• 대기
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• 제33권3호
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• pp.319-330
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• 2023

As the need for PM type observation increases, Surface Particulate Matter Network (SPARTAN), PM samplers analyzes aerosol samples for PM mass concentration and chemical composition, were recently installed at two sites: Yonsei University at Seoul and Ulsan Institute of Science and Technology (UNIST) at Ulsan. These SPARTAN filter samplers and nephelometers provide the PM_2.5 mass concentration and chemical speciation data with aerosol type information. We introduced the overall information and installation of SPARTAN at the field site in this study. After installation and observation, both Seoul and Ulsan sites showed a similar time series pattern with the daily PM_2.5 mass concentration of SPARTAN and the data of Airkorea. In particular, in the case of high concentrations of fine particles, daily average value of PM_2.5 was relatively well-matched. During the Yonsei University observation period, high concentrations were displayed in the order of sulfate, black carbon (BC), ammonium, and calcium ions on most measurement days. The case in which the concentration of nitrate ions showed significant value was confirmed as the period during which the fine dust alert was issued. From the data analysis, SPARTAN data can be analyzed in conjunction with the existing urban monitoring network, and it is expected to have a synergetic effect in the research field. Additionally, the possibility of being analyzed with optical data such as AERONET is presented. In addition, the method of installing and operating SPARTAN has been described in detail, which is expected to help set the stage for the observation system in the future.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권1호
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• pp.71-79
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• 1999

금강에서 외해역으로 전달되는 물질의 수지를 이해하기 위한 연구의 일환으로 금강하구의 영양염의 계절적인 분포를 조사하였다. 1997년에서 1998년간 금강하구의 6개 정점에서 13~24시간동안 연속관측을 통하여 영양염, 부유현탁물질(SPM; Suspended Particulate Matter), 엽록소와 염분을 분석하였으며, 조석자료, 기상자료와 금강 하구언의 담수 방출량 자료도 보조자료로서 사용하였다. 이 연구를 통하여 하구내 영양염의 계절적인 분포의 차이와 이런 현상을 주도하는 요인을 밝히는데 주목적이 있고, 부차적으로 금강하구언 조성 이전과 이후 영양염 분포의 차이를 조사하였다. 금강 배출수내 영양염들의 농도는 계절에 따라 확연히 구별된다. 인산염과 암모니움염은 갈수기에 농도가 높게 나타나는 반면, 풍수기에는 규산염이 높게 나타났고 이때 SPM의 농도도 높게 출현하였다. 그러나 질산염은 연중 일정한 농도를 유지하였다. 이러한 계절적인 차이를 결정하는 주원인은 일차적으로 담수의 유입량이다. 강우에 의한 담수의 희석효과가 이러한 영양염과 SPM의 계절적인 변화를 야기하는 것으로 생각된다. 이러한 과정을 통하여 증가하는 SPM의 농도가 2차적으로 영양염의 분포에 영향을 주는 것으로 생각된다. 조사된 모든 영양염의 주 공급원은 금강에서 유입하는 담수이며 조사된 영양염의 기본적인 분포는 이들이 보존적임을 보인다. 조사를 총괄하여 보면 질산염, 아질산염 그리고 규산염은 계절에 상관없이 거의 보존적인 성격을 나타냈다. 그러나 다른 영양염(인산염, 암모니움염)과 SPM은 계절에 따른 차이가 나타났다. 인산염과 암모니움염은 6월과 10월의 갈수기동안에는 거의 보존적인 성향을 보인 반면, 풍수기와 5월의 조사에서 첨가현상을 보였다. 이러한 첨가현상에 영향을 주는 주 요인은 봄철 대량 번식된 담수성 플랑크톤이 해수와 접촉함에 따라 사멸하고, 이와 동시에 유입된 유기물의 분해와 SPM에 흡착되어잇던 인산염이 용출되는 것으로 생각되며, 저층 플럭스(benthic flux)도 기여하는 것으로 보인다. 하구언 조성 이전과의 비교에서 SPM의 농도가 감소함에 따라 SPM이 하구내 영양염의 재생과정에 미치는 중요성은 현저히 약화되었다. 또한 하구내 영양염의 분포를 결정하는 염분의 분포가 갈수기에는 하구언에서 1~2 km 정도로 근접한 곳에서 염분의 구성이 5~15 psu로 나타나 영양염의 첨가현상등 화학적 변화가 이곳에 집중되고, 풍수기 동안에는 하구 전역에서 이러한 염분분포가 나타난다. 따라서 하구언 조성 이후에 갈수기 동안 하구언에 근접한 일부만이 진정한 하구의 역할을 하고 나머지는 만과 같은 특성을 보이고 있다. 하구언 갑문 폐쇄 이전과 이후의 비교 결과 조석의 차단으로 인한 조류속도의 감소로 인하여 부유현탁물질의 농도가 감소하였으며 영양염류의 농도가 증가하였고, 따라서 식물플랑크톤의 대량번식이 발생할 가능성이 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권4호
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• pp.314-322
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• 2012

