• 환경영향평가
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• 제29권1호
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• pp.8-25
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• 2020

산업화는 도로축적퇴적물(road-deposited sediment, RDS)의 발생과 중금속 오염을 증가시켰고, 이는 비점오염을 통해 주변 수환경에 심각한 영향을 끼칠 수 있다. RDS의 오염과 입자 크기와의 관계는 오염관리를 위해 중요하나, 이에 대한 정보는 매우 부족하다. 본 연구에서는 시화호 및 주변 하천의 주요한 비점오염원으로 판단되는 시화산업단지 내 25개 정점에서 수거된 RDS 시료의 입도에 따른 중금속 분포특성과 환경영향에 대한 연구를 수행하였다. 농집지수(I_geo)는 RDS가 주로 Zn, Cu, Pb, Sb에 의해 오염되었음을 보여주었고, 이들의 농도범위는 Zn, Cu, Pb, Sb이 각각 633-3605, 130-1483, 120-1997, 5.5-50 mg/kg이었다. 이는 국내외 다른 도시에 비해 매우 높은 수준이었다. 대부분의 중금속은 농도와 입도와의 높은 음의 상관관계를 보였다. 250 ㎛ 이하의 분율은 전체에 대한 질량 부하와, 오염 기여율이 각각 평균 78.6, 70.4%로 매우 지배적이었다. 강우 유출을 통해 인근 하천으로 유입될 확률이 높을 것으로 간주되는 125 ㎛ 이하의 입자 분율에 대한 오염평가 결과, 이는 저서생물에 독성을 나타낼 수 있는 매우 오염된 수준이었다. 입자 크기별로 나누어 RDS의 금속원소에 대한 주성분 및 요인분석을 실시한 결과, 250 ㎛ 보다 큰 RDS는 주변의 산업시설이, 250 ㎛ 보다 작은 RDS는 차량운행이 중금속오염의 주요 요인일 것으로 나타났다. 본 연구 결과, 시화산업단지 내 RDS의 중금속오염 및 인근 수역으로의 비점오염의 효율적인 저감을 위해서는 125에서 250 ㎛ 이하의 미세한 RDS 입자의 제어가 매우 중요한 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제39권4호통권118호
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• pp.498-507
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• 2006

본 연구에서는 2002년 8월부터 2003년 7월까지 우포늪 수계에서의 이온농도, 부유물 농도 및 서식지 특성에 대한 계절성 강우패턴의 영향을 평가하였다. 총부유물질(TSS)의 공간적 변이는 하절기의 장마기간 동안 가장 현저하게 나타났다. TSS 중 무기부유물의 상대비율(ISS:TSS)은 크게 증가했으며 이는 상류에서 하류로 갈수록 증가하는 양상을 보였다. 이런 현상은 낙동강 본류로부터 역류하는 탁수에 기인하는 것으로 사료되었다. 장마기간 동안 ISS:TSS의 비율은 상류(43%)보다 하류(92%)에서 크게 증가한 수치를 보였다. 또한 투명도는 하류역으로 갈수록 감소였으며 (평균=0.13 m, 범위=0.08-0.21), 탁수는 조류생장 및 1차생산력에 직접적으로 영향을 미쳐 낮은 엽록소-a값 (범위=$4.2-8.6\;{\mu}g\;L^{-1}$)을 보였다. 2차 조사 시 ISS 농도는 평균 4 mg $L^{-1}$ (범위=3.3-4.8 mg $L^{-1}$)였고, 이런 값은 홍수기 조사인 1차 조사에 비해 14배나 감소한 수치였다. 한편, ISS는 크게 감소한데 비해 OSS의 상대비는 높게 증가했다. 이러한 현상은 3차 조사에서도 같은 양상으로 나타났으나 5월에 실시된 4차 조사에서는 상이한 결과를 보였다. 10개 변수를 기반으로 한 정량적 서식지 평가에 따르면, QHEI는 4차 조사에서 최대값을 보였으며, 2차 조사에서는 가장 큰 공간적 변이를 보였다. 결과적으로, 장마기간의 집중강우는 토평천과 우포늪에서의 토사 침전 및 영양물질 순환에 크게 기여하는 것으로 사료되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권12호
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• pp.1219-1230
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• 2008

