• 생태와환경
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• 제46권4호
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• pp.541-550
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• 2013

본 연구에서는 2011년 우리나라 10개의 중대형 인공호에서 배스의 우점도에 의한 외래종 영향 및 이에 대한 어류 군집 구조 분석을 실시하였고, 이들이 출현하는 호수에 대한 이화학적 수질특성을 분석하였다. 10개 인공호에서 출현한 어류는 13과 52종이었으며, 배스의 상대 풍부도는 전체 어종들 중 13%를 차지하여, 출현한 어류들 중 3번째로 높게 우점하는 것으로 나타났다. 이런 결과는 향후 배스가 수체내에서 최상위 포식자로서의 포식압 및 생태적 지위 특성 때문에 많은 인공호들에서는 본 배스의 외래종 번성에 의한 생태계 교란 효과가 극대화 될 수 있음을 제시하였다. 전체 조사 대상 인공호들 중 평택호에서 배스의 상대 풍부도는 60%로서 가장 높게 나타난 반면, 대청호에서 풍부도는 3%로서 가장 낮게 나타났다. 배스 서식지에 대한 이 화학적 수질분석 결과에 따르면, COD는 평균 $4.5{\pm}2.5mgL^{-1}$였고, 총인 (TP) 농도는 $0.058{\pm}0.047mgL^{-1}$, 총질소(TN)는 $2.2{\pm}1.4mgL^{-1}$로 나타났다. 인 (P)과 질소(N)의 농도 분석에 따르면, 평택호, 낙동강하구언, 주남저수지 등의 수체는 부영양화 현상이 높은 것으로 나타났다. 배스의 상대풍부도와 수질자료의 비교분석에 따르면, 두 변수는 통계학적으로 유의한 상관관계 (p>0.05)를 보이지 않았다. 즉, 배스의 분포 및 풍부도 특성은 이화학적 수질도 중요하겠지만, 이들보다는 여러 타 요인들, 즉, 물리적 서식지 특성, 이용 가능한 먹이양 및 경쟁생물의 밀도 등에 의해 더 영향 받을 것으로 추정되었다.

• 생태와환경
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• 제34권2호통권94호
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• pp.106-118
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• 2001

대청호내 3개 지점에서 저토의 영양염을 조사하여 수층과 식물플랑크톤에 대한 생장 잠재력에 미치는 영향을 파악하였다. 저토-수층의 경계면에서 DO는 0.5 mg $O_{2}$/l 이하로서 무산소 상태였다. 공극수의 전기전도도는 저토보다 1.9${\sim}$2.6배 더 높았고 수심이 얕을수록 변동폭이 컸다. Eh는 -12${\sim}$-148mV 범위였고 가비중은 1.17${\sim}$1.30g/cm$^{3}$ 범위로서 지역간에 차이가 크지 않았다. 함수율과 유기물 함량은 각각 58%${\sim}$72%, 8${\sim}$13% 범위로서 댐 부근에서 높았고 옥천천에서 낮았다. 저토의 입도 조성은 사질이 97%를 차지하였다. 저토내 총세균수와 규조류의 세포밀도는 수심이 깊은 하류에서 높았다. 공극수와 치환성의 질소와 인 함량에서 입자성이 용존성보다 풍부하였고, 무기 질소로는 NH$_{4}$가 대부분이었다. 또한 유기와 무기 질소 형태로 볼 때, 공극수내 질소함량은 무기 질소가 많았고, 치환성 질소는 유기 질소가 많았다. 공극수 인 함량에서 용존 유기 인이 많았고 치환성은 무기 인이 많았다. 저토내 규소는 치환성이 최대 63%로서 공극수보다 훨씬 많았다. 대청호의 저토는 유기물이 풍부한 부영양 상태로 평가되었다.

• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.317-330
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• 2009

패류를 이용한 오염하천의 수질개선 가능성을 확인하고자 CROM기술을 응용한 S-CROM기법을 개발하고 현장에 직접 적용하였다. 실험은 하천에 형성된 소형 보에서 실시하고 자연유속을 그대로 이용하였으며, 패류의 섭식활동을 위해 현장의 퇴적물을 첨가하였다. 실험은 처리조를 현장수(대조군), 현장수+퇴적물(대조군), 현장수+퇴적물+패류 30개체 (D1), 현장수+퇴적물+패류 60개체 (D2) 등 4가지로 구성하고, 유속은 450mL $min^{-1}$, 시료채취는 12시간(주, 야)간격으로 실시하였다. 환경요인으로는 현장에서 직접 수온, pH, DO, 전기전도도, 탁도 등을 측정하였고 시료를 채취하여 Chl-$\alpha$, SS, TN, TP, $NO_2$-N, $NO_3$-N, $NO_4$-N, $PO_4$-P, BOD, 식물플랑크톤 등을 분석하였다. 실험결과 유기물 제어능은 패류밀도와 처리시간에 따라 차이를 보였는데, 최대효과는 운영 2일째, 낮 동안 그리고 고밀도 처리군에서 나타났으며, 부유물질 (57%)과 조류(72%)의 감소를 보였다. 고농도의 암모니아와 인산을 배출하였던 CROM(김 등, 2009)보다 뚜렷하게 낮은 수준을 보였으며, 패류의 밀도효과는 유의하지 않았다. 비록 S-CROM이 CROM에 비하여 낮은 제어율을 보였으나 이는 상대적으로 낮은 패류밀도 및 빠른 유속 등이 원인으로 판단되었다. 따라서 S-CROM를 이용한 하천의 유기물 제어는 하천환경과 패류밀도를 적절하게 조합한다면 높은 수질개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제38권1호통권110호
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• pp.95-104
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• 2005

안동호를 5${\sim}$10 km 구간으로 분할한 5개 지점에 대하여 2002년 6월부터 2003년 6월 (13개월)까지 총 21회에 걸쳐 지점별 물리 ${\cdot}$ 화학적 수질특성과 TSI, TSIm, LTSI로 수체의 영양상태 평가 및 평가방법간의 상관성을 비교 분석하였다. TSI와 TSIm은 평가항목 (TP, Chl-a, SD)에 따라 지점별로 빈영양-중영양-부영양상태로 다양한 결과를 보여 개별 항목으로 수역의 영양상태를 평가하는 것은 곤란하였으나 댐 저수지의 상류에서 하류로 진행하면서 영양도가 낮아지는 결과는 세 평가방법이 동일하였다. 평가방법 간의 상관성은 수심이 깊고 연중 안정된 수질상태를 보이는 하류보다 수심이 얕고 수질변동 폭이 큰 상류수역에서 상대적으로 높았으며, 영양지수의 평균값에 의한 상관은 r=0.9117${\sim}$0.9909 범위로 조사되어 상호 보완적인 적용은 가능한 것으로 나타났다. LTSI는 TSI와 TSIm에 비해 댐 저수지의 구간별 수질특성을 잘 반영하였으며 영양상태 평가의 간편성과 주관적인 평가 오류의 최소화에 보다 효과적이라 사료된다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.61-71
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• 2007

본 연구는 국내 최대의 수질정화용 인공습지인 시화호 인공습지의 개방수역(open water)에서 식물플랑크톤에 의한 광합성특성 및 유기물생산력을 조사 평가하여 효율적인 습지관리를 위해 open water관리방안의 기초자료를 제공하기 위함이다. 식물플랑크톤의 광합성특성 및 1차 생산력은 유입수의 수질특성과 체류시간이 다른 반월천습지와 동화천습지의 open water에서 조사되었다. 조사기간 동안 시화호 인공습지내 5개 open water에서 식물플랑크톤에 의한 1차 생산력은 $481{\sim}11,275mgC\;m^{-2}\;day^{-1}$의 범위로 연중 부영양화 수준을 보였고 계절과 지점에 따라 변동이 컸다. 시화호 인공습지에서 식물플랑크톤의 P-I curve 모델계수를 통한 광합성특성은 두 습지로 유입되는 유입수의 상반되는 수질특성(인과 질소 농도)에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 최대광합성속도 (Pmax)는 $42{\times}1,014 mgC\;m^{-3}\;hr^{-1}$로 chi. ${\alpha}$ 농도와 양의 상관(R=0.47)을 보였다. 식물플랑크톤의 광합성효율을 나타내는 동화계수(AN)두 습지 모두 고습지와 저습지의 AN값의 차이를 보이지 않았지만 동화천습지의 AN값이 평균 8.5gC $gChl^{-1}\;hr^{-1}$로 반월천습지의 평균 5.8gC $gChl^{-1}\;hr^{-1}$보다 높은 값을 보여 인 농도가 높은 동화천습지에서 식물플랑크톤의 광합성효율이 큰 것으로 나타났다. 두 하천의 수질특성으로부터 식물플랑크톤의 광합성효율은 질소보다 인 농도 그리고 작은 TN/TP와 관련이 있는 것으로 사료된다. 낮은 광도에 대한 광합성능력을 나타내는 초기기울기와 동화계수 사이에는 높은 양의 상관(R=0.81)을 보인 것으로 보아, 낮은 광조건에서 광합성능력이 큰 식물플랑크톤이 광합성효율도 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서 시화호 인공습지의 open water에서 식물플랑크톤에 의한 유기물생산이 매우 높은 것으로 보아 식물플랑크톤이 습지의 수질 및 수처리효율에 영향을 미칠 것을 판단된다. 습지의 수처리효율을 향상시키기 위해서는 체류시간을 짧게 해주거나 open water의 면적을 줄여 식물플랑크톤의 증식을 억제하거나 또는 증식한 식물플랑크톤이 습지외부로 유출되지 않도록 하는 관리방안이 필요할 것으로 본다.

