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문제 정의
- 본 연구는 2005년부터 2018년까지 14년 간 주암호에서 출현한 남조류의 천이 양상을 분석하여, 남조류에 영향을 미친 주요 환경요인과의 관계를 파악하고자 연구를 수행하였다. 특히 2012년 이후 유해남조류(Harmful algae) 출현량 급감의 원인을 파악하고자 하였다.
- 2016). 본 연구는 지난 14년간 주암호에서 출현한 남조류의 천이 양상을 분석하고, 이 과정에서 영향을 미친 주요 환경요인과의 관계를 규명하였다. 특히 2012년 이후 유해 남조류(Harmful-cyanobacteria) 출현량 급감의 원인을 파악하고자 하였다.
- 본 연구는 지난 14년간 주암호에서 출현한 남조류의 천이 양상을 분석하고, 이 과정에서 영향을 미친 주요 환경요인과의 관계를 규명하였다. 특히 2012년 이후 유해 남조류(Harmful-cyanobacteria) 출현량 급감의 원인을 파악하고자 하였다.
- 본 연구는 2005년부터 2018년까지 14년 간 주암호에서 출현한 남조류의 천이 양상을 분석하여, 남조류에 영향을 미친 주요 환경요인과의 관계를 파악하고자 연구를 수행하였다. 특히 2012년 이후 유해남조류(Harmful algae) 출현량 급감의 원인을 파악하고자 하였다. 조사기간 동안 두 지점의 유해남조류 현존량은 주암댐: 10~24,891 cells mL-1,신평: 13~26,043 cells mL-1의 범위로 출현하였다.
제안 방법
- 2012년 이후 남조류 출현량 급감의 원인을 파악하고자, 유해남조류의 출현 개체수가 높았던 전반기(2008년~2011년의 6~9월)와 급감하였던 후반기(2012년~2018년 6~9월)를 구분하여 환경 요인의 변화를 분석하였다. 현장 측정항목 중 전기전도도는 전반기 (65 μm hos cm-1)에 비하여 후반기 (77 μm hos cm-1)에 약 18.
- 0) 소프트웨어를 사용하여 Pearson 상관분석 및 독립적 t-검정을 실시하였다. 독립적 t-검정을 위하여, 연도별 남조류의 평균 출현 개체 수를 기준으로 전반기(1st, 2005~2011년), 후반기(2nd, 2012~2018년)를 구분하였다.
- 식물플랑크톤의 출현 양상은 유해남조류 (Harmfulcyanobacteria)와 유해남조류를 제외한 식물플랑크톤을 구분하여 제시하였다. St.
- 식물플랑크톤 시료는 Lugol’s solution으로 최종 농도 5%가 되도록 현장에서 고정하고 실험실로 운반하였다. 운반 후 24시간 이상 정치하여 광학현미경(Eclipse Ni, Nikon, Japan)을 이용하여 100~400배의 배율에서 검경을 실시하였다. 정량 분석은 Sedwick-Rafter chamber를 사용하여 mL 당 세포수를 계수하였다(MOE 2011).
- 유해남조류 현존량과 기후적, 이화학적, 수리수문 요인 간의 상관성을 파악하고자 남조류가 상대적으로 많이 출현하는 여름 시기(6~9월)를 대상으로 상관분석을 실시하였다(Table 1). 주암댐에서 출현한 유해남조류는 저수량 (0.
- 2)을 대상으로 실시하였다. 조사 시기는 2005년부터 2011년도까지는 4~11월 주 1회(n=241), 2012년도는 4월부터 12월까지 주 1회(n=39), 2013년도부터 2018년도까지 주 1회(n=312) 실시하였다(Fig. 1).
- 현장측정항목인 수온, pH, DO, 전기전도도는 현장측정 장비(SURVEYOR 4, Hydrolab, USA)를 사용하여 현장에서 측정하였고, 현장에서 채수된 시료는 4℃ 냉장보관 후에 연구실로 이송하여 일반수질항목(BOD, COD, TOC, TN, NH3-N, NO3-N, TP, PO4-P, SS, Chl-a)분석을 수질오염 공정시험방법에 따라 실시하였다.
