• 생태와환경
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• 제42권2호
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• pp.242-252
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• 2009

본 연구에서는 국내 인공호 4대 수계 39곳을 선정하여 2003년 1월부터 2007년 12월까지 5년간의 수질 측정 자료를 바탕으로 우리나라에 적합한 다변수 수질평가 모델을 개발하고, 그 모델을 이용하여 2008년 1년간의 자료를 통해 팔당호와 대청호의 수질평가를 실시하였다. 개발된 다변수 수질평가 모델은 4개의 수질변수를 각각 부영양, 중영양, 빈영양의 3단계로 나누어 점수를 부여하고, 수질변수별 획득점수를 총합하여 총점으로 계량화하였으며, 총점을 구간별로 5등급으로 나누어 최종 수질등급을 부여하였다. 새롭게 제안된 수질평가 모델의 적용 결과, 팔당호는 전반적으로 보통(Fair) 및 악화 (Poor)상태로 나타났으며, 대청호는 최적(Excellent) 및 좋음(Good) 상태로 나타났다. 일반적으로 수자원의 가치를 결정하는 수질항목 중 가장 보편적인 중요성을 가지는 것은 유기물의 함량이며 이런 유기물은 수체 내 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 그렇기 때문에 새로운 수질평가 모델을 개발함에 있어 수체의 수리 수문학적 특성을 비롯해 물리적 특성, 화학적 특성, 생물학적 특성 등의 각종 이화학적인 특성이 고려되었으며, 이러한 항목을 각각 평가 모델의 4가지 메트릭으로 선정하여 호소의 평가에 있어 복수의 측정지표가 활용될 수 있도록 하였다. 이러한 복수 지표를 활용해 개발된 다변수 수질평가 모델은 호소의 영양 단계를 평가함에 있어 보다 정확한 판단을 가능하게 할 것이며, 효과적인 호소의 관리에 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권2호
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• pp.78-86
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• 2002

제주도 중문 연안역의 각 크기별 플랑크톤을 영양형에 따라 구분하여 세포수, 탄소량, 엽록소량의 시 ${\cdot}$ 공간 분포 그리고 환경요인간의 상관관계를 1999년 7월부터 2000년 6월까지 조사하였다. 종속영양성 초미세플랑크톤(HPP) 세포수의 연평균은 외해에서 1.4${\times}$$10^{6}$ cells ${\cdot}$ $ml^{-1}$, 해안에서 8.3${\times}$$10^{5}$ cells ${\cdot}$ $ml^{-1}$을 보였고, 독립영양성 초미세플랑크톤(APP)도 외해에서 9.9${\times}$$10^{4}$ cells ${\cdot}$ $ml^{-1}$, 해안에서 7.1${\times}$$10^{4}$ cells ${\cdot}$ $ml^{-1}$을 보여 외해에서 더 많은 분포를 보였으며 우리나라 다른 해역에 비해서도 많았다. 그러나 종속 및 독립영양성 미소플랑크톤(HNP, ANP)은 해안이 외해보다 더 많은 세포수 분포를 보였다. 소형플랑크톤(AMP) 세포수는 해안에서는 규조류의 변동(r=0.962, P${\le}$0.001), 외해에서 와편모조류의 변동 (r=0.868, P${\le}$0.001)에 의해 영향을 받고 있었다. 그러나 영양형과 크기별 구분에 의한 각 그룹간 상관관계에서 포식자와 피식자의 상관성은 보이지 않았다. 탄소량의 공간적인 분포는 세포수와 같았으나 크기별 비율은 전혀 달라 독립영양성 미소플랑크톤(ANP) 탄소량이 가장 높은 비율을 보였다. 크기군에 따라 엽록소량의 계절변동은 달랐으며 초미세플랑크톤(APP)은 2000년 3월에 0.42 ${\mu}g$CHl-${\alpha}$${\cdot}$$1^{-1}$(57.9%)로 가장 높은 비율을 보였고, 미소플랑크톤(ANP)은 2000년 5월에 1.42 ${\mu}g$CHl-${\alpha}$${\cdot}$$1^{-1}$(74.7%)로 가장 높았으며 소형플랑크톤(AMP)은 1999년 7월에 1.51 ${\mu}g$CHl-${\alpha}$${\cdot}$$1^{-1}$(81.8%)로 가장 높았다. 생물인자와 환경요인의 상관성을 주성분 분석에 의한 요인을 추출한 결과 인,규소 증가와 자가영양성 미소플랑크톤(ANP)증가에 미치는 요인이 해안과 외해에서 동일하게 가장 큰 설명력을 보였다. N:P 비도 해안에서 36.4, 외해에서 32.6을 보이고 있어 인이 상당히 부족한 것으로 나타났다. 따라서 조사해역은 인이 식물플랑크톤 성장에 중요한 제한요인으로 작용하고 있다고 판단된다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권4호
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• pp.340-351
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• 2019

