• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2006.11a
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• pp.255-260
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• 2006

천수만의 수리 역학 및 수질 모델을 위하여 3차원 수리역학 모델(EFDC)과 21개 수질 변수에 대한 수질 모델이 접합된 3차원 수리역학-부영양화 모델(HEM-3D)을 이용하였다. 관측 자료에 대한 모델 검증 결과, 조위는 관측치에 비해 5% 정도, 유속은 10% 정도 작은 값을 보였으며, 지각은 모델 결과치가 고정항에서 늦고 간월도에서 빠르게 나타났다. 수질 항목, 특히 용존산소의 관측치에 나타난 전반적인 분포 양상을 잘 재현하고 있었으며, 항목별 기여도 분석에서는 수질 모델이 퇴적물에 의한 산소 소비에 민감하게 반응하고 있으며, 용존산소 변화에 있어서 퇴적물에 의한 영향이 중요한 역할을 하고 있음을 보여주었다. 본 모델 결과는 기존의 모델들과 비교하여 천수만 해역의 해수 유동 특성을 잘 재현하고 있으며, 본 모델과 연계된 수질 모델의 오염물 확산과 수질 항목들의 거동을 이해할 수 있는 정보를 제공하였다. 그럼에도 불구하고 본 연구를 통하여 나타난 문제점은, 수질 예측 모델에 필요한 수질 변수들의 관측 자료와 양식장에 의한 오염 부하량 자료가 충분하지 못하며, 퇴적물에 의한 수질 변화를 정량화할 수 있는 모델의 개발이 시급하다는 것이다. 특히 퇴적물에 의한 산소 요구량은 유기퇴적물이 미생물 등에 의해 분해되는 과정에서 요구되는 산소량으로서, 해수 유동 조건의 변화와 오염부하에 의한 유기퇴적물의 집적이 주된 요인이다. 방조제 건설 이후 해수유동 조건의 변화와 더불어 지속적으로 오염물이 유입되고, 담수 및 천수만의 수질이 점점 악화되고 있다. 따라서 이러한 오염부하와 퇴적물에 대한 관리대책이 시급한 것으로 판단되며, 향후 정확한 수질 예측을 위해서는 본 연구에서 나타난 문제점들에 대한 재고가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.26 no.3
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• pp.207-216
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• 2017

Several bioassays have been performed for assessment of the impact of polluted sediments. The direct exposure method using sediments is limited by difficulty controlling feeding and its effects on organisms. Furthermore, only macro-organisms and benthic organisms are used. To evaluate the potential application of sediment elutriate as a complementary strategy for impact assessment, copepods, small organisms with a short life cycle, were exposed to sediment elutriates, and several end-points were measured. As a result, sediment elutriates prepared from polluted sites caused growth retardation in marine copepods. In terms of molecular biomarkers, antioxidant-related and chaperone protein gene expression levels were increased in a dose- and time-dependent manner. Thus, we suggest that sediment elutriate tests can provide an effective alternative for toxicity assessment using whole sediment samples. Further studies are required to obtain sufficient data for future applications.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.499-499
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• 2016

