• 생태와환경
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• 제46권4호
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• pp.524-540
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• 2013

금강 하구언의 건설 이후 환경변화를 모니터링하기 위해 계절별로 4회(2010년 4월, 7월, 10월, 12월) 금강하구역의 9개 정점에서 이화학적 특성과 함께 식물플랑크톤 군집을 조사하였다. 금강하구기수역의 이화학적 특성은 금강 하구언이 건설된 이후에 조석 흐름이 변화되어 해수 유입이 약해지므로 금강이나 경포천을 통해 유입되는 담수에 의해 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 영양염의 경우 금강하구언 건설 이후 갑문이 폐쇄된 이후 최대조류의 크기가 감소하고 부분 순환형으로 바뀌면서 군산과 장항과 같은 주변 도시의 도시 유출수와 경포천에서 유입되는 생활하수 그리고 금강하구언에서 유입되는 주기적 담수에 포함된 영양염이 기수역 내부에 축적되는 경향을 보여 그 농도가 이전보다 높아진 것으로 여져진다. 따라서 식물플랑크톤의 성장에 영향을 주어 부영양화될 수 있는 가능성이 커지는 것으로 여겨진다. 식물플랑크톤의 종조성은 총 233종류가 출현하여 이전 연구결과에 비해 큰 폭으로 증가하였는데 해양종과 기수종 그리고 주기적 담수 방류에 의해 유입된 담수종이 혼재하는 현상으로 인해 출현종의 수가 증가한 것으로 사료된다. 출현종 중에 가장 중요한 종군은 규조류로 72%의 높은 점유율을 보였다. 담수종인 녹조류가 규조류 다음으로 많이 출현하였고 해양에서 중요한 분류군인 와편모류는 녹조류보다 적었다. 해양종인 와편모조류 보다 담수종인 녹조류가 더 많은 종이 출현하는 것은 주기적인 담수의 방류와 경포천 등에서 유입되는 담수에 포함된 담수종들이 금강 하구역의 식물플랑크톤 종조성에 영향을 주기 때문으로 사료된다. 식물플랑크톤 현존량은 $143\;cells\;mL^{-1}{\sim}12,016\;cells\;mL^{-1}$의 범위로 평균 현존량은 $2,010\;cells\;mL^{-1}$이었다. 식물플랑크톤 현존량은 하구언 건설 이전에 비해 상당히 증가한 것으로 금강하구 기수역이 부영양화되었음을 시사하고 있다. 봄철과 겨울철에는 기수역 규조류들이 우점하였으나 여름과 가을에는 담수종들이 우점종으로 나타나 비정기적 담수의 방류의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 종다양성지수는 동계를 제외하고는 2.0 이상으로 나타났다. 종풍부도는 저층에서 더 다양한 종이 출현하고 있음을 잘 나타내고 있다. 가을철에는 금강 하구언으로부터 담수가 방류되어 담수종들이 추가되어 종풍부도를 커지고, 여름철에는 수온이 높아지면서 밀도가 큰 규조류들은 적어지고 작은 편모류가 증가하지만 종의 수는 많지 않아 담수의 영향을 받음에도 불구하고 다른 계절에 비해 종 풍부도는 낮았다. 모든 계절에 저층에서 종 풍부도가 높게 나타나는 것은 표층에 비해 염분 쇄기에 의해 해양종, 기수종 및 담수종이 혼재될 가능성이 크고 조류의 영향으로 저층 퇴적물이 재부유될 때 저생성 규조류가 더해지기 때문이다. 집괴분석 결과 금강하구역은 군산 등 도시에서 나오는 생활하수와 경포천을 통해 유입되는 담수 그리고 금강하구언으로부터의 주기적인 담수의 방류에 의해 영향을 받는 것으로 보여진다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.240-248
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• 2006

