추계 대청호 퇴적물에서 가장 많이 존재하는 인의 형태는 환원환경이 되면 용출될 수 있는 Al-bound와 Fe-bound 인으로 나타났다. 총인, Al-bound와 Fe-bound 인은 가두리 양식장이 분포하였던 회남 지점과 대청댐 앞에서 높게 나타났다. 그 이유는 가두리 양식장 같은 인위적인 활동보다는 세립질 퇴적물의 이동과 연관이 있는 것으로 판단된다. 대청호 퇴적인의 농도는 그 어느 존재형태도 타 인공호수에 비해 높지 않았다. 그러나 보다 더 객관적인 비교를 위해서 존재형태별 연속추출법을 표준화해야 할 것이다.
추계 대청호 퇴적물에서 가장 많이 존재하는 인의 형태는 환원환경이 되면 용출될 수 있는 Al-bound와 Fe-bound 인으로 나타났다. 총인, Al-bound와 Fe-bound 인은 가두리 양식장이 분포하였던 회남 지점과 대청댐 앞에서 높게 나타났다. 그 이유는 가두리 양식장 같은 인위적인 활동보다는 세립질 퇴적물의 이동과 연관이 있는 것으로 판단된다. 대청호 퇴적인의 농도는 그 어느 존재형태도 타 인공호수에 비해 높지 않았다. 그러나 보다 더 객관적인 비교를 위해서 존재형태별 연속추출법을 표준화해야 할 것이다.
This study was conducted in autumn to determine phosphorus (P) fraction in sediments of Daechung Lake, to elucidate controlling factors for sedimentary P, and to compare with the other areas. For this study, sediment samples were collected at 6 sites only once on November 2014 using ponar grab and a...
This study was conducted in autumn to determine phosphorus (P) fraction in sediments of Daechung Lake, to elucidate controlling factors for sedimentary P, and to compare with the other areas. For this study, sediment samples were collected at 6 sites only once on November 2014 using ponar grab and analyzed for solid-phase P (Loosely adsorbed, Fe-bound, Al-bound, detrital apatite, and refractory organic P) by sequential extraction. Total phosphorus (TP) was relatively high in front of Daechung Dam and Hoinam where fish farm was run until 1997. The dominant sedimentary P form was Al-bound P, followed by Fe-bound P, which could be released from sediment to water column during suboxic state. Based on principal component analysis, Al-bound P, Fe-bound, and TP were controlled by grain size of sediments. Loosely adsorbed, detrital apatite, and refractory organic P were relatively highly accumulated at the mouth of major tributaries where suspended sediments were delivered. Sedimentary P concentrations in Daechung Lake sediments were not higher than in other lake sediments. Therefore, based on these results, major controlling factors were grain size and input of suspended sediments from tributaries.
This study was conducted in autumn to determine phosphorus (P) fraction in sediments of Daechung Lake, to elucidate controlling factors for sedimentary P, and to compare with the other areas. For this study, sediment samples were collected at 6 sites only once on November 2014 using ponar grab and analyzed for solid-phase P (Loosely adsorbed, Fe-bound, Al-bound, detrital apatite, and refractory organic P) by sequential extraction. Total phosphorus (TP) was relatively high in front of Daechung Dam and Hoinam where fish farm was run until 1997. The dominant sedimentary P form was Al-bound P, followed by Fe-bound P, which could be released from sediment to water column during suboxic state. Based on principal component analysis, Al-bound P, Fe-bound, and TP were controlled by grain size of sediments. Loosely adsorbed, detrital apatite, and refractory organic P were relatively highly accumulated at the mouth of major tributaries where suspended sediments were delivered. Sedimentary P concentrations in Daechung Lake sediments were not higher than in other lake sediments. Therefore, based on these results, major controlling factors were grain size and input of suspended sediments from tributaries.
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문제 정의
또한 두 연구 간 Al-bound 인의 농도 차이도 추출에 이용되었던 시약이 다르기 때문에 직접적인 비교는 어려울 수 있다. 따라서 두 연구에서 이용한 방법을 비교하는 조사가 이루어진 다음에 보다 더 정확한 대청호 퇴적인의 지화학적 특성이 밝혀질 것이다.
