• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 1997년도 가을 학술발표회 프로그램
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• pp.52-53
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• 1997

수역의 유기오염 개선을 위하여 생활하수, 산업폐수 등의 저하시키는데 주안점을 두어왔으나 공공수역에서의 제거되지 않은 질소와 인의 유입으로 부영양화가 진행되어 하천에는 남조류가 대량발생하고 해역에는 적조가 광역에서 발생하여 큰 사회문제가 되고 있고, 질소와 인의 유입으로 인한 자생 COD가 전체COD의 약 절반을 차지하고 있는 실정이다. 따라서 앞으로의 수질을 개선하기 위해서는 조류증식의 제한인자인 질소와 인의 규제가 필요할 뿐만아니라 하수처리장에 고차처리를 적용하거나, 해양의 회석자용을 이용한 Ocean을 적용하여 연안해역 수질을 관리해야 할 것이다. 따라서 본 연구는 수영만을 대상으로 Ocean Outfall과 폐수처리시절을 적절하게 조합하기 위해서 3차원 생태계모델을 적용하여 유기물질 뿐만 아니라 영양염류인 질소와 인의 농도를 예측하여 환경기준을 만족시키고 비용을 최소화 할 수 있는 폐수처리공법과 해중방류관의 위치를 선정하고자 하였다. 본 연구결과 수영만의 1994년 COD는 II등급, DIN과 DIP는 III등급이었다. 현재의 활성슬러지공법으로 질소와 인을 제거하지 않고 방류할 경우 2001년에 는 하수처리량의 증가로 인해 COD의 경우 1994년 보다 조금 감소하지만 DIN 과 DIP는 1994년과 같은 III등급을 유지하였다. 고도처리공법을 도입할 경우 COD의 농도는 광안리와 해운대해수욕장에서 I등급을 보이고, DIP의 농도도 수영만 전체에서 강등급을 보이지만, DM의 농도는 광안리해수욕장에서 II등급, 해운대해수욕장에서 IH등급을 보였다 하수처리장 유출수를 Ocean Outfall을 이용하여 하수처리장으로부터 4km에 서 방류할 경우의 COD농도는 I등급을 보이고, DE 농도도 광안리와 해운대해 수욕장에서는 I등급을 보이고, DU의 농도는 ll등급을 보여 수질이 개선된 것 을 볼 수 있다. 이상에서와 같이 광안리와 해운대해수욕장의 해역환경기준 ll등급을 만족 하는 하수처리방법은 Ocean Outfall이었다. 수영하수처리장에 인을 처리하기 위한 화학적 침전법의 경우 956억원이 소요되고, 질소를 제거하기 위한 질소제거공정을 추가 건설 할 경우는 2181억원이 전요된다. 그리고 두공정을 같이 건설할 경우에는 3137억원의 비용이 소요된다 수영하수처리장에서 4km 거리와 관경을 2m의 Ocean Outfall 건설비용은 325 억원 정도가 소요되는 것으로 산출되었다. 고차처리시 증가되는 비용으로 건설할 수 있는 Ocean Outfall의 길이는 인 제거공정을 첨가하는 경우에는 18km을 건설할 수 있고, 질소제거공정을 첨가 하는 경우에는 46km를 건설할 수 있는 것으로 산출되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권6호
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• pp.477-486
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• 2011

본 연구는 인공수로 또는 인공호수와 같은 환경 친화적 친수공간이 건설됨에 따라 발생되는 수질오염 문제를 수질모형실험을 통해 해소할 수 있는 방법을 연구하였다. 호소수의 개념으로 도입되는 인공수로 및 호수는 제한된 수량 공급으로 인해 수질악화, 악취발생 및 녹조 현상이 일어날 수 있다. 하지만, 이러한 현상을 예상할 수 있는 방법은 수치해석으로만 의지해 왔고 물리적 해석에 의한 검증이 이뤄지지 않아 실제 적용에 대한 어려움이 있었다. 따라서 본 연구에서는 오염된 물과 오염되지 않은 물이 서로 희석되어 영양염류의 농도를 낮추는 현상에 착안하여 원형과 모형의 상사에 영향을 받지 않는 무차원의 물리적 수질모형실험을 실시하였다. 또한 수체 내에서 흐름을 인공적으로 발생시키는 흐름유발기기의 효과 검증과 적용방법을 연구하여 목표수질을 유지할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권2호
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• pp.76-88
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• 2012