대상 데이터
- 기후적 요인은 기상청(KMA 2019)에서 제공하는 강우량, 평균 기온, 일조시간항목의 자료를 활용하였다. 2005년부터 2012년까지는 주암 관측소 자료를 활용하였으며, 2013년 이후부터는 폐쇄된 주암관측소에서 제일 가까운 순천관측소 자료를 활용하였다. 일사량 항목은 광주광역시 관측소 자료를 활용하였다.
- -P, SS, Chl-a)분석을 수질오염 공정시험방법에 따라 실시하였다. 기후적 요인은 기상청(KMA 2019)에서 제공하는 강우량, 평균 기온, 일조시간항목의 자료를 활용하였다. 2005년부터 2012년까지는 주암 관측소 자료를 활용하였으며, 2013년 이후부터는 폐쇄된 주암관측소에서 제일 가까운 순천관측소 자료를 활용하였다.
- 2005년부터 2012년까지는 주암 관측소 자료를 활용하였으며, 2013년 이후부터는 폐쇄된 주암관측소에서 제일 가까운 순천관측소 자료를 활용하였다. 일사량 항목은 광주광역시 관측소 자료를 활용하였다. 총 유입량, 총 방류량, 저수량 등과 같은 수리수문학적 요인은 한국수자원공사(K-water 2019) 자료를 활용하였다.
- 일사량 항목은 광주광역시 관측소 자료를 활용하였다. 총 유입량, 총 방류량, 저수량 등과 같은 수리수문학적 요인은 한국수자원공사(K-water 2019) 자료를 활용하였다.
- 주암호로 유입하는 지천은 율어천, 동복천, 송광천 등 31개 지천이 있으며, 31개 지천 중 주암호로 직접 유입하는 지류는 동복천 등 18개의 하천이다(YRERC 2007). 현장 조사는 관리 수위 내 남조류의 발생 양상을 확인하기 위하여, 댐 앞 지점(St. 1)과 신평교 지점(St. 2)을 대상으로 실시하였다. 조사 시기는 2005년부터 2011년도까지는 4~11월 주 1회(n=241), 2012년도는 4월부터 12월까지 주 1회(n=39), 2013년도부터 2018년도까지 주 1회(n=312) 실시하였다(Fig.
데이터처리
- 주암호 두 지점에서 출현한 유해남조류는 TN, 방류량, 저수량과 양의 상관관계를 보였고, 전기전도도와는 음의 상관관계를 보였다. 유해남조류의 현존량 감소의 원인규명을 위하여 여름(6~9월) 기간을 대상으로 독립적 t-검정을 실시하였다(Table 2). 분석 결과 TN, EC, 체류시간의 통계적으로 유의미한 차이를 확인하였다.
- 통계분석은 남조류 집중 출현 시기인 여름(6~9월) 기간을 대상으로 SPSS (ver. 12.0) 소프트웨어를 사용하여 Pearson 상관분석 및 독립적 t-검정을 실시하였다. 독립적 t-검정을 위하여, 연도별 남조류의 평균 출현 개체 수를 기준으로 전반기(1st, 2005~2011년), 후반기(2nd, 2012~2018년)를 구분하였다.
이론/모형
- 운반 후 24시간 이상 정치하여 광학현미경(Eclipse Ni, Nikon, Japan)을 이용하여 100~400배의 배율에서 검경을 실시하였다. 정량 분석은 Sedwick-Rafter chamber를 사용하여 mL 당 세포수를 계수하였다(MOE 2011). 출현종의 동정은 식물플플랑크톤 도감(Massaru 1977; Chung 1993; Krammer and Lange-Bertalot 2007)을 이용하였으며, 분류 체계는 Simonsen(1979)의 분류체계에 따라 분류하였다.
- 정량 분석은 Sedwick-Rafter chamber를 사용하여 mL 당 세포수를 계수하였다(MOE 2011). 출현종의 동정은 식물플플랑크톤 도감(Massaru 1977; Chung 1993; Krammer and Lange-Bertalot 2007)을 이용하였으며, 분류 체계는 Simonsen(1979)의 분류체계에 따라 분류하였다.
