• 한국환경과학회지
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• 제22권3호
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• pp.259-267
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• 2013

In this study, non-point source(NPS) contribution was investigated based on flow rates and water qualities of streams into the lake during rainfall events. Event mean concentration(EMC) and the pollution loads were calculated to establish a database for NPS control measurement in the survey area, and so on. The runoff characteristics of NPS were investigated and estimated on the basis of the ratio of an agricultural to forest area in the stream of sub-catch basin during rainfall events. Non-point source pollution loads were also calculated to establish a database for NPS control measure in the upstream lake Chinyang. At a rainfall event, BOD concentrations rise sharply at the early peak time of runoff, however, peaks of TSS concentration were observed at the similar time of peak flow. This was a phenomenon shown at the watersheds caused by forest and geological types. The discharged EMC range was 2.9-4.8 mg/L in terms of BOD. The discharged EMC range was 6.2-8.2 mg/L in terms of SS. The discharged EMCs of T-N and T-P were 1.4-2.5 mg/L and 0.059-0.233 mg/L, respectively. Total BOD loading rate through the 3 tributaries to the lake Chinyang was 1,136 kg/d during dry weather. The upper watershed area of the Nam-river dam in this study was divided into 14 catchment basins based on the Korean guideline for total maximum daily load(TMDL) of water quality pollutants. The higher the agricultural land-use ratio, the more NPS loading rate discharged, but the more occupied a forest area, the lower more NPS loading rate discharged. In an agricultural land-use area more than 20%, the increase of NPS loadings might be dramatically diffused by increasing the integrated complex-use like vinyl-house facilities and fertilizer use etc. according to the effective land-use utilization. The NPS loading rates were BOD 0.3 $kg/ha{\cdot}day$, SS 0.21 $kg/ha{\cdot}day$, TN 0.02 $kg/ha{\cdot}day$, TP 0.005 $kg/ha{\cdot}day$ under less than 10% agricultural land-use. In agricultural land-use of 20%-50%, these values were investigated in the range of 0.32 $kg/ha{\cdot}day$-0.73 $kg/ha{\cdot}day$ for BOD, 0.92 $kg/ha{\cdot}day$-3.32 $kg/ha{\cdot}day$ for SS, 0.70 $kg/ha{\cdot}day$-0.90 $kg/ha{\cdot}day$ TN, 0.03 $kg/ha{\cdot}day$-0.044 $kg/ha{\cdot}day$ for TP.

• 환경생물
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• 제38권1호
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• pp.71-81
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• 2020

국내 발생 암모니아 중 가축분뇨의 기여율이 높은 것은 자명한 사실이다. 암모니아 배출량 산정 과정의 정확도와 신뢰도 향상을 위해서는, 가축분뇨 발생량의 정확한 집계, 가축분뇨의 퇴비화 및 액비화 과정에서 단계별 암모니아 전환량과 발생량 산출, 퇴액비의 저장 및 운송과정에서의 암모니아 발생량 산정 그리고 토양 살포 과정과 방법에 따른 암모니아 발생량 비교 연구가 반드시 수행되어야 할 것이다. 미국과 유럽과 비교해 볼 때, 특히 국내 배출계수가 상대적으로 매우 획일적이고 시공간적으로 세분화되지 못해 국내 실정을 충분히 반영하지 못하고 있다. 암모니아 배출계수 산정의 정확도와 전문성을 향상 시킬 수 있는 방안으로, 퇴액비의 특성, 토양의 특성 그리고 기후 특성의 복합적인 고려가 가능한 챔버시스템을 활용할 수 있을 것이다. 국내외 암모니아 배출과 관련한 자료의 검토와 비교를 통해 현재 국내 시스템의 부족한 점과 나아가야할 방향을 확인할 수 있었으며, 암모니아 배출유량 산정이 가능한 챔버 시스템을 제언하였다. 향후 누락배출원의 신규 배출계수 산정과 같은 실질적인 정책과의 연계를 위해서는 실내의 챔버 시스템에서 더 나아가 현장에서의 mesocosom 시스템의 방법론 구축 또한 필요할 것으로 판단된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제46권3호
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• pp.335-341
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• 2007