In this study, the relationship between trophic state indices was analyzed based on the monthly or weekly water quality data of 81 lakes (mostly man-made) in Korea between 2013-2017. Carlson's $TSI_C$ and Aizaki's $TSI_m$ were calculated using the summer (Jun.-Sep.) average data at the upper water layer. The previous Korean trophic state index ($TSI_{KO}$) and the newly suggested index ($TSI_{KON}$) was calculated using the annual average data at the whole layer and at the upper layer, respectively. While previous trophic state index (TSI) such as Carlson's TSI included logarithmic function, we devised newly Monod-type $TSI_{KON}$(Chl) that is 50 when half-saturation concentration of chlorophyll ${\alpha}$ ($Chl.{\alpha}$) measured by UNESCO-method is $10{\mu}gL^{-1}$. MMF-type $TSI_{KON}$(TP) was derived based on the relationship between TP and $Chl.{\alpha}$. A comprehensive $TSI_{KON}$ was decided as the larger one of the two $TSI_{KON}$ values. The range of previous TSI was usually 40-50 for the mesotrophic state, which seemed narrow to discriminate trophic characteristics of the class. The upper limits of $TSI_{KON}$ for oligotrophic, mesotrophic, and eutrophic state were set to 23, 50 and 75, respectively. Classification by $TSI_C$ and $TSI_m$ showed higher frequency of eutrophic class compared to $TSI_{KO}$ and $TSI_{KON}$. This means that the estimation by TSIs developed in foreign natural lakes can lead to distorted results in the classification of the trophic state of Korean lakes. This is due to the decrease of transparency by non-algal material and the reduction in phosphorus availability to algal growth, particularly in Monsoon period.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권3호
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• pp.147-158
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• 2007

본 연구는 마산만의 적조원인 식물플랑크톤의 천이와 대발생 변화 양상을 밝히고자 이 지역을 대표할 수 있는 1개 정정에서 2003년 11월부터 2004년 10월까지 강우와 연평균 기온차를 포함한 기후학적 요인, 물리 화학적 요인 그리고 식물플랑크톤 군집을 조사하였다. 영양염은 타해역과 비교하였을 때, 암모니아염은 높은 농도를 보였으나, 질산염은 비슷한 농도를 보였다. 그리고 규산염은 타 해역에 비해 낮은 농도를 보였으며, 인산염은 빈영양 수역에 포함될 정도로 낮은 농도를 보여 식물플랑크톤 성장의 제한요소로 작용하였다. 식물플랑크톤 현존량의 탄소량은 2003년 동계와 2004년 하계에, 엽록소-${\alpha}$는 2003년 늦은 추계부터 동계까지 그리고 2004년 하계에 높게 나타나 비슷한 경향을 보였으며, 개체수는 2003년 동계와 2004년 추계에 높았다. 조사기간 동안 출현한 식물플랑크톤은 총 78종으로 동정되었으며, 이 중 우점종은 규조류 Skeletonema costatum, Cylindrotheca closterium, 와편모조류 Heterocapsa triquetra, Prorocentrum minimum, P. triestinum, 침편모조류 Heterosigma akashiwo로 나타났다. 우점종의 계절적 변화 양상을 살펴보면 P. minimum은 늦은 추계부터 동계까지, H. triquetra는 늦은 동계에 우점하였다. P. triestinum은 늦은 춘계부터 이른 하계까지, H. akashiwo는 춘계부터 조금 높은 경향을 보이다가 늦은 하계에 C. closterium이 그리고 S. costatum은 추계에 가장 우점하였다. CCA 분석결과, 개체수로 표현되는 현존량은 규조류와 관계가 있으며, 환경요인 중에서 수온, 질산염과 인산염의 영향을 받는 것으로 나타났다. 탄소량과 엽록소-${\alpha}$로 표현되는 현존량은 규조류 뿐만 아니라 와편모조류와 침편모조류와 관계가 있으며, 염분, 규산염과 인산염의 영향을 받는 것으로 나타났다. 조사기간을 포함한 최근 6년 동안의 기온의 상승에 따른 수온의 상승은 동계 적조를 발생시키는 원인이 되었다. 또한, 동계 적조에 따른 영양염 고갈과 춘계의 강우량 감소에 따른 영양염 공급의 제한은 마산만에서 상습적으로 발생되는 춘계 적조의 발생을 억제하였을 것으로 판단된다. 결과적으로 2004년도의 전형적인 대발생 양상의 변화는 수온의 상승과 강우량의 감소가 중요한 영향을 미쳤을 것으로 추정된다.