더욱이 퇴적물 내 존재하는 인의 함량을 조절하는 인자에 대해서도 많은 연구가 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 예전 연구보다 더 많은 지점을 선택한 후 최근 경향을 반영할 수 있는 표층퇴적물을 채집하여 대청호 퇴적물에 존재하는 인의 형태를 파악하고 퇴적인의 형태를 조절하는 인자를 파악하고자 하였다. 또한 다른 인공호수와 비교하여 대청호 퇴적인의 특성을 조사하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 예전 연구보다 더 많은 지점을 선택한 후 최근 경향을 반영할 수 있는 표층퇴적물을 채집하여 대청호 퇴적물에 존재하는 인의 형태를 파악하고 퇴적인의 형태를 조절하는 인자를 파악하고자 하였다. 또한 다른 인공호수와 비교하여 대청호 퇴적인의 특성을 조사하고자 하였다.
(2010)은 간척호수인 계화호 퇴적물 내 인의 특성을 조사함과 동시에 계화호와 비슷한 환경인 남양호와 화성호의 퇴적물내 인의 농도도 분석하였다. 이 연구에서 저자들은 계화호에서 용출될 수 있는 철산화물 형태의 인의 농도가 높음을 제시하였다.
제안 방법
연속추출과정에서 Al-bound를 추출할 시에 추출된 유기물의 영향으로 상등액이 갈색을 띠고 있었고, 분석을 위한 적절한 희석 후에도 색깔을 띠고 있었다. 따라서 상등액의 색깔이 발색법에 미치는 영향을 시험하기 위해 몇 개의 시료를 선정하여 이온크로마토그래피로 정량하였다. 그 결과를 비교하였을 때 대체적으로 유사한 결과가 나온 것으로 보아 발색법은 연속추출법으로 추출된 Al-bound 인을 정량할 때 적용될 수 있는 것으로 판단된다 (Fig.
1). 또한 대청호와 비교를 위해 보령호와 예당지에서도 각각 3 지점을 선정하여 퇴적물채집이 이루어졌다. 채집한 시료는 현장에서 호소수와 0.
2). 연속추출법의 정밀도를 시험하기 위해 추소 지점의 시료를 이용해 두 번 추출하였다. 그 결과 첫 번째 추출형태인 loosely adsorbed 단계만 상대표준편차가 13%로 다소 높고 나머지 형태는 3% 미만의 상대표준편차를 보여주고 있다 (Table 1).
입도는 6% 과산화수소로 유기물을 제거한 다음 Microtrac analyzer(S3500, USA)를 이용하여 모래 (sand, 2-0.063 mm), 실트 (silt, 0.064-0.004 mm)와 점토 (clay, 0.004 mm이하)로 구별하였다 (Zonta et al., 1994). 지화학적 분석을 위하여 시료를 자연건조시켜 토양분쇄기 (Pluverisette 6, FRITSCH Gmbh)로 균질하게 분쇄하여 0.
, 1994). 지화학적 분석을 위하여 시료를 자연건조시켜 토양분쇄기 (Pluverisette 6, FRITSCH Gmbh)로 균질하게 분쇄하여 0.063 mm체를 통과시킨 후 분석을 실시하였다. 총유기탄소 (Total organic carbon)는 무기탄소를 5% H2SO3를 이용해 제거한 후 오븐에서 건조하여 분석기 (Vario Macro Cube, Elementar)에 넣고 고온으로 연소시켜 발생하는 CO2를 정량하였다.
총유기탄소 (Total organic carbon)는 무기탄소를 5% H2SO3를 이용해 제거한 후 오븐에서 건조하여 분석기 (Vario Macro Cube, Elementar)에 넣고 고온으로 연소시켜 발생하는 CO2를 정량하였다. 총 질소는 건조시료를 총유기탄소 분석시에 이용했던 분석기에 넣고 고온으로 연소시켜 발생하는 질소기체를 검출하여 정량하였다.
대상 데이터
Comparison of this study with other studies reported previously. DC, YD, and BR show data generated in this study, representing Daechung Lake, Yedang Lake, and Boryung Lake, respectively. Soyang, 94 (Kim et al.
1. Study location including sampling stations (Dam: in front of Daechung Dam, ME: Mooneui, CD: Choodong, CS: Chooso, HN, Hoinam, JG: Janggae).
대청호 퇴적물에 존재하는 인의 형태와 함량을 조사하기 위하여 2014년 11월에 포나 (Ponar) 그랩을 이용하여 퇴적물을 채집하였다. 하천·호소 등 퇴적물 측정망 매뉴얼(2011년 환경부고시 제2011-92호)에 적시된 방법을 이용하여 환경부에서 대청호 수질 관리를 위해 수질 모니터링을 하는 6개 지점 (대청댐 앞, 문의, 추동, 장계, 추소, 회남)에서 채집이 이루어졌다 (Fig.