우리나라 동해 강원 연안에서의 계절 변화에 따른 수괴의 분포와 화학적 특성을 규명하기 위하여 2009년 2월, 5월, 8월 그리고 11월에 고성, 속초, 양양, 강릉, 동해 연안의 5개 지점에서 CTD 관측과 동시에 영양염의 분포 특성을 조사하였다. 수온과 염분 분포를 통하여 연구해역에서의 수괴는 대마난류표층수, 대마난류중층수, 북한한류수, 동해고유수와 각 수괴들이 혼합된 혼합수로 구분되었다. 계절 변화에 따른 수괴의 분포를 보면 2월은 수직혼합이 활발하였으며 표층수의 대부분이 대마난류중층수에 기인하였고, 5월에 대마난류표층수는 강원 해역까지 진출하지 못하여 관측되지 않았다. 8월은 표층에 대마난류표층수가 유입되었으며, 11월에는 대마난류의 영향이 서서히 줄어들고 북한한류가 다시 강화되어 나타났다. 영양염 농도의 수직적 분포는 계절변화에 관계없이 표층에서 가장 낮은 농도를 보이다가 수온약층 부근에서 급격히 증가하였고, 이후 수심 200 m 이하에서 질산염과 인산염은 수심이 증가함에 따라 대체로 일정한 값을 보였으나 규산염은 증가하는 경향을 보였다. 이는 규산염의 재생산 속도가 다른 영양염의 재 생산 속도에 비해 느리기 때문에 나타나는 현상이다. 연구해역에서의 수괴별 영양염의 농도 분포는 4계절 모두 동해고유수에서 가장 높았고, 그 다음으로 북한한류수, 대마난류중층수, 대마난류표층수의 순이었다. 연구해역에서의 수괴별 N/P ratio는 2월, 5월 그리고 11월은 대부분의 수괴에서 Redfield ratio보다 높거나 비슷한 수치를 나타내고 있어 대체로 이 기간 동안의 표층에서 질산염이 식물플랑크톤 성장의 제한인자로 작용하고 있지 않음을 지시한다. 반면에 8월은 대마난류표층수에서의 N/P ratio가 Redfield ratio보다 크게 낮게 나타났으며 표층에서 질산염 평균 농도가 0.86 ${\mu}m$을 나타내어, 본 연구해역에서는 8월의 표층에서 질산염이 식물플랑크톤 성장의 제한인자로 작용하고 있음을 보여주고 있다.

• 생태와환경
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• 제44권4호
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• pp.327-336
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• 2011

