• 제목/요약/키워드: eutrophic states

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이화학적 수질인자가 부영양화된 마산저수지의 세균분포에 미치는 영향 (Effects of Environmental Factors on the Bacterial Community in Eutrophic Masan Reservoir)

  • 남귀숙;손형식;차미선;조순자;이광식;이상준
    • 미생물학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.95-101
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    • 2003
  • 부영양화된 농업용저수지인 마산지(충남 아산)에서 DAPI와 fluorescent in situ hybridization방법을 이용하여 세균분포의 변화와 이에 영향을 미치는 이화학적 수질인자를 상관관계분석을 통해 살펴보고자 하였다. 2000년 6월부터 11월 동안의 월평균 수온은 12.3~$27.5^{\circ}C$, 수소이온농도(pH) 7.5~9.0, 용존산소량(DO) 7.1~12.8 mg/L의 범위를 보여주었다. 생화학적산소요구량(COD)(6.4-13.0 mg/L)과 엽록소 a(Chl-a)(30.5-99.0 mg/㎥), 총질소(TN)(1.748~3.543 mg/L)는 7뭘, 8월에 높게 나타난 반면, 부유물질(55)(7.5~25.7 mg/L), 총인(TP)(0.104~0.581mg/L)은 9월에 가장 높게 나타나 강우의 영향과 퇴적층의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 충세균수는 0.4~9.6$\times$$10^{6}$ cells/ml로 총세균수를 기준으로 중영양~부영양상태를 나타내었으며, 총균수에 대한 Eubacteria의 비율은 67.6~88.0%로 높은 범위를 보여주었다. 총세균수 및 Eubacteria group의 분포에 영향을 미치는 이화학적 수질인자를 검토하기 위한 상관관계분석 결과 수온보다는 Org-N, Org-P등 유기성의 영양염류가 세균군집크기와 상관성이 가장 높게 나타나 가장 큰 영향을 미치고 있는 요인으로 나타났으며, Proteobacteria group은 Org-P, Org-N과 가장 큰 영향을, 수온, 전기전도도(EC), COD, 무기질소 등도 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면에 C-F group은 Org-N에 HGC group은 수온에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 그외 항목에서는 Proteobacteria group보다 영향성이 크지 않은 것으로 나타났다. pH, DO, BOD, SS등의 항목에 대해서는 서로 영향을 미치지 않았으며, Chl-a와는 유의성있는 상관성이 전혀 없어 서로 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 다른 마산지에서는 식물플랑크톤보다는 강우현상과 그에 따른 유기물질의 영향을 크게 받는 것을 알수 있었다. 따라서 농업용저수지인 마산저수지의 세균군집의 계절적 분포는 수생태계내의 식물플랑크톤의 변화보다 강우현상 및 호소내부의 유기오염물질변화, 수온 등의 환경요인에 더 크게 영향을 받는 것으로 판단되며, 향후 오염된 농업용저수지에서 세균군집 변화에 대한 좀더 면밀한 검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

동물플랑크톤 군집의 수생태계 환경 평가 지표 활용: 부영양화 저수지 수질 평가를 위한 윤충류 기능성 그룹의 적용 (Zooplankton Community as an Indicator for Environmental Assessment of Aquatic Ecosystem: Application of Rotifer Functional Groups for Evaluating Water Quality in Eutrophic Reservoirs)

  • 오혜지;장광현;서동일;남귀숙;이의행;정현기;윤주덕;오종민
    • 환경영향평가
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    • 제26권6호
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    • pp.404-417
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    • 2017
  • 본 연구에서는 수생태계 환경 지표로써 윤충류 군집의 활용 가능성을 평가하기 위해 부영양화 진행 정도에 따른 윤충류 군집의 반응 양상을 분석하였다. 윤충류 군집의 시,공간적 분포와 수질과의 관계를 평가하기 위해 지리상 인접하게 위치해 있으나 수질 항목 및 부영양화 정도가 서로 다른 충청남도 소재의 전대저수지와 초대저수지를 연구 대상지로 선정하였다. 분석을 위해 두 저수지에서 2013년 4월부터 11월까지 수질 및 윤충류 군집의 월별 조사를 실시하여 상관관계 분석 및 회귀 분석을 실시하였다. 윤충류 군집은 종 조성과 기능성 그룹 조성으로 나누어 적용하였으며, 기능성 그룹의 경우 섭식 성향을 대변할 수 있는 트로피(trophi)의 구조와 형태 및 개체 크기, 생태를 고려하여 분류하였다. 분석 결과, 종을 기반으로 한 조성의 경우 일관적인 경향이 나타나지 않았으나, 기능성 그룹 조성의 경우 부영양화 정도에 따른 그룹 특이적 증감 경향이 관찰되었다. 이러한 결과는 수생태계, 특히 과영양 상태의 저수지에 대한 환경지표로써 윤충류 기능성 그룹 조성의 활용 가능성을 제시한다. 반면, 본 연구에서는 제한된 연구 지점에서의 현장 결과를 바탕으로 하고 있어, 향후 윤충류 기능성 그룹의 섭식 성향에 따른 환경 적응과 관련한 추가 연구가 이루어진다면 윤충류 군집을 수생태계 내 다양한 변화의 모니터링과 평가 및 비교에 적용 가능할 것으로 여겨진다.

