국내외로 태풍, 홍수, 화산, 지진, 해일 등의 자연재난에 의하여 인명, 재산 피해가 지속적으로 발생하고 있으며 특히 최근에 는 황사, 미세먼지와 같은 입자상 오염물질의 확산이 가속되고 있어 입자상 물질 확산의 예측 및 대응 기술 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다. 이와 같은 입자상 물질 관련 재난에 대응하기 위하여 수치 모델을 사용하여 입자상 물질의 확산 경로 및 농도를 예측하는 연구들을 진행하고 있으며, 본 연구에서는 선행연구로 라그랑지안 모델 중 하나인 PUFF-UAF 모델을 개선하여 개발된 PUFFGaussian 모델을 이용하여 연구를 진행하였다. PUFF-Gaussian 모형을 이용하여 온타케 화산의 분화 결과와 검증을 수행하여 유사한 결과가 도출되는 것을 확인하고 백두산 분화에 대한 화산재 확산 예측을 수행하였다. 또한 국내 17개 시·도에 대하여 기존 PUFF-UAF 모델의 결과를 이용하여 계산한 화산재 발생 확률과 PUFF-Gaussian을 이용하여 계산한 발생 확률에 대한 비교를 수행하고 PUFFGaussian 모델을 이용한 결과가 발생 확률이 더 낮은 것을 확인하였다.

본 연구는 서해에 위치한 영광 연안해역의 해양수질환경 및 해저퇴적물 환경을 파악하여 기초자료로 제공하고자 한다. 영광 안마도 인근 해역의 21개 정점을 선정하여 2020년 7월에 조사를 실시하였다. 표층해수는 고무 용질의 소형바스켓, 저층은 Van Dorn 채수기를 이용하여 채수하였고, 퇴적물은 Van Veen grab sampler로 채취하였다. 분석항목은 수온, 염분, DO, COD, 영양염류 등 13개의 항목이며, ‘해양환경공정시험기준(해양수산부, 2019)’에 준하여 분석을 실시하였다. 수온은 21.20 ~ 24.20℃, 염분은 31.35 ~ 32.53 psu, 수소이온농도 는 7.62 ~ 8.06, 투명도는 0.20 ~ 3.10 m, 부유물질 농도는 47.00 ~ 455.20 mg/L, COD의 경우에는 0.42 ~ 3.78 mg/L, Chl-a는 0.70 ~ 5.51 μg/L, 용존 무기질소는 0.28 ~ 4.17 uM, 인산은 0.24 ~ 1.14 uM, 규산 규소는 16.28 ~ 35.35 uM, 총 질소는 0.186 ~ 0.542 mg/L, 총 인의 경우 0.037 ~ 0.111 mg/L 의 범위를 나타내었다. 퇴적물 COD의 경우 일본수산용수기준치인 20 mg/g-dry(일본수산자원보호협회편, 2000)보다 낮은 값을 나타내었다. 또한 주성분 분석을 실시하여 해역의 특성을 파악하였다.

본 연구는 남해에 위치한 광양만 해역의 해양수질환경 및 해저퇴적물 환경을 파악하여 기초자료로 제공하고자 한다. 광양만 인근 해역의 12개 정점을 선정하여 2020년 5월 춘계, 2020년 8월 하계에 걸쳐 조사를 실시하였다. 표층 해수는 고무 용질의 소형바스켓, 저층은 Van Dorn 채수기를 이용하여 채수하였고, 퇴적물은 Van Veen grab sampler로 채취하였다. 분석항목은 수온, 염분, DO, COD, 영양염 류 등 13개의 항목이며, ‘해양환경공정시험기준(해양수산부, 2019)’에 준하여 분석을 실시하였다. 수온은 평균 16.11 ~ 25.66 ℃, 염분은 평 균 5.24 ~ 32.23 psu, 수소이온농도는 평균 7.87 ~ 8.19, 투명도는 0.83 ~ 1.76 m, 부유물질 농도는 평균 8.12 ~ 18.74 mg/L, COD의 경우에는 평균 0.74 ~ 1.81 mg/L, Chl-a는 평균 0.26 ~ 1.61 μg/L, 용존 무기질소는 평균 2.57 ~ 22.31 uM, 인산은 평균 0.18 ~ 0.71 uM, 규산 규소는 평 균 26.35 ~ 122.35 uM, 총 질소는 평균 0.121 ~ 1.008 mg/L, 총 인의 경우, 평균 0.025 ~ 0.082 mg/L 의 범위를 나타내었다. 퇴적물 COD의 경우 일본수산용수기준치인 20mg/g-dry(일본수산자원보호협회편, 2000)을 적용한 결과 춘계에는 넘지 않았으나 하계에는 다소 넘는 것을 나타내었다. 또한 주성분 분석을 실시하여 해역의 특성을 파악하였다.