본 연구에서는 선행연구를 통하여 개발된 고도처리 공정의 현장적용을 용이하게 하기 위하여 이를 개조한 retrofitting 공정을 제안하였으며, 제안된 공정을 $50m^3$/일 규모의 pilot plant 운전을 통하여 현장 평가하였다. 또한 pilot plant 내에서 미생물의 배양 상태를 확인하기 위하여 FISH 법을 이용하여 세균 군집구조를 조사하였다. 제안된 retrofitting 공정은 배양조를 별도로 건설하지 않음으로써 16%($60,000m^3$/일 규모 고도처리시설 도입 기준)의 초기건설비를 절감할 수 있는 것으로 평가되었으며, 동절기를 포함한 장기간의 pilot plant 운전을 통하여 수처리 효율과 유지관리 측면에서 현장적용성이 우수한 것으로 사료되며 방류수질 기준을 만족하는 것으로 평가되었다. 또한 pilot plant와 대조군(A2/O 공정, B 하수처리장)에서 총세균수는 큰 차이가 없으나, pilot plant의 bioreactor에 의해서 세균 군집 변화가 다르게 나타났다. 우점종은 주로 하수처리에서 중요한 역할을 하는 토양 미생물이 속한 ${\beta}$-proteobacteria group이고, bioreactor 유출수에서 유입수 대비 $25{\sim}607%$ 증가하는 것으로 확인되었으며, 이렇게 증가된 ${\beta}$-group의 미생물은 시스템 내에서 일정 농도를 유지하는 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1119-1130
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• 2021

불안정한 기후와 함께 나타나는 국지적 집중호우로 인한 도시 침수는 끊임없이 발생하고 있으나, 강우량을 포함한 기상정보 현황 또는 예보정보를 활용하여 공간적인 도시홍수 예측정보를 제공할 수 있는 체계는 아직 마련되지 못한 상황이다. 공간적인 홍수정보는 하천의 제방, 도시 하수관거의 통수능, 저류지, 펌프시설과 같은 구조물적 대책에 어려움이 있을 시 발생할 수 있는 최악의 홍수상황을 미리 파악함으로써 피해를 최소화하는데 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구에서는 기상청에서 제공되는 강수량, 도시 유역에 대한 2차원 침수해석 결과, 그리고 기계학습 모형 중 하나인 랜덤포레스트 회귀모형을 활용하여 실시간으로 도시유역에 대한 침수지도를 예측할 수 있는 방법론을 제시하고자 한다. 연구유역은 내수침수가 빈번하게 발생하는 울산시 우정태화지구로 선정하였다. 지속시간 6시간의 총강우량 50 mm, 80 mm 그리고 110 mm 대한 랜덤포레스트 회귀분석 예측 침수면적과 검보정된 2차원 물리모형의 침수해석 결과 비교시 각각 63%, 80%, 그리고 67%의 적합도를 보여주어, 빠른 시간안에 발생하는 도시 침수에 대한 대응, 대피를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.99-110
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• 2023