섬진강 하구에서 수온, 염분, pH, 용존산소, 부유입자물질, 영양염류, 엽록소 a의 시간에 따른 변화 양상을 파악하기 위해서 2006년 3월(건기)과 7월(우기)에 각각 25시간 연속관측을 실시하였다. 또한 공간적인 분포특성을 파악하기 위해서 염분경사에 따라 해양환경 조사를 실시하였다. 섬진강 하구에서 염분의 변화는 건기에는 조석주기, 우기에는 강물 유출량에 영향을 받는 것으로 나타났다. 용존무기영양염류(질산염, 아질산염, 규산염) 농도의 시공간적 분포는 건기에는 염분의 변화와 좋은 상관관계를 보였다. 반면 우기에는 시간에 따라 농도 변화가 작았다. 우기시 영양염류의 평균 농도는 건기에 비해 용존무기질산염의 경우 약 6배, 용존무기인의 경우 약 4배, 용존무기규산염의 경우 약 43배 높게 나타났다. 엽록소 a 농도는 용존무기영양염류의 농도가 높은 우기에 비해 건기에 높게 나타났다. 이 연구결과, 우기와 건기에 해양환경인자의 시공간적 분포는 조석과 강물유출량의 영향에 의해 결정되며, 엽록소 a의 분포는 용존무기영양염류의 분포보다는 담수의 유출량 변화와 연관성이 있는 것으로 판단된다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제4권2호
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• pp.97-105
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• 2010

A quantitative single particle analytical technique, denoted low-Z particle electron probe X-ray microanalysis (low-Z particle EPMA), was applied to characterize particulate matters collected at two underground subway stations, Jegidong and Yangje stations, in Seoul, Korea. To clearly identify the source of the indoor aerosols in the subway stations, four sets of samples were collected at four different locations within the subway stations: in the tunnel; at the platform; near the ticket office; nearby outdoors. Aerosol samples collected on stages 2 and 3 ($D_p$: $10-2.5\;{\mu}m$ and $2.5-1.0\;{\mu}m$, respectively) in a 3-stage Dekati $PM_{10}$ impactor were investigated. Samples were collected during summertime in 2009. The major chemical species observed in the subway particle samples were Fe-containing, carbonaceous, and soil-derived particles, and secondary aerosols such as nitrates and sulfates. Among them, Fe-containing particles were the most popular. The tunnel samples contained 85-88% of Fe-containing particles, with the abundance of Fe-containing particles decreasing as the distances of sampling locations from the tunnel increased. The Fe-containing subway particles were generated mainly from mechanical wear and friction processes at rail-wheel-brake interfaces. Carbonaceous, soil-derived, and secondary nitrate and/or sulfate particles observed in the underground subway particles likely flowed in from the outdoor environment by human activities and the air-exchange between the subway system and the outdoors. In addition, since the platform screen doors (PSDs) limit air-mixing between the tunnel and the platform, samples collected at the platform at the Yangjae station (with PSDs) showed a marked decrease in the relative abundances of Fe-containing particles compared to the Jegidong station (without PSDs).

