• 자원환경지질
• /
• 제39권1호
• /
• pp.63-74
• /
• 2006

동해 남부 대륙붕 및 대륙사면 퇴적물에서 Pb의 분포 및 기원을 규명하기 위하여 6개의 박스형 시추 퇴적물을 대상으로 Pb 농도 및 Pb 동위원소 분석을 실시하였다. Pb 농도 및 $^{207}Pb/^{206}Pb$ 과 $^{208}Pb/^{206}Pb$ 비율은 1700년에서 1930년까지는 각각 $25\pm5ppm$ 및 0.842와 2.092의 일정한 값을 보였으나 그 후로 증가하여 1990년대 초에는 $40\pm5ppm$ 및 0.867과 2.123이 되었다. 총 Pb에서의 농도 및 동위원소 비율 증가는 환경 가용 Pb(2M HCl+0.5M $HNO_3$ 용출 부분)에서의 변화에 의해 주도되었고 잔류 부분에서는 같은 기간 동안 변화가 거의 없었다. Pb농도의 역수와 Pb동위원소 비율은 양호한 직선의 관계성을 보여 연구지역 퇴적물에서 Pb은 자연적 기원의 Pb라 인위적 기원의 Pb이 혼합되어 있음을 이성분 모델을 이용하여 제시되었다. Pb동위원소 비율을 이용하여 연구 지역에 공급되는 인위적 기원의 Pb은 두 가지 종류로 제한할 수 있었는데 하나는 대기 분진에서의 Pb이 해양에 유입되고 퇴적물의 이동과 함께 연구 지역에 축적되는 방법이고 다른 하나는 연구 지역의 해안에 위치하는 대규모 제철소 및 Pb 제련소의 영향이다. 인위적 기원 Pb의 동위원소 비율은 1950년대 전에는 $^{207}Pb/^{206}Pb$과 $^{208}Pb/^{206}Pb$에 대하여 가각 $0.879\pm0.005$ 및 $2.144\pm0.008$이었으나 1980년대 후에는 $0.900\pm0.008$ 및 $2.162\pm0.011$으로 증가하였다.

• 생태와환경
• /
• 제41권spc호
• /
• pp.68-76
• /
• 2008

여과섭식성 이매패류인 말조개와 침수식물인 말즘이 남조류 성장억제에 미치는 영향을 실내 enclosure실험을 통해 분석하였다. 실험은 대형수조$(50cm{\times}65cm{\times}120cm)$에 남조대발생 수역의 퇴적물과 인공배지 (CB media)를 이용하여 인위적으로 남조대발생을 유도하고, 바닥 층으로 물과 유기물의 이동이 가능한 투명한 아크릴 소형원통(7L 용량)을 대조군 (3)과 처리구 (9)로 총 12개를 설치하였다. 처리구는 말즘처리구, 말조개처리구, 말조개와 말즘의 혼합처리구로 구분하였으며, 실험은 총 7일간 3반복으로 실시하였다. 수질요인들과 엽록소-${\alpha}$ 및 남조류 밀도는 실험기간동안 24시간 간격으로 분석하였다. 총인과 총질소 농도, 말조개와 말즘의 길이와 무게는 실험 시작 시와 종료 시에 분석하였다. 전반적으로 말조개와 말즘의 남조류 성장억제 효과가 뚜렷하게 나타났으며, 그 억제의 정도는 말조개, 말즘, 혼합처리구 순으로 나타났다. 각 생물의 개별 처리구에 비해 말조개+말즘 혼합처리구에서의 억제의 상승효과는 나타나지 않았다. 말즘 및 말즘+말조개 처리구에서 pH와 DO는 실험개시 후 각각 120, 144시간까지 점진적으로 감소하였다. 실험 7일 후 총인은 말조개 처리구에서 뚜렷한 증가를 보인 반면 총질소는 모든 처리구에서 감소하였다. 본 연구의 결과는 말조개와 말즘이 각각 남조류의 성장을 억제할 수 있는 잠재성이 있음을 의미한다. 그러나 이들을 동시에 적용할 경우에는 상승효과가 나타나지 않아 두 생물간의 간섭효과가 제기되었다. 그러나, 보다 정확한 혼합 처리의 효과를 파악하기 위해서는 보다 정밀한 실험설계를 수반하는 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
• /
• 제41권spc호
• /
• pp.50-60
• /
• 2008