여름철 홍수시 성층화된 저수지로 유입하는 하천수는 저수지 표층수에 비해 낮은 수온과 높은 부유고형물질(SS) 농도를 가지므로 주변수에 비해 상대적으로 높은 밀도를 가지게 된다. 이러한 밀도차로 인해 형성된 밀도류의 저수지 내 진행과정은 수질과 수생태계에 큰 영향을 주게 된다. 따라서 하천수 밀도류의 거동분석은 저수지 수질관리를 위한 현장조사의 최적화, SS와 영양염류 등 오염물질의 이송 확산 해석에 중요한 요소이다. 본 연구의 목적은 기존 연구를 통해 검증된 2차원 수치모델을 이용하여 다양한 홍수규모에서 대청호로 유입하는 하천 밀도류의 거동 특성인 침강점 수심($d_p$)과 거리($X_p$), 분리점 수심($d_s$), 중층류 관입두께($h_i$), 댐축 도달시간($t_a$), 감소율(${\beta}$)을 분석함으로써 저수지 수질관리를 위한 기초정보를 제공하는데 있다. 모의조건은 평수년이었던 2004년 6월 13일부터 7월 3일 동안 발생한 홍수사상의 수문곡선을 기준으로 유입 유량의 규모를 10개의 등급으로 나누었으며, 초기 성층조건은 탁수가 유입되기 전의 발달된 성층구조를 적용하였다. 유입수와 저수지 성층구조의 특성치는 밀도 Froude 수(Fri)로 나타내었으며, 10개의 $Fr_i$ 조건별로 $d_p,\;X_p,\;d_s,\;h_i,\;t_a$, SS의 ${\beta}$값 등을 산정하였다. 연구결과 $d_p,\;X_p,\;d_s,\;h_i$는 대체로 $Fr_i$ 값과 비례하여 증가하였으며 중층류의 진행속도도 빨라지는 경향을 나타내었으나, 저수지 지형변화에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 정상상태를 가정하는 Hebbert 식은 저수지 수위변화와 지형변화를 고려하지 못하기 때문에 수치모델 보다 $d_p$값을 과대 산정하였다. 유입 SS 농도의 감소율(${\beta}$)은 $Fr_i$가 클수록 작아지는 경향을 보였으나, $Fr_i$>9.0에서는 난류혼합효과 때문에 다시 증가하였다. 연구결과는 저수지운영 실무자들이 홍수규모별로 탁수의 초기 거동특성을 간단히 예측하는 목적으로 사용할 수 있다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제10권1호
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• pp.57-65
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• 1994

