• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권4호
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• pp.23-36
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• 2000

진해만 해양환경 평가를 위한 해저지하수의 중요성을 이해하기 위하여 1999년 8월과 2000년 1월 진해 내만에서부터 외만까지 포함된 총 8개의 정점들의 저층수의 라돈을 분석하였다. 일반적으로 지하수에 함유된 라돈-222 농도는 표층수보다 약 2-4 order 높기 때문에 해저지하수 누출 여부를 추적하는데 상당히 유용한 추적자로 사용할 수 있다. 저층수의 라돈-222 농도는 33～182 dpm/100kg 범위로서 내만에서 100 dpm/100kg 이상의 높은 값이 관측되었다. 그러나 라돈-222의 어미핵종인 라듐-226 농도는 정점간의 큰 차이는 보이지 않았다. 또한 동일 정점의 라돈-222 농도는 계절별로 차이를 보였다. 이것은 라돈-222의 주 공급원은 해저퇴적물로부터가 아니라 강수량 차이에 의한 해저지하수 누출량에 기인된다는 것을 의미한다. 진해만 연안에 위치한 구산면 원전 육상 지하수의 Cl/sup -/과 SO/sub 4//sup 2-/ 함량은 각각 1,312, 369 ppm으로서 해수의 영향을 간접적으로 받고 있음을 보여준다. 이는 상대적으로 주변 육상지하수가 인근 해수에 영향을 줄 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 내만 저층수의 높은 라돈-222 농도는 해저지하수 누출에 의한 결과로 볼 수 있다. 특히 진해만 주변 육상지하수의 평균 용존무기영양염 농도 (질산이온>174 μN, 규산>262 μM)는 진해만 해수 농도보다 월등히 높기 때문에 하천과 더불어 또다른 중요한 영양염 공급원으로서 작용할 수 있다. 따라서 정확한 진해만 생지화학적 과정을 추정하기 위해서 해저지하수 방출수에 대한 집중적인 연구가 필요하다.

• 한국제4기학회지
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• 제17권2호
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• pp.163-163
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• 2003

The study area, Kwangneung Experiment Forest (KEF) is located on the west-central portion of Korean peninsula and belongs to a cool-temperate broadleaved forest zone. At the old-growth deciduous forest near Soribong-peak (533.1m) in KEF, we have established a permanent plot and a flux tower, and the site was registered as a KLTER site and also a KoFlux site. In this study, we aimed to present basic ecological characteristics and synthetic data of carbon budgets and flows, and some monitoring data which are essential for providing important parameters and validation data for the forest dynamics models or biogeochemical dynamics models to predict or interpolate spatially the changes in forest ecosystem structure and function. We made a stemmap of trees in 1 ha plot and analyzed forest stand structure and physical and chemical soil characteristics, and estimated carbon budgets by forest components (tree biomass, soils, litter and so on). Dominant tree species were Quercus serrata and Carpinus laxiflora, and accompanied by Q. aliena, Carpinus cordata, and so on. As a result of a field survey of the plot, density of the trees larger than 2cm in DBH was 1,473 trees per ha, total biomass 261.2 tons/ha, and basal area 28.0 m2/ha. Parent rock type is granite gneiss. Soil type is brown forest soil (alfisols in USDA system), and the depth is from 38 to 66cm. Soil texture is loam or sandy loam, and its pH was from 4.2 to 5.0 in the surface layer, and from 4.8 to 5.2 in the subsurface layer. Seasonal changes in LAI were measured by hemispherical photography at the l.2m height, and the maximum was 3.65. And the spatial distributions of volumetric soil moisture contents and LAIs of the plot were measured. Litterfall was collected in circular littertraps (collecting area： 0.25m2) and mass loss rates and nutrient release patterns in decomposing litter were estimated using the litterbag technique employing 30cm30cm nylon bags with l.5mm mesh size. Total annual litterfall was 5,627 kg/ha/year and leaf litter accounted for 61% of the litterfall. The leaf litter quantity was highest in Quercus serrata, followed by Carpinus laxiflora and C. cordata, etc. Mass loss from decomposing leaf litter was more rapid in C. laxiflora and C. cordata than in Q. serrata litter. About 77% of C. laxiflora and 84% of C. cordata litter disappeared, while about 48% in Q. serrata litter lost over two years. The carbon pool in living tree biomass including below ground biomass was 136 tons C/ha, and 5.6 tons C/ha is stored in the litter layer, and about 92.0 tons C/ha in the soil to the 30cm in depth. Totally more than about 233.6 tons C/ha was stored in DK site. And then we have drawn a schematic diagram of carbon budgets and flows in each compartment of the KEF site.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권3호
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• pp.148-157
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• 2005

