[논문]유등천에서의 생태학적 건강도 평가 및 수질양상

이재연; 장하나; 안광국

유등천에서의 생태학적 건강도 평가 및 수질양상
Ecological Health Assessments and Water Quality Patterns in Youdeung Stream 원문보기

한국육수학회지 = Korean journal of limnology, v.38 no.3 = no.113, 2005년, pp.341 - 351

이재연 (충남대학교 생명과학부) , 장하나 (충남대학교 생명과학부) , 안광국 (충남대학교 생명과학부)

초록
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본 연구는 2004년 8월 (8월 16 ${\sim}$ 17일)부터 10월 (10월1 ${\sim}$ 2일)까지 금강 지류중의 하나인 유등천의 5개의 지점을 선정하여 어류군을 이용한 다변수 모델 적용 및 평가를 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 생물학적 건강성평가 모델값은 유등천의 지점별 수질변수 값 (1995 ${\sim}$ 2004년:환경부 자료)과 비교 평가하였다. 이용된 수질변수는 전기전도도 (Conductivity), 생물화학적 산소요구량 $(BOD_5)$, 화학적 산소요구량 $(COD_{mn})$, 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 6개 항목으로서 조사지점별, 계절별, 연별로 농도 변이가 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서는 안 등 (2003)에 의해 국내 특성에 맞게 개발된 다변수 메트릭 모델을 이용하였으며, 이는 최근 미국 환경부(US EPA)의 Barbour et al. (1999)에 의한 RBP 모델을 기반으로 얻어졌다. 총체적인 건강성평가에 따르면, EPA (1993) 및 Barbour et al. (1999)의 기준에 따르면, 2차례 조사에 걸친 유등천의 생물학적 건강도는 27.8(n=10)로서, 수환경등급은 '보통상태' (Fair condition)로 나타났다. 8 ${\sim}$ 10월까지 지점별 개별적인 어류평가 모델 값은 24 ${\sim}$ 32범위로 나타났으며, 5지점에서 모델 값은 25 (Poor condition)로서 가장 낮은 것으로 나타났다. 1 ${\sim}$ 4지점까지 모델 값은 고도 구배에 대해 큰 차이를 보이지 않았다. 한편, 이화학 분석 자료에 따르며, 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보이고 있었으며, 특히 5지점 (S5)은 나머지 4개 지점 (S1 ${\sim}$ S4)의 수질에 비해 뚜렷한 수질악화를 보였는데, 이는 제 5지점 부근의 공단과 분뇨처리시설로부터 유입된 폐수에 의한 점 오염원의 효과로 사료되었다. 어류의 지표종 특성에 따르면, 버들치 (Rhynchocypris oxycephalus), 갈겨니 (Zacco temmincki)와 같은 수질에 대해 민감한 어종은 상류(S1 ${\sim}$ S2)에서의 출현빈도가 하류지점에의 출현빈도에 비해 뚜렷하게 높게 나타나 수질 특성을 반영하는 것으로 나타났으며, 트로픽구조 측면에서 내성종 (Tolerant species)및 잡식성종(Omnivore species)이 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Ecological stream health, based on the index of biological integrity (IBI) , was evaluated at five sampling locations of Youdeung Stream during August-October 2004. For the study, we also analyzed spatial and temporal patterns of conventional water quality over tine period of 1995 ${\sim}$ 2004, using the water chemistry dataset, obtained from the Ministry of Environment, Korea. The water quality parameters used here were conductivity, total suspended solids (TSS), biochemical oxygen demand $(BOD_5)$, chemical oxygen demand $(COD_{mn})$, total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP). The multi-metric model values averaged 27.8 in the stream and ranged 24 ${\sim}$ 32. The health condition was judged as 'Fair' to 'Poor' conditions, according to the stream health criteria of US EPA (1993). Longitudinal variation occurred from the upstream to downstream reach; largest differences in all water quality variables occurred between Site 5 and the other sites. This was mainly attributed to the impacts of wastewater treatment plants near the locations. Also, relative proportions of tolerance and omnivore species increased in downstream reaches. The model values, however, did not match the values, based on water quality parameters. We assume that this may be associated with primarily reduced water volumn during dry season in the stream along with modified physical habitat conditions.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구의 목적은 생물학적 다변수 평가모델을 본 수계 특성에 맞게 수정 보완하여 생태 건강도를 평가하고, 이화학적인 수질자료와의 상관관계를 분석하여, 하천생태계 특성을 총체적으로 파악하는데 있다.
5 지점의 경우, 1지점에서 4지점과는 달리 생태건강도 지수 값이 상대적으로 이화학적인 수질상태보다 양호하게 나타나는데 이는 물리적 서식지의 교란보다 인접한 점오염원에서 배출되는 오염물질의 영향이 더 크게 작용하여 나타나는 현상이라고 할 수 있다(임 등, 2000). 이런 결과는 이화학적인 측정값으로 나타나는 수질은 생물학적인수질 값으로 나타나는 결과와 상이하기 때문에 이화학적수질상태가 생물환경을 대변할 수 없음을 제시하였다. 이런 결과는 최근 공(2002)이 제시한 바와 같이 이화학적인 지표특성 만으로는 하천평가의 총체성을 나타낼 수 없음을 입증하였다.