농업생태계 내 수서곤충류의 주 서식지는 연중 수계가 유지되는 연못, 농수로, 저수지 등으로 확인되었다. 조사지역별 곤충 출현 종수는 무비무농약지역이 친환경농업지역 및 관행농업지역에 비해 많았고 오염원 유입지역인 주거 및 공단지역의 경우 현저히 낮은 경향을 보였으며, 동일 지역 내에서는 연못이 수로에 비해 높게 나타났다. 농업생태계 건전도를 평가할 수 있는 지표종으로 물방개(Cybister japonicus), 검정물방개(Cybister brevis), 자색물방개(Hyphydrus japonicus), 알물방개(Noterus angustulus) 등 4종을 선발하였다. 환경평가 요인으로는 지표곤충으로 선발한 4종의 출현종 수, 대상지역 내에서 물방개류 전체 출현종 수 및 다양도 지수 등 3개 요인으로 설정하였으며, 평가 등급은 최상의 환경보전 지역을 I등급, 우량 환경지역을 II등급, 최소한의 환경지역으로 개선이 요구되는 지역을 III등급, 불량환경 지역으로 시급한 개선이 요구되는 지역을 IV등급으로 구분하였다.

• 한국기후변화학회지
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• 제3권2호
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• pp.129-142
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• 2012

본 연구는 벼 생산에 필요한 농자재의 제조와 벼 재배과정 그리고 농자재의 폐기과정에서 발생되는 탄소성적을 산정하고, 주요한 온실가스인 메탄의 발생 저감을 위한 재배기술을 비교평가하기 위해 수행되었다. 벼 생산 단계에서 탄소 발생량은 투입된 농자재의 물량을 기준으로 농자재와 에너지의 제조단계에서 탄소발생량, 농작물 생육 단계에서는 시비질소 유래 아산화질소 발생량과 에너지 소비에 탄소 발생량, 농법에 따른 메탄발생량 그리고 농자재의 폐기에 따른 탄소발생량의 합으로 산정할 수 있다. 벼 1 kg 생산 단계에서 발생되는 이산화탄소는 1.40 kg이었으며, 발생된 온실가스 배출비율은 벼 생육 단계에서 메탄 유래 탄소발생량이 71.1%로 가장 많았고, 다음으로 시용된 질소에 의한 아산화질소 유래 탄소발생량이 11.8%였으며, 복합비료 제조단계에서 발생된 탄소발생량이 7.6%에 달하였다. 벼 재배기술 별 메탄 발생량을 비교한 결과, 중만생종 대비 조생종 품종재배로 44.4%, 늘 물대기 대비 중간 물떼기로 43.8%, 암거배수처리로 38.7%, 이앙재배 대비 직파재배로 32.0%, 경운 대비 무경운 재배로 20.9%의 감축 효과가 있는 것으로 나타났다. 향후 전과정 지구온난화 평가방법을 이용하여 온실가스 감축 실적의 측정-보고-검증 체계 구축이 필요하며, 이는 탄소배출권 거래제나 저탄소농산물 인증제의 과학적 근거를 제시하는 데 기여할 것이다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권2호
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• pp.159-164
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• 2021

토양 중 중금속은 자유이온, 유기산-중금속 복합체를 포함한 다양한 화학종으로 존재한다. 이 중 중금속 자유이온 비율은 식물체의 중금속 흡수와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 중금속 자유이온과 유기산-중금속 복합체 존재 비율이 식물의 납, 카드뮴 흡수에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위하여 수행되었다. 이를 위해 순환식 양액재배 장치에서 28일간 키운 상추를 48시간 동안 납과 카드뮴 용액에 침지시키는 실험을 진행하였다. 침지 전 시트르산, 옥살산, 아세트산, 휴믹산을 이용해 납과 카드뮴 용액의 중금속 자유이온과 유기산-중금속 복합체의 비율이 100:0, 90:10, 70:30, 60:40이 되도록 조절하였다. 침지 후 상추 뿌리와 잎의 납, 카드뮴 농도를 분석한 결과, 용액 중 중금속 자유이온의 비율과 식물이 흡수한 납, 카드뮴 농도는 상관관계를 보이지 않았다. 반면에 처리한 유기산의 종류와 중금속 종류에 따른 차이가 더 큰 것으로 나타났다. 시트르산은 납 흡수는 증가시켰지만 카드뮴 흡수는 감소시켰다. 시트르산은 다른 유기산보다 상추의 납 흡수율을 높였는데 이는 시트르산이 분자량이 크기 때문에 중금속 이온과 복합체를 형성할 수 있는 용량이 더 크기 때문인 것으로 보인다. 그러므로 본 연구 결과는 식물에 의한 중금속 흡수가 단순히 자유이온의 양에 따라 달라지기 보다는 존재하는 유기산의 분자량에 의한 결합용량 차이가 중금속 종류에 따라 달리 작용하여 결정된다는 것을 보여준다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권11호
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• pp.917-929
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• 2019

