• 유기물자원화
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• 제23권3호
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• pp.60-67
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• 2015

본 연구의 목적은 농경지에서 유출되는 유거수로부터 부영양화를 감소시키기 위하여 참나무를 원료로 제조한 바이오차의 인산염 인($PO_4-P$) 흡착특성을 구명하는 것이었다. 30 mg/L $PO_4-P$ 용액에 참나무 바이오차 투입량을 4~20 g/L로 변화시키는 조건으로 실험을 수행하였다. $PO_4-P$의 흡착량은 4~14 g/L 범위에서 3배 증가하였고, 제거율은 4~16 g/L 범위에서 28.6% 증가하였다. 최대 단분자층 흡착능($q_m$)과 결합세기(b)는 각각 0.10 mg/g, 0.06 L/mg으로 산출되었다. 또한 Langmuir 흡착등온식의 특징인 무차원상수($R_L$)는 0.37로 0과 1사이로 나타나 Langmuir 흡착등온식을 잘 표현하여 흡착에 용이함을 알 수 있었다. 따라서, 참나무를 원료로 제조한 바이오차는 농경지 유거수로부터 부영양화를 감소시키기 위한 $PO_4-P$ 흡착제로 용이하다고 판단된다.

• 생태와환경
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• 제33권4호통권92호
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• pp.387-394
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• 2000

경안천의 상${\cdot}$하류와 팔당호 주요 유입부에서 부영양화 양상과 수질오염 특성을 파악하기 위해 2000년 4월부터 7월까지 조사하였다. 경안천 수질은 전형적인 과영양상태를 보였고 상류에 위치한 오${\cdot}$폐수처리장(sewage wastewater treatment plant, SWTP)의 배출수가 본류와 합류된 직후부터 크게 악화되었으며, 이에 대한 영향은 하류의 부영양화에 절대적이었다. 배출수로부터 비롯되는 NH$_{4}$와 SRP 영양염은 하류로 유하하면서 급감하는 반면에 자생유기물의 chl-a는 중류에서 폭발적인 증가를 보였다. 환경요인 중 본류에서 NH$_{4}$, SRP 및 chl-a의 평균농도는 각각 1,343 ${\mu}$g N/l, 1,779 ${\mu}$g P/l 및 188 ${\mu}$g/l였고, 특히 P에 대한 부하가 매우 컸으며 식물플랑크톤 생장에 미치는 영향이 현저하였다. 팔당호 유입부 수질의 비교에서 경안천은 북한강과 남한강의 다른 하천에 비해 오염 수준이 가장 높은 것으로 볼 수 있었다. 결과적으로 볼 때, 경안천 뿐만 아니라 팔당호의 상수원 수질보호를 위해서는 오${\cdot}$폐수 처리수의 점오염원 관리에 대한 대책 마련이 매우 시급한 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.309-309
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• 2011

지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.544-544
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• 2015