본(本) 연구(硏究)는 강원대학교(江原大學校) 임과대학(林科大學) 부속연습림(附屬演習林)의 임도개설유역(林道開設流域)을 중심으로 우기(雨期)의 계류수(溪流水)에 함유되어 있는 부유토사량(浮遊土砂量)을 측정하므로써 임도개설(林道開設)에 따른 토사유출(土砂流出) 변화(變化)를 파악하고자 진행하였다. 이를 위해 임도개설유역(林道開設流域)의 강우량(降雨量)과 유출량(流出量), 유출량(流出量)과 부유토사량(浮遊土砂量)의 관계를 규명하였으며, 아울러 임도개설유역(林道開設流域)과 미개설유역(未開設流域)의 강우량(降雨量)에 따른 부유토사량(浮遊土砂量)의 변화에 대하여 비교, 분석하였다. 1. 임도개설유역(林道開設流域)에 있어서 우기(雨期)의 강우량(降雨量)과 유출량(流出量)의 관계는 Table 3 및 Fig. 3와 같이 수문곡선(水文曲線)의 Peakpoint는 강우강도(降雨强度) 및 전강우량(前降雨量) 등에 따라 형성시간(形成時間)과 높이가 상이하였다. 즉 6월(月)12일(日)의 강우(降雨)(a)(20mm이상이 4시간 지속)에서는 3시간 경과 후에 $1514m^3/hour$, 8월(月) 8일(日)의 강우(降雨)(b)(최대(最大) 시우량(時雨量) 40mm)경우는 동일(同一) 시간대(時間帶)에서 $1246m^3/hour$, 그리고 8월(月) 20일(日)의 강우(降雨)(c)(최대(最大) 시우량(時雨量) 17.2mm)의 경우는 2시간 경과 후에 $1245m^3/hour$의 Peak point가 형성되었다. 2. 임도개설유역(林道開設流域)에서 유출량(流出量)과 부유토사량(浮遊土砂量)의 관계는 유출량(流出量)에 비례하여 부유토사량(浮遊土砂量)도 증가하였다(Table 4 및 Fig. 4). 즉 강우(降雨)(a)는 최대유출량(最大流出量)이 $1514m^3/hour$일 때 부유토사량(浮遊土砂量) 1261mg/l가 1시간 후에 나타났고, 강우(降雨)(b) 및 (c)는 각각 최대유출량(最大流出量) $1246m^3/hour$과 $1245m^3/hour$일 때 최대부유토사량(最大浮遊土砂量) 4952mg/l와 472mg/l가 동일시간대(同一時間帶)에서 나타났다. 3. 강우중(降雨中)의 부유토사량(浮遊土砂量)의 농도(濃度)는 강우강도(降雨强度)에 강하게 영향받고 있으며, 특히 강우강도(降雨强度)가 강할수록 곡선회귀(曲線回歸)의 형태(形態)로 증가하였다. 임도개설유역(林道開設流域)에서의 부유토사농도(浮遊土砂濃度)의 Peak point는 강우(降雨)(a)의 경우 1261mg/l와 125mg/l, 강우(降雨)(b)는 4952mg/l와 44mg/l, 그리고 강우(降雨)(c)는 472mg/l와 4mg/l로서 유역간(流域間)에 현격한 차이가 나타났다.

• 암석학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-35
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• 2008

삼척 원덕읍에 분포하는 영남육괴 변성퇴적암류에 대한 변성작용을 판단하고 이에 따른 우백질 화강암의 기원과 진화과정을 규명하였다. 변성퇴적암류는 광물 조합에 따라 크게 석류석대와 규선석대로 나눌 수 있다. 규산질 퇴적암의 특징을 나타내는 변성퇴적암류는 암석성인격자를 바탕으로 석류석대는 $4.8{\sim}5.8\;kbar$, $740{\sim}800^{\circ}C$, 규선석대는 2.5-4.5 kbar, $640-760^{\circ}C$의 변성작용을 받았다. 이 지역에 분포하는 우백질 화강편마암류(임원 우백질화강암)는 A/CNK=1.31-1.93이고 DF(discriminant factor)>0인 과알루미늄질 화강암이다. 따라서 이는 S-type의 화강암류에 속하며 이의 기원은 주변의 변성퇴적암류이다. 주원소 및 미량원소 성분들은 우백질 화강암이 충돌대 또는 화산호 화강암 같은 대륙의 충돌 환경과 관련성을 나타낸다 우백질 화강암의 Rb/Sr의 비율(1.8-22.9)은 Sr/Ba 비율(0.21-0.79)에 비해 크기 때문에 백운모의 탈수 용융작용으로 우백질 마그마가 형성되었다. 우백질 화강암의 REE 함량은 전반적으로 변성퇴적암류보다 낮은 LREE 함량과 비슷한 HREE 함량을 갖는다. 이러한 형성 과정을 확인하기 위해 일부 변성퇴적암 및 우백질화강암 시료의 광물 함량비율과 기존 연구의 유문암 및 미그마타이트에 들어 있는 광물의 REE 함량을 이용하여 모델링을 수행했다. 이에 따르면 일부 우백질 화강암의 HREE를 저어콘이 조절했을 가능성도 보여주나, 대부분의 우백질 화강암의 LREE 조절자는 모나자이트이고 HREE 조절자는 석류석으로 판단된다 변성퇴적암에서 부수광물들 모나자이트 및 저어콘 같은 부수광물들은 주로 흑운모의 포유물로 확인되기 때문에 변성퇴적암으로부터 형성된 우백질 마그마는 주로 백운모의 붕괴 작용으로 형성된 것이다. 콘드라이트로 표준화한 REE 패턴에서 우백질 화강암은 음의 Eu 이상치를 갖는 것(Type I)과 양의 이상치를 갖는 것(Type II)로 구분할 수 있다. 우백질 화강암은 변성퇴적암류에 비해 낮은 Eu 함량을 갖으며 REE 형태와 관계없이 비슷한 Eu 함량을 갖는다. 이는 REE 모델링에서 변성퇴적암과 우백질 화강암의 장석 성분과 관련이 깊은 것으로 나타난다. 또한 주원소 ($K_2O$ and $Na_2O$) 및 미량원소(Eu, Rb, Sr, Ba) 역시 강한 알칼리 장석의 분화작용을 지시한다. 결론적으로 본 연구지역에 분포하는 우백질 화강암은 대륙충돌 환경에서 변성퇴적암류가 고온변성작용 중에 발생한 백운모 탈수 용융작용으로 발생된 용융체가 이후 분화과정을 겪어 산출된 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권6호
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• pp.621-626
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• 2002

