• 대한환경공학회지
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• 제28권4호
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• pp.438-446
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• 2006

팔당호 경안천 하류 정체수역에서 퇴적물 인 용출 저감을 위한 capping 소재를 개발하고자 실험실 규모의 batch test를 수행하였다. 조사지역 퇴적물 평균 입도는 7.7 ${\phi}$로 매우 세립하고, 유기탄소 함량은 2.4%로 매우 높게 나타났다. 최적의 capping 소재 선정을 위한 인 용출 실험을 위해 150 L 반응기 5개에 모래층, powder-gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$), granule-gypsum, 복합층(gypsum+sand)로 capping을 한 경우와 control을 45일간 비교 평가하였다. 모래로 capping할 경우, 퇴적물로부터 용출되는 인을 약 50% 차단 가능한 것으로 나타났다. 그러나 모래층 1 cm로는 $CH_4$ gas 발생으로 인한 퇴적물의 재부유와 유기물 분해에 의한 수층 용존산소 감소(3 mg/L 이하)를 초래하는 것으로 나타났다. 따라서 모래로 capping을 할 경우에는 모래층이 더 높아져야 할 것으로 판단된다. powder-Gypsum과 granule-Gypsum은 80% 이상의 인 용출 저감 효과를 보였으나 수층 ${SO_4}^{2-}$ 농도가 증가되어 상수원보호구역에 적용하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서 ${SO_4}^{2-}$의 용해도를 감소시키기 위해 Fe-Gypsum, $SiO_2$-gypsum 소재를 개발하였다. powder-Gypsum은 물과 결합시 경화되어 퇴적물 층위에 공극이 전혀 없는 차단막을 만들기 때문에 gypsum 층에 crack이 생길 경우, $CH_4$ gas 발생으로 인한 인 용출이 한꺼번에 일어날 수 있다. 복합층(granule-Gypsum+sand(1 cm))으로 capping을 할 경우, 인 용출 차단 효과가 높을 뿐만 아니라, ${SO_4}^{2-}$ 농도 역시 powder-Gypsum, granule-Gypsum 보다 수층으로 용출이 적어 상수원보호구역에 적합한 것으로 나타났다. Gypsum으로 capping을 할 경우, 빠른 초기속성작용(early diagenesis)과 ${SO_4}^{2-}$ 농도가 퇴적물에 충분히 공급되어 SRB(sulfate reducing bacteria)의 활성이 높아져 methanogensis의 진행을 저하시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권4호
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• pp.355-361
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• 2006

고정상 생물여과지(biofiiter)에서 유입 C/N(COD/Nitrate)비와 용존산소(DO) 농도가 지하수로부터 질산성 질소를 제거하는데 미치는 영향을 관찰하였다. 유입 C/N비 10과 4.0에서 30 mg/L로 유입된 질산성 질소는 생물학적 탈질반응에 의해 완전히 제거되었다. 반면, 유입 C/N비 2.0에서는 전자공여체가 부족하였기 때문에 5.0 mg/L의 질산성 질소가 유출되었다. 게다가, 유입 C/N비가 2로 감소함에 따라 5.0 mg/L에 달하는 아질산성 질소가 발생하였다. 유입 C/N비 5에서 DO 농도의 증가는 탈질반응을 저해하였으며, 질산성 질소제거효율을 감소시켰다. 아황산나트륨($Na_2SO_3$)을 이용하여 유입 DO농도를 조절할 경우, 0.3 mg/L의 낮은 DO에도 불구하고 유출수 중 3.6 mg/L의 아질산성 질소가 잔류하였다. 반면, 질소가스를 이용하여 DO농도를 0.3 mg/L로 조절한 경우, 유입된 질산성 질소는 완전히 제거되었으며, 아질산성 질소는 검출되지 않았다. 생물여과지에서 유입된 질산성 질소를 제거하는데 소비된 유기물은 $3.0{\sim}3.5gSCOD/g{NO_3}^--N$의 범위이었으나, DO 농도가 5.5 mg/L로 증가함에 따라 소비된 그 양은 증가하였다. 높은 DO 농도 및 낮은 유입 C/N비와 함께 아황산나트륨을 이용한 DO 농도 조절은 생물학적 탈질반응에 영향을 주었으며, 질산성 질소제거효율을 감소시키고 아질산성 질소가 축적되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권3호
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• pp.151-162
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• 2013