본 연구는 부영양 저수지에서 대발생하는 유해조류의 생물학적 제어를 위한 연구의 일환으로, 여과 섭식성 이매패 말조개(Unio crouglasiae)를 대상으로 수심 및 용존산소에 따른 여과율, 생존율 및 배설물 생산량을 조사하였다. 현장에서 말조개의 생존률은 20cm수심에서 가장 낮게 나타났고, 50cm와 80cm 수심에서 상대적으로 높게 나타났다. 말조개 생존율은 수온, pH, DO 농도와 높은 상관성을 나타냈고, 엽록소-${alpha}$ 농도, 부유물질 (SS)과 암모니아 농도와는 유의한 상관성을 나타내지 않았다. 수심실험에서 대조군의 엽록소-${alpha}$ 농도는 25%정도 감소한 반면, 수심 50, 80cm 처리군에서는 95% 정도까지 감소하였다. 말조개 여과율은 실험 18 hr까지 $0.15{\sim}0.20L\;gAFDW^{-1}hr^{-1}$ 범위를 보였으나, 이후 20 cm 처리군은 0.11 L $gAFDW^{-1}hr^{-1}$까지 감소한 반면, 50, 80cm 처리군에서는 각각 0.26, 0.30L $gAFDW^{-1}hr^{-1}$로 증가하였다. DO실험에서는 대조군의 엽록소-${alpha}$ 농도는 지속적으로 증가한 반면, 말조개를 투입한 모든 처리군에서는 감소하였다. 말조개 여과율은 8hr후 $0.5mgO_2\;L^{-1}$농도에서 0.46L $gAFDW^{-1}hr^{-1}$로 가장 높게 나타났으나 이후 DO농도에 따라 큰 차이를 나타내지 않았다. 말조개에 의한 배설물 생산은 실험 초기 DO농도가 낮을수록 높게 나타났지만, 시간이 지남에 따라 감소하여 실험 시작 24시간 후체는 3.0mg $gAFDW^{-1}hr^{-1}$ 정도로 비슷한 수준에 도달하였다. 이상의 결과를 종합할 때, 유해조류 제어를 위해 수층에서 말조개를 이용할 경우 용존산소에는 크게 영향을 받지 않으므로 표층보다는 좀 더 아래쪽(50, 80cm)에 설치하는 것이 효과적 일 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제24권4호
• /
• pp.535-547
• /
• 2019

본 연구에서는 조력발전소 가동 이후 퇴적물 내 공간적 중금속 오염변화 특성을 알아보기 위하여, 2015년 표층퇴적물, 퇴적물 코어, 입자성 침강물질 내 중금속 농도를 분석하고 가동 이전인 2009년과의 비교를 실시하였다. 2015년에 채취한 표층퇴적물 내 중금속의 평균 농도는 조력발전소 가동 이전인 2009년에 비해 8% (Cd)~31% (Zn, Hg) 감소하였다. 본 연구에서 분석된 8개 원소를 모두 포함한 오염부하지수(PLI)를 계산한 결과, 2015년 자료가 2009년에 비해 중금속 오염도가 18% 감소하였다. 하지만 2015년에도 산업단지에 인접한 상류지역에서는 여전히 Cu, Zn, Pb가 주의기준(TEL)을 초과하였다. 조력발전소 가동 이전에 비해 2015년 중금속에 오염된 퇴적 깊이는 S6 정점에서는 15 cm, S7 정점에서는 12 cm 증가하였으나 중금속의 평균농도는 감소하였다. 입자물질의 총 침강속의 평균은 2009년에 32.5 g/㎡/d에서 2015년 103.5 g/㎡/d로 입자의 침강량이 3.2배 높아졌다. 수층의 입자물질 증가는 조력발전소 가동에 따라 저층 퇴적물이 재부유된 것으로 판단된다. 코어 시료에서 오염 퇴적 깊이와 입자물질의 침강속 증가는 조력발전소 가동으로 인해 발생한 해류의 영향으로 저층 퇴적물이 재부유되어 다른 지역으로 이동/퇴적된 사실을 나타내고 있다. 표층퇴적물과 마찬가지로 상류지역 코어에서는 여전히 Cr, Cu, Zn, Pb, Cd이 주의기준을 초과하고 있었으며, 중금속 오염 퇴적물이 40 cm 이상 축적되어 있어 여전히 산업단지를 통한 중금속 오염이 심각한 것으로 나타났다. 조력발전소 가동에 의한 해수 유통량의 증가로 시화호 중금속 오염은 다소 감소하였으나, 산업활동을 통한 중금속의 오염은 여전히 존재하고 있으며 퇴적물 재이동을 통해 오염된 퇴적물이 시화호 외측으로 방류되어 환경 혹은 생태계에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 따라서 금속 안정동위원소를 활용한 오염원 추적과 같은 과학적 조사와 오염원을 줄이기 위한 정책적인 결단이 필요한 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
• /
• 제26권6호
• /
• pp.553-562
• /
• 2017