본 연구는 연 4회에 걸쳐서 영산강 하구역 및 목포 연안 정점에서 1차생산력의 시 공간적인 변화를 비교하였다. 집중 호우 이후인 8월 조사 시 모든 정점에서 암모니아성 질소 및 인산염 인, 규산염의 농도가 증가하였으며, 이는 강우에 의한 영향으로 사료된다. 연구기간 동안 2월 YS2 정점을 제외하고 영양염류 고갈 현상은 관찰되지 않았으며, 인산염 인이 식물플랑크톤 성장을 잠재적으로 제한하는 가장 주요한 요소로 나타났다. 2월 YS2에서는 규조류의 대량 번식에 의한 규산염 고갈이 관찰되었다. 1차 생산력을 기준으로 영양 상태를 구분한 결과 2월과 5월 YS1, YS2, YS3 및 MP1은 중영양 상태, MP2와 MP3은 빈영양 상태로 분류되었으며, 11월은 모든 정점이 빈영양 상태로 나타났다. 강우의 영향이 가장 컸던 8월에 영산강 하구역은 모두 중영양 상태를 유지한 반면, MP1과 MP2는 부영양, MP3은 중영양 상태를 나타내었다. 특히 MP1과 MP2의 1차생산력은 부영양 상태로 구분하는 기준을 크게 상회하는 매우 높은 값(각각 8,927, 7,083mgC $m^{-2}d^{-1}$)을 보였으며, 이를 통해 여름철 영산호 부영양 물의 대량 방류가 목포 연안 해역에 식물플랑크톤 대발생을 야기하는 주된 요인으로 작용함을 알 수 있었다. 유광층 내 엽록소 a의 총량과 식물플랑크톤 1차생산력 간의 상관계수 및 결정계수는 8월을 제외하고 모두 0.9 이상의 높은 값을 보였으며, 이러한 결과는 유광층 내 엽록소 a 총량을 통한 1차생산력 추정 가능성을 제시한다.

• 환경생물
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• 제25권4호
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• pp.303-312
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• 2007

통영 바다목장 해역에서 식물플랑크톤 군집에 미치는 물리 화학적 환경요인을 파악하기 위하여 2000년 4월부터 2007년 1월까지 10개 정점의 표.저층에서 계절별 조사를 원칙으로 총 24회 조사하였다. 수온은 각 계절별 차이가 뚜렷한 전형적인 온대성 기후의 영향을 받고 있었으며, 염분은 쿠로시오 난류의 영향에 따른 고염분과 여름철 장마와 폭우에 따라 낮은 염분농도를 보였다. 부유물질은 표층보다 저층이 높은 농도를 보였으며, 투명도는 계절별로 여름철에 6.0 m이상의 높은 값을 보였다. 영양염류 중 용존무기질소, 인산염, 규산염의 각각 평균 21.75 ${\mu}M$, 0.90 ${\mu}M$, 14.38 ${\mu}M$을 보여 중영양 해역으로 판단된다. 따라서 통영바다목장해역에서 분석된 요인들에 대해 정점별 차이가 거의 없어 동일 해역으로 판단되었으며, 표.저층간은 암모니아를 제외한 모든 항목이 차이를 보였고, 계절별로도 구별되었다. 식물플랑크톤 현존량은 가을철에 $4.36\times10^5$ cells $L^{-1}$로 가장 높았으며, 다른 계절에는 평균 $1.13\times10^5$ cells $L^{-1}$로 유사하였다. 일반적으로 온대 연안 해역에서는 봄철과 가을철에 증가를 보이는 bimodal pattern이 발생되나, 본 해역에서는 가을철에만 증가를 보이는 unimodal pattern을 나타내었다. 엽록소 a는 식물플랑크톤 현존량과 변화양상과 유사하였으며, 다른 계절에 비해 가을철에만 높은 농도를 보였다. 본 해역에서 조사된 자료를 이용하여 회귀분석한 결과 식물플랑크톤 현존량에 크게 영향을 미치는 중요 환경요인들은 수온 및 염분이며 영양염류 중 규소와 인이 성장 제한요인으로 작용하여 식물플랑크톤 군집에 영향을 미치는 것으로 파악되었다.

• 미생물학회지
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• 제49권4호
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• pp.353-359
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• 2013