또한 대청호와 비교를 위해 보령호와 예당지에서도 각각 3 지점을 선정하여 퇴적물채집이 이루어졌다. 채집한 시료는 현장에서 호소수와 0.2mm 눈금체를 이용하여 습식체질하였으며, 그 시료를 다시 0.15 mm 눈금체로 체질하여 보관용기에 담아 실험실로 운반하였다.
063 mm체를 통과시킨 후 분석을 실시하였다. 총유기탄소 (Total organic carbon)는 무기탄소를 5% H2SO3를 이용해 제거한 후 오븐에서 건조하여 분석기 (Vario Macro Cube, Elementar)에 넣고 고온으로 연소시켜 발생하는 CO2를 정량하였다. 총 질소는 건조시료를 총유기탄소 분석시에 이용했던 분석기에 넣고 고온으로 연소시켜 발생하는 질소기체를 검출하여 정량하였다.
하천·호소 등 퇴적물 측정망 매뉴얼(2011년 환경부고시 제2011-92호)에 적시된 방법을 이용하여 환경부에서 대청호 수질 관리를 위해 수질 모니터링을 하는 6개 지점 (대청댐 앞, 문의, 추동, 장계, 추소, 회남)에서 채집이 이루어졌다 (Fig. 1).
데이터처리
대청호 추계 퇴적물에 존재하는 인의 형태를 조절하는 인자를 찾기 위해 주성분분석 (principal component analysis)을 하였다. Eigenvalue가 1 이상인 주성분은 4개가 추출되었으며 각각의 주성분에 대한 loading은 Table 2에 나타냈다.
퇴적인의 농도에 대한 조절인자를 추정하기 위한 주성분분석 (principal component analysis)은 SPSS 18 (varimax rotated factor analysis)을 이용하여 대청호 자료 (n=6)에 대해서만 분석을 하였다.
이론/모형
02 M 염화칼륨용액으로 추출되는 인으로 정의하였다. 이와 같이 추출된 인은 아스코르빈산법으로 발색시켜 880 nm에서 흡광도를 측정하였다. 연속추출과정에서 Al-bound를 추출할 시에 추출된 유기물의 영향으로 상등액이 갈색을 띠고 있었고, 분석을 위한 적절한 희석 후에도 색깔을 띠고 있었다.
퇴적물 내 인의 존재형태별 (loosely adsorbed, Fe-bound, Al-bound, detrital apatite, refractory organic 인) 분석을 위하여 건조시료 약 1 g을 취해 원심관에 넣은 후 선택적으로 시약을 넣고 적절히 진탕한 다음 원심분리 후 상등액을 이용하는 연속추출법을 이용하였다 (Jensen and Thamdrup, 1993). 총인은 건조시료를 고온에서 연소시킨 후 산으로인을 추출하였으며 Soluble reactive phosphorus (SRP)는 건조시료에 0.
성능/효과
연속추출법의 정밀도를 시험하기 위해 추소 지점의 시료를 이용해 두 번 추출하였다. 그 결과 첫 번째 추출형태인 loosely adsorbed 단계만 상대표준편차가 13%로 다소 높고 나머지 형태는 3% 미만의 상대표준편차를 보여주고 있다 (Table 1).
따라서 상등액의 색깔이 발색법에 미치는 영향을 시험하기 위해 몇 개의 시료를 선정하여 이온크로마토그래피로 정량하였다. 그 결과를 비교하였을 때 대체적으로 유사한 결과가 나온 것으로 보아 발색법은 연속추출법으로 추출된 Al-bound 인을 정량할 때 적용될 수 있는 것으로 판단된다 (Fig. 2). 연속추출법의 정밀도를 시험하기 위해 추소 지점의 시료를 이용해 두 번 추출하였다.
비교된 각 연구마다 분석방법의 차이로 인해서 직접적인 비교가 어려울 수 있으나 본 연구에서 분석된 대청호퇴적인의 농도는 모든 형태에서 타 인공호수보다 크게 높지는 않았다 (Fig. 3). 수층으로 쉽게 용출될 수 있는 형태인 Fe-bound 인의 경우 2001년도에 진행된 대청호 결과를 제외하고 계화지 (Lee et al.
이와 같이 추출된 인은 아스코르빈산법으로 발색시켜 880 nm에서 흡광도를 측정하였다. 연속추출과정에서 Al-bound를 추출할 시에 추출된 유기물의 영향으로 상등액이 갈색을 띠고 있었고, 분석을 위한 적절한 희석 후에도 색깔을 띠고 있었다. 따라서 상등액의 색깔이 발색법에 미치는 영향을 시험하기 위해 몇 개의 시료를 선정하여 이온크로마토그래피로 정량하였다.
