• 제목/요약/키워드: Algal Bloom

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초분광영상을 이용한 서낙동강 조류 발생현황 분석에 관한 연구 (A study on the analysis of current status of Seonakdong River algae using hyperspectral imaging)

  • 김종민;권영화;박예림;김동수;권재현;김영도
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권4호
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    • pp.301-308
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    • 2022
  • 조류는 수생태계에서 소비자의 에너지를 공급하여 생태계 내 없어서는 안 될 1차 생산자로서 크게 녹조류, 남조류, 규조류로 나뉘어진다. 남조류의 경우 수온이 상승하여 여름철 발생하여 과대 증식하여 녹조현상의 주원인이 되며, 최근 기후 변화로 인해 녹조현상의 발생시기의 변화와 빈도수가 늘고 있는 추세이다. 기존의 조류 조사 방식은 채수 및 센서를 통한 측정으로 이루어지고 있으며 시간, 비용 및 인력의 한계가 나타난다. 이러한 기존 모니터링 방법의 한계를 극복 하기위해 위성영상이나 무인항공기(Unmanned Aearial Vehicles, UAV), 등 탑제체를 운용한 다중분광 및 초분광과 같은 분광기기를 이용하여 원격 모니터링을 수행하는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 조류 배양액 및 하천수 채수를 통한 실험실 규모의 실험을 통해 원격 모니터링의 종 구분에 대한 가능성에 대하여 확인 해보고자 하였다. 초분광 영상을 취득하기 위해 400-1000 nm에서 분석할 수 있는 초분광 센서를 활용하였다. 채수한 하천수의 조류 종 구분을 위한 분광특성을 추출하기 위해 GF/C필터를 이용하여 여과를 진행하여 시료를 제조하여 영상을 수집하였다. 수집된 영상을 방사보정 및 Base (하천수 및 배양보존액 통칭) 제거를 진행하였고 조류의 분광 정보 추출 과정을 통해 시료별 분광 정보를 추출, 분석하여 조류의 분광특성을 파악, 비교분석하여 하천·호소에서의 초분광영상 기반 원격탐사 모니터링의 적용성을 검토하고자 하였다.

액체크로마토그래피-형광검출법에 의한 호소시료의 아나톡신-a 분석 (Analysis of anatoxin-a in aqueous and cyanobacterial samples from korean lakes by liquid chromatography with fluorescence detection)

  • 이인정;이철구;허성남;이재관
    • 분석과학
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    • 제24권3호
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    • pp.225-230
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    • 2011
  • 아나톡신-a는 Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria 등의 남조류에서 생성되는 신경독소로 강한 독성을 나타낸다. 국내에서는 영천호 등의 호소에서 최근 Anabaena에 의한 수화현상이 늘어나고 안전한 상수원수의 확보를 위하여 아나톡신-a의 미량분석이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 아나톡신-a를 고상추출한 뒤 4-fluoro-7-nitro-2,1,3-benzoxadiazole (NBD-F)로 형광 유도체화시켜 고성능액체크로마토그래프-형광검출기(HPLC-FLD)로 분석하였다. 시험방법 validation 결과 직선성, 회수율, 재현성에서 모두 좋은 값을 나타내었으며, 방법검출한계(MDL)은 조체 시료의 경우 $0.034\;{\mu}g/g$, 물 시료의 경우 $0.022\;{\mu}g/L$로 비교적 좋은 감도를 얻을 수 있었다. 국내 안동호, 영천호 및 대청호에서 채취한 조체와 물 시료에서 아나톡신-a의 농도를 분석한 결과 조체 시료에서는 $0.135\sim10.979\;{\mu}g/g$의 농도로 검출되었으며, 물 시료에서는 검출되지 않았다.

4대강 주요지점에서의 조류 발생인자의 배타적 상관성분석에 대한 연구 (Exclusive correlation analysis for algae and environmental factors in weirs of four major rivers in South Korea)

  • 이은형;김연화;김경현;김상현
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권2호
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    • pp.155-164
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    • 2016
  • 남조류의 대번성은 특정 생물종의 감소와 물고기의 서식처를 감소하게 하는 결과를 가져와서 생태계에 상당한 교란을 가져오고 4대강의 수질을 위협하고 있다. 조류의 대번성에 영향을 미치는 인자를 해석하기 위해서 전통적으로 클로르필 a의 농도와 환경인자간의 교차상관함수를 계산하는 방식이 수행되어왔다. 교차상관함수에 사용되는 원 시계열 자료는 추계구조에 의해 영향을 받기 때문에 시계열 데이터의 추계학적인 구조를 파악하고 외부의 영향을 제거하는 선백색화 기법을 도입하였다. 이와 같은 모의과정은 모형구조의 파악, 매개변수추정, 선택된 모형의 자가진단수행등의 일련의 과정으로 진행된다. 선백색화 처리된 데이터를 이용하여 배타적 상관분석을 실시하였고 원데이터의 결과와 비교하였다. 이와 같은 과정은 조류농도 발생의 영향 인자를 구분하기 위해서도 유용한 과정이고 다른 환경인자들 사이에서의 인과성을 규명하는데도 유용하다.