성능/효과
- 전반기와 후반기의 평균 식물플랑크톤 현존량는 전반기(1,484 cells mL-1)에 비하여 후반기(1,271 cells mL-1)에 다소 감소하였다. St. 1 (주암댐) 유해남조류 현존량은 10~24,891 cells mL-1의 범위로 출현하였으며(Fig. 5B), 2012년 이후 평균 현존량(42 cells mLq)은 전반기(2,575 cells mL-1)에 비하여 약 60배 이상 감소한 것으로 확인되었다. St.
- 분석 결과 TN, EC, 체류시간의 통계적으로 유의미한 차이를 확인하였다. TN은 전반기에 비해 후반기에 감소하였으며, 전기전도도와 체류시간은 증가하였다. 또한 유의확률은 다소 떨어지지만, TP의 경우 평균 차이는 없으나 표준편차가 비교적 큰 차이를 보여, 전반기에는 TP의 변동성이 후반기보다 큼을 알 수 있었다.
- 전반기 시기 두 지점의 평균 현존량은 각각 2,575 cells mL-1, 2,557cells mL-1로, 이는 후반기 시기 평균 현존량(42 cells mL1, 82 cells mL-1)에 비해 약 60배, 30배의 큰 세포수 차이를 보였다. 남조류가 상대적으로 많이 출현하는 여름 시기(6~9월)를 대상으로 상관분석을 실시한 결과, 유해남조류는 TN, 방류량, 저수량과 양의 상관관계를 보였고, 전기전도도와는 음의 상관관계를 보였다. t-검정 결과 TN,EC, 체류시간의 유의미한 차이를 확인하였다.
- 통계분석 결과를 살펴보면 전반기 시기에 비해 강우량은 감소하였으며, 이로 인해 TN의 감소, TP의 변동성 유발되었다. 따라서 주암호 유해남조류 간접적인 감소 원인은 강우량의 감소로 인한 영양염의 감소(TN) 및 변동성의 감소(TP)의 결과로 사료된다.
- TP의 변동성의 감소로 인해 전반기에 남조류의 luxury consumption이 가능하여 남조류의 성장률이 높았을 것으로 추측된다. 따라서 주암호 유해남조류 감소 원인은 강우량의 감소로 인한 영양염의 감소(TN) 및 변동성의 감소(TP)의 결과로 사료된다.
- 811mg L-1로 감소하였다. 또한 유의확률은 다소 떨어지지만, TP의 경우 평균 차이는 없으나 표준편차가 비교적 큰 차이를 보여 변동성이 큼을 알 수 있었다. 강우량이 집중된 여름(6~9월) 시기의 전반기와 후반기 강우량 감소하는 패턴이 원인인 것으로 판단된다(전반기 263.
- TN은 전반기에 비해 후반기에 감소하였으며, 전기전도도와 체류시간은 증가하였다. 또한 유의확률은 다소 떨어지지만, TP의 경우 평균 차이는 없으나 표준편차가 비교적 큰 차이를 보여, 전반기에는 TP의 변동성이 후반기보다 큼을 알 수 있었다. 통계분석 결과를 살펴보면 전반기 시기에 비해 강우량은 감소하였으며, 이로 인해 TN의 감소, TP의 변동성 유발되었다.
- 유해남조류의 현존량 감소의 원인규명을 위하여 여름(6~9월) 기간을 대상으로 독립적 t-검정을 실시하였다(Table 2). 분석 결과 TN, EC, 체류시간의 통계적으로 유의미한 차이를 확인하였다. TN은 전반기에 비해 후반기에 감소하였으며, 전기전도도와 체류시간은 증가하였다.
- 한편 BOD, COD, SS 등 유기물 항목은 조사 기간 동안 전반기와 후반기의 증감 비율이 10%를 초과하지 않았다. 영양염 항목중인 계열 항목인 TP와 PO4-P는 전반기와 후반기가 큰 차이를 보이지 않았으나, 질소 계열 항목은 뚜렷한 차이를 보였다. TN은 전반기 (0.