제안 방법

원래 안 (2001)의 초기연구에 따르면, 총 11개 메트릭을 사용하였으나, 본 연구대상 하천은 수심이 깊지 않음을 고려하여 중층 서식종수 (Number of water column species)의 항목은 제외하고 적용하였다. 생태건강도 평가 모델값은 총 본토종수(Number of native species), 여울성 저서종수(Riffle-benthic species), 민감성 지표종수 (Number of sensitive species), 내성 지표종수(Proportion of tolerant species), 잡식성종의 개체빈도(Proportion as a number of omnivore species), 육식성종의 개체빈도(Pro portion as a number of carnivore species), 충식성종의 개체빈도 (Proportion as a number of insectivore species), 종개체수(Total number of individual), 외래종 빈도(Propor tion as a number of exotic species), 개체 비정상도(Pro portion as a number of abnormal individual) 의 10개 메트릭에 대해 각각 "5", "3", "1"의 점수를 부여한 뒤 최종값을 산정하여 그 등급을 분류하였다. 생물학적 등급은 10개 메트릭 적용에 맞는 점수대를 부여하여 최적상태에서 최악상태의 5개 등급으로 대별하였다.
하천현장에서 투망 (망목 8x8 mm), 족대 (망목 4x4 mm)및 어류채집 전기충격기 (12 Volt, 24A)를 이용하였다. 각 지점에서 채집된 어류는현장에서 분류 동정이 가능한 종은 연구에 필요한 생태 트로픽 길드 및 특성파악 후 방류하였고, 일부 동정 이 불확실하거나 정밀 분석이 필요한 종은 10% 포르말린 용액에 고정한 후 실험실로 옮겨 동정 분석 (정, 1977; 김, 1997)한 후 Nelson(1994)의 분류체계를 따랐으며, 종 목록의 순서는 본 연구의 생태 지표종 특성 분석을 위해 재조정하였다.
본 연구에서는 Karr (1981) 및 Barbour et al. (1999)가 제시한 12개 메트릭 모델을 수정 보완하여 우리나라의 지역 및 생태학적 특성에 맞게 수정한 10개 평가 메트릭 모델 (IBI 모델)을 확립하였다. 본 기법의 세부 메트릭 모델 구성은 우리나라에 최초로 모델을 도입하고 우리나라 생태특성에 맞게 모델을 제시한 안(2001)의 기법에 의거하였다.
생태건강도 평가 모델값은 총 본토종수(Number of native species), 여울성 저서종수(Riffle-benthic species), 민감성 지표종수 (Number of sensitive species), 내성 지표종수(Proportion of tolerant species), 잡식성종의 개체빈도(Proportion as a number of omnivore species), 육식성종의 개체빈도(Pro portion as a number of carnivore species), 충식성종의 개체빈도 (Proportion as a number of insectivore species), 종개체수(Total number of individual), 외래종 빈도(Propor tion as a number of exotic species), 개체 비정상도(Pro portion as a number of abnormal individual) 의 10개 메트릭에 대해 각각 "5", "3", "1"의 점수를 부여한 뒤 최종값을 산정하여 그 등급을 분류하였다. 생물학적 등급은 10개 메트릭 적용에 맞는 점수대를 부여하여 최적상태에서 최악상태의 5개 등급으로 대별하였다.
유등천의 이화학적 수질환경 분석을 위해 1995년에서 2004년까지 측정된 10년간의 환경부 수질자료를 환경부홈페이지 Www.me.go.kr)에서 획득하였고, 여러 일반 수질 항목 중 총부유물 (Total suspended solids, TSS), 전기전도도(Specific conductivity 20℃), 생물화학적 산소요구량 (Biochemical oxygen demand, BOD5), 화학적 산소요구량 (Chemical oxygen demand, CODmn), 총질소 (Total nitrogen, TN), 총인 (Total phosphorus, TP)의 총 6개 항목을 채택하여 각 값의 시간별, 공간별 변화양상을 분석하였다.