본 연구는 오염된 농업용 저수지에 대하여 수층에 따른 수질 변화 특성을 조사하고, 저수지 저부의 퇴적물에 대한 용출 실험을 통해 수층별 수질 특성이 퇴적물의 용출에 미치는 영향을 분석하고자 수행되었다. 연구 대상 저수지의 선정은 설치년도 1960년대를 기준으로 이전과 이후로 분류하였으며, 주요 오염원을 축산계와 생활계 오염원으로 분류하여 각 다른 특성을 가진 저수지를 선정하여 조사하였다. 내부 오염 부하량이 수체에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시한 용출량 실험 결과, 호기 조건에서 축산계오염원 저수지의 T-P가 미미하게 용출이 일어난 것을 제외하고는 생활계, 축산계오염원 저수지에서 용출이 일어나지 않았다. 반면에 혐기 조건의 경우에는 생활계오염원 보다는 축산계오염원 저수지에서, 1960년대 이후 설치된 저수지에서 보다는 1960년대 이전에 설치된 저수지에서 용출이 크게 일어나는 것으로 조사 되었다. 혐기 조건에서 T-N의 경우 생활계오염원과 1960년대 이후 설치된 저수지에서는 용출이 일어나지 않았으나, 그 외의 항목에서는 모두 용출이 일어나는 것으로 분석되었다. 특히 혐기조건에서는 모든 연구대상 저수지에서 T-P의 용출이 크게 일어나는 것으로 조사되었는데, 이는 부영양화의 주요 영향인자로 작용할 수 있으므로 저수지 저부의 혐기조건이 형성되는 것을 제어?관리해야 할 필요성이 있다고 하겠다. 연구 저수지에 대한 현장 조사 결과, 가뭄의 영향으로 수위가 평년에 비해 상당히 낮았으며, 저수량의 부족으로 저수지 주변의 바닥이 드러나거나 유출이 없는 등의 특징을 보였다. 수심이 낮은 5~7월의 조사 시기에는 표층의 DO 농도가 높음에도 저층부의 DO 농도는 1.2~2.2 mg/L를 나타내 약혐기조건이 형성됨을 확인하였다. 또한 현장측정기(HYDROLAB_Quanta)를 이용한 DO측정시, 저층부 퇴적물의 재부유를 막기 위해 저층경계면에서 30~50cm 윗부분을 측정했다는 점에서 저층부 바닥면의 DO 농도가 더 낮을 수 있다고 추정할 수 있다. 이는 이 시기에 퇴적층에 존재하는 오염물질의 용출이 충분히 일어날 수 있으며, 이후 8~11월에 수계 내 환란 및 순환에 의해 오염물질이 수중으로 이동하게 되고, 수질을 악화시키는 원인으로 작용할 수 있음을 추론할 수 있다. 이와 같이 퇴적되어 있던 오염물질이 계속적으로 용출 및 순환을 해마다 반복한다면 해당 저수지는 장기간 수질 오염 저수지가 될 수밖에 없을 것이다. 따라서 이러한 내부오염부하가 크다고 판단되는 저수지에 대하여 오염퇴적물의 관리가 필요하다고 하겠다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.481-481
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• 2016

하천퇴적물은 물의 순환과정에서 유역으로부터 유입되는 물질에 따라 조성이 변하게 된다. 특히 입자가 작은 토양과 유기성 물질들은 물순환과정에 이동성이 크게 나타나며, 인간에 의해 개발된 지역은 자연상태에 비해 이동하는 물질이 많이 나타나곤 한다. 본 연구에서는 하천에 건설된 보에 대한 퇴적물 조사를 실시함으로서 향후 수질관리에 필요한 기초 자료를 수집하고자 하였다. 본고에서는 금강과 낙동강에 건설된 보의 주요지점에 대한 퇴적물 조사를 실시하고 수질영향을 평가하였다. 조사는 홍수기전과 홍수기후로 구분하여 2회에 걸쳐 실시하였으며 물리적 성상과 화학적 항목에 대한 분석을 실시하였다. 입도분석 결과 금강 주요 10개 지점의 퇴적물 조성은 Sand, Silt와 Clay 성분이 혼합되어 있는 것으로 분석되었으며, 삼각좌표 분류법에 의한 토성은 대부분의 지점이 실트질양토(SiL)로 평가되었다. 완전연소가능량은 0.35~1.37로 전 지점에서 하천 호소 퇴적물 오염평가 기준의 유기물 함량기준 13%보다 높지 않은 것으로 나타났으며 홍수기 전 후에도 거의 유사하였다. 금강에서는 중금속뿐만 아니라 유기물 및 영양염류도 기준보다 낮게 나타났으며, 모든 항목에서 환경부예규인 하천 호소퇴적물 오염평가 기준보다 낮게 평가되었다. 하상 퇴적물이 수질에 미치는 영향을 평가하는 용출실험에서도 유기물 및 중금속 모두 수질에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 평가되었다. 낙동강 주요 26지점의 입도분석 결과 퇴적물 조성은 대부분 Sand로 구성되어 삼각좌표 분류법에 의한 토성은 사토(S)로 평가되었다. 홍수기 전 후에 조사한 결과 완전연소가능량은 0.27~2.85으로 전 지점에서 하천 호소 퇴적물 오염평가 기준의 유기물 함량 기준보다 낮았으며 홍수기 전 후에도 거의 유사하였다. 화학적 성상 분석 결과 모든 항목에서 환경부예규인 하천 호소퇴적물 오염평가 기준보다 낮게 평가되었으며, 용출실험에서도 유기물 및 중금속 모두 수질에 영향을 거의 미치지 않는 것으로 평가되었다. 이번 조사는 4대강 건설 후 하상이 안정화 되지 않은 상태로 인해 지점간 특별한 경향성은 확인할 수 없었으며 보다 정확한 결과 도출을 위해서는 장기적인 조사를 통해 평가해야 할 것으로 판단되었다.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.7 no.2
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• pp.87-93
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• 2002