• 한국수산과학회지
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• 제36권3호
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• pp.225-229
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• 2003

Plant ash and soil drainage, derived by frequent mountain fires during winter, might cause biological contamination to seaweeds at seashore and river mouse area. To thalli of Ulva pertusa, maximum non-lethal concentration(MNLC), lethal concentration 50 $(LC_{50})$ and minimum lethal concentration (MLC) of pine needle ash were shown as 60, 350 and 550 mg/mL, respectively. The yellow loess and granite sand did not damage at concentrations of 20 and 200 mg/mL, respectively To thalli of Porphyra yezoensis, the MNLC, LC5O, MLC of pine needle ash were shown as 0.08, 0.4 and 1.0 mg/mL, respectively. Effects of yellow loess and granite sand were approximately 1/2 and 1/10 of the ash. To thalli of Undaria pinnatifida, the pine needle ash, yellow loess and granite sand did not damage at the concentration range of 20 to 40 mg/mL. Change of pigments $(chlorophyll\;\alpha,\;lutein,\;\beta-carotene,\;phycoerthrin)$ was also determined at the MNLC, $LC-{50}$ and MLC of pine needle ash. Among three seaweeds tested, P. yezoensis produced the most 2.7-fold of lutein and 2.3-fold of $\beta-carotene$ at $LC-{50}$ of the ash. Thus the P. yezoensis, appeared as a sensitive indicator, could be used as one of test organisms for determination of the biological effect of pollutants contaminated in marine environment.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권10호
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• pp.1206-1212
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• 2009

Growth rates, photosystem II photosynthesis, and the levels of chlorophyll $\alpha$ and secondary metabolites of Chlorella ovalis were estimated to determine if they were enhanced by the addition of swine urine (BM) or cow compost water (EP) that had been fermented by soil bacteria to deep seawater (DSW) in an attempt to develop media that enabled batch mass culture at lower costs. Growth of C. ovalis in f/2, f/2-EDTA+BM60%, DSW+BM30%, and DSW+EP60% was enhanced and maintained in the log phase of growth for 16 days. The cell densities of C. ovalis in DSW+EP60% ($4.1{\times}10^6$ Cells/ml) were higher than those of f/2 ($2.9{\times}10^6$ Cells/ml), f/2-E+BM60% ($3.7{\times}10^6$ Cells/ml), and DSW+BM30% ($2.7{\times}10^6$ Cells/ml). The growth rate was also more favorable for C. ovalis cultured in DSW+EP60% ($0.15\;day^{-1}$) than that of C. ovalis cultured in the control medium (f/2) ($0.12\;day^{-1}$). Furthermore, the chlorophyll a concentration of C. ovalis cultured in DSW+EP60% (4.56 mg/l) was more than 2-fold greater than that of C. ovalis cultured in f/2 (2.35 mg/l). Moreover, the maximal quantum yields of photo system II at 470 nm (Fv/Fm) were significantly higher in organisms cultured at f/2-E+BM60% (0.53) and DSW+EP60% (0.52) than in the other treatment groups. Finally, Fourier transformation infrared (FT-IR) spectroscopy revealed that C. ovalis grown in DSW+EP60% had more typical peaks and various biochemical pool shifts than those grown in other types of media. Taken together, the results of this study indicate that the use of DSW+EP60% to culture C. ovalis can reduce maintenance expenses and promote higher yields.