경기만에 인공호수로 만들어져 많은 환경 변화를 겪고 있는 시화호에서 중금속 분포 특성과 오염을 파악하기 위하여 2004년에 해수, 퇴적물, 입자성 침강물질을 채취하였다. 반월 및 시화 공단과 주변 도시들에 의한 인위적인 유입에 의하여 호수의 내측에 위치한 정점들에서 높은 중금속 농도를 보였다. 퇴적물 증의 Cu, Zn과 Hg은 정점 2-4, 그리고 정점 9에서 높았으며, 입자성 침강물질 중의 Cr, Co, Ni, Cu, Zn과 Pb은 정점 5에서 높았고, 방조제에 가까운 정점에서 낮았다. 중금속의 공간 분포는 산업 폐수 및 도시 하수의 유입 뿐 아니라 생지화학적 요인과 물리적 혼합의 영향이 작용하였다. 외해수의 유입으로 중금속 환경은 호수의 일부에서 개선되었으나 완전하지 않으며, 지속적으로 환경 개선을 위한 계획이 실행되어야 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권10호
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• pp.945-958
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• 2014

토양온도는 비점오염과 관련된 수문학적 및 생지화학적 과정에 영향을 주는 중요한 물리적 환경인자 중 하나이다. 이 연구에서는 분포형 유역모델인 CAMEL(Chemicals, Agricultural Management and Erosion Losses)의 겨울철 토양온도 모의성능을 개선하기 위해서 융설과 토양 동결-융해 모델을 개발하였으며, 경기도 여주에 위치한 시험유역의 4개 지점에서 3개월 동안 관측한 토양온도 자료를 사용하여 모델을 보 검정하였다. 모의 결과, 표층 토양온도에 대해서는 모델이 토양온도의 시계열 변화를 비교적 잘 재현하는 반면($R^2$ 0.71~0.95, RMSE $0.89{\sim}1.49^{\circ}C$), 하부토양층 온도에 대해서는 경우에 따라 모델의 예측오차가 다소 크게 나타났는데($R^2$ 0.51~0.97, RMSE $0.51{\sim}5.08^{\circ}C$), 이것은 모델에서 토양 깊이별 토성을 동일한 것으로 가정한 것이 주요 원인인 것으로 판단된다. 한편, 개발된 모델은 융설에 의한 단열효과와 토양 동결-융해 과정에서 유입 또는 방출되는 잠열흐름의 영향으로 토양온도의 진폭이 감소하는 현상을 잘 모의하고 있다. 비록 모델 구조의 한계와 자료의 부족으로 토양온도에 대한 다소의 예측오차가 발생하였지만, 개발된 토양온도 모델은 시험유역의 토지이용 및 지형에 따른 토양온도와 적설상당수량의 시공간적 분포를 합리적으로 잘 모의하는 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.29-45
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• 2007

전라북도 전주시 지역의 만경강 하천변 충적 대수층에 심도 30m까지 설치된 다중 심도 관정을 이용하여 산화-환원 환경과 관련된 지하수의 생물지구화학적 특성을 조사하였다. 대체로 용존 산소(DO)가 1 mg/L이하의 혐기성 환경이 지배적이었으며, 10-20m 구간에서는 높은 농도의 Fe($14{\sim}37mg/L$)와 Mn($1{\sim}4mg/L$)이 나타나고 그 하부에서는 S(-II) 이온이 검출되었다. 용존 Fe와 Mn이 높은 구간에서는 $O_2,\;NO_3$가 거의 없고, 퇴적물내의 Fe와 Mn의 함량은 심도에 따라 큰 차이 없이 분포하고 있어 전자수용체로서 이용된 Fe(III), Mn(IV)의 환원에 의해 지하수내의 용존 Fe와 Mn의 농도가 높아진 것으로 볼 수 있다. 용존 농도에서 Mn이 Fe에 비해 상대적으로 농도가 높게 나타나는 구간이 더 넓다. 환원 과정에서 전자공여체(electron donor)로 이용될 수 있는 유기 탄소(DOC) 농도가 지하수면 부근에서 급격히 감소하는 것으로 보아 지하수내 유기물은 상부에서 유입되는 것으로 보인다. 20m 하부에서는 $SO_4$가 감소하고 S(-II) 이온이 검출되는 것으로 보아 상부 구간보다는 하부구간에서 $SO_4$ 환원작용이 활발함을 지시한다. 여러 산화-환원쌍으로부터 계산된 산화-환원 전위는 Fe를 포함하는 쌍들간을 제외하고는 모두 일치하지 않아 전체적으로 산화-환원적으로 비평형 상태에 있다고 볼 수 있다. 지하수면 부근을 제외하고는 siderite, rhodochrosite 등의 탄산염 광물의 포화지수가 -2에서 +1의 범위를 보여 이들 광물에 의해 각각 Fe(II), Mn(II) 이온의 농도가 지하수내에서 조절될 수 있음을 보여주며, 20m 하부 심도 구간에서 S(-II) 이온이 검출되는 지점에서는 Fe(II)의 경우 FeS 광물에 의해서도 농도가 조절될 수 있다.