2009년 이른 여름 동중국해 동부의 대륙사면을 대상으로 해양환경과 소형 식물플랑크톤 군집을 조사하였다. 수온약층은 뚜렷하지 않고 수심에 따라 완만하게 감소하였다, 염분은 표층에서 낮고 비교적 깊은 수심까지 균일한 분포를 보이나, 중간 수층이하에서는 수심과 비례하여 150~200 m에서 최댓값을 보인 다음 감소하였으나, 변화 폭은 크지 않았다. sigma-t의 변화는 수온에 의해 지배되어, 표층에서 수심과 함께 완만히 증가하여 약 500 m에서 표층보다 약 3 $kg/m^3$ 높은 값을 나타내었다. 광량은 해수 표층에서 급격히 감소하여, 보상심도는 약 100 m 수심에 위치하였다. 엽록소 a의 연직분포는 수온이나 염분보다 광량에 더욱 영향을 받는 것으로 나타났으며, 보상심도에서 최댓값을 나타내었다. 소형 식물플랑크톤 군집은 56속 103종으로 비교적 다양하였고, 세포밀도 역시 엽록소 a가 최댓값을 나타내는 수심에서 112.0~470.0 cells/L로 가장 높게 나타났다. 우점종에서 극우점하는 종은 없고, 낮은 점유율로 다양한 종이 출현하지만, 일부 정점에서 규질편모조류인 Octactis octonaria나 규조류인 Leptocylindrus mediterraneus에 의해 26%의 우점율은 나타내는 것은 이례적이다. 본 연구의 결과는 개방된 빈영양 해역의 식물플랑크톤 등 미소생물의 군집 해석은 표층, 중층 및 저층과 같은 일정 수심 간격의 조사가 아닌, 해양환경의 연직분포나 엽록소 최대층의 파악과 같은 연속관측의 결과와 연계된 생태연구가 필수적임을 지적하고 있다.

• Ocean and Polar Research
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• 제26권4호
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• pp.581-594
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• 2004

하계 동해의 기원 해수 T-S diagram 방법에다 용존 산소를 추가시키고, 자료를 위도-경도 평면상에서 표시하는 방법으로 기원해수를 판별하였다. 하계에 동해에서 총 8개의 기원해수가 판별되었다. 표층해수로는 1) 고온-저염의 EKCW, 2) 고온-최저염의 NKSW, 3) 고온-고염의 MTSW, 4) 저온-저염의 TSCW의 4종류와 5) 최고염의 TMW, 6) 저온-저염-고농도의 산소를 가지는 LCW인 2종류의 중층수 그리고 심층수로 7) 저온-고염-고농도의 산소를 가지는 ESIW, 8) 최저온-고염-저농도의 산소를 가지는 ESPW 8종류로 구분할 수가 있었다. 특히, 동해 중 북부 해역에서 발견된 최저염의 NKSW(North Korea Surface Water), 기존에 알려진 대마난류 표층수에 비해 고염의 특징을 보여준 MTSW(Modified Tsushima Surface Water), 그리고 타타르 해협에서 시베리아 연안을 따라 남하하는 TSCW(Tatar Surface Cold Water)등이 이번 연구에서 새롭게 정의되었다. 조성비로 본 기원 해수의 흐름 총 8개의 기원해수에 대해 조성비 50% 이상을 기준으로 한 각 기원해수의 흐름을 Fig. 7에 나타내었다. 먼저 표층의 흐름을 보면, EKCW는 대한해협 서수도를 통해 동해 연안을 따라 북상하는 흐름을 보였고, MTSW는 대단해협 동수도를 통해 동해로 진입하여 $40^{\circ}N$ 부근까지 영향을 미쳤다. TSCW는 타타르 해협에서 시베리아 연안을 따라서 블라디보스톡 부근까지 남하를 하였고, NKSW는 동해 중부의 $40^{\circ}NP{\sim}42^{\circ}N$ 부근에 국지적으로 분포하였다(Fig. 7a). 중층에서는, TMW가 $40^{\circ}N$ 부근까지 영향을 미쳤고, 동해 북부 해역에서 기원한 LCW와 ESIW에 세력에 막혀 더 북진을 못하고 동진하는 것으로 판단되었다. LCW는 동해 북부해역에서 반시계 방향의 순환하는 흐름과 연안을 따라서 남하하는 흐름 두 종류의 흐름이 있는 것으로 판단되었다(Fig. 7b). 심층에서는, ESIW가 동해 북부 연안을 따라 $36^{\circ}N$ 부근까지 남하하는 흐름을 보였고, ESPW는 수심 500m 부근에서 시베리아 연안을 따라 남부 연안까지 남하하는 한 줄기가 있음을 알 수 있었다. 점차 수심이 깊어지면서 동해 남 북부 전체를 ESPW로 채우고 있어 어떤 흐름의 특징보다는 동해 전체의 상당한 부피를 차지함을 알 수 있었다(Fig. 7d). 동해 북부해역에서 생성되는 냉수들이 연안을 따라서 동해 남부해역으로 이동하는 흐름을 보여주었다. 따라서 동해 내부 순환의 큰 줄기는 연안을 따라 흐르는 냉수들의 흐름이며, 매년 동해남부 해역에 발생하는 용승 현상도 이러한 흐름의 연장선에 있음을 짐작할 수 있다(Lee and Kim 2003).

