This study aimed at the introduction of desktop method for assessment of environmental flows developed by International Water Management Institute (IWMI) recently and its application to Geum river basin. This scheme simulated the influence on aquatic ecosystem caused by watershed development and in turn the decrease of water quantity keeping the river's own flow regime. It was found to be as very effective method although it had simple structure. Flow duration curves for different environmental classes at Sutong and Gongjoo sites were estimated according to the natural conditional scenario of Geum river basin and the results were relatively compared well with the previous studies. The behaviors of monthly average runoff time series of both sites showed the level of A class. The results of this study would provide the fundamental data to establish the future plans of monitoring or management for aquatic ecosystem of Geum river basin.
Kim, Joo-Cheol;Lee, Sang-Jin;Ko, Ick-Hwan;Woo, Dong-Hyun
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2010.05a
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pp.933-937
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2010
This study aimed at the introduction of desktop method for assessment of environmental flows developed by IWMI(International Water Management Institute) recently and its application to Geum river basin. This scheme simulated the influence on aquatic ecosystem caused by watershed development and in turn the decrease of water quantity keeping the river's own flow regime. It was found to be as very effective method although it had simple structure. Flow duration curves for different environmental classes at Sutong and Gongjoo sites were estimated according to the natural conditional scenario of Geum river basin and the results were relatively compared well with the previous studies. The behaviors of monthly average runoff time series of both sites showed the level of A class. The results of this study would provide the fundamental data to establish the future plans of monitoring or management for aquatic ecosystem of Geum river basin.
Kwak, Jin Il;Yoon, Sung-Ji;Nam, Sun-Hwa;An, Youn-Joo
Journal of Korean Society on Water Environment
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v.28
no.3
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pp.473-478
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2012
To protect human health and manage increasing hazardous chemicals in stream area, it is necessary to expand water quality hazardous items based on risk assessment with proper monitoring data. Also, it is essential to set up the suitable monitoring frequency to produce reliable exposure data to derive water quality guidelines. However, there has been no harmonized monitoring frequency for risk assessment in both domestic and international monitoring systems. In addition, the monitoring frequency for risk assessment has been selected as 'Research needs' in the International Conference on Deriving Environmental Quality Standards for the Protection of Aquatic Ecosystems (EQSPAE) of 2011. In this study, Cases of UNEP/WHO, EU, European countries, USEPA, ANZECC/ARMCANZ, CCME, Japan, and Korea were analyzed to propose the monitoring frequency for risk assessment. Monitoring frequencies depending on environmental conditions, monitoring object, measurement parameters, and monitoring duration were extensively collected. We observed that a monthly monitoring has been applied at most of organizations including EU, USEPA, and UNEP/WHO. In this study, monitoring frequency of minimum 6 times during 3 years were proposed to conduct the risk assessment based on the current domestic status. However, it is necessary to make agreements among interested parties, and perform additional studies about optimal monitoring frequency to protect the aquatic ecosystem and human health in Korean rivers and streams.
In order to identify potential biomarkers of environmental monitoring, we evaluated heat shock genes expressions as effects of various environmental pollutants (nonylphenol, bisphenol-A, 17aethynyl estradiol, bis(2-ethylhexyl)phthalate, endosulfan, paraquat dichloride, chloropyriphos, fenitrothion, cadmium chloride, lead nitrate, potassium dichromate, benzo[a]pyrene and carbon tetrachloride) on larvae of aquatic midge Chironomus tentans (Diptera, Chironomidae). Heat shock protein 70 gene expression increased in most of chemicals treated larvae compared to control. The response was rapid and sensitive to low chemical concentrations but not stressor specific. In conjunction with stressor specific biomarkers, heat shock protein 70 gene expression in Chironomus might be developed for assessing exposure to environmental stressors in the fresh water ecosystem. Considering the potential of Chironomus larvae as biomonitoring species, heat shock gene expression has a considerable potential as a sensitive biomarker for environmental monitoring in Chironomus.
