본 연구에서는 저온 소성 굴 패각의 재활용을 위한 기초적 연구로서 메조코즘 실험을 통해 저온 소성 굴 패각의 피복에 따른 연안 오염 퇴적물의 성상 변화를 조사하였다. 이를 위해 350 °C에서 소성시킨 굴 패각을 연안 오염 퇴적물에 피복하여 직상수와 간극수의 성상변화를 분석하는 메조코즘 실험을 수행하였다. 실험 결과, 굴 패각의 피복에 의해 수층과 퇴적층이 분리되었기 때문에 직상수의 산화 환원전위(ORP) 증가 및 DIN 중의 NH3-N의 비율의 감소가 실험구에서 관측되었다. 실험구의 DIP의 농도는 대조구와 비교하여 유의한 차이를 확인하기 어려웠다. 굴 패각의 피복에 의한 퇴적물의 총유기탄소(TOC)는 감소하였으며, 산휘발성황화물(AVS)은 저온 소성 굴 패각의 황화물 흡착 능력으로 인해 최대 50%까지 감소한 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과로부터 저온 소성 굴 패각은 연안 오염 퇴적물의 정화를 위해 이용될 수 있는 재료인 것으로 결론 지을 수 있다.

수영만 해역의 오염원 관리를 위해 유입되는 육상기인 오염물질의 체류특성을 분석하였다. 오염물질의 체류특성은 해수유동 모델과 입자추적 모델을 활용하여 분석하였다. 오염물질은 입자로 표현되며, 입자의 양과 오염물질량은 비례하도록 나타내었다. 체류특성은 각 오염원별로 부하량, 해역에서 체류하는 오염물질량, 부하량 대비 해역에 체류하는 오염물질량을 비교하여 분석하였다. 수영만 해역에 체류하고 있는 오염물질량을 오염원별 순으로 나타내면 수영하수처리장, 남부하수처리장, 수영강 등의 순이었다. 오염부하량이 적고 만 내측에서 멀어질수록 해역에 체류하는 오염물질량이 적었다. 오염원 중에서는 남부하수처리장에서 유입되는 부하량이 가장 많았다. 하지만, 유입 부하량 대비 해역에 체류하는 오염물질량은 수영만으로 유입되는 오염원 중 가장 낮은 값을 보였다. 이는, 해역의 특성과 각 오염원의 지형적인 특성에 따라 오염물질이 해역에 미치는 정도가 다르다는 것을 의미한다.

자란만 퇴적물 중 유기물과 중금속의 농도분포와 오염현황을 파악하기 위하여 2014년 11월 15개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 입도, 총유기탄소(TOC), 총질소(TN) 및 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)을 분석하였다. 평균입도(Mz)는 8.6-9.8Ø(9.3±0.3Ø) 사이였으며, 니(Mud)와 점토(Clay)의 세립한 퇴적물로 구성되어 있었다. TOC와 TN은 각각 1.51-2.39%(1.74±0.22%), 0.20-0.33%(0.23±0.03%)의 범위로 전반적으로 공간적인 농도차이를 보이지 않았다. 모든 퇴적물에서 C/N 비 값은 5-10 사이를 보여 자란만 표층 퇴적물 중 유기물은 주로 해역 내에서 발생한 해양기원성 유기물인 것으로 파악되었다. 중금속 중 Cr, Fe, Mn은 만의 입구 쪽에서 높고 그 외 중금속(As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn)은 자란만의 안쪽에서 높은 농도를 보였다. 한편, 퇴적물 기준(SQGs), 농축계수(EF), 농집지수(Igeo), 오염부하량지수(PLI), 생태계위해도지수(ERI) 등 다양한 평가기법을 이용하여 자란만 표층 퇴적물의 중금속에 대한 오염정도를 살펴본 결과, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn은 오염되지 않은 상태이거나 일부해역에서 오염된 상태를 보였지만 As는 전 해역에서 높은 오염도를 보였다. 또한, 분석된 모든 중금속 농도를 고려한 전체적인 오염도를 살펴본 결과, 모든 해역에서 중금속에 대하여 오염되었고 특히, 일부 해역에서는 저서생물에 위해성을 줄 수 있는 상태인 것으로 파악되었다. 따라서, 자란만 내 양식 수산물의 안전성 확보와 지속적인 어장 생산성 유지를 위해서 자란만 퇴적물 내 유기물과 중금속의 오염원에 대한 체계적인 관리가 필요하다.