Investigating the Impact of Best Management Practices on Nonpoint Source Pollution from Agricultural Lands

  • 최예환
    • 한국농공학회지
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    • 제32권E호
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    • pp.1-19
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    • 1990
  • Abstract Over the last several decades, crop production in the United States increased largely due to the extensive use of animal waste and fertilizers as plant nutrient supplements, and pesticides for crops pests and weed control. Without the application of animal waste best management, the use of animal waste can result in nonpoint source pollution from agricultural land area. In order to increase nutrient levels and decrease contamination from agricultural lands, nonpoint source pollution is responsible for water quality degradation. Nonpoint source pollutants such as animal waste, ferilizers, and pesticides are transported primarily through runoff from agricultural areas. Nutrients, primarily nitrogen and phosphorus, can be a major water quality problem because they cause eutrophic algae growth. In 1985, it was presented that Watershed/Water Quality Monitoring for Evaluation BMP Effectiveness was implemented for Nomini Creek Watershed, located in Westmoreland County, Virginia. The watershed is predominantly agricultural and has an aerial extent of 1505 ha of land, with 43% under cropland, 54% under woodland, and 3% as homestead and roads. Rainfall data was collected at the watershed from raingages located at sites PNI through PN 7. Streams at stations QN I and QN2 were being measured with V-notch weirs. Water levels at the stream was measured using an FW-l Belfort (Friez FWl). The water quality monitoring system was designed to provide comprehensive assessment of the quality of storm runoff and baseflow as influenced by changes in landuse, agronomic, and cultural practices ill the watershed. As this study was concerned with the Nomini Creek Watershed, the separation of storm runoff and baseflow measured at QNI and QN2 was given by the master depletion curve method, and the loadings of baseflow and storm runoff for TN (Total Nitrogen) and TP (Total Phosphorus) were analyzed from 1987 through 1989. The results were studied for the best management practices to reduce contamination and loss of nutrients, (e.g., total nitrogen and total phosphorus) by nonpoint source pollution from agricultural lands.

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화옹호의 부영양화 방지를 위한 영양염류 삭감률 산정 (Estimation of Nutrients Reduction Rates to Prevent Eutrophication on the Hwaong Reservoir)

  • 김미아;김영희;이홍근;황대호;김지영
    • 한국물환경학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.589-596
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    • 2004
  • In this study, the reduction rates of nutrients were suggested to prevent eutrophication on the Hwaong reservoir in the year of 2008 and 2012. With EPA's WASP6 model, future water quality were simulated. In 2008, T-N would be 1.36mg/L and T-P 0.100mg/L on average. ; In 2012, T-N 2.66mg/L and T-P 0.128mg/L. With all the water quality management plans that the government authorities are carrying out, these results indicate that the reservoir would be reach the eutrophic or hypertrophic state according to the Vollenweider's trophic states. Therefore, the Hwaong reservoir requires additional plans for nutrients management. Here, the target water quality to prevent eutrophication of the reservoir sets into mesotrophic state ; T-N 0.475mg/L and T-P 0.02mg/L.(median of Vollenweider index for mesotropphic state) The reduction rates of nutrients on Namyang and Eoeun streams were estimated with uniform treatment method to meet the goal. The results showed that nutrients from two streams should be reduced up to 78% in 2008, and 84% in 2012. Since the ratio of T-N/T-P would be higher than 16 at target years, T-N was not considered as the limiting factor and was not reduced.

농업용 저수지의 수질 예측 모델을 위한 PSO(Particle Swarm Optimization) 알고리즘의 적용 (Application of Particle Swarm Optimization(PSO) for Prediction of Water Quality in Agricultural Reservoirs of Korea)

  • 권용수;배미정;황순진;박영석
    • 생태와환경
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    • 제41권spc호
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    • pp.11-20
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    • 2008
  • 본 연구에서는 농림부와 환경부의 전국수질측정망 자료를 이용하여 2002년 9월 전후에 조사된 전국 290개 농업용 저수지의 Chl-${\alpha}$ 농도를 예측하였다. 우리나라 290개 농업용 저수지의 9월 전후 영양상태를 분류한 결과, 부영양 상태 이상을 나타내는 저수지가 $TSI_{CHL}\;64.1%,\;TSI_{TP}\;75.5%$로 대부분의 저수지가 높은 부영양화 상태를 보였다. 이렇게 분류된 저수지의 영양 상태를 환경특성에 따라 판별분석을 실시하였다. 그 결과 전체 판별적중률은 약 60%를 보였다. 판별분석의 결과에 정준분석을 실시한 결과, 각 그룹은 영양상태에 따라 구분이 되었으며, COD, DO, TP등이 중요한 인자로 나타났다. 또한 MLP-PSO 모델을 이용하여 부영양화에 따른 저수지 수질을 예측한 결과 높은 예측력을 보였으며 (r=0.831, p<0.05), 민감도 분석 결과 COD와 TP가 상대적으로 가장 중요한 요인으로 작용하였으며, 고도 및 제방 높이는 음의 영향을 미치는 것으로 나타났다.

