[논문]여름철 천수만 해수에서 담수 대량 방류에 따른 영양염, 유기물 및 미량금속의 변화

이지윤; 최만식; 송윤호

doi:10.7850/jkso.2019.24.4.519

여름철 천수만 해수에서 담수 대량 방류에 따른 영양염, 유기물 및 미량금속의 변화
Effect of Freshwater Discharge on the Seawater Quality (Nutrients, Organic Materials and Trace Metals) in Cheonsu Bay 원문보기

바다 : 한국해양학회지 = The sea : the journal of the Korean society of oceanography, v.24 no.4, 2019년, pp.519 - 534

이지윤 ((주)환경과학기술) , 최만식 (충남대학교 해양환경과학과) , 송윤호 ((주)한국엠에이)

초록
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여름철 인공호수(간월호, 부남호)로 부터의 담수방류시 천수만 수질(영양염, 유기물, 미량금속)에 미치는 영향을 평가하기 위해 2011년 6, 7, 8, 10월에 평상시와 담수방류 시기 각 2회씩의 해수를 채취하였다. 담수가 방류되면 용존 무기 질소(DIN)의 농도가 만내의 모든 수층에서 약 3-4배 증가하였고, 평상시 암모니아성 질소(NH₄⁺-N)가 우세하다가 담수방류시 질산성 질소(NO₃^--N)가 우세하였다. 용존 무기인(DIP)의 경우 내만 표층에서 절반으로 감소하였고 저층에서는 1.5배 증가하였으며 규산염(Si(OH)₄)은 내만 저층에서 2배 증가하는 모습을 보였다. Redfield ratio는 담수 방류시 인 제한 환경으로 바뀌었다. 용존 유기 탄소(DOC) 및 질소(DON)는 약 2배 증가하였고, 입자상 유기 탄소(POC), 질소(PON), 인(POP) 및 생물기원 규소(Bio-SiO₂)는 내만 표층에서 약 2배 이상 증가했다. 용존 금속(Fe, Co, Ni, Cu)은 내만의 표층에서 증가하였으나, 용존 Cd의 경우 만의 표층에서 절반으로 감소하였다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 영양염, 유기물 및 금속 농도가 높은 인공호수의 물이 만으로 유입되면, 천수만 내의 영양염 및 용존 유기물, 금속농도가 증가하고, 식물플랑크톤 대증식이 발생하여 표층에서 산소 과포화, 저층에서 빈산소를 발생시킨다. 빈산소와 함께 내만의 저층에서는 매우 높은 농도의 영양염(DIN, DIP, Si(OH)₄) 농도가 존재하였다. 수질 평가 지수값을 통해 천수만의 부영양화 정도를 평가한 결과, 평상시에는 3등급 이하로 나타나다가 방류시 5등급으로 바뀌게 됨을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