본 연구는 남해에 위치한 동중국해 해역의 해양수질환경 및 해저퇴적물 환경을 파악하여 기초자료로 제공하고자 한다. 동중 국해 해역의 24개 정점을 선정하여 2019년 8월 하계, 2020년 8월 하계에 걸쳐 조사를 실시하였다. 표층 해수는 고무 용질의 소형바스켓, 저층은 CTD 채수기를 이용하여 채수하였고, 퇴적물은 Van Veen grab sampler로 채취하였다. 분석항목은 수온, 염분, DO, COD, 영양염류 등 13개의 항목이며, ‘해양환경공정시험기준(해양수산부, 2019)’에 준하여 분석을 실시하였다. 표층에서 수온은 평균 27.72 ~ 28.44℃, 염분 은 평균 28.13 ~ 28.81 psu, 수소이온농도는 평균 7.19 ~ 7.80, 부유물질 농도는 평균 7.12 ~ 10.17 mg/L, COD의 경우에는 평균 2.23 ~ 2.50 mg/L, Chl-a는 평균 0.61 ~ 0.72 μg/L, 용존 무기질소는 평균 1.96 ~ 5.38 uM, 인산은 평균 0.06 ~ 0.07 uM, 규산 규소는 평균 7.53 ~ 14.09 uM, 총 질소는 평균 0.230 ~ 0.510 mg/L, 총 인의 경우, 평균 0.020 ~ 0.030 mg/L의 범위를 나타내었다. 퇴적물 COD의 경우 일본수산용수기준치인 20 mg/g-dry (일본수산자원보호협회편, 2000)보다 낮은 값을 나타내었다. 또한 주성분 분석을 실시하여 해역의 특성을 파악하였다.

살포식 패류양식해역인 진주만의 퇴적물 중 유기물과 금속의 분포 특성 및 오염상태를 파악하기 위하여 2015년 8월에 산휘 발성황화물(AVS), 강열감량(IL), 총유기탄소(TOC), 총질소(TN), 금속원소(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)를 조사하였다. 퇴적물 중 유기물과 금속원소의 농도는 패류양식장이 밀집해 있는 만의 남쪽 해역에서 높고, 우리나라 남해안의 다른 해역과 비슷하거나 낮았다. C/N비(5.7~8.0)를 기초로, 진주만 퇴적물의 유기물은 해역 자체에서 생성된 해양기원성인 것으로 파악되었다. 퇴적물 오염평가 결과, 유기물(AVS, TOC)과 금속원소(As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn) 농도는 우리나라의 퇴적물 기준보다도 상당히 낮았다. 또한, 금속원소 전체 농도를 고려한 오염부하량지수(PLI)와 생태계위해도지수(ERI) 결과는 패류 양식장이 밀집해 있는 남쪽 해역에서 높은 오염도를 보이지만, 대부분의 해역에서 저서생물에 약간 부정적인 생태 영향을 줄 수 있는 오염 상태였다. 그러므로, 진주만 퇴적물은 현재 유기물에 대해 서는 오염되지 않았고, 금속원소에 있어서는 약간 오염된 상태인 것으로 파악되었다.