최근 농업용 저수지는 용수공급과 함께 지역의 관광, 문화, 위락시설 등으로 활용되고 있다. 그러나 많은 농업용 저수지들은 부영양호로 분류되며 높은 유기물 오염도를 보이고 있다. 특히, 1945년 이전에 준공된 노후화된 농업용 저수지의 44.7%는 농업용수 수질 환경기준을 초과하고 있다. 노후화된 저수지의 경우 외부기원 오염부하 이외에 누적된 퇴적물로부터 발생하는 내부부하는 영양염류 공급에 중요한 역할을 한다. 본 연구의 목적은 수심이 얕은 M 저수지(평균 수심 약 1.7 m)를 대상으로 2015년과 2016년에 수심별 수온과 저층 용존산소(DO) 농도를 연속 측정하여 저층 수환경의 동적변화를 모니터링함으로써 영양염류의 내부 부하 가능성을 조사하는데 있다. 또한, 물질수지해석을 통해 내부 인부하가 저수지 전체 인부하량에 미치는 영향에 대해 평가하였다. 연구결과 수심이 얕은 M 저수지에서 약한 수온성층과 강한 DO 성층 현상이 나타났다. 그리고, 저수지 저층에서 DO의 동적변화를 관찰한 결과, 여름철 무강우 기간동안 지속적인 저산소 (DO 2 mg/L 미만) 상태가 2015년과 2016년에 각각 87일과 98일간 발생하였다. DO 농도는 대기온도 강하와 강우발생 기간 동안 간헐적으로 증가하였다. 물질수지분석결과, 수온상승과 함께 조류성장이 촉진되는 8월에는 $PO_4-P$ 내부 부하량이 무강우시 전체 부하량 대비 2015년과 2016년에 각각 37.9%와 39.7%로써 큰 비중을 차지하였다. 따라서 지속적인 저층 저산소 상태가 유지되는 경우에는, 퇴적층의 영양염류 용출을 억제하기 위한 DO 공급 대책이 유효 할 것으로 판단된다.