DISTRIBUTION CHARACTERISTICS OF NUTRIENTS IN CHINESE BOHAI SEA

  • Li, Zhengyan;Gao, Huiwang;Bai, Jie;Shi, Jinhui
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2001년도 Proceedings of the 3rd Annual Meeting of Yellow Sea Environment
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    • pp.19-29
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    • 2001
  • Nutrients are key environmental factors in marine ecosystem. They limit algal growth when at low concentrations and cause algal bloom when at high contents. They also control the growth and succession of many other biota including bacteria and zooplankton, either directly or indirectly. Nutrient contents therefore affect both the structure and functions of marine ecosystem. To study the contents and distribution of nutrients in Chinese Bohai Sea, two cruise surveys were undertaken in August 2000 (summer) and January 2001 (winter), respectively. A total of 595 water samples were collected from 91 sites. After collection the samples were transported to the laboratory and five nutrients, i.e., nitrate, nitrite, ammonia, phosphate and silicate, were analyzed. The results showed that tile average concentration of total inorganic nitrogen (TIN) in Bohai Sea in winter (6.5293.717 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/) was significantly higher than that in summer (3.717 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/). The phosphorus concentration in winter (0.660 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/) was also significantly higher than that in summer (0.329 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/). Mean silicate concentration in winter (7.858 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/) was not significantly different from that in summer (7.200 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/). Nutrients also varied considerable among different areas within Bohai Sea. TIN concentration in Laizhou Bay (4.444 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/), for example, was significantly higher than those in Bohai Bay (2.270 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/) and Bohai Straight (2.431 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/), which probably reflects tile discharge of large amounts of nitrogen into Laizhou Bay via Yellow River. The nutrients also showed vertical distribution pattern. In summer, nutrients in bottom layer were generally higher than those in surface and medium layers. In winter, however. nutrients in different layers were not significantly different Compared with historic data, TIN contents increased continuously since early 1980s, phosphorus arid silicone contents, nevertheless, fell down to some degree. Based on atomic ratios of different nutrients, nitrogen is still the main limiting factor for algal growth in Bohai Sea.

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황해 남동부 해역 저질 내 와편모조류 휴면포자의 분포 (Horizontal Distribution of Dinoflagellate Resting Cysts in Sediments from the Southeastern Yellow Sea)

  • 황철희;허승;김창훈
    • 한국수산과학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.68-72
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    • 2009
  • To gain a greater understanding of the potential for future harmful algal bloom (HAB) outbreaks and to trace the dispersal paths of dinoflagellates, sediment samples were collected from 13 stations in the southeastern Yellow Sea. 23 different types of dinoflagellate resting cysts were identified from the samples. Protoceratium reticulatum (1-391 cells/g dry weight), Gonyaulax scrippsae (0-254 cells/g dry weight), G. spinifera (0-301 cells/g dry weight) and Alexandrium spp. (ellipsoidal type) (0-76 cells/g dry weight) were the dominant species at all surveyed stations. The overall distribution pattern demonstrated that the resting cyst densities were highest in the offshore area and decreased gradually toward the Korean coast. On the other hand, the composition rate of resting cysts of the heterotrophic dinoflagellate species to the total dinoflagellates was higher in the Korean coast region than in the offshore area. We supposed that this distribution pattern of dinoflagellate resting cysts appeared to be influenced by the hydrographic features and environmental conditions of the Yellow Sea.

하천 부유쓰레기에 대한 분광라이브러리 특성 분석 (Analysis on Characteristics of Spectral Library to River Floating Debris)

  • 이준호;윤홍주
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.623-632
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    • 2018
  • 본 연구는 하천 저수구역에 대하여 하천의 부유쓰레기를 탐지하고, 이때 동시에 분광라이브러리 특성들을 분석하여 효율적인 하천환경관리기술의 기초자료로 활용하는데 목적을 두었다. 부유쓰레기 탐지 구간으로 달성보-강정고령를 중심으로 현장 조사 계획을 수립하였다. 분광반사측정은 하천 주변의 식생(초지, 수목 등), 인공물(콘크리트, 구조물 등), 하천수(청수, 탁수, 녹조), 하천 주변에 산재되어 있는 하천 부유쓰레기를 대상으로 하였으며 그리고 동시에 현장에서 조사된 하천 부유쓰레기들에 대한 분광라이브러리 특성들을 각각 분석하였다.

