• 생태와환경
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• 제48권3호
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• pp.147-152
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• 2015

본 연구는 Kjeldahl 증류법을 이용하여 암모니아성 질소 및 질산성 질소의 안정동위원소 분석법을 연구하였으며, 건조방법 및 시료 농도 범위에 따른 분석값의 변화에 대하여 고찰하였다. 표준시료를 다양한 농도 범위 (0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, $10mgL^{-1}$)로 조제하여 질산성 및 암모니아성 질소 안정동위원소비 ($^{15}NH_4-N$, $^{15}NO_3-N$)를 분석한 결과, $^{15}NH_4-N$는 $0.1{\sim}10mgL^{-1}$의 농도 범위에서 측정 가능하였으며 (${\pm}0.2$‰)$^{15}NO_3-N$는 $0.4{\sim}10mgL^{-1}$의 농도 범위에서 측정 가능하였다 (${\pm}0.3$‰). Kjedahl 증류법으로 얻어진 시료를 건조할 경우 오븐건조는 질소 안정동위원소비가 2.2‰의 큰 변화를 보이지만, 동결건조는 0.5‰의 작은 차이를 보이므로 동결건조방법이 적합하였다. 실증연구 일환으로 한강 수계 중권역의 한 지천에서 암모니아성 질소 ($NH_4-N$) 및 질산성 질소 ($NO_3-N$)의 안정동위원소비를 이용하여 질산염의 기원을 추적해 보았다. 지천이 흘러가는 방향을 중심으로 상류, 하수처리 방류장, 하류로 구분하고 각각의 $^{15}NH_4-N$, $^{15}NO_3-N$ 안정동위원소비를 분석하였다. 상류에서 질산염의 $^{15}NO_3-N$, $^{15}NH_4-N$ 값이 가볍게 나타나지만 (2‰, 8‰), 특성이 다른 질소화합물의 방류수 (23‰, 14‰)가 유입되면서 하류 (21‰, 11‰)에 영향을 주는 것으로 여겨진다. 본 연구를 통하여 수행된 $^{15}NH_4-N$, $^{15}NO_3-N$ 안정동위원소비 분석법은 수생태계로 유입되는 다양한 질소 기원을 파악하여 효율적인 수질 관리를 위한 중요 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. 다만 이와 같은 기법을 적용하기 위해서는 추후 유역 오염원의 대표값 (end member)의 조사를 통하여 지속적인 자료구축이 이루어져야 할 것이다.

• 생태와환경
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• 제37권2호통권107호
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• pp.180-192
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• 2004