하천의 탈질은 수질 개선과 정확한 아산화질소($N_2O$) 발생량 추정에 관련해서 매우 중요한 역할을 한다. 탈질과정은 질소 산화물($NO_3{^-}$)을 다수의 단계를 걸쳐 기체 질소($N_2$ 또는 $N_2O$)로 변화시키는 호흡과정으로, 강력한 온난화기체인 $N_2O$의 주요한 생물학적 배출 또는 흡수 과정이다. 수생태계에서는, 물의 범람, 기질 공급과 유체역학적, 생지화학적 특성의 복잡한 상호작용이 탈질 과정과 다단계 반응의 정도에 따라 중간산물인 $N_2O$ 발생량(flux)을 조절한다. 이처럼 기질의 농도뿐만 아니라 하상의 물 흐름과 체류시간이 반응 산물에 영향을 미치지만, 하천에서 탈질 정도를 조절하는 유체역학적 특성과 지형학적, 생지 화학적 인자의 상호작용에 대한 연구 결과는 아직 제한적이다. 본 실험은 미세지형 변화의 영향을 모의하기 위해서 2차원 실험 수로에 사구를 형성하여 하상지형에 따라, 정지상태의 폐쇄형 챔버를 이용해 $N_2O$ 발생량을 측정하였다. 또한 기질과의 미세지형의 상호작용을 확인하기 위해서 두 독립된 실험은 같은 수로와 지형 구조를 가지지만 다른 용존 유기탄소(DOC) 농도로 설계하였다. 또한 얻어진 자료를 토대로 Random Forest 모델을 활용하여 $N_2O$ 발생량과 조절인자를 추정하였다. 높은 DOC 농도 실험에선, $N_2O$ 발생량이 흐름 방향을 따라 증가하다 사구 뒤쪽 경사에서 가장 높은 발생량($14.6{\pm}8.40{\mu}g\;N_2O-N/m^2\;hr$)이 측정되며, 그 이후로 감소하는 경향을 보인다. 또한 사구 뒤쪽 경사에서 암모늄 농도가 $31.0{\pm}6.24{\mu}g-N/g\;dry\;soil$로 가장 높으며 $N_2O$ 발생량과 유사한 경향을 나타낸다. 반면에, 낮은 DOC 토양은 지형학적 변화에 따른 $N_2O$ 발생량과 암모늄의 변화를 나타내지 않았으며 발생량과 농도 또한 낮게 나타났다. 따라서 본 실험을 통해 비록 지형적 변화는 $N_2O$ 발생량과 화학적 특성에 영향을 미쳤지만, 그 효과는 탄소 가용성에 의해 제한된다는 것을 확인하였다.

• 한국습지학회지
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• 제17권1호
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• pp.45-52
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• 2015

구미의 화학약품 제조업체 휴브글로브에서 불산 유출사고가 발생하고 약 1년 후인 2013년 8월 초 사고 발생 현장 주변에 성립한 식생 피해에 대한 조사를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 소나무와 스트로브잣나무는 매우 심한 피해, 은행나무, 상수리나무, 리기다소나무, 왕버들, 무궁화 및 배롱나무는 심한 피해, 굴참나무, 참싸리 및 참억새는 중간수준의 피해 그리고 갈참나무, 청미래덩굴, 새, 아까시나무 및 오동은 가벼운 피해를 나타내었다. 우리는 피해 현장 주변에서 피해를 입지 않은 어떤 식물도 발견하지 못하였다. 이러한 결과는 불소가 대기, 토양 및 물에 오랫동안 남아 생태계의 모든 수준에 걸쳐 부정적인 영향을 미친다고 알려졌듯이 이 지역에서 지난 해 발생한 불소피해가 여전히 지속되고 있다는 것을 의미한다. 한편, 여천공업단지에서 조사된 결과에 의하면, 식물 잎에 포함된 불소 농도는 비료공장으로부터 거리에 따라 달라졌고 식생 피해는 그 농도에 비례하는 경향이었다. 이런 점에서 불산 유출사고 현장 주변 생태계에 잔존하는 불소의 제거 및 해독 대책이 시급히 요청되고 있다. 불소를 불활성화 시킬 수 있는 칼슘과 마그네슘을 함유하고 있는 돌로마이트의 시비가 그 피해를 완화시킬 수 있는 복원계획의 하나로 준비되었다. 그밖에 토양개량 효과를 증진시키기 위해 인산염 비료 시비가 복원계획으로 추가되었다. 나아가 우리는 불소피해를 완화시키기 위한 두 번째 대책으로 내성종의 도입을 추천하였다. 불소가스 피해로 고사된 나무들을 대체하여 새로운 숲을 만들기 위한 내성종으로 우리는 갈참나무를 추천하였고, 그 숲이 안정된 내부 환경을 확보하기 위한 망토군락을 이룰 식물 종으로는 청미래덩굴과 새를 추천하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제16권1호
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• pp.19-24
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• 1997