농업지역에서 발생하는 비점오염물질은 타 지역에 비해 넓은 면적에서 배출되기 때문에 수질관리를 위해서는 발생원 제어와 배출수 관리와 같은 다양한 오염원 저감대책이 필요하며, 이를 위해서는 유역특성을 고려한 오염원별 배출량 및 최적관리방안에 따른 수질개선 효과를 정량적으로 파악할 필요가 있다. 이에 본 연구는 Hydrological Simulation Program-FORTRAN(HSPF)모델을 활용하여 유역내 오염원별 부하 및 주요 오염원저감방안에 대한 수질개선효과를 분석하여 농업지역의 비점오염관리대책 수립 지원을 목적으로 하였다. 연구지역은 경남 창녕군 계성천 유역으로 전체 면적대비 농업지역이 약 26.13%로 산림을 제외하고 지배적인 토지이용을 가지며, 주요 오염원은 농업활동에 기인하는 화학비료 및 액비살포와 축사에서 발생하여 야적 또는 농지에 살포되는 축분을 포함하고 있다. 계성천 유역에 대한 HSPF 모델 구축시 화학비료와 액비 사용량, 소규모 축사의 축분 발생량과 공공하수처리장, 분뇨처리장, 마을하수도 및 개인오수처리시설 등 점오염원 영향을 고려하였다. 특히 본 연구에서는 영양염류의 식생흡수, 침적, 흡탈착, 깊은침투에 의한 손실 등 상세 순환기작모의가 가능하도록 NITR 및 PHOS모듈을 활용하였다. 구축된 모델은 유역말단의 2015~2020년 측정값을 토대로 보·검정을 수행하였으며 모델이 유량 및 수질을 적절히 모의하는 것을 확인하였다. 오염저감시나리오는 농업비점관리(배수물꼬관리, 완효성비료와 사용), 축산비점관리(액비저감, 소규모 축사 축분관리), 생활계오염원제어(개인오수처리시설 관리) 등 세 부문으로 구분하고, 달성기간에 따라 단기, 중기, 및 장기로 구분하여 부문별로 단계별 저감대책을 구성하였다. 개별시나리오 모의 결과 수질개선에 효과는 완효성비료의 대체사용>배수물꼬관리>소규모축사 축분관리 순으로 나타났다. 유역 전반에 모든 관리방안을 적용하였을 때 장기적으로 TN, TP의 연간부하량은 각각 40.6%, 41.1%, 연평균 농도는 각각 35.1%, 29.2% 감소되는 효과를 보였다. 본 연구를 통하여 농업활동 우세 유역에서의 다양한 오염원 저감시나리오별 수질개선효과에 대한 예측 및 이에 기반한 오염관리대책 우선순위 도출을 위한 합리적인 방법론을 제시하고자 한다.

• 한국환경과학회지
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• 제28권1호
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• pp.7-18
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• 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.

• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.70-76
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• 1999

영양염류는 하천이나 저수지의 부영양화를 유발하며 농경지는 영양원소의 주된 오염원으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 농업 비점오염원에 의한 영양염류 유출 현상을 구명하기 위하여 경북 영천군 임고천 상류의 소유역에서 질소, 인, 유기물의 연간 부하량을 조사하였다. 유역 총면적은 1,420ha 였고 그 중에서 논과 밭을 포함한 경작지 면적은 약 25% 였으며 나머지는 대부분 산림이었고, 한우와 돼지 등의 가축 사육이 농가별로 소규모로 이루어지고 있었다. 조사 기간 동안 하천수중의 $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 농도는 각각 4.95, 0.80, 6.72, 0.07 및 2.51mg/L였다. 97년도 연간 총 하천유수량은 6,681,500m3로 평가되었으며, $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 연간 부하량은 각각 28,991, 3,010, 37,006, 590, 29,138kg으로 추정되었다. 강우량과 하천 유수량 사이에는 밀접한 정의 상관관계가 있었으며, 오염물질의 배출량 또한 유수량이 증가함에 따라 증가하였고 화학비료의 시용 시기와도 일치하여 강우량이 많았던 5월부터 8월 사이에 대부분의 영양염류의 부하가 발생하였다. 조사유역의 산업이 농업활동에 국한되어 있는 것을 감안할 때 이들 오염물질의 부하는 농경지로부터의 유실과 축산활동 등을 포함한 농업 비점오염원에 의한 것으로 볼 수 있으며 각 비점오염원별 부하량 정도를 구명하고 이를 제어할 수 있는 다양한 대책이 강구되어야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3345-3350
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• 2014