대상 데이터

본 연구는 2004년 8월 (8월 16~17일)부터 10월 (10월 1~2일)까지 금강 지류중의 하나인 유등천의 5개의 지점을 선정하여 어류군을 이용한 다변수 모델 적용 및 평가를 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 생물학적 건강성평가 모델값은 유등천의 지점별 수질변수 값 (1995~2004년: 환경부 자료)과 비교 평가하였다.
본 연구대상 수체인 유등천은 금강 지류중의 하나이며, 대전시의 중요한 도심하천이다. 본 하천에 대한 이전 문헌조사에 따르면, 일부 유등천에 관한 이화학적수질평가 (김 등 1994; 이, 1994), 어류의 분포조사 (최, 1987; 홍, 1994; 이, 2001) 및 이 하천과 연결되는 금강 하류역 어류상 조사(최와 박, 1979; 최 등, 1985, 황 등, 1992)가 전부로서, 생물학적 혹은 생태학적 수질평가 및 총체적 수생태계 건강성 진단 평가가 극히 미비한 실정이다.
본 연구에서는 유등천 수계 4개 지점 및 유등천과 갑천이 합류하는 1개를 포함하여 총 5개 지점을 선정하여 2004년 8월 16~17일의 홍수기 1차 어류조사 및 2004년 10월 1~2일의 평수기 2차 어류조사를 실시하였다. 최상류의 1지점 (S1)은 평균수심 이 갈수기 40 cm에서 풍수기 90 cm로서 Horton (1945)과 Strahle (1957)에 의한 하천차수(Stream order)기준에 의하면 3차 하천이며, 도심 외각 지역에 위치해있고, 인근주변은 산림으로 둘러싸여 있다 2지점 (S2), 3지점 (S3), 4지점 (S4)은 모두 3차 하천으로 평균수심이 갈수기 20~40 cm, 풍수기 50~60cm 이며, 인근은 대규모 아파트 단지 및 주택가가 형성되어 있다 5지점 (S5)은 갑천과 합류되는 곳으로서, 4차 하천으로 평균수심이 갈수기 40~50cm, 풍수기 60~80cm이며, 인근에 위치한 대전 1, 2 공단의 배출수에 직접적으로영향 받고 있다.
본 기법의 세부 메트릭 모델 구성은 우리나라에 최초로 모델을 도입하고 우리나라 생태특성에 맞게 모델을 제시한 안(2001)의 기법에 의거하였다. 원래 안 (2001)의 초기연구에 따르면, 총 11개 메트릭을 사용하였으나, 본 연구대상 하천은 수심이 깊지 않음을 고려하여 중층 서식종수 (Number of water column species)의 항목은 제외하고 적용하였다. 생태건강도 평가 모델값은 총 본토종수(Number of native species), 여울성 저서종수(Riffle-benthic species), 민감성 지표종수 (Number of sensitive species), 내성 지표종수(Proportion of tolerant species), 잡식성종의 개체빈도(Proportion as a number of omnivore species), 육식성종의 개체빈도(Pro portion as a number of carnivore species), 충식성종의 개체빈도 (Proportion as a number of insectivore species), 종개체수(Total number of individual), 외래종 빈도(Propor tion as a number of exotic species), 개체 비정상도(Pro portion as a number of abnormal individual) 의 10개 메트릭에 대해 각각 "5", "3", "1"의 점수를 부여한 뒤 최종값을 산정하여 그 등급을 분류하였다.
method에 의거하였다. 하천현장에서 투망 (망목 8x8 mm), 족대 (망목 4x4 mm)및 어류채집 전기충격기 (12 Volt, 24A)를 이용하였다. 각 지점에서 채집된 어류는현장에서 분류 동정이 가능한 종은 연구에 필요한 생태 트로픽 길드 및 특성파악 후 방류하였고, 일부 동정 이 불확실하거나 정밀 분석이 필요한 종은 10% 포르말린 용액에 고정한 후 실험실로 옮겨 동정 분석 (정, 1977; 김, 1997)한 후 Nelson(1994)의 분류체계를 따랐으며, 종 목록의 순서는 본 연구의 생태 지표종 특성 분석을 위해 재조정하였다.