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.939-947
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• 2008

본 연구에서는 PCR-DGGE 기법을 이용하여 DO 농도에 따른 동시 질산화.탈질 반응조 내 미생물 군집 변화 양상을 규명하고자 하였다. DO 농도의 변화에 따른 eubacteria의 군집 변화 해석 실험에서, DO 농도를 2와 1 mg/L로 운전한 반응조 내의 band profile은 거의 유사하게 관찰되었으며 5종의 우점화 미생물(Uncultured Bacterium 3종, Bacillus sp. 1종, Uncultured Bacteroidetes sp. 1종)을 포함한 16종의 미생물을 동정할 수 있었다. 그리고 DO 농도 0.5 mg/L로 운전한 반응조 내의 DGGE 결과 7종의 우점화 미생물(Uncultured Bacterium 5종, Zoogloea sp. 2종)을 포함한 12종의 미생물을 동정할 수 있었으며, DO 농도 0.1 mg/L로 운전한 반응조의 경우 3종의 우점화 미생물(Uncultured Bacterium 1종, Zoogloea sp. 2종)을 포함한 11종의 미생물을 동정할 수 있었다. 반응조 내 DO 농도의 변화에 따른 $\beta$-AOB($\beta$-Ammonia Oxidizing Bacteria)의 군집 변화 해석 실험 결과, 하나의 band를 관찰할 수 있었다. 이 band는 Uncultured Nitrosomonas sp. done DNB Y20와 97%의 유사도를 갖는 것으로 나타났으며 2, 1, 그리고 0.5 mg/L의 DO 농도에서 추출한 sample에서는 선명하게 관측되었으나, 0.1 mg/L DO 농도에서 추출한 sample에서는 선명도가 현저히 감소하였다. 이는 NH$_4{^+}$-N의 질산화 양상과 상관관계가 있음을 보였다. 반응조 내 DO 농도에 따른 탈질 bacteria의 군집 변화 해석실험 결과, 다섯 개의 band(nirS를 함유하는 Uncultured organism 미생물 3종, nirK를 함유하는 Uncultured bacterium 미생물 2종)가 관측되었으며 관측된 band 중 한 band는 DO 농도가 낮아질수록 선명도가 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이 band에 해당하는 미생물은 86%의 유사도를 가진 Uncultured organism clone eS1 cd1 nirS gene, partial cds로, 본 연구의 탈질 반응에 직접적으로 관여 하는 미생물로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.6958-6965
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• 2014

