• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3785-3791
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• 2012

용존산소란 수생생물의 생장을 조절하는 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 일반적으로 빈산소란 2.8 mg $O_2/L$ (91.4 mM과 동량) 이하의 용존산소로 정의된다. 따라서 빈산소 해역은 해양생태계에서 심각한 문제를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 성게에 대한 빈산소의 배아독성 (수정 및 배발생률) 영향을 연구하기 위하여 둥근성게 (Strongylocentrotus nudus)를 용존산소 7.6 mg $O_2/L$ (normoxia)과 1.8 mg $O_2/L$ (hypoxia)에서 2일, $15^{\circ}C$ 및 33 ‰에 노출하였다. 또한 빈산소에 노출된 성게에서의 스트레스 관련유전자인 HSP70과 항산화 관련 유전자인 glutathione reductase의 발현을 immunoblotting assay와 RT-PCR을 통하여 확인하였다. 연구결과 배발생률이 현저하게 감소하였다. 분자분석 결과 빈산소에 노출된 성게가 정상상태의 성게에 비해 HSP70 단백질은 약 5.5배 glutathione reductase는 약 2.79배 증가하였다. 본 연구의 결과는 빈산소가 성게의 비정상적 배발생을 유도하며, 스트레스와 항산화 반응을 유발할 수 있음을 추측케 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권spc2호
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• pp.865-873
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• 2019

본 논문의 목적은 하천유역시스템의 다양한 기능을 고려한 하천공간 복원 프레임워크를 개발하고 적용하는 것이다. 특히, 하천공간 복원을 통한 수생태계 개선 효과를 정량화함으로써 지속가능한 하천유역관리 방향을 제시하고자 한다. 이를 위하여 하천유역의 기능 측면에서 현재의 문제점을 도출하고, 각 기능별 복원효과 평가를 위해 개별 성과지표와 연계한 하천공간 복원 프레임워크를 구축하였다. 하천공간 복원에 따른 생태적 영향은 에코톱 개념을 도입하여 개선효과를 정량적으로 분석하였다. 3가지 하천공간 복원 시나리오를 작성하여 복원 효과를 비교분석한 결과, 확대되는 공간에 배후습지 등 적절한 서식처를 조성하는 것이 생물다양성 확대에 유리한 결과를 나타내었다. 연중 수리 수문 특성과 연계한 에코톱의 다양성 평가는 하천공간 복원의 기대효과를 제시할 뿐만 아니라 성과평가를 위한 사업 후 모니터링의 기준이 될 것이다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제4권2호
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• pp.45-52
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• 2019

다환방향족탄화수소류(PAHs)는 해양 환경에 오랜 기간 잔류하며 해양 생태계에 유해한 보편적인 환경 오염 물질이다. PAH류는 대부분 해양 환경에서 금속을 비롯한 다양한 오염 물질과 복합적으로 존재하지만 혼합 오염 물질이 개체에 미치는 영향에 대한 연구는 부족하다. 본 연구는 HgCl₂와 Benzo[a]pyrene (B[a]P)이 해양 생물에 미치는 영향을 개체 수준에서 평가하기 위하여 기수산 물벼룩(Diaphanosoma celebensis)을 이용하여 단일 및 혼합 급성 독성 시험을 진행하였다. 혼합 독성 평가에 사용한 혼합물의 농도는 단일 독성 시험을 통하여 얻은 각각의 LC₅₀을 기준으로 3:7 (Mixture A), 5:5 (Mixture B), 7:3 (Mixture C)의 비율로 혼합하여 결정하였다. 실험 결과 B[a]P와 HgCl₂의 48 h - LC₅₀은 각각 25.75 ㎍ l^-1와 3.6 ㎍ l^-1로 나타났다. 혼합 독성 평가 결과 Mixture A, B, C에서 TU는 각각 1.06, 0.83, 0.96로 나타났다. 이는 Mixture A, B, C가 CA 모델에 따라 작용함을 보여주며, HgCl₂와 B[a]P의 상호작용을 연구하기 위해 CA 모델을 사용하는 것이 적합할 것으로 생각된다. 본 연구는 금속과 PAH류의 혼합 독성 평가를 위한 기초 자료가 될 수 있을 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제21권1호
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• pp.9-15
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• 2019

대기천 유역은 한강 상류에 위치하고 있으며, 대표적인 고랭지 채소재배단지 중의 하나로 강우기 대규모 탁수를 배출하여 한강 상류의 수질 및 수생태계에 심각한 영향을 미치고 있다. 효과적인 탁수관리 및 정책제안을 위해서는 강우기 하천유량과 탁수(SS)농도의 특성 및 원인분석이 우선시되어야 한다. 본 연구에서는 대기천 유역을 대상으로 강우기 유량과 SS농도 사이의 관계를 분석하고 이를 통해 탁수발생 특성을 분석하였다. 연구 결과 보통의 홍수유량상태에서는 다양한 주변 환경요소로 인해 임의적으로 변화하는 것으로 나타났다. 반면, 첨두홍수량상태에서는 SS농도가 매우 높게 나타났으며, 이는 현장방문관측을 통해 농경지 발생원뿐만 아니라 첨두홍수량에 따른 가파른 계곡과 사면의 붕괴에 의한 영향이 크게 기여한 것으로 판단된다. 따라서 통상적인 발생원관리대책과 함께 경지주변 사면안정과 하상유실을 제어할 수 있는 구조적 최적관리방법이 필요할 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제28권2호
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• pp.129-140
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• 2019

