[논문]낙동강 중·하류 지역의 남조류 개체수와 수질인자간의 상관관계 분석

이상민; 김일규

doi:10.11001/jksww.2017.31.1.093

낙동강 중·하류 지역의 남조류 개체수와 수질인자간의 상관관계 분석
Analysis of correlation between cyanobacterial population and water quality factors in the middle and down stream region of nakdong river 원문보기

上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater, v.31 no.1, 2017년, pp.93 - 101

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we investigated the correlation between the number of cyanobacterial species and the water quality factors after installation of Nakdong river weirs. Factor analyses of water quality factors were also performed. The results of correlations showed that there was no significant water quality with the cyanobacterial concentration but the correlation coefficient of nutrients increased from the upstream to the downstream. There was a significant correlation between W T and pH as important water quality factors for the growth of cyanobacteria. In the downstream region of Nakdong river, algae were more frequently detected than in the upstream region, and the blooms of algae species seem to be influenced by the higher pH and the influx of the phosphorus from the upstream tributaries. Nutrient concentration was higher in the downstream region than in the upstream region due to the effects of tributaries Geumho river and Nam river in Nakdong river. As a result of the factor analyses, nitrogen species were the principal factors in the upper region, and phorsphorus species were the principal factors in the downstream region.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이번 연구는 조류 발생 여러 인자 중 한정된 지점이 아닌 낙동강 중･하류 지역의 4개보에 걸쳐서 보 설치 이후에 지속적으로 측정･관찰되고 있는 2012년 6월부터 2016년 10월까지의 남조류 개체수와 수질인자를 통계 분석 프로그램을 통해 상관관계 분석을 실시하였으며, 남조류 개체수와 유의한 상관성이 있는 수질인자를 연구해 보았다. 그리고 4개보 요인분석으로 도출된 각 수질인자가 낙동강 중･하류 남조류 성장에 영향을 미치는 수질인자와 관련이 있는지도 연구해 보았다. 이번 연구는 향후 낙동강 중･하류 보 구간의 수질관리정책 수립을 위한 기초 자료를 제공하는 데 목적이 있다.
그리고 4개보 요인분석으로 도출된 각 수질인자가 낙동강 중･하류 남조류 성장에 영향을 미치는 수질인자와 관련이 있는지도 연구해 보았다. 이번 연구는 향후 낙동강 중･하류 보 구간의 수질관리정책 수립을 위한 기초 자료를 제공하는 데 목적이 있다.

제안 방법

, 2014). 이번 연구는 조류 발생 여러 인자 중 한정된 지점이 아닌 낙동강 중･하류 지역의 4개보에 걸쳐서 보 설치 이후에 지속적으로 측정･관찰되고 있는 2012년 6월부터 2016년 10월까지의 남조류 개체수와 수질인자를 통계 분석 프로그램을 통해 상관관계 분석을 실시하였으며, 남조류 개체수와 유의한 상관성이 있는 수질인자를 연구해 보았다. 그리고 4개보 요인분석으로 도출된 각 수질인자가 낙동강 중･하류 남조류 성장에 영향을 미치는 수질인자와 관련이 있는지도 연구해 보았다.

대상 데이터

본 연구에서는 ｢수질 및 수생태계 보전에 관한 법률｣ 제22조(환경부장관이 설치･운영하는 측정망의 종류 등), 제23조(시･도지사가 설치･운영하는 측정망의 종류 등)에 운영되고 있는 물환경측정망 및 수질측정망의 자료 중 낙동강권역에서 2012년에 설치된 낙동강의 보 설치 지점으로 조류가 빈번히 발생하고 있는 4개 지점을 대상으로 하였고 그 지점은 낙동강 중･하류 지점인 GG(강정고령보), DS(달성보), HC(합천창녕보), CH(창녕함안보)를 하였다. 수질자료는 GG(강정고령보)의 다사, DS(달성보)의 논공, HC(합천창녕보)의 덕곡, CH(창녕함안보)의 함안 4개 지점을 대상으로 하여 4개 지점의 조류 측정시점인 2012년 6월부터 2016년 10월까지로 하였다.
수질항목은 수질측정망 보 지점(하천)의 자료는 물환경정보시스템의(http://water.nier.go.kr) 매주 1회 측정 되고 있는 수온(W･T), pH, DO(dissolved oxygen), BOD, COD, TOC, SS, 총질소(TN), 용존총질소(DTN), 암모니아성질소(NH₃-N), 질산성질소(NO₃-N), 총인(TP), 용존총인(DTP), 인산염인(PO₄-P), 총대장균수(TCN), 전기 전도도(E･C), 클로로필-a(chl-a)를 이용하였고 남조류 관련 정보 또한 물환경정보시스템의 남조류자료를 이용하였다. 자료의 분석 기준은 Table 1과 같이 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 제21조(수질오염경보제)의 경보발령 기준(Attention, boundary)에 대해서 자료를 분석하였다.