• 한국수산과학회지
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• 제43권4호
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• pp.362-372
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• 2010

In order to understand what leads to the appearance of harmful Chattonella algae in the Yeosu coastal waters of Korea, we measured environmental parameters every week at one station from May to November, 2006, and April to October, 2007. Four species of Chattonella appeared during the monitoring period: C. antiqua, C. globosa, C. marina and C. ovata. The range of water temperature and salinity were $15.0-27.9^{\circ}C$ and 17.6~33.0 psu, respectively, when Chattonella appeared, and their maximum cell density (4,840 cells/L) was at $27.1^{\circ}C$ and 33.0 psu. During the monitoring periods, the range of dissolved inorganic nitrogen (DIN), phosphate (DIP) and chlorophyll $\alpha$ (Chl-$\alpha$) concentrations in surface waters were $1.20-52.23\;{\mu}M$ ($8.59{\pm}8.97\;{\mu}M$), $0.03-1.56\;{\mu}M$ ($0.47{\pm}0.31\;{\mu}M$) and $0.45-31.12\;{\mu}g/L$ ($3.58{\pm}4.77\;{\mu}g/L$), respectively. Chattonella occurred at low cell density when the Chl-$\alpha$ concentration increased because of supplied nutrients, whereas their cell density increased during the periods of rapid decrease in Chl-$\alpha$. The results of growth experiments based on batch culture showed that the half saturation constant ($K_s$) of C. antiqua on ammonium (${NH_4}^-$), nitrate (${NO_3}^-$) and phosphate (${PO_4}^{2-}$) were $3.89{\mu}M$, $5.01\;{\mu}M$ and $0.63\;{\mu}M$, respectively. These Ks values are higher than those reported for diatoms and other flagellates at the DIP concentration (average $0.47{\mu}M$) of Yeosu coastal waters. Although the maximum specific growth rate (${\mu}_{max}$) of C. antiqua was lower than diatoms, it was higher than those of other flagellates. Therefore, our results indicate that the DIP level in the study area was too low to support Chattonella blooms, although Chattonella species have physiological characteristics that enable them to grow more rapidly than other flagellates when nutrient levels are higher than their $K_s$.

• 한국수산과학회지
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• 제30권3호
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• pp.442-450
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• 1997

본 연구는 부경대학교 해양탐사선인 탐양호를 이용하여 1995년 2월 14일에서 17일까지 실시하였다 수온, 염분 및 용존산소를 이용한 T-S diagram 및 $T-O_2$ diagram 으로부터 수괴는 5개의 Type으로 구분되었다. 특히 T-S diagram에서는 잘 구분되지 않았던 Type IV와 Type V는 $T-O_2$ diagram에서 뚜렷이 구분되었다. 하지만 기존 수괴와 명확히 일치하지 않는 것은 본 조사가 동계에 실시되어 표층수온의 감소로 인하여 수괴의 수직혼합이 강하게 일어나서 생긴 현상으로 사료된다. 영양염류의 수괴별 농도분포를 보면, Type I, Type II, Type III은 서로 거의 비슷한 농도를 보였지만 Type IV에서 Type V로 갈수록 증가되었다. 그리고 동일 수괴에서 농도범위가 넓게 나왔는데, 이는 수온약층의 약화로 인하여 발생한 것으로 생각된다. N/P ratio은 모든 water type에서 Redfield ratio 이하로 나타났는데, 이것은 질산염이 식물플랑크톤 성장의 제한인자로 작용하고 있음을 보여주고 있다. chlorophyll $\alpha$의 농도는 $0\~8\;{\mu}g/\ell$의 범위로, Type I에서 최대였고 Type IV와 Type V에서는 거의 검출되지 않았다. 입자성 유기탄소와 유기질소의 농도는 각각 $0.49\~20.03\;{\mu}g-at/\ell$와 $0.09\~5.34\;{\mu}g-at/\ell$ 범위로서, 수심의 증가에 따라 그 농도가 감소하고, 연안에서 외양쪽으로 갈수록 낮아지는 경향이었다. Water type별 농도는 Type I > Type II > Type III > Type IV > Type V의 순서로 수심의 증가에 따라 농도가 증가하는 경향이었다. 즉 이들 입자성 유기물질은 수괴별로 어떤 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으며, 수심에 따라서 농도가 변화되는 것으로 생각된다. POC/PON의 원자비는 3.23으로 Redfield ratio 이하로 나타났다. 이것은 POC보다 PON이 더 난분해성이라 침강하는 동안 POC는 분해되지만 수직혼합에 의해 PON은 다시 재부유하기 때문인 것으로 사료된다. POC/chlorophyll $\alpha$의 평균값은 1962로 매우 높은 값을 나타내었으며, non-living detritus가 POC의 대부분을 차지하고 있는 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권3호
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• pp.155-166
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• 2007