진해만 남서부해역 해수 및 저질의 물리 화학적 해양환경 특성과 위생지표세균을 조사하여 어장의 환경개선과 회복에 기초자료를 제공하고자 하였다. 조사기간중 안정 및 고현만 해수의 수온은 $5.5\~23.7^{\circ}C$, 평균 $14.9^{\circ}C$, 화학적산소요구량은 1.20-1.55, 평균 1.40mg/L $\cdot$ dry, 용존산소는 3.7$\~$9.1, 평균 6.8mg/L, 용존무기질소 2.79$\~$7.09, 평균 4.65$\mu$g-at/L, 인산인은 0.39$\~$0.57, 평균 0.47$\mu$g-at/L, chlorophyll-$\alpha$는 4.28$\~$9.66, 평균 $6.74mg/m^{3}$ 범위였으며 염분농도는 30.08$\~$31.75, 평균 30.87이 었다. 진해만 남서부 해역 저질 중의 0$\~$15cm에서 화학적산소요구량은 15.95$\~$35.52 mg/g $\cdot$ dry, 평균값은 29.16 mg/g $\cdot$ dry이었고, 황화수소는 0.01$\~$0.51 mg/g $\cdot$ dry, 평균값 0.15mg/g dry, 강열감량은 9.14$\~$13.48, 평균값은 $10.77\%$로 조사되었다. 진해만 남서부 해역 해수의 $6.5\%$와 $3.8\%$가 패류 수출해역 수질기준 중 total coliform group과 fecal coliform group의 기준치를 각각 초과하였다. 대장균군형 은 Escherichia coli group이 $61.9\%$를 차지하였고, 그 중 type I 이 50.2%, Citrobacter rreundii group이 $12.1\%$, Entero-bacter aerogenes group이 $14.1\%$, 기타 $11.9\%$에 해당하였다. 대장균군 중에서 전형적인 온혈동물의 장관유래균인 Escherichis colitype 1이 전체의 $50.2\%$를 차지하였다.

• 산업식품공학
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• 제21권4호
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• pp.360-366
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• 2017