우리나라 남해안의 대표적인 패류양식해역 중에 하나인 고성만 주변 표층 퇴적물 중 유기물과 중금속의 분포 및 오염현황을 이해하기 위해 입도와 총유기탄소(TOC), 총질소(TN), 중금속 9종(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)에 대해 조사하였다. 고성만 주변 퇴적 물은 세립질의 점토(clay)와 니(mud)로 이루어져 있었다. 유기물과 중금속은 만의 입구쪽에서 안쪽으로 갈수록 상대적으로 높은 농도를 보 였다. 특히, 퇴적물중 유기물 및 중금속의 분포와 C/N 비(5-10)를 고려하였을 때, 고성만 퇴적물 중 유기물은 해역 자체 내 생물체에 의해 생성된 해양기원성 유기물의 영향을 크게 받고, 중금속은 만 주변 혹은 만내 산재해 있는 인위적인 오염원의 영향을 크게 받고 있는 것으 로 파악되었다. 4 가지 퇴적물 오염평가 방법을 이용하여 고성만의 중금속 오염현황을 살펴본 결과, 고성만 퇴적물은 전 해역에 걸쳐 중 금속에 대하여 약간 오염된 상태였으며, 만의 북쪽과 북동쪽의 일부 해역은 퇴적물의 중금속 오염도가 높아 퇴적물에 서식하는 저서생물 에 큰 위해를 줄 수 있는 상태인 것으로 나타났다. 따라서, 고성만 주변 퇴적환경 개선을 위한 체계적인 관리계획의 수립과 함께 지속적 인 양식활동 및 양식생물의 안전성 확보를 위한 오염물질에 대한 집중적인 모니터링 연구가 병행되어져야 한다.

본 연구는 울산광역시의 태화강을 포함한 하구역에 서식하는 대형저서동물의 군집구조를 파악하기 위하여 2012년 2월부터 동년 11월까지 총 4회에 걸쳐 현장조사를 실시하였다. 태화강 하구역에서는 총 176종/9.6㎡ 과 1,992개체/㎡ 의 대형저서동물이 출현하였고, 가장 우점한 동물군은 다모류로 출현 종수와 평균 서식밀도는 각각 91종과 1,463개체/㎡ 이었다. 태화강 하구역의 주요 우점종은 다모류의 Minuspio japonica(609±1,221개체/㎡ ), 참갯지렁이(Hediste japonica, 174±318개체/㎡ ), Tharyx sp.1(106±283개체/㎡ ), 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia, 79±207개체/㎡ ), 이매패류의 아기반투명조개(Theora fragilis, 114±272개체/㎡ ) 및 단각류의 발성육질꼬리옆새우(Grandidierella japonica, 88±223개체/㎡ )등이었다. 출현 종과 개체수의 자료를 근거로 대형저서동물의 군집구조를 파악한 결과, 대형저서동물 군집은 크게 3개로 구분되었다. 그룹 Ⅰ (조립질 퇴적물)과 Ⅲ (세립질 퇴적물)은 각각 담수 및 해수우세 환경의 군집으로, 그룹 Ⅱ (혼합질 퇴적물)는 2개 환경이 혼합되는 추이대로 고려할 수 있었다. 결국 태화강 하구역에 서식하는 대형저서동물 군집은 염분농도의 구배와 퇴적상에 따라 구조를 달리함을 알 수 있었다.

