The conventional water quality measurements by point sampling provide only site specific temporal water quality information but not the synoptic geographic coverage of water quality distribution. To circumvent these limitations in temporal and spatial measurements, the use of remote sensing is increasingly involved in the water quality monitoring research. In other to assess a trophic state of Yongdam reservoir using satellite imagery data, I obtained Landsat ETM data and water quality data on 16th September and 18th October 2001. The approach involved acquisition of water quality samples from boats at 33 sites on 16th September and 30 sites on 18th October 2001, simultaneous with Landsat-7 satellite overpass. The correlation coefficients between the DN values of the imagery and the concentrations of chlorophyll-a were analyzed. The visible bands(band 1,2,3) and near infrared band(band 4) data of September image showed the correlation coefficient values higher than 0.9. The October image showed the correlation coefficient values about 0.7 due to the atmospheric effect and low variation of chlorophyll-a concentration. Regression models between the chrophyll-a concentration and DN values of the Landsat imagery data have been developed for each image. The regression model was determined based on the spectral characteristics of chlorophyll, so the green band(band 2) and near infrared band(band 4) were selected to generate a trophic state map. The coefficient of determination(R2) of the regression model for 16th September was 0.95 and that of the regression model for 18th October was 0.55. According to the trophic state map made based on Aizaki's TSI and chlorophyll-a concentration, the trophic state of Yongdam reservoir was mostly eutrophic state during this study.
The research assessed water quality using physico-chemical factors, trophic status index and attached diatom index in 10 reservoirs located in Chungcheongnam-do from October 2007 to June 2008. The physico-chemical water quality assessments revealed that Dangjin-gun (St. 1~5), which displayed a high chemical oxygen demand (V and VI) and chlorophyll-${\alpha}$ (Eutrophic-Hypereutrophic), was more polluted than Yesan and Cheongyang-gun. The sample were also hypereutrophic [trophic status index (TSI) 74.6] and ${\beta}$-mesosaprobic [diatom assemblage index to the organic water pollution (DAIpo) 44.47]. Yesan and Cheongyang-gun. Which were mid-level in their pollution status, were eutrophic (TSI 56.9) and ${\alpha}$-oligosaprobic (DAIpo 60.11). TSI correlated strongly with the attached diatom index (of DAIpo 0.60~0.62, and trophic diatom index of 0.72~0.74). Hence, the attached diatom index can be used with the trophic status assessment of lakes using TSI, and lake trophic status index (LTSI).
본 연구는 trophic factor supplementation (TFS)이 cold ischemic storage와 rewarming 동안에 신장 세포의 생존에 미치는 효과를 알아보기 위해 실시했다. p44/42와 p38 mitogen activated protein kinases (MAPK) 활성이 TFS에 의해 영향을 받는지를 Western blot을 통해 알아보았다. Apoptotic changes를 알아보기 위해 4',6'-diamino-2-phenylindole (DAPI) 염색을 실시했다. 세포생존도를 알아보기 위해 live assay를 실시하였다. 그 결과, TFS는 cold ischemic storage와 rewarming 동안 증가된 44/42와 p38 MAPK activity를 유의성 있게 감소시켰다 (p<0.05). 또한, cold ischemic storage와 rewarming에 의한 apoptotic cell 수가 TFS에 의해 감소함을 관찰했다. 마지막으로 TFS는 유의성 있게 세포 생존도를 증가시켰다 (p<0.05). 따라서, TFS는 p44/42와 p38 MAPK 활성을 감소시키고 apoptotic change를 억제함으로써 cold ischemia와 rewarming injury로부터 신장 세포를 보호하는 것으로 생각된다.
