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문제 정의
- 특히 2005년 청계천복원 이후 보다 많은 시민들의 친수공간 확보를 위한 효율적인 수자원 이용 및 관리면에서도 조류발생 현황을 파악하고 연구하는 것은 매우 시기 적절하다 하겠다. 따라서, 본 연구에서는 한강하류 지역인 성수대교~성산대교 구간을 대상으로 환경요인에 따른 식물플랑크톤의 발생현황 및 그 영향 요인에 대해 조사하여 남조류 발생 양상 및 계절적 변동을 파악하고자 하였다.
제안 방법
- 식물플랑크톤 현존량은 세포밀도를 고려하여 잘 혼합한 다음 광학현미경 (Axioskop, Zeiss, Germany) 200~ 400배 하에서 Sedgwick-Rafter Chamber를 이용하여 계수하였다. 각 출현종의 현존량을 기본 자료로 하여 Shan-non-Weaver (1963)의 종다양성 지수, Simpson (1949)의우점도 지수를 산출하였다.
- 조사기간 동안 한강 유역 강수량은 기상청 자료를 이용하였으며 팔당댐 방류량은 (주)한국수력원자력의 자료를 참고하였다. 조사기간은 2006년 1월부터 12월까지 월별로 1~4회씩 식물플랑크톤 및 기초 환경조사를 실시하였으며, 8월에는 집중호우로 수질이 안정되지 않아 제외하였다.
- 한강하류에서 환경요인에 따른 식물플랑크톤의 변화를 조사하기 위하여 2006년 1월부터 12월까지 총 35회 채수하여, 분석하고 동정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 환경요인의 변화에서는 모든 항목에서 지점간에 큰차이가 없는 것으로 조사됐으나, BOD와 TN, TP 등에서 St.
- 현장의 수온, pH, Conductivity, 용존산소 측정은 선상에서 Portable multiparameter를 이용하여 직접 측정하였다 (YSI, 600QS-O-M, USA). 영양염 분석을 위한 시료는 5 L Van Dorn 채수기를 이용하여 채수후 4L 폴리 에틸렌 채수통에 시료를 넣고 ice box에 담아 실험실로 운반한 후 수질오염공정시험방법 (환경부, 2004)에 준하여 분석하였다.
대상 데이터
- 1. The water sampling sites in the lower part of Han River from January to December 2006.
- 조사지점은 성수대교부터 성산대교까지 총 5개 대교의 중심부를 선정하였으며 위치는 다음과 같다. st. 1은 성동구 성수동에서 강남구 압구정동을 잇는 성수대교, St. 2 는 용산구 한남동에서 강남구 신사동을 연결하는 한남대교, St. 3은 용산구 한강로 3가에서 동작구 본동까지 연결되는 한강대교, St. 4는 마포구 도화동부터 영등포구 여의도동을 연결하는 마포대교, St. 5는 마포구 망원동에서 영등포구 양평동을 잇는 성산대교 등 총 5개 지점이다 (Fig. 1). 시료채수는 한강사업본부에서 운영하는 선박을 이용하여 하폭 중심부에서 표층수(50 cm)를 채수하였다.
- 1). 시료채수는 한강사업본부에서 운영하는 선박을 이용하여 하폭 중심부에서 표층수(50 cm)를 채수하였다. 조사기간 동안 한강 유역 강수량은 기상청 자료를 이용하였으며 팔당댐 방류량은 (주)한국수력원자력의 자료를 참고하였다.
- 시료채수는 한강사업본부에서 운영하는 선박을 이용하여 하폭 중심부에서 표층수(50 cm)를 채수하였다. 조사기간 동안 한강 유역 강수량은 기상청 자료를 이용하였으며 팔당댐 방류량은 (주)한국수력원자력의 자료를 참고하였다. 조사기간은 2006년 1월부터 12월까지 월별로 1~4회씩 식물플랑크톤 및 기초 환경조사를 실시하였으며, 8월에는 집중호우로 수질이 안정되지 않아 제외하였다.
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1. 조사지점 및 조사기간
조사지점은 성수대교부터 성산대교까지 총 5개 대교의 중심부를 선정하였으며 위치는 다음과 같다. st.
