• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.283-296
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• 2014

본 연구에서는 연안오염총량관리가 시행되고 있는 시화호 유역에서 비점오염 형태로 유입되는 중금속 유출 특성, 오염도 및 위해성을 평가하기 위하여 반월 스마트 허브(산업단지)에 위치한 강우유출수 내 용존성과 입자성 중금속(Co, Ni, Cu, Zn, Cd 및 Pb)을 조사하였다. 용존성 Co와 Ni은 강우초반에 농도가 높고 이후 감소하는 경향을 보였으나, 나머지 용존성 중금속과 입자성 중금속은 강우량 증가에 따라 농도가 큰 폭으로 증가하는 경향을 보였다. 총 중금속 중 입자성 중금속이 차지하는 상대적인 비율은 Pb이 97.2%로 가장 높고 Cu>Cd>Co>Zn>Ni순이었으며, 입자-용존 분배계수($K_d$) 결과는 강우유출수 내 존재하는 Pb는 다른 중금속에 비해 빠르게 입자형태로 제거되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 1일의 강우 이벤트 동안 2개의 토구를 통해 유출되는 총 중금속의 유출량은 Co 2.21 kg, Ni 30.5 kg, Cu 278.3 kg, Zn 398.3 kg, Cd 0.39 kg 및 Pb 40.0 kg로 나타났다. 연안오염총량관리제도가 시행되고 있는 시화호의 유역면적, 연간 강우량 등을 고려할 때 막대한 양의 중금속이 비점오염의 형태로 시화호로 유입되고 있음을 알 수 있었다. 무엇보다 강우유출수 내 용존성 Ni, Cu 및 Zn의 평균농도는 급성 독성을 나타내는 수질기준(급성 단기기준)를 초과하고 있으며, 입자성 중금속 역시 모든 원소가 배경농도에 비해 농축도(오염도)가 매우 높고, 국내 퇴적물 관리기준(PEL)을 큰 폭으로 초과하고 있어, 주변 해역 환경 및 생태계에 악영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권3호
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• pp.245-254
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• 2000

본 연구는 심해 중형저서생물의 군집 특성을 파악하기 위해서 1998년 7월에 북동 태평양의 북위 5도에서 l2도까지 8개 정점과 KODOS(Korea Deep Ocean Study)해역의 P-zone 및 I-zon게서 각각 1개씩의 정점을 포함한 총 10개의 정점에서 MC(Multiple corer)를 사용하여 시료를 채취하였다. 퇴적물의 유기탄소함량은 표층 퇴적물 1 cm 깊이에서는 0.79${\sim}$1.76 mg cm$^{-3}$의 범위로 나타났으며, 지역적으로는 북위 8도에 위치한 정점 N8을 기준으로 남쪽에 위치한 정점들(N5${\sim}$N7)에서 북쪽의 정점들에 비해 높은 값을 보였다. 중형저서생물의 각 분류군별 조성비율을 보면 정점 N9와 정점 Nl2를 제외하고는 선충류(nematodes)가 우점하여 전 정점에서 35${\sim}$53%를 차지했으며, 다음으로는 유공충류(foraminiferans)로 이들 두 분류군이 전체 출현 개체수의 70${\sim}$82%를 차지하였다. 개체의 크기에 있어서는 0.125 mm를 통과하고 0.063 mm크기의 체에 남는 생물이 전 정점에서 가장 많은 비율을 차지하였다. 위도별 분포양상을 보면 북위 5도의 정점 N5에서 442개체/10 cm$^2$로서 가장 높은 서식밀도를 보였고, 북쪽으로 갈수록 점차 감소하는 경향을 보여 정점 N8에서 가장 낮은 밀도인 92개체/10 cm$^2$이었다. 북쪽의 정점들에서는 정점 N8보다 다소 높은 161개체/10 cm$^2$${\sim}$175개체/10 cm$^2$의 서식밀도를 보였다. 퇴적물 깊이에 따른 수직분포 양상은 대부분의 정점에서 표층 0${\sim}$0.25 cm에서 가장 높은 서식밀도를, 표층 0${\sim}$1 cm에 약 60%전후의 개체수가 밀집되어 있음을 나타내었다. 중형저서생물의 위도에 따른 분포양상은 북위 5도에서의 표층수 수렴과 북위 8도에서의 표층수 발산으로 인한 수층의 일차생산력 변화와 관련이 있는 것으로 나타났다.