• 지질학회지
• /
• 제54권5호
• /
• pp.489-499
• /
• 2018

올리고세의 시작과 함께 발생된 남극 대륙빙하의 형성, 해류 시스템 변화, 고생물 멸종 등 일련의 사건들은 현재까지 지질학자들로부터 매우 주요한 관심을 받아왔다. 하지만 이에 반해 에오세-올리고세 전이기(Eocene-Oligocene transition; EOT) 이후 올리고세 대부분의 기간 동안 발생된 고기후 고해양학적 변화에 대해서는 아직까지도 연구가 미흡한 상태이다. 특히, 후기 올리고세 온난화(late Oligocene warming; LOW)는 올리고세 동안 발생된 고기후 고해양학적 변화에 있어 가장 큰 규모의 사건 중 하나로 인식되고 있지만, 이 시기에 발생된 구체적인 변화 요소에 대한 이해는 매우 부족한 실정이다. 이번 연구는 IODP Expedition 342를 통해 북대서양 J-Anomaly Ridge에서 획득한 시추코어 퇴적물을 이용해 후기 올리고세 온난화 동안 어떤 고해양학적 변화가 발생되었는지 알아보기 위해 수행되었다. 연구지역은 북대서양 심층수(North Atlantic deep water; NADW)에 의해 직접적으로 영향을 받고 있기 때문에 과거 NADW의 변화를 연구하기에 적합한 곳으로 잘 알려져 있다. 고지자기 층서모델을 이용해 산출된 퇴적물의 연대는 약 26.0~26.5 Ma로 LOW의 초반부에 해당되는 시기이다. 이 퇴적물 시료로부터 산출되는 저서성 유공충의 한 종인 Oridorsalis umbonatus의 각질 크기 자료와 입도분석 결과는 서로 매우 유사한 변화경향성을 보여주는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 해당 시 추코어 퇴적물은 총 3개의 구간(Unit 1, 2, 3)으로 나누어지며, 그 중 Unit 2는 가장 큰 각질의 O. umbonatus가 산출되는 동시에 퇴적물 입자 크기도 가장 큰 것으로 나타났다. 또한 O.umbonatus의 개체수 역시 Unit 2에서 가장 높은 것으로 나타났다. O. umbonatus의 개체수, 각질 크기 변화, 입도 변화는 산소농도와 심층수 순환 강도의 프록시로 활용될 수 있기 때문에 이번 연구에서는 Unit 2가 퇴적된 시기 동안 NADW의 세기가 가장 강했던 것으로 해석하였다. 이와 같이 LOW 초기 동안 발생된 NADW의 강화는 기존 북대서양 저위도 지역의 Cibicidoides spp. 산소 및 탄소안정동위원소 자료를 통해서도 확인할 수 있다. 이번 연구의 결과는 LOW의 시작 원인이 NADW의 강화와 같은 고해양학적 변화와 연관되어 있다는 기존 연구결과를 지지하는 새로운 증거를 제시해준다.

• 한국습지학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.353-362
• /
• 2018

본 연구에서는 가뭄 극복을 위하여 댐의 비활용용량 구간에 있는 저수량의 활용을 제고할 수 있는 구조적인 방안을 마련하고자 한다. 댐에서의 비활용용량(inactive storage)은 비상용량(emergency storage)과 사수용량(dead storage)으로 구성되어 있으며, 비상용량은 가뭄과 같은 비상시에 활용가능 하도록 하고 있지만 사수용량은 퇴사가 진행되는 구간으로 가정하여 일반적으로 정상적인 이용이 불가능한 용량으로 정해져 있다. 그러나 본 연구에서는 극심한 가뭄시에 비상용량과 더불어 사수용량 일부를 활용할 수 있는 방안을 모색하였으며, 비상용량과 퇴사위(Sediment Level, SL) 위의 사수용량을 추가적으로 활용할 수 있다고 가정하였고, 이 구간을 '댐의 갈수용량'이라고 새롭게 명명하였다. 갈수용량의 산정을 위해서는 정확한 퇴사위 분석이 선행되어야하므로, 본 연구에서는 SMS의 RMA-2 및 SED-2D 모형을 이용하여 현재와 미래의 댐 저수지의 퇴사위를 산정하였으며, 추가 이용 가능한 용량을 고려한 뒤 최종적으로 갈수용량을 산정하였다. RMA-2 및 SED-2D 모형 구축을 위해 현재는 과거 관측 자료를 이용하였으며, 미래는 대표농도경로(Representative Concentration Pathways, RCP) 8.5 시나리오에 의해 미래 기후 인자를 예측하고 TANK 모형을 이용하여 댐 유입량을 결정한 뒤 미래 기간별 퇴사위를 예측하였다. 현재와 미래의 퇴사위를 바탕으로 갈수용량을 제시한 결과, 활용할 수 있는 갈수용량은 현재에 비해 감소되었으며 특히, 미래 기간이 진행될수록 활용할 수 있는 양이 점진적으로 감소하는 결과를 보였다. 이는, 기후 변화의 변동성이 증가하는 것에 기인하며, 미래에 활용할 수 있는 갈수용량의 증대를 위해 기후 적응 대책 및 퇴사량을 효율적으로 저감할 수 있는 연구가 추가로 필요할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제12권4호
• /
• pp.287-304
• /
• 2007