영양염류, 투명도 및 엽록소를 이용한 인공호 영양상태, 경험적 모델 분석 및 변수들 간의 상호관계 (Reservoir Trophic State and Empirical Model Analysis, Based on Nutrients, Transparency, and Chlorophyll-${\alpha}$ Along with Their Relations Among the Parameters)

  • 안광국;김재경;이상재
    • 환경생물
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    • 제26권3호
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    • pp.252-263
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    • 2008
  • 본 연구는 연구의 목적은 총질소(TN), 총인(TP), 엽록소(Chl), 투명도(SD)의 변수를 이용하여 호수의 영양상태(Trophic state)를 평가하였고, 전기전도도에 따르면 부유물질(SS)의 역동성을 비교 평가하여 총질소-엽록소(TN-Chl), 총인-엽록소(TP-Chl), 엽록소-투명도(Chl-SD)의 경험적 모델을 분석하였다. 호소의 영양상태 분석에 따르면, 36개 인공호 중 절반이상이 부영양-과영양화 상태 (Eutrophy-Hypertrophy)로 나타났다. 총인의 월 변이(% Variation)가 최고 500%까지 상회하였으며 특히 8월에는 연중 최고치를 보였다. 한편 총질소의 월 변이는 90% 이하로 나타났으며, 모든 호수에서 평균 총질소 농도는 1.2 mg L$^{-1}$ 이상을 상회하여, 배경 농도가 높은 것으로 나타났다(부영양-과명양화상태). 경험적 모델 분석에 따르면 투명도의 변이는 총인(R$^2$=0.15, p<0.001) 및 총질소 (R$^2$=0.20, p<0.001)보다 주로 엽록소 (R$^2$=0.31, p<0.001)에 의해 설명되는 것으로 나타났다 총인, 총 질소의 비 (TN : TP ratio)의 분석에 따르면, 대부부의 인공호는 조류 생장에 있어 잠재적인 인(P)의 영향을 시사하였다. 따라서 식물성 플랑크톤 성장은 질소보다 인에 의하여 조절 되는 것으로 나타났다. 수질 변수의 연 평균값에 로그-전환(Log$_{10}$ transformation)한 후 실시한 선형 회귀분석에 따르면 엽록소는 총인 및 총질소에 의해 각각 30%, 15% 설명되어, 연관성이 극히 낮은 것으로 나타났다. 그러나 개별 호소에 대한 선형 회귀분석 일부 총인-엽록소가 강한 정 상관관계 (R$^2$=0.62, p=0.002, n=12)를 총질소-엽록소에서는 유의성이 없는 것으로 나타났다(p=0.892, n=12). 상기 연구를 종합해보면 경험적 모델 분석 시 자료의 평균효과(Averaging effect)는 모델의 변이성을 설명하는 데 중요한 것으로 나타났다.

마산저수지의 어류 종조성 및 생태 지표 특성 분석 (Analysis of Fish Compositions and Ecological Indicator Characteristic in Masan Reservoir.)

  • 한정호;이의행;안광국
    • 생태와환경
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    • 제42권2호
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    • pp.212-220
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    • 2009
  • 본 연구는 2008년 11월에 마산저수지를 대상으로 어류 종조성 및 섭식길드 및 오염내성길드에 따른 생태지표 특성을 분석하고, 이와 연관된 화학적 수질 특성 변화를 분석하였다. 채집된 어류는 총 12종(6과)으로 나타났고, 주요 우점종은 피라미, 치리, 참붕어 등으로 나타났다. 한국 고유종은 3종만이 출현하였으며, 외래도입종은 떡붕어 1종이 출현하였다. 생태지표 특성 분석에 따르면, 내성종 및 잡식종의 상대풍부도는 각각 98%로 단연 우점하는 것으로 나타나, 이화학적 질적저하 및 물리적 서식지 교란요인에 의한 영향을 반영하고 있었다. 호안에 따른 종분포 특성 분석 결과, 정수식물이 발달한 호안에서 대부분의 어류가 95% 이상이 채집된 것으로 나타났다. 또한 하상 기질 특성에 따른 분석 결과, 뻘(Silt)로 된 구간에서 가장 많은 종 (11종, 91.7%)이 채집되어, 하상기질에 따라 유의한 차이를 보이고 있었다. 화학적 수질자료 분석에 따르면, 호수 영양상태 지표인 총인(TP) 및 Chl-a의 농도는 모두 과영양상태인 것으로 나타났으며, 호수의 유기물오염의 지표로 사용되는 COD도 평균 10.9 mg $L^{-1}$로 나타났다. 마산저수지의 이러한 수질저하는 어류의 섭식구조(잡식종의 증가) 및 내성종의 증가 등을 통해 반영되었다. 향후 마산저수지의 어류상 및 어류 종조성이 향상을 위해서 수질 개선 및 서식지 복원이 펼요할 것으로 사료된다.