본 연구의 목표는 압축공기분사시스템을 이용하여 원유로 유출이 된 해안을 정화함에 있어서 그 정화효율성과 정화 전후의 총석유탄화수소(total petroleum hydrocarbon; TPH) 농도 및 미생물군집변화를 관찰함으로써 그 최적 정화과정을 이해하기 위한 기초자료를 얻고자 하는 것이다. 압축공기제트시스템을 2-5회 연속적용 시 오염지의 TPH가 약 66%까지 저감이 된 반면에 대조구인 해수를 펌핑한 경우에는 40% 정도의 저감효과가 관찰이 되었다. 압축공기의 분사 후 PCR-DGGE에 의한 미생물군집분석 결과에서는 유류분해미생물의 군집은 확인이 되지 않았다. 이는 정화에 의한 낮은 TPH 농도(약 100 mg/kg 수준, 탄소원), 처리환경에 내재적인 제한적인 질소 및 인의 농도에 기이한 것으로 판단된다. 따라서 잔여분의 유류는 에어제트시스템을 적용시 제한적 영양염류(질소 및 인 등)를 적절한 방식과 농도로 투여할 경우 거의 완전하게 제거가 가능할 것으로 사료된다. 향후 본 기술은 고농도의 유류 및 유기물로 오염된 다양한 수질환경 및 토양환경의 효율적이고 환경친화적인 정화에 활용이 될 것으로 기대된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권3호
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• pp.207-211
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• 2016

본 연구는 충적하천의 식생이입 현상, 즉 경관생태적으로 하천이 화이트리버에서 그린리버로 변하는 현상을 원인 별로 구분하고, 구분된 각각의 유형을 설명하고, 앞으로의 연구방향을 제시하는 것이다. 문헌연구와 과거 필자들이 제한된 범위에서 시행한 관련 국내 연구성과에 의하면 사주 상 하천식생 이입과 퇴행의 필요/충분 조건은 기계적 교란 (하상소류력), 토양습윤(지하수위, 지형, 하상재료 구성, 강수 등), 침수기간, 극단적 기후, 그리고 영양염류의 유입 등이다. 본 연구에서 사주 상 하천식생 이입과 퇴행의 원인 별 유형으로서 부분적으로 입증된 가설인 봄철 강우양상 변화로 인한 비조절하천에서 홍수 저감과 하천에 영양물질 유입증가 유형을 추가하였다. 하천식생 이입과 퇴행 현상을 과학적으로 더 규명하고 실제 이용가능한 하천식생모형의 개발을 위해서는 화이트리버가 그린리버로 바뀌는 현상의 전국적인 현황조사, 가설의 검증과 세분화를 통한 원인 별 유형 정립, 동적 하천식생 모델링 기법 개발, 변화에 따른 적응관리 등에 대해 연구가 필요하다.

• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.402-412
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• 2006

오염된 하천 수질 정화를 위해 조성된 시화 인공습지에 식재된 갈대 부착조류 군집 동태를 규명하기 위해 5개의 정점을 선정하여 2001년 10월부터 2002년 6월까지 조사를 실시하였다. 상류 하천에서 유입된 영양염류는 갈대군락을 관류하면서 감소하는 경향을 나타내었다. 총질소에 대한 총인의 비가 모든 정점에서 16 이상을 상회하여 본 조사수역은 인이 제한 영양염으로 작용하는 것으로 추정된다. 갈대 부착조류는 295종, 13변종, 3품종 및 18미동정종으로 구성된 총 329종류가 출현하였다. 출현종의 구성은 녹조강-규조강-남조강-유글레나강-황갈조강의 순으로 조사되었다. 분류군별 종 구성비는 정점 간에 약간의 차이는 있지만 전반적으로 조사기간 동안 남조강-규조강-녹조강으로 변화되었다. 엽록소 a 농도는 하천수 유입지점인 정점 1과 3에 비해 관류된 후 지점인 정점 2와 4에서 높게 나타났다. 총 16종류의 우점종이 조사되었으며, 조사 초기에는 Lyngbya angusta 등 남조강이 출현하였고, 조사 후기인 봄과 여름철에는 Stigeoclonium lubricum 등 녹조강과 Nitzschia palea 등 규조강이 우점종으로 나타났다. 갈대 부착조류의 종 다양성 및 현존량은 하천수 유입 정점보다 습지 관류 후에 증가하는 경향을 나타내었는데 이것은 습지를 관류하면서 부유물질 등이 습지를 통해 제거됨으로서 부착조류의 생육조건을 개선시킨 것으로 사료된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권1호
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• pp.13-21
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• 2004