When the fresh water from the artificial lakes (Ganwolho and Bunamho) were discharged to Cheonsu Bay in summer to prevent the flood over the reclaimed farmland near the lakes, the impact on water qualities (nutrients, organic matters, trace metals) within the bay was investigated through four surveys (June, July, August and October, 2011). Dissolved inorganic nitrogen (DIN) increased about as much as 3-4 times over the whole water column when the freshwater was discharged. And the main species composition of DIN changed from ammonia to nitrate. Dissolved inorganic phosphorus (DIP) decreased as much as 2 times in surface waters, but increased as much as 1.5 times in deep waters, and also silicate concentrations increased as much as 3-4 times in deep waters of the inner bay. The N/P ratios in Chunsu bay seawaters were much higher (2 to 7 times) than the Redfield ratio when the freshwaters were discharged, which indicated the phosphorus limiting in the phytoplankton growth. Dissolved organic carbon (DOC) and nitrogen (DON) increased as much as about 2 times. In addition, particulate organic matters (POC, PON, POP, Bio-Si) increased as much as above 2 times in the surface waters of the inner bay. Trace metals (Fe, Mn, Co, Ni, Cu) increased in the surface waters of the inner bay, but dissolved Cd concentrations decreased as much as 2 times. Therefore, when the contaminated fresh waters from the artificial lakes were discharged into the bay, nutrients, organic matters and trace metals generally increased compared to normal period. Since the phytoplankton bloom occurred in the surface waters of the inner bay, dissolved oxygens at the surface waters were oversaturated and hence hypoxic in the deep waters. Highly enriched nutrients concentrations were found in deep waters of the inner bay, which was accompanied with the hypoxic condition. Finally, the water quality in the inner bay of the Chunsu bay was deteriorated from less than grade 3 in normal periods to grade 5 when the freshwaters from the artificial lakes were discharged in summer.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. Map showing the study area and sampling sites.
그림 Fig. 2. Variation of (a) temperature, (b) salinity, (c) dissolved oxygen concentration, (d) dissolved oxygen saturation percentage and (e) chlorophyll-a concentration along the stations during four survey periods in Cheonsu Bay.
표 Table 1. Mean and standard deviations (Stdev) of nutrients and organic matter concentrations in Cheonsu Bay. The data were divided by periods (normal vs. discharged), locations (A vs. B), and water depth (surface vs. bottom)
그림 Fig. 3. Relationships between salinity and ammonia (a), nitrite (b), nitrate (c), dissolved inorganic nitrogen (DIN, d), dissolved inorganic phosphorous (DIP, e) and Silicate (f) concentrations in Cheonsu bay during July and August surveys (G; Ganwol lake, B; Bunam lake). Least squared regression lines for surface (7s, 8s) and bottom (8b) waters were depicted, and their equations and correlation coefficients were presented.
그림 Fig. 4. Relationships between salinity and dissolved organic carbon (a), dissolved organic nitrogen (b), dissolved organic phosphorous (c), chlorophyll-a (d), particulate organic carbon (e), particulate organic nitrogen (f), particulate organic phosphorous (g) and biogenic silica (h) for July and August surveys in Cheonsu bay (G; Ganwol lake, B; Bunam lake). Least squared regression lines for surface waters (Jul._s, Aug._s) were depicted, and their equations and correlation coefficients were presented.
그림 Fig. 5. Relationships between particulate organic carbon and chlorophyll (a) and biogenic silica (b) in Cheonsu bay. Least squared regression lines and equations for the surface waters of August survey were presented.
그림 Fig. 6. Relationships between salinity and dissolved Al (a), Fe (b), Mn (c), Co (d), Ni (e), Cu (f), Cd (g) and Pb (h) concentrations in Cheonsu bay.
그림 Fig. 7. Relationships between dissolved and particulate Cd in Cheonsu bay.
표 Table 2. Mean and standard deviations (Stdev) of dissolved metal concentrations in Cheonsu Bay. The data were divided by periods (normal vs. discharged), locations (A vs. B), and water depth (surface vs. bottom)
그림 Fig. 8. Seawater quality index and grades estimated for four survey periods in Cheonsu Bay.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인공 담수호에 오염물질이 축적되는 이유는?	큰 강의 하구를 막아 건설한 하구언(금강호, 영산호), 만 내의 일부를 막아 만들어진 호수(아산호, 간월호, 부남호 등) 그리고 조간대 외해를 직접 막아 건설된 호수(새만금호, 시화호) 등 다양한 형태의 인공 담수호가 있다. 이러한 인공 담수호는 하천에 비해 저수용량이 크고, 비점오염원으로부터 발생되는 오염부하가 많으며, 강우시 홍수 유출율이 높아져 주변 지역에서 발생된 오염물질이 일시에 담수호로 유입이 되고 더딘 자정작용으로 오염물질이 축적 된다. 또한, 여름철 집중호우 발생 시 호수 주변 및 상류 지역의 범람 방지를 위해 담수를 대량으로 연안역으로 방류하여 연안 환경의 급격한 변화를 초래하고 있다.
	천수만은 어디에 위치해 있는가?	천수만은 충청남도 서해 중부 연안에 위치한 반폐쇄성 내만(북위 36° 23′ ~ 36° 37′, 동경 126° 20′ ~ 126° 30′)으로 홍성군 서쪽에 위치하고 있다. 남쪽 원산도에서 북쪽 간월도까지 약 25 km이고, 만 중앙부의 최대 폭은 약 10 km이며 서쪽의 안면도와 북쪽의 간월호 및 부남호의 방조제로 둘러싸여 있다.
	천수만의 수심은 어떠한가?	남쪽 원산도에서 북쪽 간월도까지 약 25 km이고, 만 중앙부의 최대 폭은 약 10 km이며 서쪽의 안면도와 북쪽의 간월호 및 부남호의 방조제로 둘러싸여 있다. 만 내 평균 수심은 약 10 m로 입구에서 약 30m의 최대 수심을 보인다. 농지 및 농업용수 확보를 위해 1980년부터 15년 동안 이루어진 간척사업으로 천수만 A지구와 B지구에는 해수를 가로막는 7.

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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].

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