[논문]낙동강 상류 수계에서 부착돌말류를 이용한 생물학적 수질 평가

최재신; 채현식; 김한순

doi:10.14249/eia.2019.28.2.169

낙동강 상류 수계에서 부착돌말류를 이용한 생물학적 수질 평가
Assessment of Biological Water Quality Using Epilithic Diatoms in the Upper Region of Nakdong River 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.28 no.2, 2019년, pp.169 - 182

최재신 (경북대학교 생물학과) , 채현식 (한국극지연구소) , 김한순 (경북대학교 생물학과)

초록
AI-Helper

낙동강 상류 수계에 위치한 영강, 내성천과 위천을 대상으로 2016년 5월부터 10월까지 부착돌말류를 이용한 생물학적 수질 평가를 하였다. 부착돌말류는 이동성이 없어 장기적인 수질상태를 반영할 수 있다. 채집된 부착돌말류는 총 158 분류군으로 2목 3아목 8과 34속 143종 15변종으로 구성되어 있다. 영강은 Achnanthes convergens 와 Achnanthes minutissima, 내성천은 Nitzschia inconspicua, 위천은 Achnanthes minutissima, Cocconeis placentula var. lineata와 Navicula minima가 우점하였다. CCA 분석 결과, 낙동강 상류 수계에서는 전기전도도, 총인과 총질소가 부착돌말류의 종조성에 중요한 요인들로 나타났다. 상관분석 결과, 부착돌말지수들(DAIpo 와 TDI)은 서로 높은 상관성(0.87)을 보였다. 부착돌말지수(DAIpo와 TDI)를 이용한 생물학적 수질평가 결과, 영강은 대부분의 지점에서 A등급으로 평가되었다. 내성천은 A등급으로 평가된 N1을 제외한 모든 지점에서 C~D등급으로 평가되었다. 위천은 W1의 DAIpo가 B~C등급이나 TDI는 D등급으로 평가되어, 이 지점의 생물학적 수질 평가는 DAIpo보다 TDI의 결과가 더 불량한 것으로 나타났다. W2의 DAIpo와 TDI는 A~D등급으로 수질의 변화가 심하였다. W3와 W4의 DAIpo와 TDI는 대부분 B와 C등급으로 각각 평가되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study assessed biological water quality using epilithic diatoms in the Yeong river, Naeseong stream and Wi stream in the upper region of the Nakdong river from May to October 2016. Epilithic diatoms were not mobile, so they could reflect long-term water quality. The sampled epilithic diatoms were identified a total 158 taxa which were composed to 2 orders, 3 suborders, 8 families, 34 genera, 143 species and 15 varieties. Dominant species were Achnanthes convergens and Achnanthes minutissima at Yeong river, Nitzschia inconspicua at Naeseong stream, and Achnanthes minutissima, Cocconeis placentula var. lineata and Navicula minima at Wi stream. As a result of the CCA, Electrical conductivity, total nitrogen and total phosphorus were important factors determining the diatom species composition in the upper region of the Nakdong river. The correlation between diatom indices (DAIpo & TDI) measured to be high in the correlation coefficient (0.87) from the result of correlation analysis. In the result of the assessment of biological water quality using DAIpo and TDI, Yeong river was rated as class A at most sites. Naeseong stream was rated as class C to D at all sites except for N1 which was rated as Class A. Wi stream was rated as class B to C for DAIpo of W1, and TDI was rated as class D. The assessment of biological water quality at this site showed inferior TDI result compared to that of DAIpo. DAIpo and TDI of W2 were rated as class A to D, and the water quality has changed a lot. W3 and W4 were mostly rated as class B and C respectively.

주제어

표/그림 (8)