본 연구는 2002년 11월부터 2004년 2월까지 수심이 얕은 부영양상태의 저수지에서계절에 따른 수질변화와이에 대한 유입 부하량 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 수심간의 수온차가 $1^{\circ}C\;m^{-1}$ 이상의 수온약층이 5월에 형성되었고, 심층에서 2 mg $O_2\;L^{-1}$ 이하의 낮은 산소농도가 5월부터 9월까지 관찰되었다. $Z_{eu}/Z_{m}$은 0.2${\sim}$l.1의 범위로 수온약층 형성으로 혼합 층이 수심 4m근처이고 유광대 층이 수심 4.3m였던 5월을 제외하고는 대부분의 기간 동안에 유광대층에 비해 혼합층의 수심이 깊은 것으로 나타났다. 수체내 질소는 1.1 ${\sim}$ 4.5 mg N $L^{-1}$ 의범위로, 대부분이 용존 형태(Avg. 58.7%)로 존재하고 있었으며 결빙된 수표면의 해빙 시에 암모니아성 질소와 질산성질소가 증가하였다. 저수지내 총인 농도는43.g${\sim}$126.6 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$범위로 대부분은 입자성인의 형태(Avg. 80%)로 존재하고 있었다. 용존무기인 농도는 심층에서의 일시적인 증가가 관찰된 7월과 8월을 제외하고는 10 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$ 이하였다. 엽록소 a 농도의 뚜렷한 증가는인 유입부하량이 많았던 7월 (99 ${\mu}g\;L^{-1}$)과 11월 (109 ${\mu}g\;L^{-1}$)에 관찰되었고 수체내 총인과 양의 상관성을 보였다(r=0.55, P<0.008, n=22).수층간의 평균 엽록소 a 농도는11월 8일에 84.5${\pm}$29.0 ${\mu}g\;L^{-1}$으로 가장 높았고 2월에13.5${\pm}$ 1.0 ${\mu}g\;L^{-1}$로 가장 낮았다. 유입수량이 증가할 수록유입수내 층인 농도도 증가하는 경향을 나타냈으며(r=0.69,P<0.001), 1년 중 강우량이 많았던 7월 25일 하루동안에 연간 총인 유입부하량의 40.5%가 유입되었고, 11월 8일에도 17.1%가 유입되었다. 유역으로부터 유입되는총인 부하량은 159.0kg P $yr^{-1}$였고, 식물플랑크톤에 의해직접 이용 될 수 있는 용존무기인 부하량은 126.3 kg P $yr^{-1}$로 총인의 77.7%에 해당하였다. 총 질소 부하량은 5.0 ton $yr^{-1}$로 총 인 부하량(159.0 kg P $yr^{-1}$)에 비해 30배 정도 많았으며, 총질소 부하 중 무기질소 부하량은3.9 ton $yr^{-1}$로 총 질소의 78%였다. 인 임계 부하량은 1.6 g ${\cdot}$ $m^{-2}$${\cdot}$$yr^{-1}$으로 과잉임계부하량을 상회하는 수준 이였다. 본 연구결과 저수지의 유역으로부터 유입되는 많은양의 유입 인 부하는 저수지 수질의 계절적인 변화 뿐 만아니라 부영양화의 가장 큰 원인으로 나타났으며, 중영양상태의 수질을 유지하기 위해서는 총인 유입부하량(159 kg $yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다.

• 생태와환경
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• 제37권3호통권108호
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• pp.332-343
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• 2004

본 연구에서는 여과섭식성 이매패류인 참재첩(Corbicula leana)의 섭식에 따른 수체내 영양염 및 입자성 물질의 변화를 mesocosm (width ${\times}$ length ${\times}$ depth: 3 m ${\times}$ 3 m ${\times}$ 0.5 m)에서 분석함으로써 수질개선기법으로의 적용가능성을 검토하였다. 짧은 기간 동안의 mesocosm실험은 패류의 교체를 통한 연속적인 두 단계로 수행되었다. 첫 번째 단계는 패류 투입 이후 8일 동안이며 패류의 교체 이후의 진행된 8일 동안의 실험은 두 번째 단계로 구분된다. 이러한 연속적인 실험을 통해 조개의 섭식에 따른 수질변화를 좀더 명확하게 비교할 수 있었다. 재첩 투입 직후 높은 패사율을 보였으나 처리구의 교체가 있던 8일의 재첩의 패사율은 4 ind $day^{-1}$ 이하로 안정된 상태를 유지하였다. 엽록소 a 농도는 투입 직후의 수체 내 농도와 비교해 패류의 교체전과 후에 각각 71%, 88% 감소하였고 부유물질은 70%, 77% 감소하였으며, 여과율은 평균 0.46과 0.61 mL AFDW $mg^{-1}$ $hr^{-1}$이였다. 폐사율이 높았던 시기에 수중 내 암모니아성 질소와 용존총인이 증가하였다. 폐사율과 암모니아 농도는 양의 상관성을 보인 반면에 (r = 0.95, P<0.001), 용존총인의 농도는 폐사율과 음의 상관성을 나타냈다 (r = 0.94, P<0.001). 패류의 폐사율이 낮았던 교체 이후에도 암모니아의 농도는 증가하였고 실험 초기 대조구와 비교해 높은 농도를 유지하였다(P= 0.042, ANOVA). 반면에, 용존 총인은 비록 농도가 증가하였으나 초기 대조구와 비교해 큰 차이는 없었다(P= 0.509, ANOVA). 이러한 결과들은 만약 패류가 투입 초기에 새로운 서식지에 성공적으로 정착한다면 부영양 호수의 수질을 효과적으로 개선할 수 있는 방법이 될 수 있음을 시사한다.