인천항에서 선박평형수 배출수에 기인한 외래종을 고려한 항만환경 관리수준 설정을 위해 식물플랑크톤의 잠재적 위해종 출현 특성과 관련된 환경영향 요인을 2007년 2월부터 2009년 11월까지 인천항 내측 및 외측에서 계절조사를 수행하였다. 조사결과, 한국 주변해역에서 출현한 바 있는 식물플랑크톤 62종이 관찰되었고, 그 중에 적조원인종 13종과 독소생산종 7종의 잠재적 위해종이 관찰되었다. 잠재적 위해종은 여름철과 겨울철에 인천항 외측에서 더 다양하게 출현하였다. 봄과 겨울철에는 적조원인종인 Skeletonema spp., Thalassiosira nordenskioldii, Paralia sulcata가 항만 내측 (평균 72.4%) 및 외측(평균 77.6%)에서 모두 우점 하였고, 수소이온과 부유물질의 농도와 양의 상관관계를 나타냈다(p<0.05). 여름철에는 인천항 내측에서 적조원인종(Skeletonema spp.) 및 독소생산종(Alexandrium catanella, A. tamarense, Dinophysis acuminata, Pseudo-nitzschia spp.)이 혼합 우점 (평균 74.2%) 하였으나, 외측에서는 Skeletonema spp.와 P. sulcata가 우점 (평균 67.2%)하였다. 연구기간 동안 출현한 독소생산종 들은 용존 무기질산염, 규산염, 인산염 및 화학적 산소요구량과 양의 상관관계를 나타냈다(p<0.05). 식물플랑크톤 엽록소-a 농도는 봄과 여름 및 가을철에 인천항 외측에서 각각 평균 $3.05{\mu}g/L$, $1.49{\mu}g/L$, $5.46{\mu}g/L$로 내측보다 3-5배 높은 농도가 높았고, 겨울철에는 내측 (평균 $0.94{\mu}g/L$) 및 외측 (평균 $0.95{\mu}g/L$) 간 농도 차이가 없었다. 요약하면, 인천항 외측은 다양한 적조원인종이 우점하며 엽록소-a 농도가 높았으나, 항만 내측은 여름철 독소생산종의 출현 종수가 높게 나타났고, 외측에 비해 엽록소-a 농도가 낮았다. 각 위해종들의 대 발생 가능성은 영양염, 화학적 산소요구량 및 부유물질의 농도와 비례한 것으로 나타나, 항만 내, 외측의 환경특성을 고려한 잠재적 위해종 관리가 요구된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.570-581
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• 2013

어장관리해역으로 지정된 옹진군의 수질 및 퇴적물 환경 특성을 파악하기 위하여 2011년에 4개 도서(장봉도, 자월도, 영흥도, 백령도)를 대상으로 조사를 실시하였다. 수온은 $9.49{\sim}24.14^{\circ}C$로 계절변동 특성을 잘 나타내었고, 염분(23.19~31.49)과 용존산소(5.48~9.36 mg/L)는 수온과 역상관성을 보였으며, 화학적산소요구량(COD)은 평균 1.57 mg/L로 전체적으로 양호한 수준이었다. DIN과 DIP는 각각 0.111~0.666 mg/L, 0.002~0.043 mg/L의 범위로 전 정점에서 낮은 분포를 보였고, 엽록소 a의 농도는 $0.02{\sim}8.07{\mu}g/L$ 범위로 서해의 다른 해역보다 낮았다. 퇴적물의 입도 분포는 모래와 실트가 각각 56.7 %, 34.6 %로 우세하였고, 분급은 불량하였다. 퇴적물의 화학적산소요구량과 강열감량은 각각 $1.00{\sim}11.03mg/g{\cdot}dry$, 0.72~5.29 %의 범위로 시 공간적으로 유사한 경향을 보였다. 총유기탄소와 총질소의 C/N ratio는 8.17~17.97 범위로 하계에 육상기원과 해양기원에 의한 영향이 혼재하는 것으로 나타났다. 표층퇴적물의 미량금속 오염도 평가를 위해 농집지수($I_{geo}$)를 계산한 결과, Cr과 As를 제외한 나머지 금속원소에 의한 오염은 없는 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과는 본 연구지역이 전체적으로 양호한 수질을 보이며, 유기물과 금속원소에 의한 표층퇴적물의 오염이 없다는 것을 보여준다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.189-206
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• 2015