춘계 진해만에서 식물플랑크톤의 분포특성에 영향을 미치는 영양염 농도 및 거동을 파악하기 위해서 총 23개 정점에서 2010과 2011년에 현장조사를 수행하였고, 지리지형학 특성과 오염물 부하를 고려하여 4개의 구역으로 구분하여 평가하였다. 진해만 광역해역에서 해역별 영양염 제한은 해수 순환이 원활한 중앙해역인 구역 II에서 80% 이상으로 가장 높게, 다음으로 서남해역의 구역 III과 IV에서는 17%-83%의 중간정도로 나타났으며, 마산만 인근의 반폐쇄적인 구역 I에서는 35% 이하로 낮게 관찰되었다. 연도별 영양염 공급원으로는 2010년에는 오 폐수 등에 의한 질소기원 영양염의 유입이 높은 비중을 차지하였고, 2011년에는 강우에 의한 담수유입에 의하여 해역의 저염분화와 더불어 질소, 규소, 인 계열의 영양염이 동시에 유입되었다. 특히 2010년에는 질소계열의 영양염과 규조류(Pseudo-nitzchia spp.)의 높은 상관성을 보였고, 2011년에는 모든 영양염과 규조류 (Leptocylindrus danicus)와 높은 관련성이 있었다. 결과적으로 춘계 진해만에 유입되는 질소 계열의 영양염은 규조류의 성장에 중요한 영향을 미쳤으며, 그들의 빠른 영양염 섭취(uptake)로 인하여 해역에 따라서 영양염 절대농도 뿐 만 아니라, 영양염 구성성분비의 제한을 일으킬 수 있다는 것을 파악하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권2호
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• pp.77-82
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• 2005

괴산지역 내 소규모 농업유역을 대상으로 영농기 농촌 소유역에서 발생하는 비점오염 물질의 유출 특성을 조사하고자 소하천의 본류, 생활하수 유입하천 및 강수의 오염물질 농도와 하천 유량을 측정하여 오염부하를 계산하였다. 그 결과 영농기 동안 농촌유역 소하천 말단에서의 수질은 BOD의 경우 강우기 평균 3.0 mg/L, 평상시 평균 2.4 mg/L의 값을 보였으며, SS의 경우 강우기 평균 76.6 mg/L, 평상시 평균 10.9 mg/L을 나타냈으며, T-N과 T-P는 각각 강우기 평균 8.7, 0.16 mg/L, 평상시 3.5, 0.11 mg/L의 값을 나타내었다. 연구 기간 동안 측정한 수질 농도와 유량을 곱하여 부하로 계산한 결과 영농기에 유출되는 오염부하의 경우 95% 이상이 강우기에 유출되는 것으로 나타났으며, 연구기간 동안 유역 말단에서 측정된 오염물질의 부하량은 T-N의 경우 $26.63kg/km^2/day$, T-P의 경우 $0.62kg/km^2/day$의 값을 나타내어 기존 연구 결과의 범위 안에 있었다. 대상유역의 발생 및 배출 오염부하를 산정하기 위하여 환경부의 오염총량관리계획수립지침에 의거 계산한 배출부하량을 본 연구에서 실측한 유달부하량과 비교한 결과 유달율이 모든 수질 항목에서 100%를 넘는 것으로 나타나 영농기 농촌 소유역에 적용하여 오염부하를 평가하기에는 한계가 있을 것으로 판단된다. 향후 농촌 유역의 특성과 영농활동을 고려한 시기별 비점오염 물질의 유출 기작에 대한 연구가 더욱 진행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권1호
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• pp.1-8
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• 2005