데이터처리

실시하였다. 본 연구에서 얻어진 생물학적 건강성평가 모델값은 유등천의 지점별 수질변수 값 (1995~2004년: 환경부 자료)과 비교 평가하였다. 이용된 수질변수는 전기전도도 (Conductivity), 생물화학적 산소요구량 (BOD5), 화학적 산소요구량 (CODmn), 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 6개 항목으로서 조사지점별, 계절별, 연별로 농도 변이가 큰 것으로 나타났다.

이론/모형

Table 1. Biological Stream Health Assessments, based on the 10 metric model of the IBI, using fish assemblages. The criteria for the IBI values are categorized as five ranks of excellent (EX), good (G), fair (F), poor (P), and very poor (VP).
각 조사 지점에서 어류 조사방법은 US EPA(1993)의 Wading method에 의거하였다. 하천현장에서 투망 (망목 8x8 mm), 족대 (망목 4x4 mm)및 어류채집 전기충격기 (12 Volt, 24A)를 이용하였다.
(1999)가 제시한 12개 메트릭 모델을 수정 보완하여 우리나라의 지역 및 생태학적 특성에 맞게 수정한 10개 평가 메트릭 모델 (IBI 모델)을 확립하였다. 본 기법의 세부 메트릭 모델 구성은 우리나라에 최초로 모델을 도입하고 우리나라 생태특성에 맞게 모델을 제시한 안(2001)의 기법에 의거하였다. 원래 안 (2001)의 초기연구에 따르면, 총 11개 메트릭을 사용하였으나, 본 연구대상 하천은 수심이 깊지 않음을 고려하여 중층 서식종수 (Number of water column species)의 항목은 제외하고 적용하였다.
본 수계의 군집 특성분석을 위해 아래와 같이 군집 우점도 지수(Simpson's dominance Index, λ), 종 풍부도 지수(Margalef's species richness index, d), 종 다양도 지수(Shannon-Weaver diversity index, H') 및 종 균등도 지수 (Pielou's evenness index, J')를 산정하였다.
이용된 수질변수는 전기전도도 (Conductivity), 생물화학적 산소요구량 (BOD5), 화학적 산소요구량 (CODmn), 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 6개 항목으로서 조사지점별, 계절별, 연별로 농도 변이가 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서는 안 등 (2003)에 의해 국내 특성에 맞게 개발된 다변수 메트릭 모델을 이용하였으며, 이는 최근 미국 환경부 (US EPA) 의 Barbour et al. (1999)에 의한 RBP 모델을 기반으로 얻어졌다. 총체적인 건강성평가에 따르면, EPA(1993) 및 Barbour et al.