Upo Wetland is the largest riverine wetland in Korea which has been inscribed on the Ramsar List of Wetlands of International Importance in 1998. In this study, sedimentological study was carried out in order to understand the environmental changes in Upo Wetland during the Holocene. The drilling work for recovering the Quaternary sediments was conducted on the inner part (UPW17-01, UPW17-02, and UPW17-03) and the outer part (UPL17-01, UPL17-02) of the Upo Wetland. The recovered sediments are commonly characterized by gravel-dominated deposits in the lower part and silty clay-dominated deposits in the middle to upper parts respectively, which are seemed to be changed from fluvial to palustrine/lacustrine environments around 4,000 cal yr BP. In order to establish the Holocene diatoms distribution from Upo Wetland, we identified 63 diatom taxa. Of these, 14 species were new records for Korea: Gomphonema consector, Gomphonema jadwigiae, Hantzschia abundans, Luticola pseudomurrayi, Luticola spauldingiae, Neidium suboblongum, Ninastrelnikovia gibbosa, Oricymba rhynchocephala, Pinnularia borealis var. lanceolata, Pinnularia latarea, Pinnularia paliobducta, Pinnularia saprophila, Sellaphora laevissima, Stauroneis pseudoschimanskii. All identified diatom species are illustrated by high-quality scanning electron microscopic and light microscopic microphotographs. The ecological habitat for all taxa are presented.

부산 남항은 도심 속의 다기능 항만으로 공동어시장, 선박수리소, 연근해 및 원양어선 접안시설 등이 설치되어 산업 활동이 활발하다. 산업 활동으로 인해 발생한 유해화학물질이 해저퇴적물에 지속적으로 유입되어 축적되면 수생생태계와 인간에게 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 부산 남항에서 2013년 11월(1차), 2014년 11월(2차)에 8개 정점을 선정하여, 해저퇴적물 중 다환방향족탄화수소류(PAHs), 폴리 염화비페닐(PCBs), 부틸계유기주석화합물(BTs)를 분석하여 부산 남항의 농도분포 특성 및 유입원을 밝혀내고자 하였다. 연구 지역에서 PAHs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 4174.0 ng/g-d.w., 1919.0 ng/g-d.w., PCBs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 166.3 ng/g-d.w., 21 ng/g-d.w.를 보였으며, BTs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 50.9 ng/g-d.w., 30.8 ng/g-d.w.를 나타내었다. 유기오염물질의 검출농도는 1차에 비해 2차에서 해저퇴적물 수거로 인해 낮아지는 경향을 보였으며, 본 조사에서 PAHs, PCBs, BTs 유입원은 각각 연소기원, 육상기원, 도시하수 또는 산업폐수에 의한 기원을 확인 할 수 있었다.

알칼리성 산업부산물의 혼합에 따른 연안 오염퇴적물의 성상 변화를 평가하기 위해 해수 교환을 고려한 mesocosm 실험을 수행 하였다. 실험시작 1개월 후 실험구의 인산인 농도는 대조구 대비 간극수와 직상수에서 각각 19.0, 0.4 mg/L 낮게 검출되었다. 이는 GCA에서 용출된 칼슘이온과 인산인의 흡착반응을 통한 간극수 내의 인 고정 및 직상수로의 용출 억제에 따른 결과로 판단된다. 실험구의 간극수 내 황화수소 농도는 5.0 mg/L로 112.5 mg/L인 대조구에 비해 매우 낮게 나타났으며, 실험구 직상수의 DO 농도는 대조구에 비해 3.47 mg/L 높게 나타났다. 이상의 결과로부터 알칼리성 산업부산물인 GCA는 연안 오염퇴적물의 개선에 효과적인 재료임을 확인하였다.

본 연구에서는 낙동강 수계에서 강우, 유량 등 유역환경 의 변화가 퇴적환경 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 강 정고령보의 상류 구간에서 장마 기간 이후 퇴적물의 입도 분포가 세립해지며, 유기물질 및 영양염류의 농도가 다소 증가하는 경향이 나타났다. 장마 기간 동안 증가한 유량에 의해 부유물질, 유기물질 등이 공급된 후 인공구조물로 인한 유수의 일시적인 정체로 퇴적이 진행된 것으로 판단된다. 본 연구의 결과가 낙동강 수계 모든 지역의 퇴적환경을 지시할 수는 없지만 보와 같은 인공구조물이 설치된 지역 인접한 구간에서의 퇴적물 성상 변화를 이해하는 자료로서 활용이 가능할 것으로 생각된다. 또한, 변화하는 수계의 환 경에 따라 퇴적물 내의 유기물 및 영양염류 등이 수계에서 내부오염원으로 작용하지 않도록 향후 지속적인 모니터링과 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