본 연구는 정화되지 않은 생활하수 유입과 활발한 어패류 해상 양식으로 유기물 오염이 국지적으로 심화되고 있는 가막만에서 다모류군집의 구조적 특성과 서식처 교란 정도에 따른 변화 양상을 파악하기 위하여 수행되었다. 현장조사는 1999년 9월과 2000년 2월에 실시되었고 퇴적물의 입도, 유기물 함량, 산휘발성황화물, 용존산소 등을 포함한 저서환경과 대형저서다모류군집에 대한 조사가 이루어졌다. 1999년 하계 조사에서 북서내만역과 국동항 인근정점의 표층퇴적물내 유기물 함량은 만의 중부나 입구역에 비해 최대 3배 가까이 높았다. 특히 해수 소통이 원활하지 않은 북서내만역의 저서환경은 빈산소 수괴 형성과 황화물의 고농도 발생에 의해 극도로 악화된 상태였다. 2000년 동계 조사에서 북서내만역의 용존산소농도는 정상적으로 회복된 상태였지만 표층퇴적물 내에는 여전히 많은 양의 유기물과 황화물이 존재하였다. 하계에 조사된 28개 정점 가운데 북서내만역의 5개 정점에서는 생물이 전혀 출현하지 않았으며 이를 제외한 23개 정점에서 총 119종의 다모류가 평균 900 $ind./m^2$의 밀도로 출현하였다. 전반적으로 종수는 만의 입구와 중앙부에서 높았고 개체 밀도는 유기물 함량이 상대적으로 높은 국동항 인근과 만 입구의 가두리 양식장 근처에서 높았다. 하계 밀도 분포를 좌우한 우점종은 잠재적 유기물 오염 지표종인 Aphelochaeta monilaris와 Lumbrineris longifolia 등이었다. 동계에 조사된 북서내만역과 만 중부의 12개 정점에서는 총 81종의 다모류가 채집되었고 평균 개체 밀도는 2,802 $ind./m^2$로 하계에 비해 다소 증가한 양상이었다. 하계에 무생물구역이었던 정점들은 선소에 인접한 정점을 중심으로 Capitella capitata, Pseudopolydora paucibranchiata와 Dipolydora socialis 등에 의해 우점되고 있었으며 만의 중상부와 중앙부에서는 Euchone alicaudata와 Praxillella affinis 등이 우점하였다. 하계와 동계 다모류군집 각각에 대한 다차원척도법(MDS) 분석 결과, 두 계절 모두 채집 정점의 지형학적 위치에 따라 그룹이 형성되었다. 그러나 이러한 그룹의 형성은 퇴적물 특성과 같은 자연적 요소보다는 빈산소수괴의 발생과 소멸, 유기물 함량의 상대적 농도 분포와 같은 교란적 요소의 차이가 반영된 결과로서 인위적 교란의 정도가 가막만 전체에 분포하는 다모류군집의 구조적 특성을 결정하는데 중요한 역할을 하고 있음을 암시하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.199-213
• /
• 2008