해역수질 관리를 위해 마산만으로 유입되는 육상기인오염원이 해역수질에 미치는 영향인 오염기여율을 생태계 모델을 이용하여 정량화하였다. 오염기여율은 마산만 해역으로 들어오는 16개 오염원 각각의 유무에 따라 해역 정점별 수질 농도변화를 통해 계산하였다. 오염기여율 결과로 만 내측의 하천들은 만 북부에서 COD는 20 %, T-P는 62 %로 나타났고, 만 중부에서는 COD는 10 %, T-P는 16 %로 나타냈다. 따라서, 만 내측의 하천들은 마산만 북부와 중부수질에 영향을 주고 있는 것으로 나타났다. 또한, 만 북부로 유입되는 하천들의 T-P기여율이 COD기여율 보다 높기 때문에, COD부하보다 T-P부하가 수질에 미치는 영향이 더 큰 것으로 판단된다. 만 남부 오염원인 덕동하수처리장은 남부에서 COD는 26 %, T-P는 11 %, 중부에서 COD는 17 %, T-P는 7 %, 만 외측에서는 COD는 10 %, T-P는 1 % 기여하는 것으로 나타났다. 이는 저층 잔차류 흐름이 만 내측으로 향하고 있기 때문에 마산만 외측보다 남부와 중부에서 수질에 더 큰 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다.

해역에서의 체류시간은 제한된 영역을 채우는 수체나 오염물질이 잔류하는 시간을 의미하며, 서로 다른 수체간의 물리적 특성을 비교하는 데 사용되고 있다. 거제만으로 유입되는 육상기원 또는 양식기원 입자물질의 잔류시간을 알아보기 위해 입자추적모델이 포함된 EFDC를 이용하여 입자물질 체류시간을 계산하였다. 계산된 입자물질의 체류시간은 내만에서 약 65일이었는데, 이 결과는 거제만 내측으로 유입되는 입자물질이 외해에 도달하기까지 약 2달 이상의 시간이 소요됨을 의미한다. 이 체류시간은 거제만 전역에 걸쳐 조석의 흐름에 따라 다르게 나타났으며, 해역에 유입된 입자물질의 거동이 해역의 물리적 특성에 의해 결정됨을 의미한다. 입자물질 체류시간의 공간적인 분포특성을 통해 거제 내만의 해수교환이 원활하지 않은 것을 알 수 있으며, 이로 인해 수질오염문제에 취약할 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 연구는 가로림만에 서식하는 대형저서동물의 군집구조와 건강도를 평가하는데 목적이 있다. 대형저서동물의 채집을 위한 현장조사는 2012년 5월(이하 춘계)와 7월(이하 하계)에 실시하였다. 가로림만에서는 총 247종 4.4 m-2과 35,745개체(1,625개체 m-2)의 대형저서동물이 출현하였고, 다모류가 120종과 27,310개체(1,241개체 m-2)의 밀도를 나타내 가장 우점하는 생물이었다. 가로림만의 주요 우점종은 다모류의 작은사슴갯지렁이(Ampharete arctica), 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia), Mediomastus californiensis 및 Euclymene oerstedi등이었다. 출현 종과 개체수의 자료를 근거로 대형저서동물의 군집구조를 파악한 결과, 대형저서동물 군집은 크게 3개로 구별되었고, 조립질 퇴적물(그룹 1과 2)과 혼합 및 세립질 퇴적물(그룹 3)이 우세한 정점군으로 나뉘었다. 가로림만의 건강도를 평가한 결과, BPI지수는 춘계와 하계에 공통적으로 가장 양호한 상태(high status; normal)를 나타낸 반면, AMBI지수는 양호한 상태(good status; slightly polluted)를 반영하고 있었다. 따라서 가로림만의 건강도는 양호한 상태를 나타내는 것으로 판단할 수 있었다.