그림 Figure 1. A map showing the sampling sites at Yeong river, Naeseong stream and Wi stream located in the upper region of the Nakdong river from May to October 2016
표 Table 1. Environmental factors at Yeong river, Naeseong stream and Wi stream from May to October 2016
표 Table 2. Seasonal changes of dominant and subdominant species at Yeong river, Naeseong stream and Wi stream from May to October 2016
그림 Figure 2. Ecological groups(%) of water quality indicators at Yeong river, Naeseong stream and Wi stream from May to October 2016(A: May, B: August, C: October)
그림 Figure 3. Canonical correspondence analysis (CCA) ordination of the two axes showing the scores for the species and the environmental factors at Yeong river, Naeseong stream and Wi stream from May to October 2016(Aa: Achnanthes alteragracillima, Ac: Achnanthes convergens, Ad: Achnanthes delicatula, Ae: Achnanthes exigua, Ai: Achnanthes clevei, Al: Achnanthes lanceolata, Am: Achnanthes minutissima, Ar: Achnanthes laterostrata, As: Achnanthes subhudsonis, At: Achnanthes atomus, Au: Amphora pediculus, Cc: Cymbella cymbiformis, Cg: Cymbella turgidula, Ci: Cymbella silesiaca, Cm: Cymbella minuta, Cp: Cocconeis pediculus, Cpe: Cocconeis placentula var. euglypta, Cpl: Cocconeis placentula var. lineata, Cy: Cyclotella pseudostelligera, Fb: Fragilaria construens var. binodis, Fc: Fragilaria construens, Fe: Fragilaria elliptica, Fm: Fragilaria construens var. mesolepta, Fp: Fragilaria pinnata, Fv: Fragilaria construens var. venter, Ga: Gomphonema angustum, Gc: Gomphonema clevei, Gm: Gomphonema minutum, Gp: Gomphonema parvulum, Gu: Gomphonema pumilum, Ha: Hannaea arcus var. subarcus, Mv: Melosira varians, Na: Navicula atomus, Nc: Navicula cincta, Nd: Navicula decussis, Ne: Navicula perminuta, Ng: Navicula gregaria, Nh: Navicula amphiceropsis, Nm: Navicula minima, Np: Navicula pupula, Ns: Navicula seminulum, Nu: Navicula subminuscula, Ra: Rhoicosphenia abbreviata, Rs: Reimeria sinuate, Nia: Nitzschia amphibia, Nif: Nitzschia fonticola, Nii: Nitzschia inconspicua, Nil: Nitzschia paleacea, Nip: Nitzschia palea, Nir: Nitzschia frustulum, Nit: Nitzschia tabellaria)
표 Table 3. Seasonal changes of DAIpo and TDI at Yeong river, Naeseong stream and Wi stream from May to October 2016
그림 Figure 4. DAIpo and TDI at Yeong river, Naeseong stream and Wi stream from May to October 2016
표 Table 4. Correlation coefficients among epilithic diatom indices (DAIpo, TDI) and environmental factors at Yeong river, Naeseong stream and Wi stream from May to October 2016

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 낙동강의 상류 수계의 주요 하천들의 부착돌말류의 종을 분석하였다. 또한 이들을 이용한 생물학적 수질 평가방법인 DAIpo와 TDI로 수질을 평가하여 낙동강 상류 수계의 주요 서식지내 부착 돌말류의 다양성과 담수환경 정보 축적 및 담수 서식지 보전과 관리 전략 수립을 위한 기초자료로 제공하고자 한다.

제안 방법

낙동강 상류 수계에 위치한 영강, 내성천과 위천의 부착돌말군집을 조사하고, 부착돌말 지수(DAIpo와 TDI)를 이용하여 생물학적 수질 평가를 하였다. 부착돌말은 이동성이 없어 장기적인 수질상태를 반영할 수 있다.

대상 데이터

본 연구는 낙동강 상류 지역에 위치한 영강(4개 지점), 내성천(6개 지점)과 위천(4개 지점)에 총 14개의 지점을 선정하여 2016년 5월, 8월과 10월에 조사를 실시하였다(Figure 1).

데이터처리

부착돌말군집의 종 조성과 환경요인들과의 관계를 파악하기 위한 정준상관분석(Canonical Correspondence Analysis)은 CANOCO (Canonical Community Ordination) 프로그램(v. 5; Ter Braak and Šmilauer 2013)을 사용하였다. 부착돌말지수들과 환경요인들의 상호관계는 Pearson’s 계수를 이용하였고, 분석은 SPSS (23)를 사용하였다.
5; Ter Braak and Šmilauer 2013)을 사용하였다. 부착돌말지수들과 환경요인들의 상호관계는 Pearson’s 계수를 이용하였고, 분석은 SPSS (23)를 사용하였다.

이론/모형

생물학적 수질 평가를 위해 부착돌말 지수들 중 유기물 지수(DAIpo: Diatom Assemblage Index to Organic Pollution)와 영양염 지수(TDI: Trophic Diatom Index)를 이용하였다.

