The Singil Stream, flowing into an artificial lake, Lake Shihwa (South Korea), experiences a strong anthropogenic pressure with continuous organic matter (OM) inputs from rural, urban, and industrial areas. In this study, we investigated suspended particulate matter (SPM) and streambed sediments collected along the Singil Stream in 2014 and 2016, by applying a dual element approach (δ13C and δ15N) to identify OM sources. The SPM and streambed sediment samples from the indusrial area showed higher organic carbon and nitrogen concentrations (or contents) than those from the other areas, with distinctively lower δ15N values. Accordingly, our dual element approach indicates that the industrial area was the predominant OM source influencing OM quality and thus water quality of the Singil Stream flowing into Lake Shihwa during the study periods. However, further studies are necessary to better constrain OM sources in the Singil Stream since OM sources from the industrial area appear to be complex.

본 연구에서는 시화호의 수질 관리 정책 연구를 위한 최근의 수질 자료 확보를 목적으로 2010년에 시화호 내 외측 해역에서 수질 조사를 수행하였다. 시화호 표층수 수질항목들의 수평적 농도분포는 하천을 통한 담수 유업과 배수갑문을 통한 외해수 유입의 영향으로 인하여 반윌 및 시화 산단 얀근 상류지역에서는 높고 배수갑문으로 갈수록 낮아지는 경향을 나타냈다. 시화호 외해에서는 TN 및 TP가 소래포구에 가까운 곳에서 높은 농도를 나타내었으며, 전체적으로 시화호 내해보다는 상대적으로 낮은 농도를 나타내었다. 시화호 내측의 경우, 여름철 성층 형성 및 저층의 활발한 유기물 분해로 빈산소층이 발달되고 있었다. 수질항목들의 수직적 농도분포의 경우, 용존영양염, TN 및 TP는 표층보다 저층에서 높았지만, COD, 클로로필-a 및 POC는 이와 반대로 저층보다 표층에서 높은 분포를 나타냈다. 시화호 표층수에서 염분은 용존영양염과 양호한 음의 상관성을 보여 담수 기원의 영양염 공급이 확인되었고, 이에 의한 식물플랑크톤의 대증식으로 COD 및 POC가 높게 나타났다.

공장 폐수로 인한 오염이 심한 경기 시화호에서 오염정도가 다른 두 지역으로부터 풀망둑을 채집하여 이들의 해독효소계 또는 항산화효소계의 반응을 비교하였다. 해독효소계에서 I상효소로는 CYP, P450R, b5R, EROD를, II상효소로는 GST를 조사하였다. 그리고 항산화효소계로는 CAT, GR, CPx의 활성 그리고 GSH및 CSSG농도를 조사하였다. 그 결과, 오염정도가 심한 지역에서 잡은 어류가 간장 중 P450R, b5R, GST의 활성이 높았으

1997년 2월부터 1998년 7월까지 총 33회에 걸쳐 시화호내 11개 정점에서 배수갑문 개·폐에 따른 용존산소와 pH의 변화를 파악하였다. 해수유입이 없었던 1997년 3월부터 1997년 5월까지의 용존산소 분포는 대부분의 수층에서 10mg/l이상을 보이고 l1m 이하의 수심에서 5mg/l 이하를 나타냈다. 1997년 6월에 수심 6m 이하에서 무산소층이 나타났다. 강우기동안 배수만 실시했을 경우, 무산소층이 수심 8m에서 6m 이하로 증가하였다. 또한 해수유입 직후의 시화호 내에 잔존하는 무산소층이 해수에 포함된 용존산소를 급격히 소모시키는 특징을 나타냈다. 이러한 현상은 pH7.8∼8.2의 해수와 pH7.4이하의 저층수가 만나게 되어 산화작용을 촉진시켰기 때문인 것으로 해석된다. 해수유입이 크게 증가된 1998년 1월에는 전 수층의 용존산소가 10mg/l 이상을 나타냈다. 결론적으로 시화호 배수갑문 운용에 따른 수질개선을 위해서는 여름철에는 염분약층이 생성되지 않도록 해수의 유출량과 유입량을 늘리는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