• 생태와환경
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• 제41권2호
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• pp.216-227
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• 2008

물 교환이 제한적인 시화호 상류 기수역의 부영양화 현상을 이해하고자 기수역내 7개 지점을 선정하여 2005년과 2006년 3월부터 11월까지 수질 및 퇴적물의 시공간적 분포 조사와 오염도 평가를 실시하였다. 시화호 기수역의 영양염류와 엽록소 $\alpha$(Chl-$\alpha$)및 유기물의 농도분포는 시공간적으로 변동이 컸으며, 전반적으로 염분성층이 강하게 형성되는 중류지점에서 높은 농도를 보이는 경향을 보였다 조사기간 동안 TN, TP, Chl-$\alpha$ 농도는 각각 $1.2{\sim}11.0\;mg\;L^{-1}$, $0.056{\sim}2.992\;mg\;L^{-1}$, $1.3{\sim}942.9\;{\mu}g\;L^{-1}$으로 대부분 지점에서 부영양 또는 과영양 상태를 나타냈다. 또한 기수역의 부영양화지수(TSI) $61{\sim}86$의 범위로 과영양호 수준을 보였으며, 중류지점에서 높은 값을 보였다. 기수역의 식물플랑크톤의 대량증식 현상은 매년 4월에 중류지점에서 나타났으며, 영양염류와 Chl. $\alpha$ 농도 사이의 상관분석으로부터 식물플랑크톤의 증식은 TN (r=0.31)보다 TP (r=0.65)가 관계가 있는 것으로 나타났다. 한편 기수역의 표층퇴적물 내 COD 함량은 전 지점에서 중간오염의 수준을 보였지만, TN과 TP 함량은 중하류지점에서 오염이 심한 수준으로 나타났다. 또한 표층퇴적물의 입도분포로부터 연안성퇴적물에서 가장 많이 나타나는 실트의 조성비 ($38{\sim}60%$)가 중류지점에서 가장 많은 것으로 보아 이 지점에서 염분성층과 퇴적현상이 가장 많은 것으로 사료된다. 본 연구의 결과로부터 물 교환이 제한적인 시화호 상류 기수역의 수질 및 표층퇴적물의 오염도는 타 수역에 비해 매우 높은 것으로 판단된다. 또한 시화호 상류 기수역의 부영양화 현상은 자연적인 기수역에 비해 강하게 형성된 염분성층에 의한 물의 정체현상 및 심층산소고갈 현상과 유역으로부터 많은 양의 인 유입과 퇴적물로부터 인 용출에 의한 것으로 사료된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제17권8호
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• pp.1168-1176
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• 2004

Intensive animal industries create large volumes of nutrient rich effluent, which, if untreated, has the potential for substantial environmental degradation. Aquatic plants in aerobic lagoon systems have the potential to achieve inexpensive and efficient remediation of effluent, and to recover valuable nutrients that would otherwise be lost. Members of the family Lemnaceae (duckweeds) are widely used in lagoon systems, but despite their widespread use in the cleansing of sewage, only limited research has been conducted into their growth in highly eutrophic media, and little has been done to systematically distinguish between different types of media. This study examined the growth characteristics of duckweed in abattoir effluent, and explored possible ways of ameliorating the inhibitory factors to growth on this medium. A series of pot trials was conducted to test the tolerance of duckweed to abattoir effluent partially remediated by a sojourn in anaerobic fermentation ponds, both in its unmodified form, and after the addition of acid to manipulate pH, and the addition of bentonite. Unmodified abattoir effluent was highly toxic to duckweed, although duckweed remained viable and grew sub optimally in media with total ammonia nitrogen (TAN) concentrations of up to 100 mg/l. Duckweed also grew vigorously in effluent diluted 1:4 v/v, containing 56 mg TAN/L and also modified by addition of acid to decrease pH to 7 and by adding bentonite (0.5%).