추계 대청호 퇴적물에서 가장 많이 존재하는 인의 형태는 환원환경이 되면 용출될 수 있는 Al-bound와 Fe-bound인으로 나타났다. 총인, Al-bound와 Fe-bound 인은 가두리 양식장이 분포하였던 회남 지점과 대청댐 앞에서 높게 나타났다. 그 이유는 가두리 양식장 같은 인위적인 활동보다는 세립질 퇴적물의 이동과 연관이 있는 것으로 판단된다.
추계 대청호 퇴적물 내 존재하는 총인의 함량은 918~1199 mg kg-1까지의 분포를 보였으며 대청댐 앞 지점과 회남 정점에서 높게 나타났다 (Table 1). 회남 지역은 1997년까지 가두리 양식장이 성행했었기 때문에 (NIER, 1996; Hwang et al.
추계 대청호 퇴적물에서 가장 많이 존재하는 인의 형태는 환원환경이 되면 용출될 수 있는 Al-bound와 Fe-bound인으로 나타났다. 총인, Al-bound와 Fe-bound 인은 가두리 양식장이 분포하였던 회남 지점과 대청댐 앞에서 높게 나타났다.
후속연구
대청호 퇴적인의 농도는 그 어느 존재형태도 타 인공호수에 비해 높지 않았다. 그러나 보다 더 객관적인 비교를 위해서 존재형태별 연속추출법을 표준화해야 할 것이다.
대청호에는 여름에 저산소층이 형성되는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 추계 퇴적물만을 대상으로 했기 때문에 수층으로 용출될 수 있는 Fe-bound와 Al-bound 인의 농도변화를 추적하기 위해서는 여름을 비롯한 각 계절별로 퇴적물 채집이 이루어져야 할 것이다. 즉 계절별 채집은 수층의 조건에 따른 인의 존재형태 변화를 추적할 수 있으므로 보다 더 정확한 인의 지화학적 특성을 연구하는데 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.
따라서 주성분 2에서 설명되어지는 원소들은 육상기원 즉 같은 기원에 의해 유입되어지는 것으로 판단된다. 보다 더 정확한 해석을 위해서는 대청호 퇴적물의 기원에 대한 조사가 필요할 것이다.
따라서 본 연구에서는 추계 퇴적물만을 대상으로 했기 때문에 수층으로 용출될 수 있는 Fe-bound와 Al-bound 인의 농도변화를 추적하기 위해서는 여름을 비롯한 각 계절별로 퇴적물 채집이 이루어져야 할 것이다. 즉 계절별 채집은 수층의 조건에 따른 인의 존재형태 변화를 추적할 수 있으므로 보다 더 정확한 인의 지화학적 특성을 연구하는데 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
철산화물에 결합되어 있는 인이 가진 특성은?
일단 공극수로 방출된 인은 농도기울기에 의한 확산(diffusion)이나 퇴적물 재부유 등을 통하여 수층으로 재유입될 수 있다. 이와 같이 철산화물에 결합되어 있는 인은 환경변화에 따라 공극수로 방출될 수 있기 때문에 공극수와 퇴적물 내 인의 함량을 조절할 수 있는 중요한 형태이다. 환경변화에 따라 퇴적물에서 수층으로 재유입되는 인은 2차 수질오염 즉 부영양화를 유발할 수 있기 때문에 퇴적물에 존재하는 인의 형태와 함량을 연구하는 것은 수질관리 차원에서 매우 중요한 일이다 (Zhang et al.
추계 대청호 퇴적물에서 가장 많이 존재하는 인의 형태는 무엇인가?
추계 대청호 퇴적물에서 가장 많이 존재하는 인의 형태는 환원환경이 되면 용출될 수 있는 Al-bound와 Fe-bound 인으로 나타났다. 총인, Al-bound와 Fe-bound 인은 가두리 양식장이 분포하였던 회남 지점과 대청댐 앞에서 높게 나타났다.
총인, Al-bound와 Fe-bound 인이 회남 지점과 대청댐 앞에서 높게 나타난 이유는?
총인, Al-bound와 Fe-bound 인은 가두리 양식장이 분포하였던 회남 지점과 대청댐 앞에서 높게 나타났다. 그 이유는 가두리 양식장 같은 인위적인 활동보다는 세립질 퇴적물의 이동과 연관이 있는 것으로 판단된다. 대청호 퇴적인의 농도는 그 어느 존재형태도 타 인공호수에 비해 높지 않았다.
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