성능/효과

2) 부착돌말군집은 총 158 분류군이 출현하였으며, 2목 3아목 8과 34속 143종 15변종으로 구성되었다. 영강은 Achnanthes convergens와 Achnanthes minutissima, 내성천은 Nitzschia inconspicua, 위천은 Achnanthes minutissima, Cocconeis placentula var.
3) CCA분석 결과, 조사된 환경요인들중 전기전도도, 총질소와 총인이 낙동강 상류 수계의 부착돌 말군집의 종 조성에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 상관 분석 결과 부착돌말 지수들(DAIpo 와 TDI)은 서로 높은 상관성(0.87)을 보였다.
4) 생물학적 수질은 영강이 DAIpo와 TDI가 대부분 A등급으로 평가되어 수질이 비교적 청정한 것으로 판단되었다. 내성천은 DAIpo와 TDI가 상류인 N1에서 모두 A등급이지만 지류와 본류에서는 C~D등급으로 평가되어 최상류는 청정하나, 오염된 지류의 유입 후 수질이 악화되어 보통에서 불량한 것으로 나타났다.
4) 생물학적 수질은 영강이 DAIpo와 TDI가 대부분 A등급으로 평가되어 수질이 비교적 청정한 것으로 판단되었다. 내성천은 DAIpo와 TDI가 상류인 N1에서 모두 A등급이지만 지류와 본류에서는 C~D등급으로 평가되어 최상류는 청정하나, 오염된 지류의 유입 후 수질이 악화되어 보통에서 불량한 것으로 나타났다. 위천은 지점에 따라 DAIpo와 TDI가 A~D등급으로 수질의 변화가 심하였다

후속연구

5) 연구결과, 생물학적 수질이 대부분 청정한 것으로 평가된 영강과 내성천의 상류는 이를 보전하기 위한 관리가 필요하고, 특히 오염된 지류의 유입이 있는 내성천과 영양염의 농도가 높은 위천의 상류는 이를 개선하기 위한 수질관리가 필요한 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 연구에서 DAIpo은 어떻게 산출하였나?	유기물지수인 DAIpo는 Watanabe et al.(2005)의 방법에 따라 구하였는데, 조사기간 동안 출현한 각 돌말의 유기오탁에 대한 내성도를 기준으로 호오 탁성종, 호청수성종, 그리고 광적응성종의 생태군으로 나누고 이들 중 호청수성종과 호오탁성종의 상대 빈도에 근거하여 산출하였다. DAIpo의 범위는 0~100으로 0은 가장 오염된 상태이며 100은 가장 청청한 상태를 의미한다.
	DAIpo의 범위는?	(2005)의 방법에 따라 구하였는데, 조사기간 동안 출현한 각 돌말의 유기오탁에 대한 내성도를 기준으로 호오 탁성종, 호청수성종, 그리고 광적응성종의 생태군으로 나누고 이들 중 호청수성종과 호오탁성종의 상대 빈도에 근거하여 산출하였다. DAIpo의 범위는 0~100으로 0은 가장 오염된 상태이며 100은 가장 청청한 상태를 의미한다.
	부착돌말이 수질 오염의 지표 생물로 이용하고 있는 이유는?	부착돌말은 수중 생태계에서 먹이사슬의 기초가 되는 1차 생산자로서, 생활 환이 짧고, 환경 변화에 대한 반응이 빠르며 다양한 환경 요인들에 대해 생태적으로 민감한 종에서 내성종에 이르는 많은 종들이 있다. 또 기질에 부착하여 성장하므로 이동성이 없어 장기간의 수질 상태를 반영할 수 있기 때문에 이들을 수질 오염의 지표 생물로 이용하고 있다 (Watanabe et al. 1986; Van dam et al.

참고문헌 (29)

Cho KJ. 2012. Freshwater diatoms V: Achnanthes et al. Algal Flora of Korea Vol. 3. No. 7. National Institute of Biological Resources. Ministry of Environment. p. 132. [Korean Literature]
Choi JS, Chae HS, Kim HS. 2015. Analysis of the Epilithic Diatom Community and Comparison of Water Quality in the Kumho River. Korean J Ecology and Environment. 48(2): 115-121. [Korean Literature]

원문보기 상세보기
Hendey, NI. 1974. The permanganate method for cleaning freshly gathered diatoms. Microscopy. 32: 423-426.
Hwang SJ, Kim NY, Won DH, An KK, Lee JK, Kim CS. 2006. Biological assessment of water quality by using epilithic diatoms in major river systems (Geum, Youngsan, Seomjin River). Korean Journal of Korean Society on Water quality. 22(5): 784-795. [Korean Literature]
Kelly MG, Whitton BA. 1995. The trophic Diatom Index: a new index for monitoring eutrophication in rivers. Journal of Applied Phycology. 7: 433-444.