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

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권4호
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• pp.32-41
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• 2001

전라북도곰소만 조간대에서 조석에 따른 오염물질의 플럭스를 구한 결과, COD의 경우, 4월에는 창조와 낙조시 COD의 유출입량이 동일하였고, 8월에는 창조시 83.0 ton COD/hr가 유입되어 낙조 시에는 68.6 ton COD/hr이 유출되어 조사해역의 갯벌이 평균적으로 5.69g COD/$m^2/day$의 정화력이 있는 것으로 평가되었다. 한편, 총질소의 플럭스는 4월의 창조 시에 0.486 ton N/hr이 유입되어 낙조 시에 0.330 ton N/hr으로 유출되어 조사해역 갯벌의 질소 정화력은 0.062 g N/$m^2/day$으로 평가되었다. 8월에도 창조 시에 3.144 ton N/hr이 유입된 후 낙조 시에 2.011 ton N/hr이 유출되고 있어 조사 해역의 갯벌이 0.448g N/$m^2/day$의 정화능력이 있음을 알 수 있었다. 부유물질의 플럭스는 4월의 창조 시에 0.31 ton SS/hr가 유입되어 낙조 시에 0.26 ton SS/㎡/day의 정화력이 있는 것으로 평가되었다. 8월에도 창조 시에 1.63ton SS/hr가 유입되어 낙조 시에 1.34 ton SS/hr이 유출되고 있어 조사해역의 갯벌이 시간당 0.29 ton의 부유물질을 수용하여 0.12g SS/$m^2/day$의 정화력이 있는 것으로 평가되었다. 곰소만 갯벌에서의 탈질산화는 1999년 4월에 0.009∼1.720 m mole N₂/㎡/day(평균 0.702 m mole ${N_2}/m^2/day$), 8월에 0.033∼0.133 m mole ${N_2}/m^2/day$(평균 0.077 m mole ${N_2}/m^2/day$)였으며, 2000년 4월에는 0.000∼1.909 m mole ${N_2}/m^2/day$(평균 0.756 m mole ${N_2}/m^2/day$), 8월에는 0.000∼1.697 m mole N₂/㎡/day(평균 0.392 m mole ${N_2}/m^2/day$)으로 계절별로 지점별로 탈질산화의 차이가 나타났으며 4회 평균치는 0.482 m mole ${N_2}/m^2/day$으로 평가되었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.23-32
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• 1994

태백 탄전 지대에서 산출되는 비정질 철 수산화물 (AIO)에 대한 회귀 원소 흡착 반응의 총체적 평형 상수 $K_{ad,app}$를 계산하기 위해 시간-흡착 실험 및 pH-흡착 실험을 실시하였다. 이와 같은 두 실험 결과에 의하면, Pb을 제외한 모든 원소의 흡착 반응이 평형에 도달하여 계산된 $K_{ad,app}$값이 실제의 값일 가능성이 높음을 알 수 있다. 희귀 원소와AIO간의 흡착 반응에 대한 $K_{ad,app}$와 수소 이온의 반응 계수 x는 pH-흡착 실험 결과로부터 얻어진 log($\Gamma$/ ［ $M^{2＋}$］$_{aq}$ )와 pH에 대한 선형 희귀 식의 절편과 기울기로부터 계산되었다. 이 연구에서 계산된 $K_{ad,app}$는 $10^{－4.5}$에서 $10^{2.75}$ 범위의 값을 갖는데, 이는 다른 연구자들에 의한 단순 조성계에 대한 실험 결과와 많은 차이를 보인다. 이 연구에 의한 $K_{ad,app}$는 자연계의 다른 환경에서 평가된 것과 어느 정도 비슷한 값을 보이지만 정확히 일치하지는 않는다 이러한 사실은 연구 지역의 수계에서 $K_{ad,app}$가 독특한 그만의 값을 갖는 것을 나타내므로, 흡착 모델링 전에 반드시 연구 지역의 수계에 맞는 정확한 $K_{ad,app}$값이 평가되어야 함을 의미한다. 이 연구에 의한 x는 -0.3 내지 0.7의 값을 갖는데, 이 또한 일반적으로 지구화학자들 사이에서 받아들여지는 값과는 상당히 다른 것이다. 이러한 x값의 차이는 아마도 흡착 자리에 대한 다른 이온종간의 경쟁 또는 종류가 다른 여러 흡착 반응의 동시 진행에 의한 것으로 생각된다. 이 연구의 결과는 태백 지역에서의 탄광 폐수에 오염된 수계 내에서의 적절한 흡착 모델을 세우는데 도움을 줄 것이다. 이렇게 세워진 흡착 모델을 이용하여 수계 내에서의 흡착에 따른 금속 원소 함량 변화를 기술할 수 있을 것이며, 이는 태백 탄전 지역에서의 광산 폐수가 수질에 미치는 영향에 대한 연구에 중요한 부분이 될 것이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.94-101
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• 2015