이론/모형
- 식물플랑크톤 현존량은 세포밀도를 고려하여 잘 혼합한 다음 광학현미경 (Axioskop, Zeiss, Germany) 200~ 400배 하에서 Sedgwick-Rafter Chamber를 이용하여 계수하였다. 각 출현종의 현존량을 기본 자료로 하여 Shan-non-Weaver (1963)의 종다양성 지수, Simpson (1949)의우점도 지수를 산출하였다.
- 영양염 분석을 위한 시료는 5 L Van Dorn 채수기를 이용하여 채수후 4L 폴리 에틸렌 채수통에 시료를 넣고 ice box에 담아 실험실로 운반한 후 수질오염공정시험방법 (환경부, 2004)에 준하여 분석하였다. 생물학적산소요구량(BOD)은 윙클러-아지드화나트륨 변법으로 20℃에서 5일간 소비되는 산소량을 BOD5로 정량 하였고, 총질소 (TN)는 알칼리성 과황산칼륨의 존재하에 120℃에서 유기물과 함께 분해하여 질산이온으로 산화시킨 다음 산성에서 자외부 흡광도를 측정하여 정량하는 자외선 흡광광도법을 이용하였으며, 총인 (TP)은 시료중의 유기물을 산화 분해하여 모든 인 화합물을 인산염 (PC>4)형태로 변화시킨 다음 인산염을 아스코르빈산환원 흡광광도법 을 이용하여 UV/Visible Spectrophotometer (Thermo, evolution 500, 2005)로 정 량하였다. 클로로필 a는 Algae Online Analyzer (AOA) (bbe, Germany, 2002)를 이용하여 측정하였다.
- (YSI, 600QS-O-M, USA). 영양염 분석을 위한 시료는 5 L Van Dorn 채수기를 이용하여 채수후 4L 폴리 에틸렌 채수통에 시료를 넣고 ice box에 담아 실험실로 운반한 후 수질오염공정시험방법 (환경부, 2004)에 준하여 분석하였다. 생물학적산소요구량(BOD)은 윙클러-아지드화나트륨 변법으로 20℃에서 5일간 소비되는 산소량을 BOD5로 정량 하였고, 총질소 (TN)는 알칼리성 과황산칼륨의 존재하에 120℃에서 유기물과 함께 분해하여 질산이온으로 산화시킨 다음 산성에서 자외부 흡광도를 측정하여 정량하는 자외선 흡광광도법을 이용하였으며, 총인 (TP)은 시료중의 유기물을 산화 분해하여 모든 인 화합물을 인산염 (PC>4)형태로 변화시킨 다음 인산염을 아스코르빈산환원 흡광광도법 을 이용하여 UV/Visible Spectrophotometer (Thermo, evolution 500, 2005)로 정 량하였다.
성능/효과
- 2 지점이 높은 농도를 나타냈으며 집중 강우가 있었던 시기에 비교적 낮은 농도 분포를 나타냈다. 식물플랑크톤은 총 88종이 출현하였으며, 현존량은 1-41, 104 cells mL"1 범위로써 계절과 조류종에 따라 변동이 큰 것으로 나타났다. 강별로는 남조류, 규조류, 녹조류가 서로 다른 경향을 나타냈는데, 남조류는 여름에서 가을로 접어드는 시기에 (5월~9월) 현존량이 낮은 반면, 녹조류와 규조류의 출현 이 우세하였고, 특히 규조류 중 Cydote.
- 의 현존량이 높은 peak를 보였다. 강우가 시작되는 6월부터는 출현종이 Aulacoseira granulata로 천이되면서 급격히 증가하여 11월까지 높은 현존량을 나타냈다(Fig. 5). 규조류 내에서는 Cyclotella sp.
- 그 외 주요우점 종으로는 Epipyxis utirculas, Ankistrodesmus falca- tus, Scenedesmus quadricauda?\ 출현하였다. 다른 조류나 이화학적인 농도가 강우의 영향을 받아 희석되는 현상과 달리 녹조류는 집중호우가 있었던 시기에 출현발생량이 오히려 증가하는 경향을 나타내 강우나 댐 방류에 의한 물 흐름에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 녹조류는 남조류의 대발생을 야기하였던 10월에 현저한 감소를 제외하면 4월 봄부터 11월 늦가을까지 다양한 종들로 출현하였다.