상세보기
Kim HN, Park HK, Park SJ, Lee OM. 2012a. Biological water quality assessment of Joyang-river located at the upper region of North Han-river using DAIpo and TDI. Journal of Ecology and Environment. 45(3): 289-301. [Korean Literature]
Kim JW, Ree Y, Lee OM. 2012b. The epilithic diatom community and water quality assessment in Pyengchang river and inflow streams of Gangwon-do. Journal of korean society on water environment. 28(4): 531-537. [Korean Literature]
Kim YJ. 2001. An Assessment of Organic Pollution using Attached Diatom Assemblages in the Shinchon stream. Korean Journal of Limnology. 34: 199-205. [Korean Literature]
Kim YJ, Lee OM. 2010. Assessment of water quality in Namdae-stream, Yeongok-stream and Sacheon-stream using trophic status and epilithic diatom indices. Journal of Ecology and Environment. 43(1): 117-128. [Korean Literature]
Kim YJ, Won DH. 2011. Characteristics of epilithics diatom communities and physicochemical habitats in the lake imha basin (Banbyeon stream, Kilan stream and Nakdong river). Korean Journal of Environmental Biology. 29(3): 180-194. [Korean Literature]
Kim YJ, Sin KA, Lee OM. 2009. Water quality asseaaed by DAIpo and TDI of Bokha stream and Dal stream in South-han river. Korean Journal of Environmental Biology. 27(4): 414-424. [Korean Literature]
Krammer K, Lange-Bertalot H. 1986. Bacillariophyceae. Teil 1. Naviculaceae. Sussqasserflora von Mitteleuropa.Band 2/1. Gustav Fisher Verlag. Jena. p. 876.
Krammer K, Lange-Bertalot H. 1988. Bacillariophyceae. Teil 2. Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae. Sussqasserflora von Mitteleuropa. Band 2/2. Gustav Fisher Verlag. Jena. p. 596.
Krammer K, Lange-Bertalot H. 1991. Bacillariophyceae 4. Teil: Achnanthaceae, Kritische Erganzungen zu Navicula (Lineolatae) und Gomphonema Gesamtliteraturverzeichnis Teil 1-4. In: H. Ettl et al., Suesswasserflora von Mitteleuropa. VEB Gustav Fisher Verlag. Jena. p. 437. 88 pls., 2048 figs.
Lee JH. 1998. Epilithic diatoms in the Naktong river and its value of the diatom assemblage index of organic water pollution (DAIpo). Korean Journal of Limnology. 31(1): 38-44. [Korean Literature]
Lee JH. 2012. Freshwater diatoms VI: Navicula. Algal Flora of Korea Vol. 3. No. 8. National Institute of Biological Resources. Ministry of Environment. p. 60. [Korean Literature]
Lowe RL, Pan Y. 1996. Benthic algal communities as biological indicators. In: Algal Ecology: Freshwater Benthic Ecosystems (Eds.: Stevenson RJ, Bothwell ML, Lowe RL). Academic Press. San Diego. p. 705-739.
Ministry of Environment. 2007. Ecowater health research and assessment guidelines. p. 163. [Korean Literature]
Ministry of Environment. 2008. The Korean standard method of environmental pollutions for water quality. [Korean Literature]
Park JW, Choi JS, Kim MG. 2004. Variation of epilithic diatom community and an assessment of water quality by DAIpo in the middle reaches of the Nakdong river. Korean Journal of Ecology and Environment. 37(1): 70-77. [Korean Literature]
Park YJ, Choi JS, Kim HS. 2014. Water quality assessment of the Sinchun stream based on epilithic diatom communities. Journal of Environmental Biology. 35(6): 1053-1059. [Korean Literature]

상세보기
Patrick R, Reimer CW. 1966. The Diatoms of the United States exclusive of Alaska and Hawaii. Vol. 1. Monographs of Academy of Natural Sciences of Philadelphia. 13(1): 1-688.
Peszek l, Noga T, Stanek-Tarkowska J, Pajaczek A, Kochman-Kedziora N, Pieniazek M. 2015. The effect of anthropogenic change in the structure of diatoms and water quality of the Zolynianka and Jagielnia streams. Journal of Ecological Engineering. 16(2): 33-51.

상세보기
Prygiel J, Coste M. 1993. The assessment of water quality in the Artois-Picardie water basin (France) by the use of diatom indices. Hydrobiology. 269/270: 343-349.

상세보기
Simonsen R. 1979. The Diatom system; Ideas on phyloheny. Bacillaria. 2: 9-71.
Stevenson RJ, Pan Y. 1999. Assessing ecological conditions in riversand streams with diatoms. In : The Diatoms: Applications to the Environmental and Earth Sciences (Stoermer EF, Smol JP eds.). Cambridge University Press. Cambridge. UK. p. 11-40.
Van Dam H, Mertens A, Sinkeldam J. 1994. A coded checklist and ecological indicator values of freshwater diatoms from The Netherlands. Netherlands Journal of Aquatic Ecology. 28: 117-133.

상세보기
Watanabe T, Asai K, Houki A, Tanaka S, Hizuka T. 1986. Saprophilous and eurysaprobic diatom taxa to organic water pollution and diatom assemblage index (DAIpo). Diatom. 2: 23-73.
Watanabe T, Ohtsuka T, Tuji A, Houki A. 2005. Picture book and ecology of the freshwater diatoms. Uchida rokakuho. Tokyo. p. 666.

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