A amphipod, Leptocheirus plumulosus was exposed to Ag contaminated sediments to evaluate relative importance of various uptake routes (sediment, porewater, supplementary food) for Ag bioaccumulation in sediment-dwelling marine invertebrates. Additionally, influence of AVS (acid-volatile sulfide) on the partitioning of Ag to porewater and on the Ag bioavailability was determined to evaluate the utility of AVS criteria for the management of metal contaminated sediment. The experimental sediments were spiked with 4 levels of Ag (0.1-3.3 ${\mu}$mol Ag/g) and AVS concentrations were manipulated to 40 or <0.5 ${\mu}$mol/g, then equilibrated for >2 months to allow pore water/particulate distributions similar to nature. A L. plumulosus was incubated in the contaminated sediments with overlying water for 35d. During the exposure, the amphipods was fed with supplementary food ($TetraMin^{(R)}$) with or without Ag contamination. Following exposure, tissue Ag in L. plumulosus was strongly correlated with the weak acid extractable Ag in sediments ($r^{2}$=0.87, p<0.001). The ratio of AVS to Ag-SEM (Ag extracted simulaneouls with AVS) had a strong influence on porewater Ag concentration, consistent with previous studies. However, Ag bioaccumulation in L. plumulosus was not influenced by AVS concentrations. The amphipods fed Ag contaminated food took up ${\sim}$ 1.8 X Ag accumulated by the amphipods fed uncontaminated supplementary diet. The result suggests that the benthic invertebrates exposed to metal contaminated sediments would accumulate metals largely via ingestion of contaminated sediments and food, with minor contribution from dissolved sources of porewater and overlying water.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.38 no.6
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• pp.655-661
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• 2014

In this study, stabilization treatment of heavy metals such as Ni, Cu, Pb, and Zn in contaminated marine sediment was achieved using bentonite. Stabilization experiment was accomplished by wet-curing with bentonite for 150 days. From the sequential extraction results of heavy metals, it was observed that the easily extractable fraction (exchangeable, carbonate, and oxides forms) of Ni, Cu, Pb, and Zn in a treated sediment decreased to 8.5%, 5.6%, 19.2%, and 28.2%, respectively, compared with untreated sediment. Moreover, the TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure) results evaluating efficiency of extraction reduction of heavy metals showed that extraction of heavy metals reduced drastically to 95.7%, 96.8%, 99.2%, 85.9% for Ni, Cu, Pb, and Zn by stabilization when compared to untreated sediment. From these results, we can confirm that bentonite as a capping material exhibits good stabilization of heavy metals in contaminated marine sediment.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.1
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• pp.9-15
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• 2011