성능/효과

상·하류간의 공간별 하천 생태 건강도는 상류부터 하류에 이르기까지 모델값은 최고 32에서최저 24까지 변화를 보였다. 1차 및 2차 현장 조사에 의거한 각 지점에 대한 평균 건강성평가 지수는 1, 2지점에서는 28, 3, 4지점에서는 29, 5지점에서는 25로서 1~4지점에서 생태 건강도는 "보통상태" (Fair)를 보인 반면, 최하류지점인 5지점에서는 타 지점들과는 달리 "악화상태" (Poor)를 보였다. 최 하류에서의 이런 특성은 인접한 공단 및 분뇨처리시설에서 유입되는 오염물질의 영향으로사료되었으며, 이런 특성은 현장 내 하상의 높은 유기물 축적 및 악취발생으로 나타났다.
3지점의경우 타 지점보다도 내성종의 상대빈도 및 잡식성 어류 (Omnivore species)의 상대빈도가 높게 나타났으며 (Fig. 3) 이런 특성은 생태계건강도 모델값으로 반영되어 나타났다. 이전의 많은 문헌들에서 제시된 바와 같이 (안, 2001, 안 등 2001), 하류에서 내성종의 뚜렷한 증가는 생태계 건강도에 대한 지표(김과 강, 1993; 최 등 2002)로서 유등천 수환경의 악화 현상으로 생태계 교란 존재를 시사하였다.
Biological Stream Health Assessments, based on the 10 metric model of the IBI, using fish assemblages. The criteria for the IBI values are categorized as five ranks of excellent (EX), good (G), fair (F), poor (P), and very poor (VP). In the table, " R-B species indicates riffle benthic species as a habitat guilds.
각 지점에서의 항목별 상관도에서 생태 건강도지수 (IBI값), 군집풍부도 지수, 종균등도 지수, 종다양도 지구및 우점도 지수와의 관계를 분석한 결과에 따르면, 생태건강도 지수는 나머지 항목에 대한 유의수준이 0.05 이상으로 나와 IBI값에 대한 각 항목들의 영향은 그리 크지 않은 것으로 사료되었다 (Table 3). 한편, BOD₅,COD,TN,TP의 수질변수들 간의 관계는 상관도가 아주 높은것으로 나타났다(r>0.
군집구조분석 결과에 따르면 (Fig. 4), 3지점에서 종다양도 지수 (Species diversity index)는 0.89로서 다른 지점들에 비해 그 수치가 가장 낮고 군집 우점도(Dominance index)는 0.68로 가장 높았다. 이는 서식하는 종의 단순화 및 내성종 우점으로 나타났다.
이화학적 수질 측정값만을 이용하는 경우에는 물리적 환경에 영향을 덜 받는 반면, 계절과 강우에 따라 변동 폭이 심하며, 측정 위치와 시간에 따라서도 변동폭이 심하게 나타날 수 있는 단점 이 있다. 본 연구 결과에서 제시한 바와 같이, 이화학적인 수질 측정값은 강우 전, 중, 후에 변화의 폭이 심하게 나타나고있다. 따라서, 본 연구에서 개발된 10 메트릭 속성에 기반을 둔 생태건강도 평가모델은 이화학적 수질값에서 나타나는 계절과 강우에 대해 비교적 덜 영향을 받는 장점이 있으며, 장기적 측면의 수질특성 뿐만 아니라 생물학적인 측면에서의 생태적 특성을 잘 반영하기 때문에 총체적수환경 평가를 위해서는 이런 생태 건강도 평가모델이 개발되어야한다고 사료된다.
본 연구에서 나타난 결과를 종합해 보면 이화학적 수질 측정값만을 이용한 수환경 평가는 나름대로의 장점을 가지고 있으나, 총체적 하천 건강도를 체계적으로 평가하고 진단하기에는 부족하다. 이화학적 수질 측정값만을 이용하는 경우에는 물리적 환경에 영향을 덜 받는 반면, 계절과 강우에 따라 변동 폭이 심하며, 측정 위치와 시간에 따라서도 변동폭이 심하게 나타날 수 있는 단점 이 있다.
(1999)의 평가기준에 의거할 때 하천 건강도는 "보통상태 (Fair condition)"로 평가되었다(Table 1). 상·하류간의 공간별 하천 생태 건강도는 상류부터 하류에 이르기까지 모델값은 최고 32에서최저 24까지 변화를 보였다. 1차 및 2차 현장 조사에 의거한 각 지점에 대한 평균 건강성평가 지수는 1, 2지점에서는 28, 3, 4지점에서는 29, 5지점에서는 25로서 1~4지점에서 생태 건강도는 "보통상태" (Fair)를 보인 반면, 최하류지점인 5지점에서는 타 지점들과는 달리 "악화상태" (Poor)를 보였다.
여전히 역상관관계가 분명했다. 생태건강도 지수값(IBI) 에 대한 이화학적 변수와의 상관도 분석에 따르면, IBI값은 전기전도도, 생물화학적 산소요구량(BOD5), 화학적 산소요구량(CODmn),총질소(TN),총인(TP), 총부유물(TSS)과 상관계수 값이 -0.92 이상으로서 신뢰구간 95% 수준에서 모두 유의한 것으로 나타났다. 즉, 이는 각각의 이화학적 수질악화는 생물건강도 악화및 생태 민감종 지표종 감소에 영향을 끼치는 것으로 사료되었다.
한편, 이화학 분석 자료에 따르며, 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보이고 있었으며, 특히 5지점 (S5)은나머지 4개 지점 (S1~S4)의 수질에 비해 뚜렷한 수질악화를 보였는데, 이는 제 5지점 부근의 공단과 분뇨처리시설로부터 유입된 폐수에 의한 점 오염원의 효과로 사료되었다. 어류의 지표종 특성에 따르면, 버들치 (Rhyn- chocypris oxycephalus), 갈겨니 (Zacco temmincki) 와 같은 수질에 대해 민감한 어종은 상류(S1~S2)에서의 출현빈도가 하류지점에의 출현빈도에 비해 뚜렷하게 높게 나타나 수질 특성을 반영하는 것으로 나타났으며, 트로픽구조 측면에서 내성종 (Tolerant species)및 잡식성종 (Omnivore species) 이 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다.