• Environmental Engineering Research
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• 제14권4호
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• pp.250-254
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• 2009

Contamination of microcystins, a family of heptapeptide hepatotoxins, in eutrophic water bodies is a worldwide problem. Due to their poisoning effects on animals and humans, there is a requirement to characterize and quantify all microcystins present in a sample. As microcystins are, for most part, intracellular toxins produced by some genera of cyanobacteria, lysing cyanobacterial cells to release all microcystins is considered an important step. To date, although many cell lysis methods have been used, little work has been conducted comparing the results of those different methods. In this study, various methods for cell lysis and toxin extraction from the cell lysates were investigated, including sonication, bead beating, freeze/thaw, lyophilization and lysing with TritonX-100 surfactant. It was found that lyophilization, followed by extraction with 75% methanol, was the most effective for extracting toxins from Microcystis aeruginosa cells. Another important step prior to the analysis is removing impurities and concentrating the target analyte. For these purposes, a C18 Sep-Pak solid phase extraction cartridge was used, with the percentage of the eluent methanol also evaluated. As a result, methanol percentages higher than 75% appeared to be the best eluting solvent in terms of microcystin-leucine-arginine (MC-LR) recovery efficiency for the further chromatographic and mass spectrometric analyses.

• 한국해양학회지
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• 제29권3호
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• pp.258-268
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• 1994

황해 남부해역에서 1993년 4월 25일부터 30일까지 안정동위원소인 /SUP 15/N 질 산염과 암모니아를 이용하여 질소 신생산과 재생산을 측정하였다. 질소생산은 155∼ 688 mg N m/SUP -2/d/SUP -1/의 값을 보였는데 이는 중영양 또는 부영양 해역의 특성 이다. 탄소량으로 한산하면 C:N Redfield비 5.7:1을 가정하였을 때 881∼3909 mg C m/SUP -2d/SUP -1/에 해당된다. 기초생산 중 신생산이 차지하는 비율인 f-ratio의 범 위는 0.12∼0.26으로 기초생산의 74∼88%가 수층 내에서 순환되는 암모니아에 의하여 유지된다는 것을 시사한다. 이러한 낮은 f-ratio 값은 빈영양 또는 중영양 해역의 특 징이다. 영양염의 농도는 예상했던 바와 달리 이 해역에서 의 조사기간에는 생산성을 조절하는 중요한 요인이 아니었으며, 정점간 생산성의 차이는 수괴에 따른 생물 현존 량의 차이에 주로 기인하는 것으로 보인다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제17권1호
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• pp.137-145
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• 2004

Intensive animal industries create large volumes of nutrient rich effluent which, if untreated, has the potential for substantial environmental degradationand to recover valuable nutrients that would otherwise be lost. Members of the family Lemnaceae are widely used in lagoon systems, to achieve inexpensive and efficient remediation of effluent. Only limited research has been conducted into their growth in highly eutrophic media and there has been little done to systematically distinguish between different types of media. This study examined the growth characteristics of duckweed in abattoir effluent and explored possible ways of ameliorating the inhibitory factors to growth on this medium. A series of pot trials was conducted to test the tolerance of duckweed to abattoir effluent partially remediated by a sojourn in anaerobic fermentation ponds, both in its unmodified form and after the addition of acid to manipulate pH, and the addition of bentonite. Unmodified abattoir effluent was highly toxic to duckweed, even at dilutions of 3:1. Duckweed remained viable and grew sub-optimally in simplified media with total ammonia nitrogen (TAN) concentrations of up to 100 mg/L. Duckweed grew vigorously in effluent diluted 1:4 v/v, containing 56 mg TAN/L when modified by addition of acid (to decrease pH to 7) and bentonite at 0.5%. The results of this study suggest that bentonite plays an important role in modifying the toxicity of abattoir effluent to duckweed.