The activity concentrations of $^{210}Po$ and $^{210}Pb$ within phytoplankton-zooplankton-anchovy-mackerel in the coastal water of the Jeju Island were determined to understand their distribution and bio-accumulation along the trophic level. In the surface water, the total activity concentrations of $^{210}Po$ and $^{210}Pb$ were $0.83{\pm}0.004mBq\;kg^{-1}$ and $1.27{\pm}0.03mBq\;kg^{-1}$. And the dissolved activity concentration of $^{210}Po$ and $^{210}Pb$ were $0.75{\pm}0.06mBq\;kg^{-1}$ and $1.22{\pm}0.09mBq\;kg^{-1}$ respectively. In the phytoplankton, the concentration factor (CF) of $^{210}Po$ and $^{210}Pb$ were $1.5{\times}10^5$ and $2.6{\times}10^4$ shows $^{210}Po$ is 5 times higher compared to $^{210}Pb$. The similar CF factor in the zooplankton of $^{210}Po$ was derived as $1.4{\times}10^5$. The CF of $^{210}Po$ in anchovy was increased twice compared to that in plankton. This is the evidence that there is $^{210}Po$ bio-magnification in the trophic level of plankton-anchovy. However the $^{210}Po$ activity concentration in the muscle tissue of mackerel was one-hundred times lower than that in anchovy. This reflects that in the trophic level of anchovy-mackerel, the bio-accumulation of $^{210}Po$ is decreased. The activity concentrations of $^{210}Po$ in the internal organs of anchovy and mackerel were 8 to 38 times higher than those in muscle tissues. In phytoplankton-zooplankton-anchovy, the CF of $^{210}Pb$ was decreased five times along the trophic level in order. In anchovy-mackerel it was decreased by 30-70%.
To evaluate the recent trophic state of Jinhae Bay, field campaigns were conducted in June and August during 2020-2023, measuring environmental factors in both the surface and bottom layers. Temperature differences between layers were greater in August than in June. Surface salinity was decreased in August, probably due to runoff, while bottom salinity remained stable. Dissolved oxygen levels showed a more pronounced stratification in August, leading to hypoxic conditions in the bottom layer. Chemical oxygen demand (COD) was higher at the surface, with rainfall contributing to elevated levels. The eutrophication index (EI) was consistently higher at the bottom across all stations, driven by dissolved inorganic nitrogen (DIN) and phosphate (DIP), with a notable increase in August due to organic matter decomposition. The trophic index (TRIX) was also higher in the bottom layer, with surface TRIX influenced by DIN and salinity, and bottom TRIX by salinity, rainfall, COD, and DIN. The average TRIX for Jinhae Bay was 4.21±1.30, classified as "poor", but comparable to values from other regions. Continuous monitoring of the trophic state is essential for the sustainable management of Jinhae Bay's fisheries.
본 연구의 목적은 부영양화도 지수(TSI)를 이용하여 우리나라 호소의 영양 상태를 평가하고, 경험적 모델(Empirical model)에 의한 호소의 상태를 예측하기 위한 것이다. 연구에 사용된 수질 자료(2000, 2001)는 환경부 DB시스템에서 획득하였으며 이용된 변수는 용존산소(DO), 생물학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 총인 (TP), 총질소 (TN), 부유물질 (SS), 투명도(SD), 엽록소-${\alpha}$ (CHL), 전기전도도 (Cond.)였다. 이런 수질 변수의 농도는 측정된 수계 및 계절에 따라 변이양상을 보였다. 일반적으로, 영양상태(Trophic state)는 상류로부터 댐으로 감소하는 경향을 보였으며, 계절적 변이는 여름 장마기 (7${\sim}$8월)동안 크게 발생했다. TP의 주된 유입은 장마기 (r=0.656, p=0.002)동안 일어났고, 이런 현상은 SS(r=0.678, p<0.001)와 유사한 경향을 보였다. CHL, TP, SD 및 TN을 포함한 수질변수는 계절에 따른 수계내의 영양상태를 평가하는 방법에 적용되었다. Carlson(1977)의 부영양화도지수(TSI)에 기초한 수계 내 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. 따라서, 인은 호소 내 영양 상태를 조절하는 주요인자가 된다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN,그리고 SD)사이의 관계를 분석하기 위한 경험적 모델(Empirical model)이 개발되었다. 로그-전환 회귀분석에서 CHL-TP는 장마 전기 $R^2$ 값이 031(p=0.017)이었으나 장마 후기에는 0.69(p<0.017)로 장마 후기 인이 조류 성장에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이와 대조적으로, SD는 TP, CHL증가에 대해 감소하는 경향을 보였고 TN은 모든 기간 동안 CHL와 약한 관계를 가졌다. 결과적으로, 경험적 모델(Empirical model)이 제시하듯이 TP는 CHL을 예측하는 핵심 인자로 사료되었다.