본 연구에서는 lab scale 용량으로 100 mL, 1 L 단위로 리포좀을 제조하였으며, prototype scale로서 10 L 단위로 blank 리포좀의 제조한 뒤 입자 크기 및 포집 효율을 측정하여 최적 제조 조건 선정하였다. 선정한 최적조건으로 어피 펩타이드를 리포좀으로 포집하여 그에 따른 저장 안정성을 평가하였다. 1차 균질 조건은 초고속균질기를 사용하여 3분간 각각 4,000 rpm, 8,000 rpm, 12,000 rpm으로 균질하였으며, 2차 균질 조건은 초음파균질기를 이용하여 각각 40 W, 60 W, 80 W로 3분간 균질하여 최적 균질 조건을 확립한 뒤 어피 펩타이드 리포좀을 농도에 따라 제조하여 $4^{\circ}C$에서 냉장 저장하였다. 최적 제조 조건 실험 결과를 two-way ANOVA로 분석한 결과 1, 2차 균질에서는 제조 용량이 입자크기와 제타 전위에 유의적으로 가장 큰 영향을 미쳤으며(p<0.001), pdI는 2차 균질 조건에서 제조용량을 제외하고는 어떤 요인도 유의적으로 영향을 미치지 못하였다(p>0.05). 1차 균질 실험 결과 lab scale에서 prototype scale로 제조 용량이 증가하였을 때, 유의적으로 입자크기가 증가하였으며(p<0.05), 가장 입자크기가 작고 제타전위의 절대값이 높은 4,000 rpm을 최적조건으로 선정하였다. 2차 균질 실험결과 40 W에서 제조 용량이 증가하였을 때 유의적으로 제타전위가 감소하였으며, 60 W 이상에서는 안정적인 결과가 나타났다. 리포좀의 산업적 적용을 고려할 때 공정비용 감소 측면에서 80 W보다 60 W가 적절하다고 사료된다. 선정된 리포좀 최적 조건으로 농도(3, 6, 12, 24%)별로 어피 펩타이드를 포집하였을 때, 24%에서 입자크기가 1 mm 이상으로 크게 나타났다. 이후 저장실험에서는 24%를 제외한 3가지 조건으로 진행하였다. 1달간 어피 펩타이드 리포좀을 냉장 저장한 결과를 two-way ANOVA로 분석한 결과, 펩타이드 농도에 따라 제조하였을 때는 입자크기와 제타 전위가 제조용량보다 펩타이드 농도에 더 큰 영향을 받았다. 또한 저장기간은 pdI에 유의적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다(p<0.001). 입자크기는 제조용량과 펩타이드 농도가 증가함에 따라서 유의적으로 증가하였으며, 저장기간에 따라서 감소하였다. 제타전위는 10 L 용량에서 저장기간에 따라 증가하는 경향을 보였다. 이는 리포좀이 풀리면서 비표면적이 증가하여 제타전위가 증가한 것으로 사료된다. 또한 12%에서 3주차부터 침전물층이 형성되는 것이 관찰되어 6%가 가장 산업적용으로 적합한 농도로 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권9호
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• pp.33-40
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• 2022

본 연구에서는 산 오염수 전처리를 위한 침전 및 중화 공정에 대해 연구하였다. 침전 및 중화 공정은 오염물질 흡착, 휘발, 생분해 혹은 산화 등과 같은 제거공정 전에 필요한 전처리 공정으로 좀 더 효과적인 제거효율을 도출해 내기 위함이다. 침전 공정에선 일반적인 퇴적토인 부산 감천항의 퇴적토를 이용하여 침강 속도, 입자 균등계수, 곡률계수 및 입도지수를 파악하였고, 이를 위해 스테인리스 스틸로 구성된 표준체 판을 사용하였다. 각 표준체의 망 단위는 4, 10, 20, 40, 80, 100, 200이며 조립된 체 상부에 건조된 퇴적토를 투하시킨 후 진동을 가하여 입경별로 분류하였다. 입경별로 분류한 건조퇴적토는 1L 크기의 임호프콘(Imhoff cone)과 200mL 메스실린더에 침강시켰다. 각 입경별 침강속도를 구한 후 스토크스의 법칙(Stokes' law)에 따라 입자의 밀도를 계산하였다. 그 결과, 사용된 건조퇴적토의 평균 입자밀도는 1.93g/cm³였으며 침강속도가 가장 낮은 값은 0.11cm/s이였다. 침강속도와 입자 밀도를 통하여 화학사고 시 입자의 침전 위치나 퇴적 가능한 범위를 알아 대비할 수 있다. 중화 공정의 경우 강한 산성을 지니고 있는 질산과 황산을 사용하였고 중화제로 수산화나트륨과 산화칼슘을 사용하였다. 질산과 황산의 산도는 2, 3, 4, 5로 선정하였고 수산화나트륨과 산화칼슘(0.1, 0.01, 0.001M)를 사용하여 중화제 사용량이 pH 7의 조건을 맞췄을 때 5v/v% 미만으로 나올 수 있는 값을 도출하였다. 가장 농도가 높은 0.1M의 중화제의 경우 가장 낮은 pH 2를 제외하고 모두 5v/v% 미만으로 충족시켰고, 0.01M의 중화제는 일부 pH에서만 충족되었으며, 농도가 가장 낮은 0.001M의 중화제는 모든 pH에서 5v/v% 미만의 조건을 충족시키지 못 하였다. 질산과 황산 모두 산화칼슘이 수산화나트륨 보다 더 적은 부피비를 차지하였고 중화에 적합한 효과를 도출하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권5호
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• pp.721-734
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• 2022