국내에는 17,500여개의 농업용 저수지가 전국적으로 분포하고 있으며, 이들 저수지는 인공호소이다. 농업용 저수지의 총 유효저수량은 2,838백만$m^3$에 달하고 있으며, 전체 수리답의 약 76%에 해당하는 593천ha의 농경지에 물을 관개하고 있다(2013농업생산기반통계연보). 최근 농어촌지역의 도농복합형태 개발 및 관광지, 유원지화로 농업용 저수지 유역의 오염원이 지속적으로 증가하는 추세에 있으며, 이로 인해 농업용수 수질이 지속적으로 악화되고 있다. 특히, 늦봄에서 초가을까지 외기온도 상승 및 저수율 저하와 함께 부영양화 증가, 녹조 대발생 등으로 수질오염도가 급상승하고 있으며, 이로 인해 호 내 물고기 폐사, 악취발생 등으로 민원이 다수 발생하고 있다. 본 연구에서는 농업용 저수지의 물리적 특성을 분석하여 농업용 저수지 수질개선을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 농업용 저수지 17,489개소를 수혜면적별로 분류해 보면 5ha이하가 7,808개소(44.7%), 5~10ha이하 4,277개소(24.5%), 10~20ha 2,772개소(15.9%), 20~30ha 797개소(4.6%), 30~40ha 385개소(2.2%), 40~50ha 238개소(1.4%), 50ha이상 1,201개소(6.9%)로 구성되어 있어 50ha이하가 전체의 93.1%에 이르고 있다. 유효저수량별 분포현황은 10천$m^3$이하가 7,996개소(45.7%), 10~50천$m^3$ 6,420개소(36.7%), 50~100천$m^3$ 1,003개소(5.7%), 100~300천$m^3$ 868개소(5.0%)로 전체 시설 중 50천$m^3$이하가 전체 저수지의 82.4%로 대부분이 소규모 저수지임을 알 수 있다. 농업용 저수지를 유효수심별로 구분해보면 1m이하가 전체의 26.6%, 3m이하가 전체의 77.1%, 5m이하가 전체의 91.1%로 국내 대부분의 저수지들은 수심이 5m 이하의 저류지 형태의 저수지임을 알 수 있다. 저수지를 유역배율(유역면적/만수면적)에 따라 구분해보면 유역배율 3이하가 전체의 1.2%이고, 5이상이 전체의 97.4%를 차지하고 있다. 일반적으로 유역배율이 3이상이면 부영양화에 취약한 호소로 분류되고 있다. 국내 농업용 저수지는 대부분이 수심이 낮고, 유효저수량이 소규모이며, 유역배율이 3이상인 호소가 대부분으로 태생적으로 수질오염 및 부영양화에 취약한 구조로 되어 있음을 알 수 있다. 농업용 저수지 수질개선을 위한 종합계획 수립시에는 유입수 및 호내 대책과 함께 호소의 물리적 조건을 개선시키는 방안에 대해서도 검토가 요구된다. 특히 저수지 신규 설치시에는 수량관리 뿐만 아니라 수질도 함께 고려된 물리적 인자에 대한 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.500-500
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• 2016

전국의 농업용 저수지 중 장기간 높은 유기물 및 영양염의 농도로 인해 부영양화가 우려되는 71개 저수지에 대하여 수질오염 및 퇴적물오염 특성을 분석하였다. 수질오염 특성 분석 결과, 평균농도가 COD 11.7 mg/L, TOC 6.8 mg/L, TN 1.844 mg/L, TP 0.101 mg/L, SS 18.1 mg/L, Chl-a 57.3 mg/$m^3$ 로 분석되었다. 조사 대상 저수지 71개 지구 중 COD 46.3 %, TN 84.4 %, Chl-a 63.7 %가 농업용수 수질기준 초과 저수지로 조사되었다. 또한 연구 대상지구의 주요 오염원으로 생활계오염원 31개 저수지의 COD 11.1 mg/L이며, 축산계오염원 40개 저수지의 COD 12.2 mg/L로 나타났다. 각 항목의 수질 결과에 대한 평균 오염도를 분석한 결과, 축산계 오염원이 생활계 오염원 저수지보다 부유물질(SS)을 제외하고 모든 항목에서 오염도가 높게 나타났다. 그러나 TN, TP는 오염원에 따라 크게 차이를 보이지는 않았으며, 축산계 오염원 저수지의 수질 오염도는 모든 항목에서 농업용수 수질기준을 초과하였다. 장기적인 수질오염 저수지에 대하여 퇴적물의 오염 특성을 조사하였으며, 퇴적물오염으로 인한 수질오염 영향관계를 조사 분석하였다. 퇴적물 오염 특성 분석 결과, 강열감량 10.5 %, 총질소 3,480 mg/kg, 총인 1,299 mg/kg으로 오염 수준이 전체적으로 높게 조사되었다. 생활계오염원 31개 저수지의 강열감량 9.8 %, 총질소 2,711 mg/kg, 총인 1,178 mg/kg이며, 축산계오염원 40개 저수지의 강열감량 11.1 %, 총질소 4,076 mg/kg, 총인 1,393 mg/kg로 나타났다. 수질 중 COD, TOC, TN, TP, SS, Chl-a의 오염도와 퇴적물중 강열감량, 총질소, 총인의 각 항목간 상관관계를 분석한 결과, 퇴적물 내 다른 항목에 비해 SS를 제외하고 총인이 모든 수질 항목과 정(+)의 상관관계를 나타내었다. 특히 퇴적물 중 총인과 수질의 TP가 가장 높은 상관성을 나타내는 것으로 조사되었는데, 이는 퇴적물 내 총인이 수질오염에 가장 많은 영향을 줄 수 있으며, 상호작용이 있음을 의미한다고 하겠다. 또한 수질의 TP 오염도에 따라 부영양화 및 조류의 활성화가 크게 영향을 받는다는 기존의 연구결과에 의하면 퇴적물 내 총인의 오염도가 부영양화와 조류 번식에 영향을 크게 미칠 것이라 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권2호
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• pp.79-88
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• 2019