하굿둑과 좁고 깊은 수로형 하구의 특성을 갖는 영산강 하구에서 하구 갯벌의 퇴적환경 특성을 규명하기 위해 6년 동안(2005∼ 2011) 표층퇴적물의 입도와 조간대 바닥의 높이 변화(침·퇴적 변화)를 모니터링 하였고, 2008년 9월에는 하구 조간대에서 수리관측을 수행 하였다. 전체 갯벌의 82 %가 연안개발에 의해 사라진 영산강 하구의 갯벌은 현재 대부분 하부조간대의 좁은 갯벌로 남아있으며, 대부분 점토와 실트로 구성된 퇴적물은 전체의 70 ~ 94 %를 실트가 차지할 정도로 점토-부족, 실트-우세의 특성을 보인다. 이는 개발에 따른 점토 퇴적 공간(즉 조상대와 상부 조간대)의 상실과 낙조류 우세의 조류 특성 변화에 기인된 것으로 판단된다. 또한 하구의 갯벌 퇴적물은 바람이 강한 가을부터 봄까지 실트가 많아져 조립해지고, 바람이 약하고, 방류량이 많은 여름에 점토가 많아져 상대적으로 세립해지는 계절적 변화를 보임으로써 하구 갯벌에서 퇴적물 입자의 거동이 실트 입자의 경우 풍파에 의해서, 점토 입자의 경우 주로 담수 방류와 조석작 용에 의해 영향 받고 있음을 보여준다. 하구 갯벌에 대한 6년 동안(2005∼2011)의 침·퇴적 모니터링 결과는 영산강 하구 조간대에서 연평균 -2.6 cm/y의 침식이 이루어졌고, 2010년경에는 특이하게 연평균 4 cm/yr의 퇴적이 일어났음을 보여준다. 이러한 하구 조간대의 침식은 하굿둑 및 영암-금호 방조제 건설 이후에 이루어진 조석의 진폭 증가와 낙조 우세 조류의 비대칭성 강화에 기인된 것으로 평가되며, 2010년 의 퇴적은 하구 준설에 따른 부유물의 대량 발생과 관련이 있는 것으로 판단된다.

수산자원보호구역의 유기물과 중금속 분포특성을 파악하기 위하여 2017년 2월 남서해연안 5개 수산자원보호구역(가막만, 여자 만, 득량만, 완도연안, 영광연안) 54개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 입도, 강열감량(IL), 화학적산소요구량(COD), 산휘발성황화물(AVS) 및 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Pb, Zn)을 분석하였다. 평균입도(Mz)는 평균 7.4±0.1Ø 였으며, 주로 세립한 니(mud) 퇴적물로 구성되어 있었다. IL, COD와 AVS의 평균농도는 각각 4.63±0.96 %, 13.0±3.1 mgO2/g·dry, 0.092±0.124 mgS/g·dry 였으며, 영광연안이 다른 보호구역에 비해 낮았다. 중금속의 평균농도는 각각 As 7.5±0.9 mg/kg, Cd 0.04±0.02 mg/kg, Cr 70.2±9.7 mg/kg, Cu 15.3±2.8 mg/kg, Fe 3.3±0.5 %, Hg 0.014±0.003 mg/kg, Pb 25.0±6.0 mg/kg, Zn 99±14 mg/kg 였으며, 보호구역내 대부분 만 안쪽에서 높고 만 외측 및 외측연안에서 낮은 특성을 보였다. 퇴적물기준 (sediment quality guidelines, SQGs), 오염부하량지수(pollution load index, PLI), 생태계위해도지수(ecological risk index, ERI)를 사용하여 퇴적물 중 금속 오염도를 평가한 결과, 남서해연안 수산자원보호구역 퇴적물은 수산생물 및 저서생물에 영향을 주지 않는 안전한 중금속 농도를 유지 하고 있었다.