춘천시 소재 농경지 소하천인 마장천이 가진 생물서식처로서의 특이성을 알아보고자, 2016년 6월부터 2016년 9월까지 물리적 환경과 어류를 조사하였다. 마장천은 고도차가 3m인 완만한 하천으로, 유속은 $0.09-0.48m{\cdot}s^{-1}$의 범위를 보였고, 하상구조는 St. 3를 제외한 전 지점이 50% 이상 clay로 이루어져 있었다. 마장천에서 채집된 어류는 총 9과 22종 2,532개체였고, 이 중 납자루아과(Acheilognathinae)나 붕어(Carassius auratus) 등의 정수성 어종과, 피라미(Zacco platypus)나 대륙송사리(Oryzias sinensis) 등 부유성 어종이 주로 출현하였다. 마장천에 대한 어류서식처 특성을 조사한 결과 고도차가 3m인 완만한 하천이었고, 축척 1:25,000에서 1차 하천이었다. 마장천의 어류상 결과와 기 보고된 문헌들의 자료를 참고하여 대응분석을 수행한 결과, 마장천은 강원도 지역 하천보다 경기도 서해안 인근 하천에 가까운 경향을 나타내면서, 두 지역들과는 독립된 그룹으로 나타났다. 결과적으로 마장천은 어류군집이 독특하면서도 특이성이 있는 하천이었으며, 앞으로도 지속적인 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국물환경학회지
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• 제27권6호
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• pp.848-854
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• 2011

The objective of this research was to experimentally test the effect of rice straw mats on the reduction of runoff, sediment and discharge under a laboratory scale with different rainfall intensity and slopes. We used the small runoff plots of $1m{\times}1m{\times}0.65m$ ($L{\times}W{\times}H$) in size were filled with loamy sand. Experimental treatments were bare (control), rice straw mats + PAM(SP), rice straw mats + PAM + sawdust(SPS) and rice straw mats + PAM + rice husks(SPR); slope of 10% or 20%; and rainfall intensity of 30 or 60 mm/hr. Runoff volume and coefficient from covered plots were significantly lower than those from control plots. Under the 30 mm/hr and 10% simulations, average runoff coefficient of covered plots decreased more than 92%. Under 60 mm/hr and 20% simulations, the ratios were between 39.8~58.1%. Under the condition of 30 mm/hr rainfall and 10% slope, sediment discharge from covered plots was practically zero. And at 20% plots, sediment reduction ratio was more than 95%. Under the condition of 60 mm/hr rainfall, sediment reduction ratio of 10 and 20% plots ranged between 86.3~95.3% and between 79.8~86.5%, respectively. The differences in initial runoff time, runoff and sediment discharge among different cover materials were not significant. Rainfall intensity showed higher impact on initial runoff time, runoff, and sediment discharge than slope. It was also shown that even if runoff reduction by surface cover were low, sediment discharge reduction could be very significant and contribute to improve the water quality of streams in sloping agricultural regions. It was concluded that the use of straw mat and PAM on sloping agricultural fields could reduce soil erosion and muddy runoff significantly and help improve the water quality and aquatic ecosystem in receiving waters.

• 생태와환경
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• 제54권1호
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• pp.12-23
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• 2021

어류군집은 자연적인 환경 변화뿐만 아니라 인위적 교란에 민감하게 반응하기 때문에, 어류상 및 군집 분석을 통해 수생태계의 서식처 건강성을 종합적으로 평가할 수 있다. 본 연구는 섬진강 수계 본·지류 총 14개 지점을 대상으로 어류상 및 피라미의 전장-체중 관계를 파악하기 위해 2018년 7월부터 2019년 5월까지 어류 조사를 실시하였다. 그 결과 채집된 어류는 한국고유종 19종과 법적보호종 2종을 포함하여 14과 49종으로 확인되었다. Bray-Curtis 유사도에 따르면, 14개 지점은 어류군집 구성에 따라 크게 A, B 두 개의 그룹과 그룹 내 속하지 않는 2개의 지점(그룹 C, D)으로 나뉘었다. 특히, 그룹 A와 B 간에 유의한 차이가 존재하였으며(ANOSIM R=0.722, p=0.002), 참갈겨니(8.55%), 배스(6.90%), 블루길(4.90%)이 두 그룹의 차이에 기여한 것으로 나타났다. 그룹 A는 외래종인 배스, 블루길의 출현이 높게 나타났으며, 그룹 B는 국내 하천 생태계 최 우점종인 피라미와 참갈겨니의 출현이 주요하였다. 본 조사에서 우점한 피라미를 대상으로 전장-체중 관계식에 의한 지점별 회귀계수 b값은 2.82~3.80까지 나타나 지점별로 다양한 성장도를 나타냈다. 따라서 본 연구는 섬진강 수계의 전반적인 어류상과 피라미를 바탕으로 어류의 성장도를 파악할 수 있는 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