본 연구에서는 진해만 서부해역의 세 정점에서 2시간 간격으로 연속관측에 의해서 적조발생 전후의 수질변화를 모니터링하였다. 표ㆍ저층간에 수온차가 큰 시간에 저층의 용존산소가 최소를 나타내었고, 화학적 산소요구량은 세 정점 모두 표층에서 해역수질기준 II등급을 초과하였다. 용존무기질소 분포는 저층에서 유기물분해로 인한 재순환에 의해 고농도로 존재하였고, 표층에서는 상대적으로 낮았다. 존재형태별로는 표층에서는 암모니아가 대부분 차지하였고, 저층에서는 C2 정점에서는 질산질소가, C11과 C15 정점에서는 암모니아가 주종을 이루었다. 용존무기인은 C2정점의 표층에서 8월 12일 오후 4시에서 밤 8시 사이에 고농도를, 야간에 최소를 보여주었다. C11과 C15 정점에서는 표층과 저층의 차이가 컸으며, 아침이후 급격한 증가를 나타내었다. N/P 분석결과, 대부분의 시간대에서 질소가 생물성장의 제한인자가 될 가능성이 높았다. Chl-α 분포는 C2와 C11 정점에서는 극대층이 표층아래인 3∼5 m층에 형성되었고, 적조발생가능농도인 10mg/㎥을 초과하는 고농도를 나타냈다. C15정점의 극대층은 표층에서 나타났고 상대적으로 낮은 농도분포를 보였다. 이러한 Chl-α는 일사량이 강한 오후에 고농도를 형성해서 야간에도 높은 농도를 유지하다가 새벽에 최소분포를 나타냈고 아침이후 다시 증가하는 양상을 보였다. 적조가 관측된 C2 정점에서는 적조발생전에 영양염류가 증가했으며, 수온성층이 최대가 되는 시간대에 식물플랑크톤이 고농도로 집적하면서 용존무기질소를 특히, 질산질소를 급격히 소모하는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제38권3호통권113호
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• pp.403-411
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• 2005

인공습지를 이용한 오염수 처리를 위해 조성된 시화 인공습지의 개방수 정점에서 식물플랑크톤과 갈대 조성지의 정점에서 갈대 부착 조류 군집의 동태에 대한 연구를 위해 5개의 정점을 선정하여 2001년 10월부터 2002년 6월까지 조사를 실시하였다. 반월천으로부터 유입된 오염수는 정점 1을 통해 갈대군락을 관류하면서 정점 2에서 저감 효과를 나타내었다. 총인/총질소 비는 모든 정점에서 16 이상을 약간 상회하였다. 본 수계는 인이 제한 영양염으로 작용하는 것으로 나타났다. 식물플랑크톤은 총 413종류로서 375종, 21변종, 2품종 및 15미동정이었다. 현존량은 330 ${\sim}$ 36,420 cells $mL^{-1}$의 범위로 정점 5에서 최저였고 정점 1에서 최대였다. 현존량은 정점 1과 2, 정점 3과 4를 관류하면서 영양염류와 같이 감소되는 경향을 나타내었다. 엽록소 농도는 $2.5\;{\sim}\;170.7\;{\mu}g\;L^{-1}$의 범위로 정점 1에서 최대였고 정점 5에서 최저였다. 엽록소 농도 역시 유입수부터 습지 관류후의 정점에서 뚜렷한 차이를 나타내었다. 우점종은 Euglena oblonga, Synura spinosa 등 14종류였으며 정점 1과 2에서는 부영양수역에서 출현율이 높은 종으로 조성되어 있다. 하천수가 유입되는 개방수역과 인공습지를 관류한 이후의 개방수역의 식물플랑크톤 군집은 뚜렷한 차이를 나타내었다. 이것은 습지를 관류하면서 물리화학적 환경변화에 따른 영향으로 사료된다.