• 한국해양학회지
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• 제27권2호
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• pp.154-163
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• 1992

박테리아의 개체수와 생산량의 분포률, 그리고 하구 혼합 (estuarine mixing)이 이들 분포에 미치는 영향을 조사하기 위해, 1990년 10월부터 1991년 8월까지 만경강 및 동진강 하구의 유광대에서 박테리아의 개체수, 생산량, 수온 및 염분도를 3번 조사 하였다. 제한된 조사에도 불구하고 조사기간에 나타난 박테리아의 개체수와 생산량은 넓은 범위의 값을 보였다. 각각 0.4-5.8$\times$10/SUP 9/ 1/SUP -1/와 0.1-22.2 ug C /SUP -1/ d/SUP -1/이었다. 이는 박테리아의 성장이, 하구에서 매우 유동적임을 나타냈다. 흥미롭게도 박테리아의 개체수는 대부분의 수임이 얕은 정점의 표면 아래에서 증가하 였으나, 박테리아의 생산량은 뚜렷이 감소하였다. 이러한 현상은 하구 혼합에 의해서 설명될 수 있을 것으로 판단되며, mixing diagrams의 분석은 하구 혼합이 박테리아 개 체수와 생산량을 conservative하게 혼합하기도 하나, 박테리아 개체수를 증가시키며, 생산량을 감소시키는 작용을 하였으며를 보여주었다. 이것은 하구 혼합의 역할이 박테 리아의 개체수와 생산량의 분포에 따라서 하구에서의 생지화학적 순환에 있어서 중요 함을 제시하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권3호
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• pp.188-197
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• 1999

해수에서 퇴적층으로 향하는 우라늄 제거 과정과 플럭스를 연구하기 위해 1996년 10월 16일과 1997년 8월 25일에 천수만 입구지역에서 공극수와 해저상자(benthic chamber, BC) 내부시료를 채취하였다. 공극수로부터 추정된 우라늄 플럭스는 해수~퇴적물 경계면에서 0.112~0.566 mg/$m^2yr$ 이었으며, 해수에서 퇴적물로 제거되는 양상을 보였다. 황해 전체로는 $4.3{\sim}21.5{\times}10^7$ g/yr의 우라늄이 제거되며 이는 전지구적 제거 플럭스의 0.4~2.2%에 달하는 값이다. 같은 방법으로 추정된 영양영 플럭스는 암모니아성 질소 135.6 mmol/$m^2yr$, 질산성 질소 228.2 mmol/$m^2yr$, 인산염 36.8 mmol/$m^2yr$, 그리고 규산염 23.9 mmol/$m^2yr$로 공극수에서 저층 해수로 용출되고 있다. 공극수중 질산성 질소와 퇴적물 망간의 수직 분포도로부터 산화환원 경계층이 퇴적물 표충하 3~5 cm 깊이에 존재함을 추정할 수 있었다. BC를 이용한 인산염 플럭스는 28.5 mmol/$m^2yr$로서 공극수를 통한 추정값과 비슷하였다. 반면에 BC를 이용한 우라늄과 규산염 플럭스 추정치는 공극수에 의한 값보다 두 자릿수 정도로 큰 값을 나타내었다. 공극수내 농도 분포로부터 추정된 우라늄과 영양염의 플럭스 추정치가 BC를 통한 추정치보다 더욱 신뢰도가 높다고 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권3호
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• pp.202-214
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• 2014