우리나라 저수지의 수질 특성과 이에 영향을 미치는 환경요인을 파악하기 위하여, 운영목적, 수위변동 및 지리적 분포가 다양한 73개 저수지를 선정하여 수질 요인으로 화학적산소요구량 (COD), 엽록소 a (Chl a), 총인 (TP), 총질소 (TN)를, 수문지형 요인으로 연수위변동폭, 총저수량, 댐의 고도, 유역 면적, 호안발달도 (shoreline development index)를, 토지피복 요인으로서 산림, 농경지 및 도시화지역의 면적비율을 조사하였다. 저수지 수질은 유역의 도시화지역과 농업지역의 면적 비율이 크고, 고도가 낮고 연수위변동폭과 유역면적이 좁으며 총저수량이 적고 원형에 가까운 형태의 저수지에서 더욱 부영양화가 심하였다. 저수지 운영목적에서는 농업용수용 저수지가 홍수조절용 저수지보다 수질이 좋지 않았다. 변수선택과 경로분석의 결과에서, TP에 의한 Chl a에 영향을 받는 COD는 수위변동폭과 호안발달도에 의하여 직접적으로 영향을 받았다. 또한 TP는 유역의 도시화면적에 의하여 직접적으로 영향을 받으며 토지이용은 저수지의 고도와 관련이 있었다. 한편 TP는 수위변동폭과 호안발달도에 영향을 받았다. 결론적으로 우리나라의 저수지 부영양화는 유역의 토지이용, 수문적, 지형적 특성에 의하여 영향을 받으며, 특히 저수지 운영목적에 따른 인위적인 물관리에 의한 수위변동과 저수지의 위치에 의하여 수질 특징이 결정된다고 생각된다.

• 생태와환경
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• 제45권2호
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• pp.174-189
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• 2012

본 연구는 인공호의 영양 단계에 따른 피라미 개체군의 전장-체중 관계 및 비만도 지수 (K)의 차이를 알아보기 위해 2008년~2010년까지 부안호, 양양호, 진양호, 금풍지, 예당지 및 마산지 등의 6개 인공호를 대상으로 실시하였으며, 광범위한 분포 특성과 섭식 특성을 보이는 피라미(Zacco platypus)를 본 연구의 대상 어종으로 선정하였다. 총인 (TP)과 엽록소-a (Chl-a)를 이용한 영양상태지수(TSI) 분석 결과 양양호와 부안호는 빈영양(30~40), 진양호와 금풍지는 중영양 (40~50), 예당지와 마산지는 부영양 (50~70)상태로 나타났다. 6개 호수에서 총 47종 26,226개체의 어류가 채집되었으며, 빈영양호 (양양호, 부안호)에서는 민감종이 우세한 현상을 보였다. 한편, 중영양호 (진양호, 금풍지)와 부영양호 (예당지, 마산지)에서는 내성종이 우세한 것으로 분석되어 호수의 영양 상태에 따라 우세종의 내성특성에 차이를 보이는 것으로 나타났다. 전장-체중 관계 분석 결과에 따르면, 회귀계수 b값은 중 영양호(3.07~3.17)와 부영양호(3.15~3.21)에 비해 빈영양호 (2.77~2.79)에서 낮은 값을 보였다. 이러한 결과는 호수의 영양상태가 피라미 개체군의 성장도에 영향을 주는 것으로 사료된다. 전장에 따른 비만도 지수 (K) 관계 분석 결과 중영양호와 부영양호에서는 양의 기울기를 보인 반면, 빈영양호에서는 음의 기울기를 나타내 호수의 영양상태에 따라 차이를 보였다. TSI (TP), TSI (Chl-a)와 회귀계수 b값의 상관관계를 분석한 결과 b=0.012*TSI (TP)+2.395 ($R^2$=0.797, p=0.017), b=0.013*TSI (Chl-a)+2.367 ($R^2$=0.822, p=0.013)으로 나타나 높은 상관관계를 보였다. 한편, 부영양화가 진행될수록, 비정상개체의 비율이 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 전장-체중 관계와 비만도 지수 분석에 의한 피라미 개체군의 성장도는 영양염류나 식물플랑크톤의 생체량과 같은 영양상태를 반영하는 것으로 사료되며, 과도한 부영양화는 수환경의 오염을 초래하여 피라미 개체군의 성장과 건강도에 부정적인 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제33권1호
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• pp.66-71
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• 1997