우리나라 주변해역의 해양환경에 밀접한 영향이 있는 동중국해 북부해역의 해양환경 특성을 이해하기 위하여 해양환경 인자의 장기변동 양상을 파악하여 동중국해 북부해역의 해양특성을 구명하기 위하여 연구를 수행하였다. 조사 방법은 1995년부터 2014년까지 20년간 계절에 따라 국립수산과학원 한국해양자료센터(KODC : Korea Oceanographic Data Center)의 동중국해 북부해역의 해양조사 자료(수온, 염분, 용존산소, 영양염, 엽록소-a)를 이용하였다. 연구기간 동안 동중국해 북부해역에 영향을 미치는 주요 수괴는 장강희석수, 대만난류수, 황해저층냉수, 쿠로시오 기원수로 구분되었다. 표층과 아표층에 형성되는 장강희석수와 대만난류수는 20년간 세력이 약화되었으며, 중층에 형성되는 쿠로시오 기원수의 세기는 현저히 감소하는 추세를 나타내었다. 그러나 황해저층냉수는 세력이 확장되는 추세를 나타내었다. 인산염과 규산염은 감소하는 추세였으며 인산염은 2009년 이후 표층에서 고갈되는 양상을 나타내었다. 이러한 원인으로는 장강희석수와 대만난류수를 통해 유입되는 영양염의 농도가 낮기 때문인 것으로 판단된다. 엽록소-a의 농도는 연구기간 동안 증가하는 경향을 나타냈으며 이러한 원인은 수온증가와 황해저층냉수로부터 영양염 공급, 샨샤댐 건설에 의한 부유물질 감소에 따른 광투과 증가의 영향으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권2호
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• pp.226-244
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• 1998

한국 남해 멸치 자원의 변동이 남해의 해황 구조와 변화에 어떻게 지배되는지를 규명하기 위해 하계 (8월)와 추계 (11월)에 대마난류계수의 연안 유입 현상과 멸치난$\cdot$자어의 분포 그리고 난수의 연안 유입에 따른 해역의 생물 생산 환경을 조사하였다. 그 결과 다음의 결론을 얻었다. 하계 연안수과 대마난류계수 사이는 수온, 염분, 투명도의 수평경도가 큰 전선이 형성되고 전선역은 흐름의 shear가 크다. 멸치 난$\cdot$자어는 전선을 경계로 연안역이 외해 보다 출현 개체수가 많고 전선에 다량 분포한다. 외해의 난수역은 발생 초기의 멸치 난이 많고, 연안과 전선에서 파급된 warm streamer 역에 전, 후기 자어의 출현이 많다. warm streamer는 대마난류의 세력이 강해져 난류의 주축이 연안으로 접근하는 한계에 주로 나타나며, 고흥 반도가소리도 그리고 욕지도 서쪽에서 반시계 방향으로 연안을 향해 유입된다. warm streamer가 유입되는 연안해역은 반시계 방향의 표층 순환류 (좌선환류)가 형성된다. 난류 접안과 warm streamer의 연안 유입으로 거문도, 소리도, 거제도 주변은 표층의 wake와 저층수의 용승현상이 나타나 용존산소, 부유물질, 영양염의 농도가 크고, warm streamer가 좌선환류를 형성하면서 거문도, 소리도 주변의 연안수가 환류역내로 유입된다. 하계 한국 남해 연안에 산란된 멸치 난$\cdot$자어는 흐름의 수렴역인 대마난류계수와 연안수 사이의 전선에 수렴되어 전선에서 연안으로 파급되는 warm streamer에 의해 연안으로 수송된다. 이때 전선 내측의 연안역은 생물생산력이 크고, 클로로필 및 식물 플랑크톤의 양이 외해의 난수역보다 많아 멸치 자어의 성육에 적합한 환경이 된다 (Fig. 16 Case August). 그러나 멸치 자어의 먹이인 Copepod 양은 난수역이 많아 멸치가 성장함에 따라 연안에서 외해로 이동하게 된다. 추계는 청산도$\~$소리도에 남해 연안수가 형성되고 대마난류계수가 남해 연안에서 점차 멀어짐에 따라 연안수와 대마난류계수 사이에 온도차가 큰 전선이 형성된다. 멸치 난$\cdot$자어의 출현은 연안에서 산란이 거의 일어나지 않고 해역내 표층류가 전반적으로 이안, 동류 함에 따라 매우 낮다. 고흥반도 남쪽과 소리도$\~$욕지도 사이는 하계와 같은 warm streamer는 존재하지 않고, 욕지도 남쪽에 연안수 확장에 따른 보류 혹은 약화된 warm strea-mer의 형태로 소형 warm eddy가 출현한다 (Fig. 16 Case November) 소리도 서쪽의 남해 연안수역은 부유물질, 영양염, 클로로필의 농도가 동쪽의 소리도$\~$거제도 연안에 비해 높다. 소리도$\~$욕지도 연안은 warm streamer 유입에 의한 좌선환류의 약화로 하계와 같은 높은 염양염 농도역은 없으나, 욕지도 남쪽 warm eddy 역 주변에 농도가 높다. 식물 플랑크톤의 양은 하계보다 작으나 Copepod 개체수는 증가 해, 멸치 자어의 초기 생잔에 필요한 먹이 조건은 양호하다. 그러나 산란과 난$\cdot$자어의 연안 수송이 거의 이루어지지 않아 멸치 어장은 대마난류계수가 연안과 가까운 거제도와 대마도 주변으로 이동된다.