- 2). 용존 산소는 2.7~12.8 mg L-1의 범위로 조사 기간 평균 7.5mg L-1로 나타났으며(Fig. 2), 용존산소는 수온과 반비례하는 경향을 보였다. 이러한 특성은 국내 대형호소에서 나타나는 일반적인 수온 및 용존산소의 변화 양상과 일치하였다( Jeong et al.
- 3). 이를 통해 TN/TP ratio보다 다른 환경 인자에 의해 주암호 내에서 유해남조류 발생이 조절되고 있음을 간접적으로 유추할 수 있었다.
- 2014). 전반기와 후반기 강우량은 전반기 1,554.9 mm, 후반기 1,502.9mm로 감소하였고, 강우량이 집중된 여름 시기(6~9월)에는 전반기 263.3 mm, 후반기 219.9 mm로 측정되어 연 강수량에 비해 다소 감소하는 패턴을 확인하였다. 월평균 기온은 12.
- 이는 선행 연구와 유사한 유해남조류 출현 양상을 나타냈다(Park 2005). 조류의 생물량 및 생산력을 간접적으로 확인할 수 있는 클로로필-a는 1.8~4.4mg m3의 범위로 평균 2.9mg m3이며, 클로로필-a와 유해남조류 현존량 증감패턴은 서로 일치하지 않았다(Figs. 5B, 6B). 이는 극소형의 개체들이 많은 환경(Han et al.
- 05)과는 음의 상관관계를 나타냈다. 주암호 두 지점에서 출현한 유해남조류는 TN, 방류량, 저수량과 양의 상관관계를 보였고, 전기전도도와는 음의 상관관계를 보였다. 유해남조류의 현존량 감소의 원인규명을 위하여 여름(6~9월) 기간을 대상으로 독립적 t-검정을 실시하였다(Table 2).
- 30 mg L-1)와 비교해서도 비교적 양호한 것으로 나타났다. 주암호의 생물화학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소요구량(COD)은 조사 기간 동안 평균 0.8 mg L-1과 2.9 mg L-1로 각각 나타났으며, 선행연구 결과를 검토하였을 때, 선행연구(YRERC 2007)가 시작된 1996년 이후 유기물 오염도의 큰 변화가 없었던 것으로 나타났다(Fig. 2). 주암호의 전기전도도는 전반기(63 μm hos cm-1)에 비하여 후반기(77 μm hos cm-1)로 약 22.
- 또한 유의확률은 다소 떨어지지만, TP의 경우 평균 차이는 없으나 표준편차가 비교적 큰 차이를 보여, 전반기에는 TP의 변동성이 후반기보다 큼을 알 수 있었다. 통계분석 결과를 살펴보면 전반기 시기에 비해 강우량은 감소하였으며, 이로 인해 TN의 감소, TP의 변동성 유발되었다. 따라서 주암호 유해남조류 간접적인 감소 원인은 강우량의 감소로 인한 영양염의 감소(TN) 및 변동성의 감소(TP)의 결과로 사료된다.
- 2015). 특히 영산강 수계 내 분포하는 장성호, 담양호, 광주호, 나주호 등 주요 호소의 유기물 오염도(호소별 평균 BOD 0.61~2.73 mg L-1; COD 2.47~6.30 mg L-1)와 비교해서도 비교적 양호한 것으로 나타났다. 주암호의 생물화학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소요구량(COD)은 조사 기간 동안 평균 0.
- 9°C로 차이를 보이지 않았다. 평균 기온은 봄부터 점점 증가하다가 여름철에 최대치를 보이고 가을과 겨울철에는 감소하는 다소 일정한 패턴을 보였다.
- 6B). 평균 현존량은 전반기(2,557 cells mL-1), 후반기(82 cells mL-1)에 비해 약 30배의 큰 현존량 차이를 보여, 두 지점 모두 유해남조류가 감소하였다. St.
- 현장 측정항목 중 전기전도도는 전반기 (65 μm hos cm-1)에 비하여 후반기 (77 μm hos cm-1)에 약 18.3%가 증가하여 나타났으나, 수온, 수소이온농도(pH)는 큰 차이를 보이지 않았다.
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