호수 생태계내의 생물군집은 생산자로서의 식물플랑크톤과 소비자로서의 동물플랑크톤 및 어류가 주된 위치를 차지하고 세균은 분해자로서 기능한다는 것은 일반적으로 알려진 사실이다. 그러나 1970년대에 들어 세균군집이 생태계내에서 먹이사슬을 연계하는 2차 생산자로서도 기능한다는 사실이 제기되어, 오늘날에는 생태계내에서 세균군집의 역할이 보다 강조되고 있다(6,40,41,42,50). 먹이사슬에 대한 관심은 많은 연구결과들을 생산하였지만 복잡한 먹이사슬 구조는 아직까지 부분적인 이해만을 허락하고 있다. 특히, 어류, 동물 플랑크톤, 식물플랑크톤, 미생물의 각 분야가 서로 구분되어 발전해 왔기 때문에 이들간의 상호작용을 정확하게 밝히는 데에는 많은 한계가 있어 왔다. 1970년대 이래로 담수생태계의 부영양화를 해결하기 위한 방안으로서 생태계내의 먹이 사슬을 이용하는 생물조작의 개념이 대두되었으며, 각 분야의 통합적 연관성을 필요로 함으로써 생태계 이해에 많은 지식을 제공하였다. 이 글에서는 담수생태학의 한 분야로서 생물군집간의 상호작용인 먹이사슬의 연구동향을 생물조작 개념을 중심으로 기술하고자 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제3권S1호
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• pp.77-90
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• 1997

the observations in situ and the seawater analyses were conducted in July and August, 1996 for the purpose of evaluating the characteristics of seawater quality centered on eutrophication in Mokpo harbour. By applying the OECD standards of trophic classification to the parameters such as secchi depth, total inorganic nitrogen, phosphate phosphorus and chlorophyll-a, the trophic level of seawater in Mokpo harbour was evaluated to be in eutrophic state in summer. By the estimation of pollution index with relation to eutrophication, the seawater quality of Mokpo harbour was evaluated to be under the regular grades and this evaluation was found to be different from the results of evaluation obtained by the environmental index of single parameter, chemical oxygen demand. By the estimation of eutrophication index, the seawaters of Mokpo harbour were shown to have the high potentiality of red tide occurrence.

• 해양환경안전학회지
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• 제3권2호
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• pp.51-61
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• 1997

The in situ observations and the seawater analyses were conducted in July and Auguse, 1996 for the purpose of evaluating the characteristics of seawater quality centered about eutrophication in Mokpo harbour. By applying the OECD standards of trophic classification to the parameters such as secchi depth, total inorganic nitrogen, phosphate phosphorus and chlorophyll-a, the trophic level of seawater in Mokpo harbour was evaluated to be in eutrophic state in summer. The estimation of pollution index by eutrophication showed the seawater quality of Mokpo harbour to deteriorate and fall under the regular grades. The results of eutrophic index estimation showed the high otentiality of red tide occurrence in Mokpo harbour.