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문제 정의
- , 2008a), 이 구역에 대한 수질오염의 원인규명과 체계적인 수질관리가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시화호 기수역에서 식물플랑크톤의 현존량과 POC의 시공간적 분포를 조사하고, Chl-a/Pheo-a 비, POC/ Chl-a 비 및 상관관계로부터 식물플랑크톤의 생리적활성도와 유기물기여도를 평가하여, 시화호 기수역의 수질관리대책 수립에 대한 기초자료를 활용하고자 하였다.
제안 방법
- 1). 2005년에는 월 2회 실시하였고, 2006년에는 월 1회 실시하였다.
- SS는 미리 무게를 단 GF/C 여과지에 시료를 여과한 후 105℃에서 3시간 건조시킨 후 여과 전후의 여과지의 무게차로부터 산출하였다(ME, 1999). Chl-a와 Pheo-a는 GF/F 여과지로 시료를 여과한 후 여과지를 냉동 보관하였다가 분석 당일 냉동된 여과지를 분쇄기(tissue homogenizer)에 넣고 90% acetone을 가하여 분쇄한 후 원심 분리하여 상층 액을 취하여 분광광도계로 흡광도를 측정하였다. 이후 0.
- 각 조사지점의 표층수를 채취하여 POC, 부유성 고형물(suspended solids; SS), Chl-a, Pheo-a를 분석하였다. POC는 450℃에서 미리 태운 GF/F 여과지로 시료를 여과한 후 여과지를 냉동 보관하였다가 황탄소분석기(LECO, CS-444)로 측정하였다. SS는 미리 무게를 단 GF/C 여과지에 시료를 여과한 후 105℃에서 3시간 건조시킨 후 여과 전후의 여과지의 무게차로부터 산출하였다(ME, 1999).
- 각 조사지점의 표층수를 채취하여 POC, 부유성 고형물(suspended solids; SS), Chl-a, Pheo-a를 분석하였다. POC는 450℃에서 미리 태운 GF/F 여과지로 시료를 여과한 후 여과지를 냉동 보관하였다가 황탄소분석기(LECO, CS-444)로 측정하였다.
- 해수와 담수가 공존하는 시화호 상류 기수역에서 입자성유기물에 대한 조류의 영향을 평가하기 위하여, 2005년과 2006년 3월부터 11월까지 기수역내 7개 지점을 대상으로 입자성유기탄소(particulate organic carbon; POC), 식물플랑크톤 색소(chlorophyll a; Chl-a), pheophytin a; Pheo-a)의 시공간적 변동과 상관관계를 분석 하였다. 조사기간 동안 POC 농도는 1.
대상 데이터
- 본 연구의 대상지인 시화호 상류 기수역으로 유입되는 하천은 총 5개(반월천, 동화천, 삼화천, 안산천과 화정천)이며, 연간 총 유입수량은 88.6×106m3 yr-1으로시화호 전체 유역으로부터 유입되는 연간 유입수량의 약 41.4%를 차지한다(MMAF, 2005).
- 시화호내 염분도의 변동이 큰 상류부의 7 km구간을 기수역의 범위로 정하였고, 기수역내에 7개 지점을 선정 하여 2005년부터 2006년까지 3월부터 11월에 거쳐 총 26회 조사하였다(Fig. 1). 2005년에는 월 2회 실시하였고, 2006년에는 월 1회 실시하였다.
이론/모형
- Chl-a와 Pheo-a는 GF/F 여과지로 시료를 여과한 후 여과지를 냉동 보관하였다가 분석 당일 냉동된 여과지를 분쇄기(tissue homogenizer)에 넣고 90% acetone을 가하여 분쇄한 후 원심 분리하여 상층 액을 취하여 분광광도계로 흡광도를 측정하였다. 이후 0.18 N HCl로 산 처리(최종 HCl농도; 0.003 M)한 후 다시 한번 흡광도를 측정하고 Lorenzen (1967)법으로 Chl-a와 Pheo-a 농도를 계산하였다.
성능/효과
- Chl-a와 POC와의 회귀식으로부터 지점별 POC/Chl-a 비는 63.0~105.4 (전체지점 82.9)의 범위로 조사지점에 따라 차이를 보였으며, 회귀식의 결정계수(R2)는 0.659~0.945 (전체지점 0.858)의 범위로 중상류부에서 높고 하류부(St.6, St.7)에서 낮았다(Table 1). POC/Chl-a 비는 식물플랑크톤의 종과 생리상태, 영양염류, 빛, 수온 등의 환경요인에 따라 시공간적으로 큰 변동을 보이지만(Jonge, 1980; Geider et al.