본 연구에서는 미더덕양식장이 밀집되어 있는 남해안의 진동만 10개 정점에 대하여 미더덕과 주름미더덕의 양식순기에 맞추어 계절별(7월, 10월, 1월, 4월)로 실시하였으며, 어장 서식지 적합지수를 위한 어장평가인자로 수온, 클로로필 a, 부유입자물질, 해수유동, 염분, 용존산소 포화도를 이용하였다. 미더덕과 주름미더덕의 성장과 어장환경 상관성을 나타낼 수 있도록 각 인자들에 대한 그래프가 작성되었으며, 서식지 적합지수 산정결과 진동만의 서쪽해역(HSI 0.32~0.41)이 동쪽해역(HSI 0.19~0.27)보다 높은 적합지수를 보였다. 이러한 결과는 미더덕과 주름미더덕의 단위생산량과 유의한 상관성(R²=0.834, P<0.01)이 있음을 보였다. 본 연구는 과학적 어장적지평가를 통하여 지속적인 생산성을 위한 어장관리에 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다.

어장관리해역으로 지정된 옹진군의 수질 및 퇴적물 환경 특성을 파악하기 위하여 2011년에 4개 도서(장봉도, 자월도, 영흥도, 백령도)를 대상으로 조사를 실시하였다. 수온은 9.49~24.14 로 계절변동 특성을 잘 나타내었고, 염분(23.19~31.49)과 용존산소(5.48~9.36 mg/L)는 수온과 역상관성을 보였으며, 화학적산소요구량(COD)은 평균 1.57 mg/L로 전체적으로 양호한 수준이었다. DIN과 DIP는 각각 0.111~0.666 mg/L, 0.002~0.043 mg/L의 범위로 전 정점에서 낮은 분포를 보였고, 엽록소 a의 농도는 0.02~8.07 μg/L 범위로 서해의 다른 해역보다 낮았다. 퇴적물의 입도 분포는 모래와 실트가 각각 56.7 %, 34.6 %로 우세하였고, 분급은 불량하였다. 퇴적물의 화학적산소요구량과 강열감량은 각각 1.00~11.03 mg/g·dry, 0.72~5.29 %의 범위로 시·공간적으로 유사한 경향을 보였다. 총유기탄소와 총질소의 C/N ratio는 8.17~17.97 범위로 하계에 육상기원과 해양기원에 의한 영향이 혼재하는 것으로 나타났다. 표층퇴적물의 미량금속 오염도 평가를 위해 농집지수(Igeo)를 계산한 결과, Cr과 As를 제외한 나머지 금속원소에 의한 오염은 없는 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과는 본 연구지역이 전체적으로 양호한 수질을 보이며, 유기물과 금속원소에 의한 표층퇴적물의 오염이 없다는 것을 보여준다.

본 연구에서는 패류양식장이 밀집되어 있는 고성·자란만 22개 정점, 거제·한산만 15개 정점, 진해만 18개 정점에 대하여 계절별(2월, 5월, 8월, 11월)로 퇴적물 환경인자(화학적산소요구량, 강열감량, 산휘발성황화물, 총유기탄소)와 저서 다모류 인자(출현 종 수, 서식밀도, 다양도, 균등도)에 대하여 분석하였다. 총유기탄소와 저서 다모류 다양도간의 상관계수가 0.61로 가장 높고 유의한 상관성(P<0.01)을 보여, 어장환경평가를 위한 대표인자로 설정하였다. 그 결과 두 인자간의 상관성에 의한 어장환경평가 기준 총유기탄소는 Peak Point 15 mg/g dry, Warning Point 26 mg/g dry, Contaminated Point 31 mg/g dry이었으며, 저서 다모류 다양도의 경우 H'≥2.6은 Good, 2.6>H'≥2.1은 Moderate, 2.1>H'≥1.2는 Poor, H'<1.2는 Bad로 분류되었다. 본 연구결과는 어장관리를 위한 환경기준 설정에 과학적 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다.