금강수계 상류 및 남대천 수계, 금강호유역 중에서 비교적 농업 활동이 많이 이루어지고 있는 수도작지역과 복합영농지역의 토양 및 수질의 오염실태를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 금강수계 토양의 pH는 비교적 산간지대로서 전형적인 농업지대인 상류와 남대천 수계의 경우 약 $5.56{\sim}7.09$ 수준이었으며, 대전공업단지와 농공단지가 주변에 산재해 있는 금강호 유역의 경우 $5.07{\sim}7.21$ 정도의 수준을 유지하고 있었다. 2. 호소에서 부영양화를 유발하는 영양염류 중 대표적인 전질소는 상류와 하류에서 큰 차이를 나타내지 않았으나 질소질비료 시비시기와 부분적으로 배출되는 축산폐수의 영향을 받았으며, 전인산의 함량도 비슷한 경향이었다. 3. 금강수계 수질의 pH는 $6.59{\sim}7.80$으로 양호한 상태였으며, EC의 경우도 상류 및 남대천 유역의 경우 오염 물질의 유입이 적은 관계로 $15{\mu}S/cm$이하를 유지하고 있었으나, 대전공업단지와 부여${\cdot}$공주지역의 농공단지를 거쳐 하류로 유입되는 지점에서 $50{\mu}S/cm$이상을 유지하는 곳도 있었다. 4. 금강상류 및 남대천 수계의 수질 중 COD는 1.0mg/l이하로 상수원수 1급수 수준을 유지하고 있는 반면 금강호 유역에서는 큰 도시나 농공단지 등에서 배출되는 산업폐수와 생활하수의 유입으로 인하여 부분적으로 약간 높게 나타나고 있으나 대부분 2.0mg/l이하로 상수원수 2급수 수준을 나타내고 있었다. 5. 금강수계 상류와 금강호 유역 수질 중 질소원 함량은 큰 차이를 보이지 않았으나 분얼비와 기비를 시비한 시기에 증가하는 경향을 나타내었다. 이것으로 보아 질소질비료의 시비시기에 따른 강우에 의한 토양 유출수 중 영양염류의 집중관리가 수계로 유입되는 영양염류의 농도를 감소시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 6. 금강상류와 금강호 유역 수질 중 인산원의 농도는 전반적으로 0.50mg/l이하였으나, 금강호 유역은 대도시의 형성에 따른 가정하수와 농공단지에서 배출되는 산업폐수가 부분적으로 유입되는 일부 지점에서 높게 나타나고 있었다. 7. 금강수계 상류와 금강호 유역의 토양과 수질 중 중금속함량은 불검출에서 자연함유량 수준으로 아직까지 오염의 우려는 없는 것으로 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권4호
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• pp.289-299
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• 2011