유등천에서 수질오염 및 수환경 교란에 대해 잘 견디는 내성종(Tolerant species), 쉽게 사라지는 민감종(Sen sitive species), 특성 이 뚜렷하지 않은 중간종 (Intermidi- ate species) 에 대한 수환경의 생태지표종 특성분석에 따르면 (Fig. 2), 내성종인 피라미 (Zacco platypuS)가 전체의 52.6%를 차지하여 가장 우점하는 것으로 나타났으며, 또한 지점별 출현빈도 측면에서 가장 높은 상대빈도를 보였다 (Fig. 2). 한편, 수환경에 대해 뚜렷한 특성을 보이지 않는 중간종은 14.
유등천에서 화학적 산소요구량 (COD_mn) 은 상류지점 (S1)의 2.2mg L^-1 로부터 하류의 4지점으로 갈수록 증가하여 상류로부터의 거리에 따른 1차 함수관계를 보였다 (Fig. 5). 특히, 최하류 지점 인 5지점 (S5)에서는 생물화학적 산소요구량 (BOD₅₎ 값이 30 mg L^-1 이상을 상회하여 우리나라 하천의 일반수질등급 판정기준 (환경부)에 의거할 때 5등급으로서 급격한 수질악화 현상을 보였다 (Fig.
이와 같이 3지점의 경우 특이적으로 하류지역 보다도 악화된 경향을 보이고 있는데, 이러한 현상은 인접한 시설물의 영향 및 물리적인 서식지의 교란으로 나타나는 것으로 사료되었다. 이런 추론은 현장조사 시 하상구조 측면에서 모래가 전체 하상의 70~80% 이상을 덮고 있어 서식지 단순화현상이 분명했으며, 다른유사 하천차수에 비해 여울성 저서종 비율이 현저히 낮은 것으로 나타나 물리적 서식지 교란이 군집구조변화에 영향을 준 것으로 사료되었다.
본 연구에서 얻어진 생물학적 건강성평가 모델값은 유등천의 지점별 수질변수 값 (1995~2004년: 환경부 자료)과 비교 평가하였다. 이용된 수질변수는 전기전도도 (Conductivity), 생물화학적 산소요구량 (BOD5), 화학적 산소요구량 (CODmn), 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 6개 항목으로서 조사지점별, 계절별, 연별로 농도 변이가 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서는 안 등 (2003)에 의해 국내 특성에 맞게 개발된 다변수 메트릭 모델을 이용하였으며, 이는 최근 미국 환경부 (US EPA) 의 Barbour et al.
이처럼 5지점에서 총인의 수치가 높은 현상은 인근에서유입되는 생활하수 및 분뇨처리 시설의 영향이 크리라 사료된다. 전기전도도 (Conductivity)는 5지점은 1 에서 4 지점의 평균 220~260 μS cm^-1 의 수치보다도 무려 8배이상 높은 1800 μS cm^-1 나타내고 있으며, 이 결과는 유기물 및 화학적 오염원이 복합적으로 작용하여 나타났다고 사료된다 (Fig. 5).
이는 1 지점에서 4지점은 이화학적인 수질 상태는 "양호" 수준을 나타내고 있는 반면, 생물학적인 건강도는 "보통" 수준이라고할 수 있다. 즉, 본 평가에서 생물학적 수질건강도는 이화학적 수질 등급에 의해 평가된 결과와 비교해 볼 때 일부 낮게 나타나, 이화학적 수질상태가 생태학적 건강도를대표할 수 없는 것으로 나타났다. 특히, 5지점은 이화학적인 수질 상태는 1에서 4지점과 유의한 수준으로 "보통"을 나타내었으나 생물학적인 건강도는 "악화"수준을나타내고 있다.
92 이상으로서 신뢰구간 95% 수준에서 모두 유의한 것으로 나타났다. 즉, 이는 각각의 이화학적 수질악화는 생물건강도 악화및 생태 민감종 지표종 감소에 영향을 끼치는 것으로 사료되었다. 따라서, 총체적 하천 생태계 건강성평가는 이화학적 수질평가방법 뿐만 아니라 동시에 생물학적 평가를 상호 연계할 때 적절한 수환경 평가가 될 것으로 사료된다.
01) 사이에는 역상관 관계가 나타났다. 특히, 풍부도 지수와 와 종균등도가 역상관 관계는 피라미 (Zacco platypus) 한 종이 집중적으로 우점하는 결과가 직접적으로 균등도 지수에 영향을 미친 것으로 판단되며, 풍부도와 내성종의 상관관계가 유의 수준 0.01 이하로 나타나고 있는 것이 이를 뒷받침하고 있다.
05 이상으로 나와 IBI값에 대한 각 항목들의 영향은 그리 크지 않은 것으로 사료되었다 (Table 3). 한편, BOD₅,COD,TN,TP의 수질변수들 간의 관계는 상관도가 아주 높은것으로 나타났다(r>0.95, p<0.0001). 일반적으로 군집지수의 수식에서 제시된 바와 같이, 종풍부도와 균등도 관계 (r = -0.
1~4지점까지 모델 값은 고도 구배에 대해 큰 차이를 보이지 않았다. 한편, 이화학 분석 자료에 따르며, 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보이고 있었으며, 특히 5지점 (S5)은나머지 4개 지점 (S1~S4)의 수질에 비해 뚜렷한 수질악화를 보였는데, 이는 제 5지점 부근의 공단과 분뇨처리시설로부터 유입된 폐수에 의한 점 오염원의 효과로 사료되었다. 어류의 지표종 특성에 따르면, 버들치 (Rhyn- chocypris oxycephalus), 갈겨니 (Zacco temmincki) 와 같은 수질에 대해 민감한 어종은 상류(S1~S2)에서의 출현빈도가 하류지점에의 출현빈도에 비해 뚜렷하게 높게 나타나 수질 특성을 반영하는 것으로 나타났으며, 트로픽구조 측면에서 내성종 (Tolerant species)및 잡식성종 (Omnivore species) 이 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다.
환경부의 이화학적 하천수질기준 등급과 생태건강도 지수값(IBI)으로 산정한 등급을 비교해 보면, 1~3지점들은 이화학적인 수질등급이 2~3등급으로 생물화학적 지수값으로 산정한 등급인 3~4등급 보다 높게 나타났으며, 4 지점 및 5지점은 이화학적인 수질등급이 3~4등급이었고, 생물학적 지수값으로 산정한 등급이 4지점에서 3 등급, 5지점에서 4등급으로 각각 나타났다. 이는 1 지점에서 4지점은 이화학적인 수질 상태는 "양호" 수준을 나타내고 있는 반면, 생물학적인 건강도는 "보통" 수준이라고할 수 있다.