• Ocean Science Journal
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• 제40권3호
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• pp.167-176
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• 2005

A time-series sediment trap was deployed at 1,034 m water depth in the eastern Bransfield Strait for a complete year from December 25, 1998 to December 24, 1999. About 99% of total mass flux was trapped during an austral summer, showing distinct seasonal variation. Biogenic particles (biogenic opal, particulate organic carbon, and calcium carbonate) account for about two thirds of annual total mass flux $(49.2\;g\;m^{-2})$, among which biogenic opal flux is the most dominant (42% of the total flux). A positive relationship (except January) between biogenic opal and total organic carbon fluxes suggests that these two variables were coupled, due to the surface-water production (mainly diatoms). The relatively low $\delta^{13}C$ values of settling particles result from effects on C-fixation processes at low temperature and the high $CO_2$ availability to phytoplankton. The correspondingly low $\delta^{l5}N$ values are due to intense and steady input of nitrates into surface waters, reflecting an unlikely nitrate isotope fractionation by degree of surface-water production. The $\delta^{l5}N$ and $\delta^{l3}C$ values of sinking particles increased from the beginning to the end of a presumed phytoplankton bloom, except for anomalous $\delta^{l5}N$ values. Krill and the zooplankton fecal pellets, the most important carriers of sinking particles, may have contributed gradually to the increasing $\delta^{l3}C$ values towards the unproductive period through the biomodification of the $\delta^{l3}C$ values in the food web, respiring preferentially and selectively $^{12}C$ atoms. Correspondingly, the increasing $\delta^{l5}N$ values in the intermediate-water trap are likely associated with a switch in source from diatom aggregates to some remains of zooplankton, because organic matter dominated by diatom may be more liable and prone to remineralization, leading to greater isotopic alteration. In particular, the tendency for abnormally high $\delta^{l5}N$ values in February seems to be enigmatic. A specific species dominancy during the production may be suggested as a possible and speculative reason.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.11-19
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• 2014

The objective of this research was to investigate concentration and load of nutrients such as total nitrogen (TN), nitrate nitrogen ($NO_3$-N) total phosphorous (TP), and phosphate phosphorous ($PO_4$-P) in a 23.4-ha paddy fields watershed with river water source. Water samples for irrigation water, drainage water, ponded water and groundwater were collected, and irrigation and drainage water were measured at 5~10 day intervals during normal days and at 2~6 hours intervals during three storm events. The amount of irrigation water in the study area was over 2,000 mm, which is almost identical to that in the area irrigated from a large reservoir but much more than that in the area irrigated from a pumping station. Mean flow-weighted concentrations of TN and TP in irrigation water were 2.8 and 0.15 mg/L, respectively, higher than those in the area irrigated from a large reservoir or a pumping station. The ratios of irrigation load to total inflow load for TN and TP were 88 %, and the ratios of surface outflow load to total outflow load for TN and TP were over 90 %, indicating that total nutrient load may be greatly affected by water management. The nutrient loads per area in the study area were estimated as TN 21.1 kg/ha and TP 1.1 kg/ha. Especially, the TP load per area in the study area was smaller than that in the area irrigated from a large reservoir or a pumping station. This may be because outflow load is not high likely due to sedimentation of particulate P and irrigation water load is high due to high TP concentration in irrigation water and high amount of irrigation water.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.775-784
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• 2000

본 연구는 그리스 대체표면을 사용한 건식침적판(knife-leading-edge surrogate surface)과 물표면 채취기(water surface sampler)를 이용하여 질산염(입자상, 가스상)의 전식침적량을 직접 측정하였다. 평균 가스상 건식침적량($8.3mg/m^2/day$) 이 입자상 건식침적량($3.0mg/m^2/day$)에 비해 훨씬 큰 값을 나타내었다. 직접 측정한 질산염의 가스상 건식침적량과 대기 중 질산($HNO_3$) 농도 사이의 선형회귀분석을 통하여 질산의 가스상 질량전달계수률 구하였다. 이와 같이 구한 질산의 질량전달계수는 이산화황($SO_2$)의 질량전달계수의 약 2배가 되는 값을 보여주었다. 특히, 오존주의보시에는 Graham의 확산법칙을 사용하여 이산화황의 질량전달계수로부터 계산한 질산의 질량전달계수와 대기 중 질산 농도와의 곱으로 추정된 질산염의 가스상 건식침적량에 비해, 측정된 건식침적량이 훨씬 높은 값을 나타내는 특이한 현상을 보였다. 이 결과는 질산 외의 가스상 화학종이 질소산화물의 가스상 건식침적량에 영향을 미친다는 사실을 나타내고 있다. 이론적인 계산결과에 의하면 아질산($HNO_2$) 과 PAN이 질소산화물의 가스상 건식침적량에 기여할 가능성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제5권1호
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• pp.25-33
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• 2020