Satellite optical communication has gained significant attention owing to its many quality features (e.g., a larger bandwidth, license free spectrum, higher data rate, and better security) compared to satellite microwave communication. Various experiments have been performed during many space missions to demonstrate and characterize inter-satellite links, downlinks, and uplinks. Korea has also planned to establish an experimental communication system using a geostationary earth orbit (GEO) satellite and the Geochang station as an optical ground station for low Earth orbit (LEO)-to-ground optical relay links. In this study, the performance of inter-satellite communication links and downlinks was investigated for the new Korean experimental communication system in terms of link margin, bit error rate (BER), and channel capacity. In particular, the performance of the inter-satellite links was analyzed based on the receiving apertures and the transmitting power, while that of the downlink was analyzed in terms of atmospheric turbulence conditions and transmitting power. Finally, we discussed two system parameters of receiving aperture and transmitting power to meet the three criteria of link margin, BER, and channel capacity.

Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) has been developing the space optical and laser tracking (SOLT) system for space geodesy, space situational awareness, and Korean space missions. The SOLT system comprises satellite laser ranging (SLR), adaptive optics (AO), and debris laser tracking (DLT) systems, which share numerous subsystems, such as an optical telescope and tracking mount. It is designed to be capable of laser ranging up to geosynchronous Earth orbit satellites with a laser retro-reflector array, space objects imaging brighter than magnitude 10, and laser tracking low Earth orbit space debris of uncooperative targets. For the realization of multiple functions in a novel configuration, the SOLT system employs a switching mirror that is installed inside the telescope pedestal and feeds the beam path to each system. The SLR and AO systems have already been established at the Geochang station, whereas the DLT system is currently under development and the AO system is being prepared for testing. In this study, the design and development of the SOLT system are addressed and the SLR data quality is evaluated compared to the International Laser Ranging Service (ILRS) tracking stations in terms of single-shot ranging precision. The analysis results indicate that the SLR system has a good ranging performance, to a few millimeters precision. Therefore, it is expected that the SLR system will not only play an important role as a member of the ILRS tracking network, but also contribute to future Korean space missions.

An eco-friendly integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) farming technique was developed with the goal of resolving eutrophication by excess feed and feces as fish-farming by-products. A variety of seaweed species were tried to remove inorganic nutrients produced by fish farming. However, there have been few trials to use Sargassum fulvellum in an IMTA system, a species with a relatively wide distribution across regions with various habitat conditions, great nutrient removal efficiency and importance for human food source and industrial purposes. In this regard, our study tried to examine feasibility of using S. fulvellum in an IMTA system by analyzing growth characteristics of the species in an IMTA system comprising of rockfish (Sebastes shlegeli), sea cucumber (Stichopus japonocus) and the tried S. fulvellum (October 2011 – November 2012). We also monitored environment conditions around the system including current speed, water temperature and inorganic nutrient level as they may affect growth of S. fulvellum. S. fulvellum in the IMTA system, which were 15.72±5.67 mm long at the start of the experiment in October 2011, grew to a maximum of 1093±271.13 mm by May 2012. In September, seaweed growth was reduced to a minimum of 280±70.43 mm in length. Then, S. fulvellum began to grow again reaching 325±196.19 mm by November 2012. Wet weight of the seaweed was 4.01±1.89 g at the start of the experiment and reached a maximum of 109.26±34.23 g in May. The weight gradually declined to a low of 15.12±8.40 g in September 2012. Weight began to increase once more, rising to 39.27±21.69 g by November. During the experiment, the average velocity at the surface and the bottom was 6.5 cm/s and 3.4 cm/s, respectively. The water temperature ranged 5.0-23.5℃, which was considered suitable for growing S. fulvellum. Results of the study indicated no significant differences in inorganic nutrients between pre- and post-IMTA installation. It was thus concluded that S. fulvellum can be a suitable seaweed species to be used in an IMTA system.