본 연구는 제주 연안에 서식하는 중형저서동물 군집의 특성과 계적적 변동을 알아보고자 수행되었다. 제주도 조간대 지역에서 20개의 조사지점을 선정하였으며, 2017년 4월부터 2019년 2월까지 총 8회의 조사를 수행하였다. 조사결과, 조사지점 당 중형저서동물의 밀도는 733~2,505 inds. 10 cm-2였으며, 2017년 4월에 밀도가 가장 높았고 2019년 2월에 가장 낮았다. 모든 조사지점에서 Nematode 가 우점하고 있는 것으로 나타났으며, copepod와 nauplius가 그 다음 우점 분류군으로 조사되었다. 생태계 건강성을 나타내는 Nematods/Copepods ratio (N/C ratio)는 2017년 4월에 가장 낮은 값인 0.02, 2019년 2월에 가장 높은 값인 87.40으로 산출되었으며, 이는 조사지점의 건강성이 악화 되었음을 의미한다. Multi-Dimensional Scaling (MDS) 분석 결과는 제주 연안의 중형저서동물 군집구조는 지역적 차이보다는 계절적 변동에 의해 더 크게 영향을 받고 있음을 나타냈다. 제주도의 중형저서동물 군집의 계절적 변동 특성을 보다 명확히 이해하기 위해서, 추가적인 군집조사와 환경 인자와의 상관관계 분석이 후속 연구로 필요할 것으로 판단된다.

Heavy metals in stream water and sediments around industrial complex were studied in order to assess the contamination and to identify the potential source of metals. High variability has been observed for both dissolved and particulate phases in stream water with coefficient of variation (CV) ranging from 1.3 to 2.8. The highest metal concentrations in both phases were observed in Gunja for Ni and Cu, in Jungwang for Zn and Pb and in Shiheung for Cd, respectively. These results indicate that the different metal sources could be existing. The concentrations of the heavy metals in sediments decreased in the order of Cu>Zn>Pb>Cr>Ni>As>Cd>Hg, with mean of 2,549, 1,742, 808, 539, 163, 17.1, 5.8, 0.07 mg kg-1, respectively. Mean of metal concentrations (except for As) in sediments showed the highest values at Shiheung stream comparing with other streams. In sediments, the percent exceedance of class II grade that metal may potentially harmful impact on benthic organism for Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb was about 57%, 62%, 84%, 60%, 68%, 81% for all stream sediments, respectively. Sediments were classified as heavily to extremely polluted for Cu and Cd, heavily polluted for Zn and Pb, based on the calculation of Igeo value. About 59% and 35% of sediments were in the categories of “poor” and “very poor” pollution status for heavy metals. Given the high metal concentrations, industrial wastes and effluents, having high concentrations of most metals originated from the manufacture and use of metal products in this region, might be discharged into the stream through sewer outlet. The streams receive significant amounts of industrial waste from the industrial facilities which is characterized by light industrial complexes of approximately 17,000 facilities. Thus, the transport of metal loads through streams is an important pathway for metal pollution in Shihwa Lake.

본 연구는 남해 연안에서 채취한 퇴적물을 대상으로 수질의 환경변화에 의해 퇴적물이 용출 특성에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험실에서 20일 동안 용출 배양실험을 진행하였으며, 퇴적물 인의 존재형태와 수질의 환경 인자, 총 인의 용출률을 측정하였다. 관찰 결과, 수층에서 미생물의 성장에 의해 용존 산소가 감소하여, 퇴적물의 산화환원전 위가 낮아지는 혐기성환경이 진행되었다. 그에 따라 배양 초기일과 20일 후를 비교하면, 퇴적물 인의 존재 형태 중 철 산화물과 결합한 인산염의 감소하는 변동성이 높게 나타났다. 이는 철 산화물이 환원될 경우 금속 이온과 분리된 무기인이 수중으로 이동하는 것을 의미하는데, 분리된 무기인은 플랑크톤에 의해 잘 흡수되는 특성을 가진다. 수층의 총 인을 분석한 결과 20일 차 0.304mg/L까지 지속적으로 증가하였으며, 산정된 용출률의 경우 배양 5일 이후 용존 산소의 감소와 높은 관계성을 보였다. 따라서 본 연구의 결과로부터, 수층의 부영양화를 관리하기 위한 요소로서 수질의 용존 산소와 퇴적물 인의 존재형태 중 철 산화물의 중요성을 확인할 수 있었다.