데이터처리

0) 프로그램을 이용하였다. 각 유역의 남조류 개체수와 수질 인자간의 변동 특성을 파악하기 위해 상관성 분석을 실시하였으며, 일반적으로 이용되는 Pearson's correlation analysis를 이용하였다. 요인분석은 고유치가 1.
0 이하인 경우는 1개의 요인이 변수 1개의 분산을 설명할 수 없으므로 요인으로서 의미가 없기 때문에 제외하였다. 요인을 추출한 후 요인과 변수와의 상관계수에 따른 요인 구조 명확화를 위해 직교회전방식(Varimax)을 적용하여 요인분석을 실시하였다.

성능/효과

4개 보 지점의 요인분석 결과, 모두 유기오염물질과 영양염류에 오염이 되어 있었으며 GG지점은 질소 계열의 수질인자가 제1요인으로 DS, HC, CH지점은 인계열의 수질인자가 제1요인으로 분석되었다. 하류의 3개 지점은 금호강과 남강 등 지류의 영향을 받아 상류의 GG지점과는 다른 요인분석 결과가 나온 것으로 판단된다.
수질오염경보제의 경보발령 기준으로 지점별 그리고 개체수별로 통합하여 상관관계를 분석 실시하였고, 뚜렷한 상관관계 결과를 나타낸 수질인자는 없었으나, 하류로 갈수록 영양염류는 상류보다 상관계수가 증가하는 것을 볼 수 있었다. 남조류의 성장에 중요한 수질요인으로 W･T, pH에 대해서도 유의한 상관성을 보였다.
4개 지점 간 수질항목 분석 결과, 수온은 주변 지역 기후변동성이 유사하여 평균 수온은 큰 차이는 없었으나 계절적인 변동성은 뚜렷이 나타났다. 클로로필-a 농도 및 pH는 하류로 갈수록 증가하였으며 특히 DS 지점 이후 금호강의 유입으로 TN, TP, NH₃-N, NO₃-N, 등 영양염류의 농도가 GG지점과 큰 차이를 보였다. 이는 낙동강 본류에 영향을 미치고 있는 금호강 및 남강의 영향을 많이 받고 있으며 수질개선을 위해 총인 처리시설의 확대 등 대책이 시급한 것으로 판단된다.

후속연구

남조류의 성장에 중요한 수질요인으로 W･T, pH에 대해서도 유의한 상관성을 보였다. 특히 pH 상승에 따라 퇴적물의 인의 용출이 일어남에 따라 보 내 수질의 부영양화 및 영양 염류가 지속적으로 유지될 수 있는 조건으로 판단되기 때문에, 이번 연구인 상관관계분석에 따라 여러 유의한 인자 중 pH에 영향을 받는 퇴적물에 대한 연구도 지속적으로 필요한 것으로 판단된다.
남조류를 예방하기 위한 효과적인 방법으로는 이번 연구를 통해 각 보별 수질인자의 특성 및 상황을 정확히 진단하고, 개선이 우선적으로 필요한 보를 선별하여 그에 맞는 선택과 집중을 통한 대책 마련이 무엇보다 필요할 것이다. 그리고 향후 좀 더 많은 자료의 축척이 선행되어진다면 수질인자의 특성 및 상황을 바탕으로 보 및 댐의 추가방류로 인해 수질 및 환경개선은 물론이고 사회적 가치 실현과 조류 발생의 피해 비용 등 국가 물관리에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것이다.
남조류를 예방하기 위한 효과적인 방법으로는 이번 연구를 통해 각 보별 수질인자의 특성 및 상황을 정확히 진단하고, 개선이 우선적으로 필요한 보를 선별하여 그에 맞는 선택과 집중을 통한 대책 마련이 무엇보다 필요할 것이다. 그리고 향후 좀 더 많은 자료의 축척이 선행되어진다면 수질인자의 특성 및 상황을 바탕으로 보 및 댐의 추가방류로 인해 수질 및 환경개선은 물론이고 사회적 가치 실현과 조류 발생의 피해 비용 등 국가 물관리에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	체류시간의 변화를 가져오는 보가 완공됨으로 인하여 낙동강의 수계는 어떻게 변화하였나?	낙동강에는 전 지구적 기후변화로 인한 재해예방, 수자원확보, 수질개선 등을 목표로 4대강 사업이 진행되어 8개의 보가 완공되었다. 보가 완공됨으로 인하여 낙동강의 수계는 체류시간의 변화로 폐쇄성 수역의 특성을 나타내고 있다(Lee et al., 2014).
	낙동강은 어디에서 발원하는가?	국내에서 두 번째로 큰 낙동강은 강원도 태백시에서 발원하여 영남지역을 관통하고 남해에 이르기까지 총 유로연장 525.8km, 유역면적은 23,860km2 이다.
	보가 완공됨으로 인하여 낙동강의 수계중 하류에서 일어나는 영향은 무엇인가?	, 2013). 특히 강의 하류는 상류에 비해 영양염류가 풍부하기 때문에 일차생산량이 때에 따라서 급증하여 조류의 대발생이 빈번하게 발생할 수 있다(Son, 2013).