본 연구에서는 시화호 연안오염총량관리제 도입시 과학적인 기초자료를 제공하기 위하여 하천을 통해 시화호로 유입되는 수질오염물질의 농도 특성을 조사하였다. 시화호 유역 하천수 내 부유물질(SS), 화학적 산소요구량(COD), 용존영양염($NO_2$, $NO_3$, $NH_4$, $PO_4$, $SiO_2$), 총인(TP) 및 총질소(TN) 등을 분석하였으며 조사시기별 및 지역별(산업지역, 도시지역 및 농업지역) 하천수의 오염물질 농도 특성을 비교하였다. 12월 조사 결과가 다른 조사 시기에 비해 모든 수질항목에서 상대적으로 높은 농도를 나타냈다. 산업지역 내 하천수에서의 COD의 평균값은 12.6 mg/L로 도시지역(6.6 mg/L) 및 농업지역(5.9 mg/L)에 비해 약 2배 높은 농도를 나타냈다. 총인 농도는 COD와 유사하게 산업지역 내 하천수에서 가장 높았고 농업지역 내 하천에서 상대적으로 낮은 농도를 보였으며 용존 인산염($PO_4$)이 약 21%를 차지하고 있었다. 총질소는 산업지역, 도시지역 및 농업지역에서의 평균농도가 각각 5.89 mg/L, 3.02 mg/L 및 5.27 mg/L로 산업지역과 더불어 질소계 비료의 사용의 영향으로 농업지역에서도 높은 농도를 보였다. 조사시기 및 지역에 따라 차이는 있으나 총질소 중 질소화합물의 평균비율은 $NH_4$ (35.1%) > $NO_3$ (30.0%) > DON (22.8%) > PON (8.9%) > $NO_2$ (3.2%)의 순으로 나타났고 약 70%가 용존무기질소($NH_4$, $NO_3$, $NO_2$)의 형태로 존재하고 있었다. 하천수의 용존영양염, 총인 및 총질소 농도는 시화호 표층수에 비해 3.2~37.2배 높았으며 이는 많은 양의 오염물질이 처리과정 없이 하천을 통해 시화호로 유출되는 것을 시사하고 있다. 특히 시화산단을 관통하는 군자천 중류지역에서 상류 또는 하류지점에 비해 높은 농도를 나타내 산업단지에서 발생한 하수와 폐수 일부가 관로 오접 및 무단 방류되어 하수구를 통하여 유입되고 있어 하천수에 대한 하수처리시설로의 이송 및 환경기초시설 증대 등의 대책이 필요한 것으로 사료된다. 본 연구결과는 향후 시행 예정인 시화호 연안오염총량관리제의 기본계획 및 시행계획 수립시 오염부하량 산정과 삭감계획 수립에 유용한 정보로 사용될 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권4호
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• pp.481-494
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• 2011

다양한 공간규모에 대해서 식생의 생산성을 추정하기 위해 대기와 생태계내의 탄소순환 과정을 모니터링 하는 것은 탄소순환과정과 원격탐사기법을 결합함으로써 기능하다. 그 대표적인 예로서 미국 항공우주국(NASA)에서 개발한 지구관측시스템(Earth Observing System, EOS)은 총 일차생산성 (Gross Primary Productivity, GPP), 순 일차생산성 (Net Primary Productivity, NPP)을 전 지구에 대해 1km의 공간해상도로 제공한다. 그러나 MODIS의 생산성 추정에 기상입력자료로 이용되는 The NASA Data Assimilation Office (DAO)자료는 $1{\circ}\;{\times}\;1.25{\circ}$의 거친 해상도를 가지기 때문에 지역규모에서 지표기상의 상세한 공간적인 이질성을 반영하기 어렵다. 본 연구에서는 MODIS의 Aqua와 Terra 위성의 영상만을 이용하여 생산성을 추정하기 위한 입력자료로 사용되는 일 단위 일사량(MJ $day^{-1}$), 열 최저기온($^{\circ}C$, 낮 시간 평균 대기수증기압 포차(Yapor Pressure Deficit, Pa)을 5 km 해상도로 각각 추정하였다. 각각의 입력자료의 평가를 위해 미국 중서부 Corn Belt 지역 내에 위치하고 있는 7 개소의 지상기반의 관측자료를 수집하였다. MODIS 위성영상을 이용하여 추정한 기상입력자료와 관측자료를 비교한 결과, 일 최저기온은 ME와 상관계수가 각각 0.83에서 0.98, $-0.9^{\circ}C$ 에서 $+5.2^{\circ}C$ 의 범위로 양호한 상관성을 보였다. VPD는 약간 산개하는 경향을 보인다(ME = -183.8 Pa ~ +382.1 Pa; R = 0.51 ~ 0.92). 반면에, 일 단위 일사량은 MODIS가 약간 과대평가하는 경향을 보였지만 대부분의 지역에서 관측자료와 유의한 일치도를 보였다(ME = -0.4 MJ $day^{-1}$ +7.9 MJ $day^{-1}$; R = 0 67 ~ 0.97). 본 연구에서는 맑은 날에 대해서 MODIS 위성영상으로부터 추정된 기상입력자료가 MODIS가 제공하는 기상입력자료보다 상세한 지표 기상의 이질성을 반영한 자료를 생산할 수 있음을 확인하였다.