The first objective of this study was to investigate water pollution status of Meejae Reservoir, Kunsan, irregularly receiving river water for agricultural and recreational purposes. The second objective of the study was to compare nutrient pollution loads of three nutrient sources: sediment leaching, non-point sources and the receiving water. Water analysis results showed that eutrophication was a concern especially in summer and the calculated TSI (secchi depth), TSI (chlorophyll-a), and TSI (TP) were 53.6, 57.7 and 56.7, respectively. Although there was no significant difference in seasonal mean values of sediment T-N, sediment T-P and sediment organic content, mean differences were found for sampling points. However, T-N and T-P sediment release flux showed seasonal mean differences, while showing no mean difference for sampling points. Water T-N data proportionally correlated with sediment T-N and sediment organic content data, while no statistical correlation was found for water T-P data. Comparison of nutrient loads calculated from three sources showed that the highest T-N load was occurred from the receiving (pumped) water while T-P loads of the receiving water and sediment release flux were similar. The first solution would be considered for the receiving water to improve the water quality of Meejae Reservoir. Reduction of nutrient flux from the sediment would be then tried as the second alternative solution.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.23 no.6
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• pp.699-709
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• 2017

We measured the grain size, total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), and heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, and Zn) in order to understand the spatial distribution and pollution level of organic matter and metals in surface sediment around Goseong Bay, a shellfish farming area, Korea. The surface sediments were composed of finer sediments such as mud and clay. The concentration of TOC, TN, and heavy metals were much higher in the innermost bay than in the mouth and outside of bay. The spatial distribution of organic matter and heavy metals and C/N ratio (5-10) in sediment showed that the organic matter and heavy metals in sediment of the study region were significantly influenced by oceanic origin organic matter and anthropogenic sources, respectively. Based on the results of four assessment techniques (sediment quality guideline, geoaccumulation index, pollution load index, ecological risk index), the sediments around the Goseong Bay were a little polluted for heavy metals and the high metal concentrations in the northern region of bay could adverse impact on benthic organisms in sediment. Thus, the systematic management plan for the improvement of water and sediment environment and the concentrated monitoring of pollutants for sustainable aquaculture and seafood safety around Goseong Bay are necessary in the future.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.19 no.4
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• pp.303-308
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• 2013

We estimated sediment pollution by the analysis of COD and AVS. We also estimated the contents of Cu, Cd, Pb, Zn in sediment of Gwangyang bay, Mokpo inner bay and Shinan Bigum coastal area from 2011 July to 2012 February. In these results of sediment COD and AVS show III level pollution in Mokpo inner bay, however Gwangyang and Shinan Bigum coast show I level pollution. The results of Igeo show over 2 on the contents of Cu and Cd in Gwangyang bay and Mokpo inner bay. It also know that Igeo can more and detail estimate sediment pollution in industrial coastal area. These results show that it is suitable to estimated sediment pollution by COD and AVS with trace metal in industrial and initial polluted coastal area rather than analysis of COD and AVS only in coastal area.

• 한국해양학회지
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• v.13 no.2
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• pp.11-16
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• 1978

The contents of heavy metals were studied on sediments collected from the southeastern coastal area of Korea.Concentrations of the elements showed Cu 14∼ 48ppm (av. 18ppm), Pb 14∼49ppm (av. 28ppm), Zn 79∼187ppm (av. 11ppm), Co 11∼ 15ppm (av. 13ppm), Ni 22∼32ppm (av. 29ppm), Fe 3.1∼5.3% (av. 4.3%) and Mn 333 ∼1010ppm (av. 499ppm). When these values are compared with those of the unpolluted near-shore sediments from other countries,there seems to be little environmental contamination of heavy metals in the sediments of the study area. However, from the fact that the nearer to harbor the stations are, the higher the contents of copper, lead and zinc are in the sea off Pusan Bay, it is suggested that heavy metals in the sediments are starting to show some contamination from man's activities.