Park, Ki-Yun;Lee, Dong-Ju;Lee, Chang-Hoon;Won, Du-Hee;Lee, Won-Choel;Kwak, Inn-Sil
Environmental Analysis Health and Toxicology
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v.24
no.3
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pp.241-249
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2009
Heavy metal contaminants on the aquatic environment are of interest because they can have severe effects on economy and public health. Recently, the studies for monitoring of heavy metals try to do on aquatic system to assess safety and health of ecosystem by heavy metals. Thus, biological responses were investigated on Korean fairy shrimp Branchinella kugenumaensis exposed to cadmium (Cd) or copper (Cu) for long-periods (30 days). The survival rate decreased significantly (p<0.05) on B. kugenumaensis exposed to Cd and Cu at all concentrations. Especially, the highest decrease was observed at the relatively high concentration of Cd and Cu (p<0.01) and the response by Cd exposure was at dose-dependent. The growth rates were also decreased significantly (p<0.05) on B. kugenumaensis exposed to Cd and Cu for at all concentrations. Then, the reproduction rate, numbering cyst, was decreased significantly (p<0.01) on B. kugenumaensis after Cd or Cu exposures. Long exposure of the relatively high concentration Cd and Cu can have severe effects on the reproduction, while exposures of Cd and Cu can not have effects on sex ratios of B. kugenumaensis. Additionally, asymmetric telson deformity was only observed after Cd exposure. Therefore, these results suggest that B. kugenumaensis is a sensitive bio-indicator of heavy metal exposure and these biological responses of B. kugenumaensis give important information for long-term monitoring on aquatic ecosystem.
Phytoplankton forms the base of sea ecosystems. Various environmental factors and anthropogenic pollution, primarily, affect the concentration and photosynthetic activity algal cells, and the changes in the phytoplankton photosynthesis influence other elements of aquatic ecosystems. The increase in anthropogenic pollution markedly damages natural aquatic ecosystems, particularly, in the coastal zones, where an intense blooming of microalgae occurs, including the release of highly dangerous ecotoxic substances of various chemical natures (red tides). In this study, we tried to apply as a parameter for the algal blooming prediction in the ocean from fluorescence values in the taken samples around Busan coastal area. F0 value was almost constant but Fv/Fm value showed the irregular pattern. We presume that these results are due to the changes of the ocean environment and climate. To predict or give early warning the algal blooming, we need to investigate the specific area or fixed area through real-time monitoring. Especially, algal blooming prediction or warning can be achieved via continuously monitoring and interpretation of fluorescence changes.
Food webs have received global attention as next-generation biomonitoring tools; however, it remains challenging because revealing trophic links between species is costly and laborious. Although a link-extrapolation method utilizing published trophic link data can address this difficulty, it has limitations when applied to construct food webs in domestic streams due to the lack of information on endemic species in global literature. Therefore, this study aimed to develop a link extrapolation-based food web model adapted to Korean stream ecosystems. We considered taxonomic similarity of predation and dominance of generalists in aquatic ecosystems, designing taxonomically higher-level matching methods: family matching for all fish (Family), endemic fish (Family-E), endemic fish playing the role of consumers (Family-EC), and resources (Family-ER). By adding the commonly used genus matching method (Genus) to these four matching methods, a total of five matching methods were used to construct 103 domestic food webs. Predictive power of both individual links and food web indices were evaluated by comparing constructed food webs with corresponding empirical food webs. Results showed that, in both evaluations, proposed methods tended to perform better than Genus in a data-poor environment. In particular, Family-E and Family-EC were the most effective matching methods. Our model addressed domestic data scarcity problems when using a link-extrapolation method. It offers opportunities to understand stream ecosystem food webs and may provide novel insights into biomonitoring.