후속연구

본 연구 결과에서 제시한 바와 같이, 이화학적인 수질 측정값은 강우 전, 중, 후에 변화의 폭이 심하게 나타나고있다. 따라서, 본 연구에서 개발된 10 메트릭 속성에 기반을 둔 생태건강도 평가모델은 이화학적 수질값에서 나타나는 계절과 강우에 대해 비교적 덜 영향을 받는 장점이 있으며, 장기적 측면의 수질특성 뿐만 아니라 생물학적인 측면에서의 생태적 특성을 잘 반영하기 때문에 총체적수환경 평가를 위해서는 이런 생태 건강도 평가모델이 개발되어야한다고 사료된다. 일반적으로 하천의 수환경내 존재하는 대표 생물 분류군은 본 연구에서 이용된 중간 혹은 최종 소비자인 어류 이외에도 1차 생산자인 부착조류 (Periphyton) 및 1 차 소비자인 대형 무척추동물 (Macroinvertebrate) 이 있다.
즉, 이는 각각의 이화학적 수질악화는 생물건강도 악화및 생태 민감종 지표종 감소에 영향을 끼치는 것으로 사료되었다. 따라서, 총체적 하천 생태계 건강성평가는 이화학적 수질평가방법 뿐만 아니라 동시에 생물학적 평가를 상호 연계할 때 적절한 수환경 평가가 될 것으로 사료된다.
따라서 이런 수체내의 어류이외의 다른 분류군을 이용한 생태 건강도 평가기법 개발이 절실한데, 다행히도 현재 우리나라 환경부에서는 생물학적 수질환경평가기준 마련을 위한 예비연구가 진행 중에 있다. 이러 연구결과가 종합될 때 총체적인 생태건강도 평가가 이루어 질것으로 사료되는 바이다.

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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