참고문헌 (21)

Agrawal, S. C. and Singh. V. (2000). Akinete Formation in Three Blue Green Algae and One Green Algae in Relation to Light Intensity, Temperature, Heat Shock and UV Expore, Folia Microbiologica, 45, 439-446.

상세보기
Choi, Y. A., Han, N. S., Lim, E. G., Kim, Y. M., Choun, C. J., Lee, B. H. (2013) Characteristics of Cyanobacterial Occurrence and Concentration Distribution of Cyanotoxins in Hoeya Reservoir, J. Kor. Soc. Environ. Eng., 35(12), 943-952

원문보기 상세보기
Hwang, S. J. (2012). Forecasting System for Water Quality Using Artificial Neural Networks : The Kangjung-Koryung Weir on the Nakdong River, Kyungbook National University.
Daegu Regional Environmental Agency, 2015, Geumho river tributary pollution contribution ratio report, Daegu regional environmental agency, Daegu Metropolitan City, Korea
Jung, K. Y., Ahn, J. M., Kim, A. K., Lee, I. J., Yang, D. S. (2016). Evaluation of Water Quality Characteristics and Water Quality Improvement Grade Classification of Geumho River Tributaries, Journal of Environmental Science International Vol. 25(6), 767-787.

원문보기 상세보기
Kim, M. S., Chung, Y. R., Suh, E. H., Song, W.S. (2002). Eutrophication of Nakdong River and Statistical Analysis of Environmental Factors, Algae Vol. 17(2), 105-115.

원문보기 상세보기
Kim, G. H., Jung, K. Y., Y, J. S., Cheon, S. U. (2013). Temporal and Spatial Analysis of Water Quality Data Observed in Lower Watershed of Nam River Dam, Jonrnal of the Korean Society of Hazard Mitigation, Vol. 13, No. 6, 429-437.

원문보기 상세보기
Lee, C. S., Ahn, C. Y., La, H. J., Lee, S. H., Oh, H. M. (2013). Technical and Strategic Approach for the Control of cyanobacterial Bloom in Fresh Waters, Korean J. Environ. Biol, 31(4), 232-242.
Lee, S. H., Kim, B. R., Lee, H. W. (2014). A Study on Water Quality after Construction of the Weirs in the Middle Area in Nakdong River, J. Kor. Soc. Environ. Eng., 36(4), 258-264.

원문보기 상세보기
Lee, S. H. Korea Federation for Environment(KFE) (2013) http://tjkfem.or.kr
Lim, J. S., Lee, J. H., Kim, Y. W., Lee, B. H., Byun, I. G. (2014). Characteristics Interpretation of Algae Occurrence Through the Complex Evaluation of Effect Parameters at Mulgeum in Nakdong River, KSWST Journal of Water Treatment, Vol. 22, No. 6, 155-165.

상세보기
Liu, X., lU, X., Chen, Y. (2011). The Effects of Temperature and Nutrient Ratios on Microcystis blooms in Lake Taihu, China; An 11-yeai Investigation, Harmful Algae, 10, 337-343

상세보기
Min, Y. H., Hyun, D. Y., Eum, C. H., Lee, S. H. (2011). A study on the relationship between concentration of phosphorus, turbidity, and pH in water and soil, ANALYTICAL SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 24, No. 4, 304-309.

원문보기 상세보기
NRERC, (2009). 2008 Management Report of Target Water Quality Monitoring System in Nakdong River Basin, Nakdong River Environment Research Center, pp. 142-163.
Son, H. J. (2013). Long-term variations of phytoplankton biomass and water quality in the downstream of Nakdong River, J. Kor. Soc. Environ. Eng., 35(4), 263-267.

원문보기 상세보기
Twisti, H., Edeards, A. C., Codd, G. A. (1988). Algae Growth Respones to Waters of Contrasting Tributaries of the River Dee, North-East Scotland, Water Research, 32, 2471-2479.
Wick, H., Thief, P. G. (1990). Environmental Factors Affecting the Production of Peptide Toxons in Floating Sums of the Cyanobacterium Micricystis aeruginosa in a Hypertrophic African Reservoir, Environmental Science Technology, 24(9), 1413-1418.

상세보기
Xia, L., Xiaohua, L., Yuwei, C. (2011). The effects of Temperature and Nutrient Ratios on Microcystis Blooms in Lake Taihu, China ; An 11-Year Investigation, Harmful Algae, 10, 337-343.

상세보기
Yang, D. S., Bae, H. K., (2012). The Effect of branches on Kumho river's water quality, J. Environ. Sci., 21(10), 1245-1253.
Yu, J.J., Shin, S.H., Yoon, Y.S., and Kang, D.K. (2012). Water Quality Prediction and Forecast of Pollution Source in Namgang Mid-watershed each Reduction Scenario, Environmental Impact Assessment, Vol. 21, No. 4, 543-552.
Yu, J. J., Lee, L. K., Lee, H. J., Hwang, J. W., Lyu, H. S., Sin, L. Y., Park, A. R., Chen, S. U. (2015). Relations of Nutrient Concentrations on the Seasonality of Algal Community in the Nakdong River, Korea, Joural of Korean Society on Water Environment, Vol. 32(2), 110-119.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증