- 2d). Pheo-a 농도의 시공간적 분포는 전반적으로 Chl-a와 유사한 경향을 보였으며, Pheo-a와 Chl-a 농도 상관분석에서 양의 상관 (r=0.91)을 보였다 (Fig. 3). Pheo-a/Chl-a 비는 0.
- 9로 하구에서의 POC/Chl-a 비 30~60 (Malone, 1977)의 범위의 값을 보였다. 그러므로 시화호 기수역과 같이 Pheo-a가 많은 수체에서 POC에 대한 식물플랑크톤 기여도를 평가할 경우 Pheo-a 농도를 고려할 필요가 있으며, 식물플랑크톤의 색소로부터 식물플랑크톤 기원의 POC 농도를 산정할 경우 POC/Chl-a 비보다 POC/Total Chl-a 비를 사용하는 것이 더 적합할 것으로 판단된다.
- 그리고 색소별 POC와의 상관계수(r)는 Chl-a (0.93)¤Total Chl-a (0.88)¤ Pheo-a (0.81) 순으로 나타나 활성이 있는 식물플랑크톤이 POC 분포에 가장 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다.
- 살아있는 식물플랑크톤의 현존량의 지표로 이용되는 Chl-a 농도는 1.3~942.9 μg L-1 (평균 71.0 μg L-1) 범위로 매우 높은 값을 보였고, 4월에 중류부에 최고치를 보여 POC와 유사한 변동을 보였다.
- 시화호 기수역에서 식물플랑크톤의 색소(Chl-a, Pheo-a, Total Chl-a) 농도와 POC 농도와의 높은 양의 상관으로 부터, 식물플랑크톤이 기수역 POC 기원의 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다(Fig. 5). 그리고 색소별 POC와의 상관계수(r)는 Chl-a (0.
- 0 mg L-1)의 농도를 보인다(Wetzel, 2001). 시화호 기수역의 평균 POC 농도는 7.4 mg L-1으로 시화호의 2005년과 2006년 평균 농도 1.7 mg L-1 (MMAF, 2005, 2006)에 비해 4배 이상 높은 값을 보였으며, 우리나라 남해안 연안의 진해만, 고성만, 강진만의 평균 POC 농도 0.3~0.4 mg L-1 (Lee et al., 2001)에 비해서는 20배 정도 높았다. 또한 일본의 Seto내만의 기수역에서의 POC 농도 0.
- 식물플랑크톤의 현존량을 나타내는 지표인 Chl-a 농도는 1.3~942.9 μg L-1의 범위로 기온이 상승하는 봄에 높은 경향을 보였으며, 2005년과 2006년 모두 4월에 각각 942.9 μg L-1와 910.6 μg L-1의 최고 값을 보였다(Fig. 2c).
- 해수와 담수가 공존하는 시화호 상류 기수역에서 입자성유기물에 대한 조류의 영향을 평가하기 위하여, 2005년과 2006년 3월부터 11월까지 기수역내 7개 지점을 대상으로 입자성유기탄소(particulate organic carbon; POC), 식물플랑크톤 색소(chlorophyll a; Chl-a), pheophytin a; Pheo-a)의 시공간적 변동과 상관관계를 분석 하였다. 조사기간 동안 POC 농도는 1.0~76.6 mg L-1(평균 7.4 mg L-1)의 범위로 봄에 높은 계절변화를 보였으며, 염분성층이 강하고 고탁도층이 형성되는 중류부에서 높은 값을 보였다. 살아있는 식물플랑크톤의 현존량의 지표로 이용되는 Chl-a 농도는 1.
- 한편 시화호 기수역에서 Pheo-a 농도가 Total Chl-a 농도의 평균 44.2%로 많은 부분을 차지하고 있으며, 또한 Pheo-a와 POC의 유사한 시공간적 분포(Fig. 2)와 높은 양의 상관관계(Fig. 5)로부터 활성을 잃거나 죽은 식물플랑크톤(detritus)도 시화호 기수역의 POC의 함량에 많은 기여할 것으로 판단된다. Pheo-a 농도를 포함한 total Chl-a와 POC 농도와의 회귀식으로부터 R2은0.
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