- 4)의 범위로 전형적인 온대지역의 수온분포를 나타냈다. 용존산소농도는 최저 4.7 mg L-1 (10월 st. 4)~16.3mg L-1(1월 St. 1)의 범위로, 남조류의 현존량이 높은 10월에 가장 낮은 농도를 나타냈고, 대기온도가 감소하는 겨울철에 높아지는 경향을 보였으며, 수온과 상반된 결과의 높은 상관성을 나타내었다.pH 의 변화는 탄소원 (H2CO3, HCO” CQf)의 변화와 관련이 있어서 하계의 경우 식물플랑크톤이 광합성에 필요한 용존 HCO3-를 흡수함으로써 pH 가 높아진다(김과 김, 2004).
- 4). 우점도 지수와 종다양도 지수는 지점간에는 큰 차이가 없는 것으로 나타났지만 조사기간동안 특정종이 우점되는시기에 종다양성은 낮아지는 군집지수의 특징을 잘 나타내주었다.
- 조사기간 동안 한강유역의 강수량은 최저 11.1 mm (9 월)에서 최고 1, 014 mm (7월)로써 총 1681.9 mm의 강수량을 나타냈으며 (Fig. 2), 최근 7년간의 강수량을 살펴보면 5월~8월 사이에 총 강수량의 57.6 ~86.8%를 차지하였다. 조사기간 중 팔당댐의 방류량은 최저 129.
- 활용되고 있다(Harper, 1992). 조사지역 5개 지점에서 식물플랑크톤은 총 88종이 동정되었으며 강별 출현 종수는 남조류 6종, 규조류 31종, 녹조류 46종, 갈색편모조류 1종, 와편모조류 3종, 황금조류 1종이 동정되었다(Fig. 4). 월별 변동을 살펴보면 3월과 12월에 가장 낮고 강우가 가장 많았던 7월에 St.
- 적 체류시간이 길어지는 겨울~봄(갈수기에 비교적 높은 농도를 나타냈다. 지점별 변동을 살펴보면, St. 2가 연평균 5.3 mg LT로 가장 높은 농도를 나타냈으며 , 조사수역 에서 가장 하류인 St. 5 가 연중 비교적 낮은 농도를 보였다. 이전의 서 등(2005) 의 연구에서 조사된 한강하류의 BOD 농도(0.
- 환경요인의 변화에서는 모든 항목에서 지점간에 큰차이가 없는 것으로 조사됐으나, BOD와 TN, TP 등에서 St. 2 지점이 높은 농도를 나타냈으며 집중 강우가 있었던 시기에 비교적 낮은 농도 분포를 나타냈다. 식물플랑크톤은 총 88종이 출현하였으며, 현존량은 1-41, 104 cells mL"1 범위로써 계절과 조류종에 따라 변동이 큰 것으로 나타났다.
후속연구
- 9) 나타나 남조 대발생에 다소 기여했을 것으로 사료됨 으로써 한강하류에서 남조류의 출현 양상은 온도와의 관계도 중요하지만 질소/인의 비에도 영향을 받는 것으로 판단되었다. 다만, 6월의 경우 10월보다 유입 유량이 많고 강우량에 의한 수리학적요인과 다른 인자에도 영향이 있었을 것으로 추후 종합적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 2 지점의 BOD 농도는 다른 지점에 비해 연중 높은 농도를 나타내, 수질환경보전법 하천수 생활환경 기준의 매우나쁨 (very poor) 상태로써 심각한 오염 수준을 보이고 있는 것으로 조사되었다. 이는 중랑천에서 유입되는 수질의 영향을 받는 것으로 판단되며, 중랑천 본류의 수질과 하수처리장 방류수 수질의 특별한 관리가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 전기전도도 (Conductivity)는 전해 질의 농도를 쉽게 파악할 수 있는 항목으로 127 nmcmT(6월 St.
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