본 논문은 남해안 자란만 패류양식어장에서 약 2년 동안 월별로 기초생산력, Chl. a, 영양염류, 입자유기물질과 퇴적물의 유기오염 정도 및 생화학 조성 등 주요 양식생물의 서식환경인자의 변동특성과 상관성 등을 분석하였다. 또한, 다른 연안 어장과 기초생산력을 비교하고 어장환경관리와 관련된 정책방안을 제시하였다. 월별 평균 기초생산력은 6.43~115.43 mgC m^-2 hr^-1 범위로 여름과 가을에 높았는데, 가막만과 마산만 보다는 낮았고, 가로림만과 서해보다는 높았으며, 대체적으로 양식장이 많이 분포한 내만은 그 변동 폭이 상대적으로 컸다. Chl. a를 구성하는 식물플랑크톤의 크기별 점유율이 시기별로 다소 차이가 있었고, 영양염의 고갈로 인한 식물플랑크톤의 생산력 제한은 거의 없었으나, 대부분 시기에 N/P비가 16 이하로 질소가 상대적으로 부족한 것으로 판단되었다. 수층 입자유기물질의 생화학적 조성은 탄수화물이 가장 높았으나, 반면 표층 퇴적물에서는 지질과 단백질 함량이 높았다. 퇴적물의 TOC와 AVS 농도는 만 안쪽에서 높았고 일부 시기에는 어장환경기준을 초과한 상태였으며, C:N 비는 평균 8.1~10.4 범위로 나타났다. 기초생산력은 Chl. a와의 상관성이 가장 높았고, 입자물질성분 중에서는 탄소보다는 질소 및 단백질과의 상관성이 높았다. 최근 5년 동안의 수층에서의 Chl. a, DIN, DIP 농도는 감소하는 경향이었지만, 반대로 퇴적물의 오염도는 증가하는 추세였다. 자란만의 연간 기초생산력 125.9 gC m^-2 yr^-1, 굴 양식장 면적 4.97 km²를 고려하면 연간 식물플랑크톤으로부터 생산되는 탄소량이 약 625 ton이며, 연간 굴 생산 습중량은 약 6,250 ton으로 추정되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.779-793
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• 2023

집약적이고 장기적인 양식어업 활동은 많은 양의 유기물을 발생시켜 퇴적환경과 생태계를 악화시켜왔다. 정부에서는 양식어장의 환경 보전과 관리를 위해서 어장관리법을 제정하였고 이를 근거로 2014년부터 어류 가두리 양식장에 대한 어장환경평가가 실시되었다. 따라서 어장환경평가를 위해 국내 환경에 적합한 과학적이고 객관적인 평가방법의 개발이 필요하였다. 이를 위해 저서다모류 군집과 양식장의 주 오염원인 유기물의 관계를 이용한 저서생태계 건강도지수(BHI)를 개발하였고, 본 연구에서는 저서생태계 건강도지수의 개발과정과 계산방법을 소개하고자 한다. 저서생태계 건강도지수는 국내 연안역과 양식장에서 출현한 225종의 다모류를 대상으로 퇴적물 내 총유기탄소량의 농도 구배와 종별 분포특성을 연관지어 4개의 그룹을 나누고, 각 그룹에 가중치를 부여하는 방식으로 계산된다. 저서생태계 건강도지수를 이용하여 저서동물군집을 4개의 생태등급(Grade 1: Nomal, Grade 2: Slightly polluted, Grade 3: Moderately polluted, Grade 4: Heavily polluted)으로 나누었다. 개발된 지수를 현장에 적용한 결과, 기존의 평가방법인 다양도 지수나 국외에서 개발된 AMBI와 비교해 보다 정확하고 계절의 영향을 적게 받아 우리나라 환경을 평가하기에 효과적인 것으로 판단된다. 또한 저서생태계 건강도지수를 사용하면 어장환경을 정량화된 수치에 따라 등급화 할 수 있어 양식장 환경관리에 효율적으로 활용할 수 있을 것이다.