급격히 증가하고 있는 무인해양관측 체계들의 현황을 글로벌 관점에서 조명하고, 이를 범국가적 차원에서 통합, 조정, 관리하기 위한 네트워크에 대해 고찰하였다. 3차원 시공간적으로 변동이 심한 해양환경을 관측/감시하기 위해서 무인해양관측 플랫폼들은 점차 다양화되고 있는데, 여기서는 이동형(표층 뜰개, 중층 플로트, 수중 글라이더)과 고정형(표층 및 수중 계류선, 바닥장착형 관측)으로 구분하여 각각의 목적, 역사, 현황을 조사하고, 향후 변화를 전망했다. 이들을 활용하여 글로벌 해양관측체계에 기여하고 있는 대표적인 고정형과 이동형 무인해양관측 네트워크(ARGO와 OceanSITES) 프로그램들의 현황에 대해서 알아보고, 글로벌 해양관측/모니터링 체계를 위한 시너지 효과를 창출하기 위한 운용 및 활용 증가를 전망했다. 마지막으로 더욱 효과적인 해양관측/모니터링 체계를 설계하기 위해 다종의 플랫폼을 동시에 사용하는 것을 제안하였고, 그 대표적인 예로 미 국립과학재단의 OOI(Ocean Observatories Initiative) 프로그램을 소개하였다. 아울러 심해 및 남반구와 같이 글로벌 관점에서 존재하는 자료의 틈을 줄여나가기 위한 노력과 글로벌 경계류 관측 네트워크와 같은 새로운 해양관측 네트워크를 위한 노력, 그리고 생지화학/음향/광학 센서들을 포함한 센서 기술들의 개발 노력과, 자료의 표준화 및 센서 검/교정을 위한 노력에 대한 제언을 추가하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제18권2호
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• pp.65-69
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• 2013

대륙주변해인 동해의 일차생산력은 조사하기 쉬운 듯하지만 해황의 역동적 변동성 때문에 현장 관측으로 파악하기 매우 어렵다. 이 연구에서는 난수역의 평균적인(총)일차생산 배경값을 생지화학적 가설에 기반하여 추정하였다. 계산에 사용된 비혼합-부상 가설은 일단 일차생산이 오로지 대한해협을 통해 수송된 영양염에 의해서만 일어난다고 가정했을 경우로서, 결과($209\;gC\;m^{-2}\;y^{-1}$)는 발표된 위성기반 순일차생산력과 대등한 것으로 나타났다. 그런데 일차생산이 100% 신생산에 의존한다고 가정했었기 때문에 이 구속을 풀어 신생산지표를 0.6이라 가정하면 일차생산력은 40% 가량 높아진다. 결과는 오로지 대한해협을 통해 유입되는 영양염만으로도 기존에 알려진 일차생산을 지지하고도 남음을 말해준다. 그런데 배경값을 구하기 위해 배제시켰던 여러 가지 변동 요인들, 예컨대 용승, 지하수 유입, 대기 유입, 해양 투기, 태풍 등 배경에 더 해지는 교란은 모두 일차생산을 추가로 부양하는 요인이고, 여기에 아직 정량화 되지 못한 초미소남세균의 광합성에 대한 기여까지 고려하게 되면 실제 일차생산력은 배경값의 두 배 이상도 가능할 것으로 추정된다. 이 경우에 일차생산력은 신생산지표가 0.6으로 알려진 페루 용승역과 비등한 규모가 된다.

• 한국습지학회지
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• 제6권1호
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• pp.117-132
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• 2004

갯벌이나 연안습지의 생태구조 및 생지화학적 물질 순환을 이해하기 위해서는 유기물 분해기능 평가 및 분해경로에 대한 연구가 필수적으로 진행되어야 함에도 불구하고 국내에는 이에 대한 연구가 거의 없다. 본 논문에서는 하계 강화도 남단의 갯벌에서 미생물에 의한 혐기성 유기물 분해정도를 파악하고, 황산염 환원을 통한 유기물 분해경로의 정량적 중요성을 평가하고자 하였다. 유기물 분해율은 깊이 6 cm 이내에서 $41.9{\sim}89.4mmol\;m^{-2}d^{-1}$의 범위로 나타났으며, 이를 강화도 갯벌의 전체 면적(약 $300km^2$)으로 환산할 경우, 하루에 216 ton의 유기물이 혐기적 과정을 통해 분해되는 것으로 계산되었다. 이러한 결과는 하구갯벌인 강화도 갯벌의 유기물 분해능이 생산력이 높은 염습지의 유기물 분해능에 비해 결코 뒤지지 않음을 보여주는 결과이다. 한편, 인위적으로 유기물(acetate)을 공급하였을 경우 유기물 분해율이 약 2배~5배의 증가율을 나타냈다. 이러한 결과는 미생물의 유기물 분해가 이용 가능한 유기물의 공급 부족에 의해 제한되고 있음을 의미한다. 한편 깊이 6 cm 이내에서 적분한 황산염 환원율은 $20.7{\sim}45.1mmol\;SO{_4}^{2-}m^{-2}d^{-1}$의 범위로 나타났으며, 전체 혐기성 유기물 분해의 대부분을 차지하였다. 이러한 연구결과는 황산염 환원력의 과도한 증대가 향후 갯벌 주변 생태계의 생물 다양성 감소로 이어질 수 있음을 시사하는 것이다.