아산만은 방조제 갑문을 통한 담수 유입과 외해인 서해로부터 해수가 유입되는 하구의 특성을 나타내는 곳으로, 반일주조형 조석을 가진 조수간만의 차가 크게 발생하는 해역이다. 하구에서 조석은 단기적인 물리·화학적 수질 특성 변화 및 생물학적 반응에 영향을 미칠 수 있어 조석에 따른 수질 변화를 파악하는 것은 중요하다. 본 연구는 아산만의 고정 정점에서 계절별로 2시간 간격으로 24시간 동안 조사하여 조석에 따른 수질 변동을 파악하고자 하였다. 연구 결과, 조위에 따른 수온과 염분의 변동이 확인되었고, 염분은 특히 조위와 유의한 양의 상관성을 보였다. 총부유물질의 경우 표층보다 저층의 농도가 높고, 조석에 따라 농도의 차이가 특히 저층에서 크게 나타났으며, 간조 시 높아지는 경향을 보였다. 영양염류인 아질산+질산성 질소도 조위 양상과 반대의 분포로 나타났으며, 상관성 분석 결과에서도 유의한 음의 상관성을 보였다. 나머지 영양염류들도 다소 약하지만 유사한 형태의 변동을 보였고, 담수 유입의 영향을 받은 7월에는 반대 경향이 더욱 명확하게 나타났다. 유기물 및 총질소, 총인의 경우 조석 주기 동안의 시간 변동이 다소 크게 나타났고, 대체적으로 조위와 반대의 분포를 보여 주었다. 입자 유기물을 제외하고 대부분 염분과 유의한 음의 상관성을 보여 무기질 영양염류와 유사하게 담수 유입이 공급원임을 암시하고 있다. 결국 아산만에서는 용존산소, pH 등 일부를 제외한 수질인자와 영양염류 및 유기물의 시간적 변동에 조석이 관여하여 단기적 영향을 미치고 있는 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제29권1호
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• pp.1-13
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• 2024

동해 남서부해역은 대마난류나 연안 용승에 의한 영양염 공급 등으로 동해 북부나 동부에 비해 일차생산력이 높은 것으로 알려져 있지만, 이 해역의 생물 펌프에 관한 연구는 제한적이다. 본 연구에서는 O₂/Ar 측정으로 산출한 고해상도 순군집생산 현장 관측 결과와 기계학습 모형을 결합하여 시공간 해상도가 8일 간격, 4 km인 봄과 여름 순군집생산 시계열 자료를 추정하였다. 기계 모형의 예측과 실측의 평균 제곱근 오차는 6 mmol O₂ m^-2 d^-1로 관측값 평균의 15%에 해당했다. 울릉분지 중앙부의 순군집생산은 3월에 49 mmol O₂ m^-2 d^-1로 가장 높았고, 6월과 7월에 18 mmol O₂ m^-2 d^-1로 가장 낮았다. 이 같은 계절 변화는 ³He 기체교환율로 추정한 질산염 공급률이나 ²³⁴Th 비평형법으로 추정한 입자유기탄소 방출률과 유사하였다. 봄과 여름의 순군집생산 추정으로 한정된 이 연구방법을 가을과 겨울로 확대하기 위해서는 아표층수의 표층 혼입에 따른 O₂/Ar 순군집생산의 오차를 보정하는 연구가 필요하다.