2003년 4월부터 12월까지 광양만으로 유입되는 33개 하천과 공장에서 유입되는 질소와 인의 유입 부하랑을 조사하였다. 전체 담수 유입량 중 섬진강, 동천, 주교천, 서천 및 심금교천에서 96％ 이상을 차지하며, 섬진강이 51-76％나 차지하고 있었다. DIN유입부하는 7월에 311,173 kg/월로 최대였고, 4월에 61,131 kg/월로 최소로 유입되고 있었다. 하천별로는 DIN의 전체 유입량 중 섬진강이 46-66％를 차지하고 있었다. 다음으로 동천이 1-20％, 덕양천이 12％, 길호천이 4％, 주교천이 5-6％를 차지하고 있었다. 그 외 하천에서는 1％ 미만으로 유입되고 있었다. TN의 유입토 7월에 417,733 kg/월로 최대였고, 12월에 119.710 kg/월로 가장 낮게 유입되고 있었으며, 하천별로는 섬진강에서 36-64％로 동천과 함께 7, 8월에 높은 유입 율을 보였으며, 길호천과 덕양천에서는 4, 5월에 높은 유입 비율을 보였다. DIP의 유입은 7월에 」0,533 kg/월로 최대였고, 10월에 1,53 9kg/월로 최소를 보였다. 하천별 DIP의 유입비운은 섬진강이 2-55％로 강우기에 높은 비율을 보인 대신 비강우기에는 생활하수인 남수천에서 8-23 ％, 덕양천에서 1-23％, 길호천에서 5-33％로 높은 비율을 보였다. TP의 유입부하는 166,279 kg/월로 7월에 최대였고, 12월에 4,837 kg/월로 최소를 보였으며, 하천별로는 섬진강에서 12-67％로 강우기에 높은 비율을 보였고, 비강우기에는 덕양천과 남수천, 길호천에서 높은 비율을 보였다. 이상의 결과로부터 광양만의 질소와 인의 유입부하를 제어하기 위해서는 먼저 남수천, 덕양천, 길호천의 유입을 그리고 동천과 주교천 및 공장폐수를 제어하는 것이 효과적일 것으로 판단되었다. 유입 하천수 중의 DIN/DIP 원소비는 강우기인 7, 8월에 약 18정도로 낮았고, 비강우피에는 16보다 헐씬 높은 DIN/DIP비를 보였다. 한편, TN/TP 원소비도 7, 8월에 일시적으로 7정도로 낮았고, 비강우기에는 16를 헐씬 상회하는 값을 대부분 보여 질소 보다는 유입수중의 인이 광앙만 해역의 식물플랑크톤의 성장을 제한할 것으로 추정되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권5호
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• pp.398-405
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• 2012

PAHs(다환방향족탄화수소) 화합물은 연안역과 하구역에서 도시화와 산업활동 중 연소에 의하여 발생되어 주로 대기와 하천을 통하여 유입된다. 본 연구는 울산만으로 유입되는 하천과 하수처리장 배출수에서 PAHs 화합물의 분포특성을 평가하기 위해 2008년 갈수기인 6월과 풍수기인 8월에 수행되었다. 분석하기 위한 수시료는 울산만으로 유입되는 주요 8개 하천과 용연 하수처리장에서 채취하였다. 용존 PAHs 화합물의 농도범위와 평균값은 갈수기에 10.30~87.88(평균 39.39) ng/L, 풍수기에 10.30~69.57(평균 24.37) ng/L를 나타내었다. 용존 PAHs 화합물의 농도분포는 도심과 산업지역을 흐르는 궁천천에서 높은 값을 나타내었다. 용존 PAHs 화합물의 유입부하량 범위와 평균은 갈수기에 0.04~8.27(평균 2.05) g/day, 풍수기에는 0.03~4.77(평균 1.61) g/day로 산정되었다. 유입부하량은 많은 유량과 도시 활동의 영향을 크게 받는 태화강에서 가장 많은 양을 나타내었다. PAHs 화합물의 조성 형태는 고분자량 PAHs 화합물보다는 저분자량 PAHs 화합물이 대부분을 차지하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 PAHs 화합물의 물리화학적 성질에 의한 것으로 다른 연구와 유사하게 나타났다. 본 연구에서 용존 PAHs 화합물의 농도는 다른 연구들의 결과보다 낮은 농도로 나타나 울산연안의 하천에서 PAHs 화합물의 오염정도가 심각하지 않은 것으로 나타났다.