대청호 내 실시간 수질측정자료를 이용한 CCME WQI의 적용 (Application of Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCME WQI) in Daecheong Reservoir using Automatic Water Quality Monitoring Data)

  • 임병진;홍지영;연인성
    • 한국물환경학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.796-801
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    • 2010
  • Water quality index (WQI) can be a great tool that allows experts to translate large amount of complex water quality data into a format more easily understood by the public and policy makers. Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCME WQI) can be calculated with the three factors (Scope: $F_1$, Frequency: $F_2$, Amplitude: $F_3$). After all, the WQI for a specific site is produced as a number between 0 to 100; the scale is also divided into five categories, i.e., Excellent, Good, Fair, Marginal and Poor. The WQI was found to be highly related to Chl-a, pH, temperature among the collected items. When the more input parameters were used, the range of variation generally became smaller. $F_3$ among the factors of WQI was influenced by algae. It showed a similar variation tendency between WQI and algal bloom in 2008.

휴안포자(Cyst)를 형성하는 과편모조류에 의한 적조발생 (Coastal Algal Blooms Caused by the Cyst-Forming Dinoflagellates)

  • 김학균;박주석;이삼근
    • 한국수산과학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.468-474
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    • 1990
  • 휴안포자를 형성하는 과편모조류중 우리나라 남해동부와 동해남부의 연안수역 특히 진해만에서 1982년 이래 3월부터 9월에 걸쳐 적조를 일으킨 종은 8종이었으며 이들은 6종의 과편모조류와 2종의 녹색편모조류로 구성되었다. 계절별로는 이른 봄철에 Scrippsiella trochoidea와 Heterocapsa triquetra종이, 늦봄에 Heterosigma akashiwo가 그리고 여름철에는 Gyrodinium instriatum과 Pheopolykrikos hartmannii가 적조를 일으켰다. 한편 Cochlodinium sp.와 Alexandrium affine는 늦여름부터 가을철에 적조를 일으켰다. 이중 Heterosigma akashiwo는 매년 같은 곳에서 같은 시기에 발생하는 경향을 뚜렷히 나타냈으며 Cochlodinium sp.에서도 이와 같은 특성을 발견할 수 있었다. 한편 적조발생시의 밀도는 $10^3\~10^5\;cells/ml$ 수준이었으며, 밀도변화는 환경특성 보다는 오히려 세포의 크기에 따라 변화하고 있었다.

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나이브베이스 분류자와 퍼지 추론을 이용한 적조 발생 예측의 성능향상 (Enhancing Red Tides Prediction using Fuzzy Reasoning and Naive Bayes Classifier)

  • 박선;이성로
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.1881-1888
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    • 2011
  • 적조란 유해조류의 일시적인 대 번식인 자연현상으로 어패류를 집단 폐사 시킨다. 적조에 의한 양식어업의 피해는 매년 발생하고 있다. 이 때문에 적조 발생을 미리 예측할 수 있으면 적조에 대한 피해를 최소화 시킬 수 있다. 적조발생 예측시 나이브베이스 분류자를 이용하면 좋은 예측결과를 얻을 수 있다. 그러나 나이브베이스를 이용한 결과는 단순한 발생 여부 만을 판별 할뿐 발생하는 적조가 어느 정도 증가 할지는 알 수 없다. 본 논문은 퍼지 추론과 나이브베이스 분류자를 이용한 새로운 적조발생 예측 방법을 제안한다. 제안방법은 적조 발생 예측의 정확률을 향상시키면서 적조생물 밀도의 증가율을 예측할 수 있다.

OUTBREAK OF HARMFUL ALGAL BLOOMS RELATED WITH TEMPERATURE DISTRIBUTION DERIVED FROM IN-SITU AND REMOTE SENSING EXPERIMENTS IN THE KOREAN WATERS

  • Han, In-Seong;Seong, Ki-Tack;Suh, Young-Sang
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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    • pp.360-363
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    • 2006
  • The red tide related with Cochlodinium Polykrikoides bloom has been frequently occurred around the South Sea of Korea and caused the economic loss in the coastal breeding grounds. The outbreak scale was usually change by physical, biological and environmental condition at each years. Relatively large-scale red tide occurred in 1995, 1997, 1999, 2001, 2002 and 2003 through spatial scale, duration and maximum density. Compared the scale of red tide with physical condition around the South Sea, the lower coastal temperature on August around the South Sea corresponded with the large scale red tide. By serial oceanographic investigations on August in the South Sea and estimated wide area temperature information by satellite, SSTA around the South Sea and wide area was negative when the outbreak of red tide was large scale. From the results of temperature difference between surface and 30m layers, the occurrence of enormous red tide has a tendency when the temperature gradient around the seasonal thermocline was weakened. Larger Kuroshio volume transport in the upstream was also corresponded with the large scale red tide.

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