1997년 2월부터 1998년 7월까지 총 33회에 걸쳐 시화호내 11개 정점에서 장기간 관측한 수온, 염분 자료를 이용하여 배수갑문운용에 따른 시화호의 물성변화를 파악하였다. 배수갑문을 통한 해수유통이 없었던 1997년 3월부터 1997년 6월까지 시화호내의 염분은 15psu 이하로 나타났으며, 약 11m 수심을 경계로 염분에 의한 강한 성층이 관측되었다. 배수갑문을 통한 해수유입이 시작된 1997년 7월에는 태양복사열의 증가로 표층수온이 급격히 상승하여 표층과 저층의 수온차가 약 10˚C 이상으로 나타났으며, 1997년 10월∼12월에는 표층에 비해 저층 수온이 상대적으로 높은 수온역전현상이 발생하였다. 1997년7월 배수갑문 개폐시기를 전 · 후로 배수갑문 내측에 위치한 정점에서 장기간 수온, 염분, 유속 및 유향을 조사한 결과, 해수유입시 수온과 염분이 대칭적인 분포를 나타내었으며, 이는 외해로부터 해수 유입시마다 저온, 고염의 해수가 시화호 내로 유입되었기 때문인 것으로 판단된다. 1998년 1월 이후에는 지속적인 배수갑문 개폐의 영향으로 시화호의 염분이 30psu 이상으로 해수화되었으며, 배수갑문 개폐 이전에 비해 성층이 크게 약화된 것으로 나타났다.

The mechanism of water pollution in Lake Shihwa, one of highly eutrophicated artificial lakes in Korea, has been studied using a numerical 3D physical-biochemical coupled model. In this study, the model was applied to estimate the contribution of land-based pollutant load to water quality of heavily polluted Lake Shihwa. The chemical oxygen demand(COD) was adopted as an index of the lake water quality, and the spatial distribution of an average COD concentration during the summer from 1999 to 2000 was simulated by the model. The simulated COD showed a good agreement with the observed data. According to reproducibility of COD, the highest levels between 8 and 9 mg/L were shown at the inner site of the lake with inflow of many rivers and ditches, while the lowest was found to be about 5 mg/L at the southwestern site near to dike gate. In the prediction of water quality of Lake Shihwa, COD showed still higher levels than 3 mg/L in case of reduction of 95% for land-based pollutant load. This suggests that the curtailment of land-based pollutant load is not only sufficient but the improvement of sediment quality or the increase of seawater exchange should be considered together to improve a water quality in Lake Shihwa.

서해안의 신도시 및 산업단지 근교에 위치한 인공 시화호에서 유입지천 부근의 상류쿠터 최하류의 수문부근까지 3~8개 지점에서 1994년~1999년에 걸쳐 수환경 오인을 매월 1~2회 조사하였다. 환경요인은 연평균 , 엽록소 , 총질소, 총인농도 및 투명도가 각각 5.2~15.1mg/L, /L, 1.50~4.48 mgN/L, 0.055~0.281 mgP/L 및 0.5~1.4 m로서 중영양단계에서 과영양단계까지의 수질을 보였다. 시화호가 조성된 1994년부터

In order to determine the changes of sediment facies and metal levels in surface sediments after the construction of Shiwha Lake, surface sediments were sampled at 8 sites located on the main channel monthly from June, 1995 to August, 1996 and analysed for 12 metals (Al, Fe, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, As and Pb) by ICP/AES and ICP/MS. Two groups of sampling sites (the inner lake with 3 sites and the outer lake with 5 sites) are subdivided by the surface morphology; the inner lake is a shallow channel area with a gentle slope, while the outer lake is relatively deep and wide channel with a steep slope which has many small distributaries. After the construction of dam, fine terrestrial materials were deposited near the outer lake, which resulted in the change of major sediment facies from sandy silt to mud. With the deposition of fine sediments in the outer lake, anoxic water column induced the formation of sulfide compounds with Cu, Cd, Zn and part of Pb. Metal (Cr, Ni, Cu, Zn and Cd) contents in sediments increased up to twice within 2 years after the construction of dam. This is due to the direct input of industrial and municipal wastes into the lake and the accumulation of metals within the lake. In addition, frequent resuspension of contaminated sediments in a shallow part of the lake may make metal-enriched materials transport near the outer lake with fine terrestrial materials. As the enrichment of Cu, Zn, Cd and part of Pb in the Shiwha Lake may be related to the formation of unstable sulfide compounds by sulfate reduction in anoxic water or sediment column, the effect of mixing with open coastal seawater is discussed.