• 생태와환경
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• 제53권4호
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• pp.324-330
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• 2020

오존은 수돗물 정수장에서 이용되는 소독 물질로 미세오염 물질들을 비롯해서 박테리아나 병원성 미생물체를 효과적으로 제거하는 것으로 많은 연구가 보고되어 있다. 본 연구에서는 실내 사육 중인 붉은 체색을 지닌 Glyptotendipes tokunagai를 대상으로 서로 다른 농도의 오존 노출에 따른 영향을 파악하기 위해 치사율, 체색 변화와 heat shock protein 70 (HSP70) 유전자 발현을 측정하였다. 오존에 노출된 G. tokunagai에서 농도-시간 의존적으로 치사율 증가가 관찰되었다. 또한 체색 변화는 오존 농도에 따라 붉은색의 체색이 체절마다 엷어지며 탈색되고 경직되는 현상이 보였다. HSP70 유전자 발현은 저농도인 0.2~0.5 ppm에서 노출 10분과 20분에 유의한 수준으로 높게 나타났으나(P<0.05), 30분 노출 후에는 발현량이 감소하는 경향을 보였다. 생리적으로 저산소층에 대해 적응능력이 뛰어난 깔따구 경우에도 오존은 매우 강력한 치사 효과를 유발하여 30분 노출 후 경직과 헤모글로빈 파괴로 인한 탈색이 유발되는 것을 보여주었다. 따라서 본 결과는 수돗물 정수장에서 병원성 미생물을 제거하는 데 사용되는 오존이 수생물에 주는 영향성을 파악하는 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.60-66
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• 2021

도시화와 산업화로 인해 하수처리장으로 유입되는 하수 내 질소 농도가 증가함에 따라 부영양화 발생, 수생태계에 독성을 미치는 등의 악영향의 정도 또한 증가하고 있다. 고농도의 질소가 포함된 하수를 처리하기 위해 생물학적 질소 제거 공정에 대한 연구가 다방면으로 진행되고 있다. 기존의 생물학적 질소 제거 공정에 있어 산소공급과 외부탄소원 보충에 따른 상당한 비용이 요구된다. 이러한 측면에서 경제적인 개선이 이루어진 고도의 질소 제거 공정이 요구됨에 따라 최근 기존의 질산화·탈질 공정 보다 효율적이고 경제적인 혐기성 암모늄 산화 공정(ANaerobic AMMonium OXidation, ANAMMOX)이 제안되었다. 본 연구에서는 수처리공정에서의 ANAMMOX 공정의 안정성을 확인하고, Mainstream ANAMMOX 공정구현을 위한 암모니아성 질소(NH4+) 대비 아질산성 질소(NO2-) 비율을 도출하는데 목적이 있다. 선행연구에서 제시된 기질비율을 바탕으로 산정한 비율을 적용해 실험실 규모의 Mainstream ANAMMOX 반응조를 운전하였다. Initial 구간에서 NH4+ 제거효율은 58~86%, 평균 제거효율은 70%였다. Advanced 구간에서 NH4+ 제거효율은 94~99%, 평균 제거효율은 95%였다. 연구 결과 NH4+/NO2- 비율이 증가함에 따라, Mainstream ANAMMOX 공정의 안정성이 확보되어 NH4+ 제거효율 및 총질소(TN) 제거효율이 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 결과적으로, 본 연구결과는 이후 수처리공정에서의 ANAMMOX 공정 적용과 공정 안정성 확보에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권4호
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• pp.228-236
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• 2022

하천의 안정성과 이용도를 높이기 위하여 설치하는 하천 호안이 최우선으로 여기는 가치는 홍수에 견딜 수 있는 치수적인 안전성 확보이다. 이러한 구조물은 물의 하천의 안정성을 확보하면서 호안의 세굴을 막기위해 설치된다. 기존에 하천에 설치된 호안 기술은 사석, 돌망태 및 콘크리트 등으로 구성되어 있다. 하지만 사석 및 돌망태 기술은 급격한 홍수로 인해 쉽게 유실 및 파괴되는 단점을 지니고 있으며, 콘크리트 기술은 소재의 안정성은 강하지만, 물속에 오랜 시간동안 존재할 경우 수생태계에 악영향을 미치는 강염기가 약 10년간 용출되고, 콘크리트 표면에 식생이 성장하지 못하기 때문에 환경 및 생태적인 이유로 문제가 되고 있다. 이에 피마자유에서 추출된 바이오폴리머 소재를 활용하여 다층다공성 하천호안보호기술을 개발하였으며, 한국건설기술연구원 안동하천실험센터에서 실규모 하천실험을 통해 수리학적 안정성 검토결과, 유속 8.0 m/s 및 최대 허용 소류력은 67.25 kg_f/m² (659.05 N/m²)에서 수리적인 안정성을 확인하였다.