• 한국수산과학회지
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• 제23권3호
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• pp.225-237
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• 1990

금강본류역의 20개 지점에서 1988년 5월부터 4개월 동안 매월 1회씩 화학성분들을 측정하고, 4월에는 지점 2와 지점 9에서 25시간 동안 연속관측을 실시하여 금강 하류수역의 수질특성과 그 변동요인에 대해 연구하였다. 하구둑 상류 300 m(지점 2)에서 4월에 측정한 표 $\cdot$저층수 중 염분의 시간변화는 군산항 조석주기와 거의 일치하였고 규산염, 용존무기태질소 및 질산염의 시간변화는 염분분포와 거의 대칭적이었다. 염분과의 관계로부터 규산염과 질산염의 대부분은 보존적인 거동을 하며 해수의 유입은 하천수중 이 두 성분의 농도를 희석시킨다. 반면에 인산염은 염분농도와 관계없이 비교적 낮은 농도로 시간별 변화폭도 크지 않다. 이는 대부분의 용존 인산염이 무기침전물이나 현탁물질에 의해 흡착제거되고, 또한 흡$\cdot$탈착 과정에 의해 인산염이 완충되어 있기 때문이라 추측된다. 한편 탁도는 최저염분을 나타내는 시간부터 약 4시간 동안 비교적 높았고, pH는 염분의 시간변화 모양과 유사하나 시간별 pH의 변화는 매우 완만하다. 그러나 COD와 용존산소포화도는 일반 내만역에서의 시간변화 모양과 유사한 것이 특징적이다. 즉 비슷한 염분범위에서 광합성능이 큰 10시 이후 주간에 측정한 COD값이 야간 보다 높으며, 호흡작용이 활발한 야간에는 염분농도가 낮을수록 COD는 낮아지고 AOU값은 커진다. 성분별로 다소의 차이는 있으나 표$\cdot$저층수간 농도차가 매우 작으며, 규산염, 용존무기태질소 및 질산염은 표층이 다소 높고, 그 외의 성분들은 저층이 약간 높다. 하구둑 상류 약 35 km의 강경(지점 9)에서는 염분이 한번도 검출되지 않았으나 수위의 시간변화 폭은 약 2.5 m였다. 그러나 대부분의 화학성분들은 수위의 변화만큼 시간별 농도차가 크지 않고 지점 2에서 보다 매우 완만한 농도변화를 보였다. 규산염, 용존무기태질소, 암모니아의 농도는 지점 2에 비해 월등히 높은 반면 pH 및 인산염은 다소 낮고 그 외의 성분들은 지점 9가 약간 높다. 지점별로 보면 해수의 영향을 가장 많이 받는 지점 1과 2, 그리고 하구둑으로부터 상류 $40\~55km$의 지점들에서 pH값이 비교적 높으나 그 외의 수역에서는 지점별 차이도 적고 pH값도 낮다. COD 및 용존산소포화도 역시 pH값이 높은 지점들에서 가장 높았으나, 그 수역을 중심으로 상류 및 하류로 갈수록 점차 감소하였다. 이와같이 지점 11과 지점 15 사이에서 이들 세 성분이 높은 것은 식물의 광합성작용에 의한 것이라고 사료된다. 현탁물질은 하구역 특히 하구둑으로부터 300 m에서 약 20 km 까지의 지점들(지점 2에서 지점 6)에서 매우 높은 값을 보이며 이는 조석작용으로 해수와 담수가 강제혼합되면서 표층퇴적물이 재부유하기 때문이라고 판단된다. 영양염류는 월별로 다소의 차이는 있으나, 대체적으로 지점 1과 2에서 가장 낮고, 상류로 갈수록 점차 증가하며 지점 7 상류역이 하류역에 비해 높은 농도이다. 월별로는 7월에 규산염, 용존무기태질소 및 암모니아의 농도가 가장 높은 반면에 용존산소포화도는 가장 낮다. 그러나 지점 14 상류역에서는 5월에 측정한 용존무기태질소, 암모니아, 인산염 및 COD 값이 7월보다 다소 높거나 비슷하다. 한편 영양염류와 COD값은 대체적으로 8월에 가장 낮으나 용존산소포화도는 가장 높다.