• 한국수산과학회지
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• 제27권4호
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• pp.404-412
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• 1994

하계 한국 동해 남부 연안해역의 4개 단면에서 1991년 9월 $2{\sim}8$일 사이에 수온관측 및 Ra동위체의 농도를 측정하였다. 수온의 연직분포를 보면, 북쪽 단면 A와 B에서는 강한 계절수온약층이 대체적으로 표층 $10{\sim}30m$ 사이의 수층에 존재하고, 단면 C에서는 $30{\sim}50m$ 수층에 수온약층이 나타난다. 단면 D에서는 특이하게 2개의 수온약층이 존재하고 연안쪽 정점에서 바깥쪽 정점으로 갈수록 수온약층의 존재수심은 급격히 깊어지는 것이 특징적이다. 그리고, 수온약층 상부에는 수온 $20^{\circ}C$이상의 대마난류표층수가 존재하고, 수온약층 바로 아래 수층에는 수온 $12{\sim}7^{\circ}C$의 대마난류중층수가 나타나며, 이 아래 수층에는 기원이 불분명한 $10^{\circ}C$이하의 냉수괴가 나타나고, 수심 약 150 m 이심층에는 $1^{\circ}C$이하의 동해고유수가 존재한다. 9개 정점의 $2{\sim}3$개 수층에서 채수한 해수의 Ra동위체 농도를 측정한 결과, 대마난류표층수의 특성값은 Ra-228이 $225{\pm}23$ dpm/kl, Ra-226이 $99{\pm}6$ dpm/kl이며, Ra-228/Ra-226 방사능의 비는 $1.9{\sim}2.6$범위였다. 대마난류중층수의 특성값은 Ra-228이 $71{\pm}12$ dpm/kl로 표층수중 농도의 약 1/3정도이고, Ra-226은 $80{\pm}6$ dpm/kl이며, 두 동위체의 비는$0.7{\sim}1.1$범위였다. 한편, 수온 $2{\sim}6^{\circ}C$범위의 냉수괴는 Ra-228이 $59{\pm}10$ dpm/kl이고, Ra-226은 $85{\pm}9$ dpm/kl였으며, 두 동위체의 비는 $0.6{\sim}0.9$범위였다. $65{\sim}120$ m 사이의 수층에서 수온 $2{\sim}6^{\circ}C$범위를 보이는 냉수괴의 기원을 밝히기 위하여 수온에 대한 용존산소 및 Ra동위체의 농도(혹은 동위체비)의 diagram을 분석하였다. 그 결과, 이 냉수괴는 북한한류수인 것으로 판명되었다. $T-O_2$ diagram으로는 이 냉수괴의 기원은을 알기 어려웠지만 Ra동위체의 농도를 이용하면 보다 명료하게 그 기원을 알 수 있었다. 그러므로, 동해에서 Ra동위체의 연직분포 측정은 각종 수괴의 혼합확산이나 변질과정을 이해하는 데 유용할 것이다.