The genetic toxicity of environmental pollutants, namely, nonylphenol (NP), bisphenol A (BPA) and chloropyriphos (CP) was investigated in aquatic sentinel species, freshwater crustacean, Daphnia magna, and larva of aquatic midge, Chironomus tentans, using Comet assay. Physiological effect of such pollutants was also investigated by studying the specimens' rates of reproduction, growth and survival. Acute toxicity results showed that, as expected, Daphnia was more sensitive than Chironomus to chemical exposure. The order of acute toxicity was CP > NP > BPA in D. magna and NP > CP > BPA in C. tentans. BPA may exert a genotoxic effect on D. magna and C. tentans, given that DNA strand breaks increased in both species exposed to this compound, whereas NP- and CP-induced DNA damage occurred only in C. tentans. In vivo genotoxic data obtained in aquatic sentinel species could provide valuable information for freshwater quality monitoring. The experiments with NP-exposed D. magna showed that the pollutant has long-term effects on reproduction, whereas no short-term effect on DNA integrity was found, being an example of a false-negative result from the biomarkers perspective. This result could be interpreted that other mechanism than genetic alteration might be involved in NP-induced reproduction failure in D. magna. False-positive results from the genotoxic biomarker obtained in BPA-exposed D. magna and in NP-exposed C. tentans make it difficult to use DNA integrity as an early warning biomarker. However, as the mere presence of genotoxic compounds, which are potentially carcinogenic, is of high concern to human and ecosystem health, it could also be important to rapidly and effectively detect genotoxic compounds in the aquatic system in ways that do not necessarily accompany a higher level of alteration. Considering the potential of D. magna and C. tentans as bioindicator species, and the importance of genotoxic biomarkers in ecotoxicity monitoring, DNA damage in these species could provide useful information for environmental risk assessment.
Jung, Jin-Hong;Lim, Hyun-Man;Yoon, Young H.;Park, Jae-Roh;Kim, Weon-Jae
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.38
no.4
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pp.184-192
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2016
A profiling monitoring system has been developed to monitor the water quality variations according to each water depth and applied for a test-bed. The key parameters were derived to disclose the aquatic ecology and environment of river systems, and the real-time monitoring techniques to profile the variations of each parameter were verified. Monitoring parameters were configured to include water quality, hydrodynamic, and weather conditions. Considering the water depth of the 4 major rivers in Korea, a profiling monitoring system with 1.0 m water depth interval for each monitoring has been established. To understand the real-time variation properties in the Han river, the monitoring system has been installed and operated at the YangHwa-Dock as a test-bed. Based on the results of the detailed analyses on the spring season, as the characteristic diurnal and water-depth-related variations for water temperature, pH, dissolved oxygen (DO), and chlorophyll-a were observed, it could be concluded that the real-time water-depth profiling monitoring system is a very effective tool for the proper management of river environment.
Vinyl chloride (VC) is a known human carcinogen, and it is released to multi-environmental media via several exposure routes. VC was potentially evaluated as a water quality pollutant based on human health risk assessment in Korean water environments. In this study, we investigated physicochemical and toxicological properties of VC, human health and ecological risk assessment, and the regulation of VC as a water quality pollutant in developed countries. Currently there are no standard or guideline values of VC in Korean legal system for the protection of human health and aquatic ecosystem, except that it is designated as a specific toxic substance and a water quality pollutant. Human health risk assessment of VC was previously performed based on the limited water quality monitoring data. The monitoring level of VC in Korean water system is more higher than other countries'. VC was assessed as potential hazardous chemical based on the US EPA's cancer risk assessment. There were a few ecotoxicity data of VC available using very limited kinds of aquatic organisms, and the toxicity results obtained seem to be overestimated without considering the losses of VC in open exposure system. Therefore it is needed to monitor the VC in various areas and to carry out the ecotoxicity research using multi-level organisms. We expect that these results can be useful information for implementing VC as a water quality pollutant in legal system for the protection of human health and aquatic ecosystem in near future.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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