• 생태와환경
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• 제37권3호통권108호
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• pp.319-331
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• 2004

본 연구는 실험적으로 조성된 인공연못(2 m ${\times}$ 2 m ${\times}$ 2 m)에서 패류의 여과 섭식이 수체 내 물질순환과 플랑크톤 군집에 미치는 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 실험의 초기에는 처리구와 대조구 enclosure 모두에서 남조류인 Microcystis viridis와 M. aeruginosa 등이 우점하였고, 세포밀도와 생물량의 큰 차이는 없었다. 패류 100개체 투입 이후에 처리구에서 세포밀도의 감소와 수중 내 N/P의 증가와 더불어 우점종은 Microcystis에서 Scenedesmus로 바뀌었다. 반면에, 대조구에서의 세포밀도는 증가와 더불어 Oscillatoria spp.가 우점하였다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구와 대조구 모두에서 Selenastrum spp.와 Cryptomonas sp.가 우점하였다. 실험 초기 대조구에서의 동물플랑크톤 밀도는 처리구에 비해 높았으나 100개체 투입 이후에는 처리구에서 높았다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구에서 크기가 작은 윤충류와 요각류 유생들의 밀도가 감소하였으나, Bosmina longirostris, Diacyclops thomasi와 같은 크기가 큰 동물플랑크톤의 밀도와 생물량은 대조구에 비해 높았다. 실험기간 동안 엽록소 a농도의 증가는 처리구에서 수체 내 DIP농도가, 대조구에서는 암모니아농도가 상승한 직후에 나타났다. 처리구에서 600개체 투입 전후 시기동안 대조구에서는 TSI (Chl. a-TN)과 TSI (Chl. a-TP)가 모두 증가하였으나 처리구에서는 암모니아 농도의 증가로 인하여 질소 제한에 대한 변화가 나타나지 않았다. 이러한 결과들은 패류의 여과섭식이 수체내 영양염 이용율을 변화시키고, 동물플랑크톤과의 동일한 먹이원에 대한 경쟁 혹은 직접적인 섭식을 통해 수환경에서 물질 순환과 플랑크톤 군집 변화에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.355-362
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• 2000

본 연구의 목적은 산업단지의 개별공장 및 유사한 공장이 밀집된 유역을 대상으로 유출수를 분석하여 유량가중평균농도를 산정하고, 이를 기초로 하여 업종별 유출오염부하 원단위를 산정하는데 있다. 1997년 6월부터 1998년 8월까지 청주산업단지를 대상으로 유량 및 수질을 조사하였다. 분석결과를 기초로 산정된 조사지점별 EMC 범위는 $BOD_5$, COD, SS, TKN, TP, HEM, $NO_3-N$, $PO_4-P$, Cr, Pb, Cu, Fe에 대해 각각 11~176mg/L, 40~502mg/L, 23~633mg/L, 1.04~20.9mg/L, 0.22~7.51mg/L, 12.7~548.7mg/L, 0.06~2.66mg/L, 0.12~3.39mg/L, 0.01~0.50mg/L, 0.02~0.42mg/L, 0.01~0.15mg/L, 1.29~11.51mg/L로 산정되었다. 또한, 강우시 산업단지에서 유출하는 년평균 오염부하 원단위는 $BOD_5$, COD, SS, TKN, $NO_3-N$, $PO_4-P$, TP, HEM, Cr, Pb, Cu, Fe에 대해 각각 374.4 kg/ha/yr, 924.1kg/ha/yr, 983.6kg/ha/yr, 48.8kg/ha/yr, 8.1kg/ha/yr, 9.7kg/ha/yr, 17.8kg/ha/yr, 943.0kg/ha/yr, 0.7kg/ha/yr, 0.9kg/ha/yr, 0.3kg/ha/yr, 28.9kg/ha/yr로 산정되었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제30권1호
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• pp.71-80
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• 2016