이른 여름 동중국해 북부인 한국서남해역의 해양환경과 식물플랑크톤 군집 분포 양상을 파악하기 위한 현장조사를 2005년 6월 26일에서 28일까지 12개의 정점을 대상으로 실시하였다. 여름 한국서남해역은 표층에서 고온 저염 및 저온 고염의 한국 및 중국 연안수와 쓰시마난류 수괴특성을, 중, 저층에서는 저온 저염 및 고온 고염의 황해 저층냉수 및 대만난류 수괴 특성으로, 연안수, 대만난류 및 황해냉수 등 3개의 수괴에 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 표층의 수온전선은 한국 및 중국 연안수와 대만난류의 경계역에서, 수온 및 염분약층은 정점에 따라 다소 차이는 있지만 $10{\sim}20\;m$ 수층에 형성되었다. $Chl-{\alpha}$ 농도는 한국 연안수의 영향을 받는 해역에서 높고, 대만난류해역에서 낮았으나, 연직적으로 $Chl-{\alpha}$ 최대층은 수온약층보다 아래에 형성되었다. 표층과 수온약층의 식물플랑크톤 종조성은 26속 40종으로 단순하였으며, 우점종은 표층에서는 규조류인 Paralia sulcata 및 와편모조류인 Scripsiella trochoidea에 의해 점유되었으나, 수온약층에서는 규조류인 Skeletonema costatum과 Paralia sulcata에 의해 우점되었다. 현존량은 표층에서 5 cells/L에서 $3.8\;{\times}\;10^3\;cells/L$범위로 변화하여 매우 낮았다. 여름 한국서남해역의 식물플랑크톤 중 규조류는 저염의 연안수 영향을 받는 해역에서 높은 반면, 와편모조류는 고온의 대만난류해역에서 높게 출현하는 특성을 나타내어, 분류군에 의한 환경적응이 다르게 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제26권3호
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• pp.420-431
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• 2010

하천형 저수지인 팔당호의 건기시 수질을 모의하기 위하여 단순 물질수지 모델을 개발하였다. 대상 물질은 총인 (TP), 클로로필${\alpha}$ ($Chl.{\alpha}$), 5일 생물학적 산소 요구량 (BOD) 화학적 산소요구량 (COD)이었다. 모델은 지난 20년간의 실측치를 잘 재현하였으며 유기물질의 성인을 밝히는데 이용될 수 있었다. 모델을 통하여 분석한 결과, 팔당호에서 인에 대한 조류의 이용성을 결정하는 임계 수리부하는 약 $1.5m\;d^{-1}$로 나타났다. 팔당호의 $Chl.{\alpha}$, COD, BOD 농도는 임계부하보다 작은 수리부하의 조건에서 생산과 호흡 및 침전과 같은 조류의 변화에 민감하게 반응하였다. 최근 유기오염 저감을 위한 중앙정부와 지방정부의 강도 높은 노력에도 불구하고 팔당호의 수질은 크게 개선되지 않았으며 오히려 COD 농도는 증가하였다. 모델 해석을 통하여 이는 조류 생산량의 증가와 아울러 비점오염원 등에서 외래성 부하가 증가하였기 때문인 것으로 나타났다. 특히 2000~2007년 기간의 조류 기원성 유기물 농도는 전체 유기물 농도의 절반에 해당하는 것으로 추정되었으며, 이는 1988~1994년 기간에 비하여 2.5배, 1995~1999년 기간에 비하여 1.3배에 달하는 수준이었다. 이러한 연구의 결과는 팔당호의 수질개선을 위해서는 조류 발생을 억제하는 것이 필요함을 시사하는 것이었다.