$CO_2$ 배출을 줄이기 위해서 최근 $CO_2$ 포집 및 저장 기술에 관한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 국내에서는 해양퇴적층을 대상으로 한 $CO_2$ 저장 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 $CO_2$ 저장 연구에서 가장 중요한 요소 중 하나는 안전성 확보이다. 지중저장의 안전성 확보를 위해서 저장 $CO_2$의 누출 가능성과 누출 특성을 예측하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 해양지중에 저장된 $CO_2$가 단층을 통하여 누출될 수 있는 시나리오를 가정한 후, 지중공간 내 $CO_2$ 확산 및 누출 거동을 TOUGH2-MP ECO2N을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 대상 저장지는 150 m 수심의 대륙붕 해저 825 m 지점에 있는 두께 150 m의 대염수층이고, 누출이 진행되는 경로는 주입정에서 1,000 m 떨어진 단층이다. 저장된 $CO_2$는 주입 압력과 밀도차에 의한 부력에 의해서 이동하게 된다. $CO_2$가 해수면으로 누출되기 위해서는 주입정에서 인가된 압력차가 $CO_2$를 단층 하단에 도달할 수 있게 할 만큼 충분히 커야 한다. 단층 하단에 도달한 $CO_2$는 추가적인 압력 구배가 없어도 부력에 의해서 누출된다. $CO_2$ 주입과 동시에 공극수는 $CO_2$가 누출되기 전까지 지속적으로 해저면으로 누출된다. $CO_2$가 해저면에 도착하면 공극수의 누출은 중단되고, 누출되는 $CO_2$질량에 상응하는 해수가 부력의 반대 작용으로 인해 단층으로 유입되는 것으로 계산되었다. 주입량이 누출에 미치는 영향을 평가하기 위하여 연간 $CO_2$ 주입량 100만 톤, 75만 톤, 50만 톤 에 대한 민감도분석을 수행하였으며, 누출이 일어난 시점은 주입 후 각각 11.3 년, 15.6년, 23.2년으로 계산되었다. 또한, 주입이 종료 된 이후에도 누출은 특정 기간 동안 지속되는 것으로 계산되었다. 누적 주입량 대비 누적 누출량은 연간 $CO_2$ 주입량이 100만 톤, 75만 톤, 50만 톤인 경우, 각각 19.5%, 11.5%, 2.8% 이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.51-63
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• 2015

새만금 방조제 건설로 조성된 새만금호의 장기적인 수질의 변화를 조사하기 위해 2002년부터 2010년까지 총 40회에 걸쳐 현장조사를 수행하였다. 호 내 표층수의 염분은 방조제 끝물막이 직후 감소하여 장기간 감소된 상태를 유지하였다. 방조제 끝물막이 직후에 표층수의 SPM은 감소하였으나, 이후 호 내 수위 변동과 관련하여 증가하다 다시 감소하는 경향을 보였다. 표층수의 Chl-a는 방조제 끝물막이 직후부터 증가하여 장기간 동안 계속 증가된 상태를 유지하였다. 표층수의 DIN 항목들은 방조제 끝물막이 직후에는 변화가 없었으나, 이후 $NH_4-N$은 증가(90%)하였다. 표층수의 DIP는 방조제 끝물막이 직후에는 감소하였으나, 이후 증가(264%)하였다. $NH_4-N$과 DIP의 증가는 새만금호의 장기적인 유기물의 축적과 관련된 것으로 판단된다. 표층수의 $NO_3-N$은 방조제 끝물막이 이후 변화가 없는 반면, DISi는 방조제 끝물막이 직후부터 증가하여 계속 증가된 상태를 유지하고 있어 담수 기원 이외의 다른 유입원으로부터 공급되고 있는 것으로 판단된다. 한편, 새만금 방조제 끝물막이 이후 호 내의 수질은 공간적으로 강하구와 나머지 지역들로 뚜렷하게 구분되는 특징을 보이고 있으며, 성층은 방조제 쪽보다 강하구 쪽에서 더 강하게 관측되었다. 특히 하계에 강하구 쪽에서 강한 염분 성층과 함께 표층에서 약 1 m 이하로 저산소 상태가 관측되었다. 저산소층의 형성은 퇴적물로부터 영양염 및 중금속 등의 용출을 유발시킴으로서 수질악화를 가속화시킬 우려가 있음으로 이에 대한 대책이 시급하게 필요하다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제44권2호
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• pp.97-108
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• 2005