2006년 4월 새만금의 외곽 방조제가 완전히 체절됨에 따라 방조제 내부수역은 염수호수로 전환되었다. 방조제가 조성되는 과정 동안 호수의 수질 변화를 조사하기 위하여 1999년부터 2007년까지 4회의 고정 관측과 13회의 공간 관측이 이루어졌다. 조사 기간 동안 염분, 부유물질, 영양염(DIN, DIP, DISi), 엽록소-$\alpha$를 분석하여 방조제 조성 이후 초기의 수질 변화를 집중적으로 검토하였다. 방조제 체절로 인해 내측의 호수에서 조석의 약화는 저층 퇴적물의 재부유현상을 약화시켰고, 수중의 부유물질 농도를 감소시켰다. 이로서 태양광이 수층의 깊은 곳까지 침투할 수 있게 되었고, 자연히 식물플랑크톤의 광합성이 증가되었을 것이며, 이러한 현상은 엽록소-$\alpha$의 농도가 약 2배 정도 증가하는 결과로 나타났다. 식물플랑크톤의 급격한 성장과 수중의 부유물질의 농도 감소는 표층수의 DIP 농도를 더욱 감소시키는 결과로 나타났고, 이에 반해 표층수의 DIN과 DISi는 방조제 체절 이후 새만금호 내에서 확장된 담수의 영향과 저층에서의 공급으로 인하여 식물플랑크톤의 소비에도 불구하고 체절 이후에 증가한 것으로 평가되었다. 이에 따라 수중의 N/P 비율이 급격하게 증가하게 되었고, DIP가 일차생산의 제한인자로서 작용하게 되었다. 결과적으로 새만금호는 방조제의 체절로 인하여 과거에 전형적인 대조차 연안환경에서 DIP가 일차생산의 제한인자로 작용하는 기수환경으로 전환되었다. 금강 하구언 조설 이후 금강하구에서도 동일한 현상이 나타났으나, 새 만금호수의 경우 현재까지 해수 유통이 계속되고 있기 때문에 염수쐐기현상을 통해 저층으로 유입한 해수로 인해 염분 성층이 발생한다면 여름철에 저층에 국부적인 빈산소층이 발생할 가능성이 있으므로 이에 대비한 집중적인 감시가 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제47권2호
• /
• pp.145-159
• /
• 2014

본 연구에서는 충주댐을 대상으로 유역모델인 SWAT과 저수지모델인 CE-QUAL-W2를 연계 적용하여 기후변화에 따라 저수지로 유입되는 하천의 유량 및 탁수발생량을 모의하고, 저수지내의 탁수변화 및 부영양화 영향평가를 통한 저수지 수환경 변화를 전망하였다. 먼저 SWAT을 적용하여 강우시 저수지 유입하천의 유량 및 수질을 모의하여 모델의 재현성을 검토하였으며, 모형의 보정(2000~2005)과 검증(2006~2010) 결과 모델 예측값과 실측값이 적절하게 일치하는 것으로 나타났다. SWAT의 결과를 CE-QUAL-W2의 하천유량 및 유입수 수질경계조건 입력자료로 활용하고, 보정(2010년)과 검증(2008년)을 통하여 저수지 내 시간에 따른 물수지, 수온 변화, 부유물질(SS), T-N, T-P 및 부영양화(Chl-a) 양상 등을 분석하고 모델의 재현성을 검토하였다. 이후 기후변화 시나리오 적용에 따른 저수지 내수환경변화를 모의하기 위한 기후변화자료로 IPCC AR4 GCM(ECHO-G)을 고해상도지역 기후 시나리오로 개선시킨 RCM(MM5)의 A1B 시나리오를 다시 태풍사상을 고려한 인공신경망 기법에 의해 상세화하여 이용하였다. 기후변화 시나리오에 따른 기온증가의 영향으로 미래로 갈수록 상층수온은 증가하는 반면 심층수온은 감소하는 경향을 보였다. SS 최고유입농도는 평수년에 비해 풍수년에 17%, 갈수년에 0.2% 가량 증가하는 것으로 나타났다. 호소내 SS 10mg/L 이상 점유일수는 평수년에 비해 풍수년이 6일, 갈수년이 17일 증가하였고, 점유율 역시 풍수년에 24%, 갈수년에 26%가량 증가하는 것으로 분석되었다. 미래로 갈수록 기후변화가 충주댐 탁수장기화에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. Chl-a의 최고농도는 평수년에 비해 풍수년에 19%, 갈수년에 3% 가량 조류의 농도가 증가되는 것으로 나타나 조류의 영향이 커지는 것을 알 수 있었다.