본 연구는 2014년 6월부터 10월까지 강원도 태백산도립공원 10개 조사지점의 이화학적 수질특성과 담수어류상을 조사하였다. 채집된 어류는 3과 7종이 확인되었고, 멸종위기종에 속하는 얼룩새코미꾸리(Koreocobitis naktongensis) 1종이 출현하였다. 한국고유종은 얼룩새코미꾸리(Koreocobitis naktongensis), 참종개(Iksookimia koreensis) 2종이 출현하였다. 우점종은 버들치(Rhynchocypris oxycephalus)로 전체 개체수의 89%를 차지하였으며, 아우점종은 대륙종개(Orthrias nudus)가 8.9%로 나타났다. 이 화학적 수질변수 중 전기전도도, 탁도, pH, 총용존물질(TDS)은 조사 지점별로 농도의 큰 변이를 보였다. 이 중 전기전도도와 총용존물질은 하류하천보다 상류하천에서 더 높은 농도값을 보였으며, 계절적 변이도 상류하천에 더 큰 것으로 나타났다. pH는 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보였으며, 특히 S5에서 급격한 감소를 보였다. 이는 S4의 산성광산배수 유입으로 인한 희석효과가 나타나는 것으로 보인다. 정성적 서식지평가지수(QHEI)에 의거한 소도천 유역의 물리적 서식지 상태는 "양호"한 서식환경(평균 : 157.3, 범위 : 78 ~ 194)을 보이는 것으로 평가되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제13권1호
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• pp.101-113
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• 2010

최근에 발생하는 강우양상은 강우일수는 감소하고, 강우강도는 증가해 홍수발생 빈도 역시 증가하는 추세이다. 이를 반영하기 위한 기존의 방법은 수공구조물의 설계홍수량을 산정할 때 가능최대강우량을 도입하거나, 설계빈도를 높이는 등의 확정론적 방법에 의존한다. 그러나 이렇게 설계기준을 상향 조정한 경우, 설계빈도의 강우가 발생하지 않으면 수공구조물의 경제성 측면에서 문제가 될 소지가 있다. 또한 수공구조물의 규모가 클수록 인근 주민과의 마찰이 커지고, 환경 문제의 발생 역시 고려하지 않을 수 없다. 이에 따라 설계빈도의 무조건적인 상향조정에 의존하기보다 추계학적 방법을 도입한 수문량의 확충 및 매개변수의 불확실성을 수공구조물 설계 시에 고려하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 강우발생의 불확실성을 반영하여 제내지에서의 침수범위를 GIS상에서 검토하였다. 이를 위해 log-ratio 방법, Johnson 시스템, 직교변환을 활용한 다변량 Monte Carlo 기법으로 추계학적 시간에 따른 강우변동을 생성하였다. 생성된 강우변동 결과를 토대로 수문분석, 홍수위 분석 등을 실시하고 FLUMEN 모형을 적용하여 해당유역에 대한 홍수범람시 침수범위를 산정하였다. 본 연구결과는 실제 강우의 불확실성을 반영하고 있어 시 공간적 강우특성이 반영된 유역별 주민대피지도, 홍수위험지도 등을 제작하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.443-453
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• 2011

