 기원의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 광화작용이 진행됨에 따라 기원이 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 해석할 수 있다.

• Ocean Science Journal
• /
• 제40권3호
• /
• pp.167-176
• /
• 2005

A time-series sediment trap was deployed at 1,034 m water depth in the eastern Bransfield Strait for a complete year from December 25, 1998 to December 24, 1999. About 99% of total mass flux was trapped during an austral summer, showing distinct seasonal variation. Biogenic particles (biogenic opal, particulate organic carbon, and calcium carbonate) account for about two thirds of annual total mass flux $(49.2\;g\;m^{-2})$, among which biogenic opal flux is the most dominant (42% of the total flux). A positive relationship (except January) between biogenic opal and total organic carbon fluxes suggests that these two variables were coupled, due to the surface-water production (mainly diatoms). The relatively low $\delta^{13}C$ values of settling particles result from effects on C-fixation processes at low temperature and the high $CO_2$ availability to phytoplankton. The correspondingly low $\delta^{l5}N$ values are due to intense and steady input of nitrates into surface waters, reflecting an unlikely nitrate isotope fractionation by degree of surface-water production. The $\delta^{l5}N$ and $\delta^{l3}C$ values of sinking particles increased from the beginning to the end of a presumed phytoplankton bloom, except for anomalous $\delta^{l5}N$ values. Krill and the zooplankton fecal pellets, the most important carriers of sinking particles, may have contributed gradually to the increasing $\delta^{l3}C$ values towards the unproductive period through the biomodification of the $\delta^{l3}C$ values in the food web, respiring preferentially and selectively $^{12}C$ atoms. Correspondingly, the increasing $\delta^{l5}N$ values in the intermediate-water trap are likely associated with a switch in source from diatom aggregates to some remains of zooplankton, because organic matter dominated by diatom may be more liable and prone to remineralization, leading to greater isotopic alteration. In particular, the tendency for abnormally high $\delta^{l5}N$ values in February seems to be enigmatic. A specific species dominancy during the production may be suggested as a possible and speculative reason.