경북 안동지역의 10개 하천 및 하천 주변으로부터 2004년 5월에 물, 토양, 퇴적물의 시료를 채취하였다. 이들 지역의 환경오염 수준을 평가하기 위해 표준공정시험법이나 U.S. EPA 법을 이용하여 시료 중의 총질소, 총인, 화학적 산소요구량, 중금속, 유기인 및 유기염소계 잔류농약, 그리고 dioxin-like PCBs 등의 오염물질의 분석을 실시하였으며, 이와 더불어 파밤나방(Spodoptera exigua)을 이용한 면역교란의 생체지표 분석을 병행하였다. 일반적으로 총질소가 9.12 mg/L 수준의 와야천을 제외하고는, 각 하천 중의 총질소, 총인, 화학적 산소요구량은 환경부에서 정한 허용기준치보다는 비교적 낮았다. 각 하천 시료 중의 납과 카드뮴의 함량은 허용 기준보다도 매우 낮았지만, 하천에 따라 차이가 있어서 미천, 길안천, 현하천의 납과 카드뮴 함유량은 다른 하천의 시료들에 비해서 몇 배 이상 높게 검출되었다. 잔류농약은 미천 주변의 토양에서 유기인계 살충제인 다이아지논, 파라치온, 그리고 펜토에이트가 0.19, 0.40, $1.13\;{\mu}g/g$ 농도로 검출되었다. 반면에 내분비계 교란물질로 알려져 있는 16종의 유기염소계 농약과 12종의 dioxin-like PCB congeners는 검출한계 미만으로는 확인할 수 없었다. 그러나 와야천의 시료에 대한 곤충면역 교란효과를 고려해 볼 때, 이 하천의 수질과 주변의 토양이 조사한 오염원 이외의 화합물에 오염되어 있을 가능성을 제시해 준다. 이상의 분석 결과를 토대로 화학적 및 생물학적 검정 기술의 제약점과 상호 보완성이 기술되었다.

• 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.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권5호
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• pp.515-524
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• 2019

본 연구는 경상북도 영주시에 위치한 영주댐의 담수 이전과 이후의 자료를 비교 분석하여 인위적인 교란의 영향을 파악하고자 하였다. 조사시기는 2018년 4월부터 10월까지 총 4회 조사를 실시하였으며, 조사지점은 유사조절지(모래차단댐) 하류부터 영주댐 하류까지 총 4개의 지점을 선정하였다. 담수 이전의 자료는 문헌을 인용하여 분석하였다. 저서성 대형무척추동물은 총 3문 7강 14목 48과 77종 35,037개체/$m^2$가 출현하였다. 군집분석 결과 우점도지수는 0.44(${\pm}0.11$)에서 0.62(${\pm}0.16$), 다양도지수는 2.26(${\pm}0.30$)에서 1.75(${\pm}0.45$), 균등도지수는 0.75(${\pm}0.10$)에서 0.66(${\pm}0.14$), 풍부도지수는 3.11(${\pm}0.98$)에서 2.25(${\pm}0.81$)로 나타났으며, 우점종은 대부분 줄날도래류(Hydropsychidae spp.)에서 깔따구류(Chironomidae sp.)로 변화하였다. PCA 분석 결과 Axis 1을 기준으로 2014년 지점과 줄날도래류는 음의 값을 나타내었으며, 2018년 지점과 깔따구류는 양의 값을 나타내었다. 모든지점에서 우점도지수는 증가하고 다양도지수는 감소하였으며, St. 2에서 군집변화가 가장 큰 것으로 분석되었다. 기능군 분석 결과 섭석기능군은 긁어먹는무리(Scrapers)가 감소하고 주워먹는무리(Gathering-Collectors)는 증가하였으며, 서식기능군은 붙는무리(Clingers)가 감소하고 굴파는무리(Burrowers)는 증가하는 것으로 나타났다. 저서동물 하천하상지수(BMSI) 분석 결과 평균 57.1(${\pm}8.0$, C 등급)에서 평균 30.0(${\pm}12.1$, C 등급)으로 감소하였으며, 특히 St. 3과 St. 4는 감소율이 높은 것으로 나타났다.