Background: Previous numerous studies on watershed scale demonstrated that the constructions of upper dams may influence the below dams due to modifications of flow regime and nutrient inputs. Little is known about how the dam constructions influence the downstream lakes or reservoirs in the regional scale. This study demonstrates how the construction of upper dam (i.e., Yongdam Dam) influences nutrient regime, trophic relations, and empirical models in Daechung Reservoir (DR). Yongdam Dam was constructed at the upstream region of DR in year 2000. Results: The analysis of hydrological variables showed that inflow and discharge in the DR were largely reduced after the year 2000. The construction of upper dam construction also resulted in increases of water temperature, pH and conductivity (as an indicator of ionic content) in the DR. Empirical models of TP-CHL and N:P ratio-CHL suggested that stronger responses of CHL to the phosphorus were evident after the upper dam construction, indicating that algal production at a unit phosphorus increased after the upper dam construction. Mann-Kendall tests on the relations of N:P ratios to TN showed weak or no relations ($t_{au}=-0.143$, z = -0.371, p = 0.7105) before the dam construction, while the relation of N:P ratios to TP showed strong in the periods of before- ($t_{au}=-0714$, z = -2.351, p = 0.0187) and after the construction ($t_{au}=-0.868$, z = -4.270, p = 0.0000). This outcome indicates that TP is key determinant on N:P ratios in the reservoir. Scatter Plots on Trophic State Index Deviations (TSIDs) of "TSI(SD) - TSI(CHL)" against "TSI(TP) - TSI(CHL)" showed that the dominance of clay turbidity or light limitation was evident before the upper dam construction [TSI(TP) - TSI(CHL) > 0 and TSI(SD) - TSI(CHL) > 0] and phosphorus limitation became stronger after the dam construction [(TSI(TP) - TSI(CHL) < 0 and TSI(SD) - TSI(CHL) > 0]. Conclusions: Overall, our analysis suggests that the upper dam construction modified the response of trophic components (phytoplankton) to the nutrients or nutrient ratios through the alteration of flow regime, resulting in modifications of ecological functions and trophic relations in the low trophic levels.
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.
본 연구소에서는 호소 수질오염의 중요한 관심대상인 영양상태를 평가하기 위해 원격탐 사기법을 적용하였다. 원격탐사기법을 적용하는데 있어서 기존의 회귀식을 이용한 방법과는 달리 분류기법을 사용하여 영양상태를 평가하였다. 부영양화는 조류의 이상증식에 의해 유발되므로, 수 체의 조류농도와 밀접한 항목인 클로로필 a와 투명도를 원격탐사 데이터에 적용하였다. 본 연구 에서 영향상태의 분류는 최대우도법과 최소거리법을 이용하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 광역수계의 영양상태 평가시 원격탐사 데이터를 적용함에 있어 기초적인 분류기법만을 수 행하여도 70%이상의 정확도를 얻을 수 있었다. 둘째, 분류정확도면에서 최소거리법이 최대우도법에 비하여 양호하게 나타났다. 이것은 샘플이 정규분포를 이루고는 있으나 통계적인 기법을 적용하기에는 샘플수가 너무 적은 것에 기인한 것 으로 차후 통계적 분포에 영향을 받지 않는 인공신경망을 이용한 분류기법의 도입이 요구된다. 셋째, 본 연구결과를 이용하면 수계의 영양상태를 신속하고 주기적이며 가시적인 분석평가를 할 수 있어 호소의 영양상태 진행정도에 따라 적절한 대응책을 수립하는데 기초자료로서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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