본 연구는 소유역별 토지피복특성을 분석하고, 각 소유역로부터 발생되는 비점오염원 부하 특성을 분석하여 각 소유역별로 토지피복특성에 적합한 오염부하 저감 대책을 수립할 수 있는 방법을 제시하는 것을 목적으로 하고 있다. 연구대상유역은 무심천 유역으로 하였으며, 사용된 수질모형은 HyGIS-SWAT을 이용하였다. 토지피복도 분석에서 특정 분류항목이 50%이상의 토지피복 비율을 갖는 토지피복에 따라 시가화지역, 농업지역, 그리고 산림지역으로 구분하여 유출부하 특성을 분석하였다. 분석결과 유사량 및 영양염류의 연간 발생부하량의 크기는 농업지역, 산림지역, 시가화지역의 순서로 발생되는 것으로 분석되었다. 2번 소유역에 대해서 하천을 중심으로 버퍼구역을 설정하고 버퍼구역내 농업지역을 자연초지로 토지피복을 변화시켜 발생부하량을 분석하였다. 분석결과 토지피복변화는 변경전과 비교하여 토지피복변화는 농경지 면적이 소유역내 36.6%에서 27.9% 및 15.3%로 변화되는 것으로 나타났다 2번 소유역에 대한 유사발생량 및 영양염류 발생량 분석결과 유사발생량은 52%에서 약 46% 정도 감소하는 것으로 분석되었고, 영양염류의 경우에도 변경전보다 49% 34% 정도 감소하는 것으로 분석되었다. 향후 추가적인 연구는 각 소유역별로 다양한 오염부하 저감 대책 시나리오를 수립한 후 어떠한 저감대책이 효과적인지를 평가하는 연구를 수행하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.281-292
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• 2005

수자원장기종합계획에서는 물의 과부족 또는 가용한 물을 정량적으로 평가하기 위해 물수지 분석을 실시한다. 물수지 분석은 미래 예측되는 용수수요량과 공급가능량을 비교하는 단순한 과정이지만, 분석 과정에 포함되어 있는 자료와 모형의 불확실성으로 인하여 물수지 분석을 실시한 각종 보고서마다 서로 다른 결과를 보여주고 있어 국민의 신뢰를 얻지 못한 실정이다. 본 연구에서는 Monte Carlo simulation 기법 중 Latin Hypercube sampling에 기반한 확률적 모사로 물수지 분석에서의 불확실성을 표현하고 분석하였다. 대표 물수지 입력변수로 자연유량, 생공용수, 농업용수, 회귀율을 선정하여 이를 선형회귀와 entropy 이론으로 분포를 설정하였고, 불확실성 분석을 통하여 물부족량에 대한 불확실성의 범위와 위치를 규명하였다. 금강수계 3개의 소유역에 대해 불확실성 분석을 한 결과, 기존의 물수지 분석에서의 단일 물부족량이 과소 및 과대 추정될 수 있음을 보였고, 또한 민감도 분석을 통해 농업회귀율이 입력변수들 중 가장 큰 불확실성을 가지고 있으나 결과에는 거의 영향을 미치지 못하고 있음을 알 수 있었다.

• 농약과학회지
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• 제11권4호
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• pp.230-237
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• 2007

남한강 지류인 복포천 하천수와 토양을 대상으로 3년간 잔류농약을 분석한 결과 하천수에서 벼농사용 농약인 butachlor, carbofuran, diazinot fenitrothion, fenobucarb, ipobenfos, isorothiolane, molinate, tricyclazole 등 9종이 $0.1{\sim}22.7\;ppb$ 수준으로 검출되었는데, 이는 전국 하천수를 대상으로 한 농업과학기술원의 농약잔류량 조사결과(1998년)와 비슷한 수준으로 나타났고, 농약사용기인 5, 6, 7, 8월에만 농약이 검출되었으며, 검출수준은 우리나라 먹는 물의 수질기준보다는 낮은 수준이었고, 이지역의 관정수에서는 농약이 전혀 검출되지 않았다. 논 토양에서는 butachlor, diazinon, dimeperate, dimethometryn, fenitrothion, iprobenfos, isoprothiolane, molinate, parathion, piperophos, thiobencarb 등 11종의 농약이 $0.002{\sim}0.55\;ppm$의 낮은 수준으로 검출되었다.