초록 ▼

환경 동위원소 (산소, 수소, 탄소, 질소 등)는 지표에서 일어나는 다양한 생물 지구 화학적 과정에 참여하여 동위원소 조성의 분별작용이 일어나기 때문에 효율적인 지시자의 역할을 수행하고 있다. 본 연구에서는 환경 동위원소를 이용하여 1) 국내최대의 수계인 한강 하천환경에서 탄소와 질소의 기원을 밝히고, 2) 이들의 변화과정을 기술하고, 3) 환경 문제와의 관련성을 논의하고자 한다. 4) 궁극적으로 지표에서의 탄
소 및 질소 순환과정과 이에 영향을 미치는 요인을 올바로 해석할 수 있는 기초적인 관계와 법칙들에 대한 보다 발전된

환경 동위원소 (산소, 수소, 탄소, 질소 등)는 지표에서 일어나는 다양한 생물 지구 화학적 과정에 참여하여 동위원소 조성의 분별작용이 일어나기 때문에 효율적인 지시자의 역할을 수행하고 있다. 본 연구에서는 환경 동위원소를 이용하여 1) 국내최대의 수계인 한강 하천환경에서 탄소와 질소의 기원을 밝히고, 2) 이들의 변화과정을 기술하고, 3) 환경 문제와의 관련성을 논의하고자 한다. 4) 궁극적으로 지표에서의 탄
소 및 질소 순환과정과 이에 영향을 미치는 요인을 올바로 해석할 수 있는 기초적인 관계와 법칙들에 대한 보다 발전된 이해를 도출하고자 한다.
용존무기탄소(DIC)의 탄소동위원소 조성 및 강물의 화학적 성질에 관한 연구는 탄소동위원소 조성과 탄산염의 화학적 성질에 영향을 미치는 요인이 무엇인가를 조사하기 위해 한강의 두 지류에서 실시되었다. 남한강과 북한강에서 DIC는 유기물의 산화, 토양에서 탄산염의 풍화 및 수중에서 일어나는 여러 가지 현상으로부터 특징지어졌다. 남한강에서 DIC는 집수지역에서 일어나는 탄산염의 용해로부터 크게 영향을 받는
반면, 북한강에서 DIC는$^{12}C$가 부화된 DIC를 함유한 토양으로부터 가장 큰 영향을 받았다.
강물의 화학적 성질과 탄소동위원소비의 시간적, 공간적 변화는 유역의 암석학적 특징, 수위의 변화 및 수중생물활동이 변화하였다는 것을 의미한다. 강물의 pH와 pC$O_2$의 변화는 본 연구에서 측정한 자료를 가지고 완벽하게 설명할 수는 없지만 집수지역으로부터 유입, 수중생물의 활동 및 대기와의 C$O_2$교환은 수위 변화에 따라 다양한 효과를 나타내며, 이는 앞으로 더욱 구체적인 연구로 영향을 미치는 요인을 한정시킬 필요가 있다.
본 연구를 통해 얻어지는 하천 환경에서의 대사활동에 대한 정량적인 해석은 하천 생태계에 대한 연구에 유용한 자료를 제공해 줄 수 있다. 또한 하천의 무기탄소와 대기와의 상호 작용에 대한 연구 결과는 하천이 대기의 탄소 수지 (balance)에 미치는 영향을 보다 정량적으로 해석하는데 있어 중요한 기초자료로 이용될 수 있다. 또한 하천 내 유기물의 기원과 순환과정을 규명함으로서 수질 오염원의 진단과 대처 방법을 확립하는데 기여할 수 있을 것이다.

Abstract ▼

Biogeochemical processes occurring on the Earth's surface involve measurable fractionations of environmental stable isotopes (hydrogen, carbon, nitrogen, oxygen etc.) and therefore can be traced effectively by isotope ratios.
In this study, our objectives are 1) constraining the origin of various

Biogeochemical processes occurring on the Earth's surface involve measurable fractionations of environmental stable isotopes (hydrogen, carbon, nitrogen, oxygen etc.) and therefore can be traced effectively by isotope ratios.
In this study, our objectives are 1) constraining the origin of various carbon and nitrogen compounds in the Han river systems, 2) describing the cycling of these compounds and 3) discussing the importance of these compounds in aquatic systems in relation to various environmental issues. 4) Ultimately, global cycles of carbon and nitrogen can be better understood from the results obtained in this study.
Understanding the carbon cycle of the Han River system in Korea has a prime interest in managing and preserving this valuable water resource for more than 20 million residents in the area. As a part of a comprehensive carbon cycling study for the Han River system, this report focuses on the carbon isotope compositions of DIC in its two major tributaries, the North and the South Han
River. The major difference in carbonate chemistry of the tributaries originates primarily from the lithology of the catchment areas. The South Han River draining a carbonate dominant terrain has much higher alkalinities and DIC concentrations, while the lower concentrations in the North Han River indicates little influence of carbonate weathering. Likewise, $^{13}C_{DIC}$values in the South Han River indicate that the DIC input from the carbonate rocks is important in
controlling carbon isotope ratios of DIC. For the North Han River, the oxidation of organic material influences the amount of riverine DIC and $^{13}C_{DIC}$values to a greater extent. Overall, remarkable seasonal and spatial variations of river chemistry and carbon isotope compositions of DIC reflect the variability in geo-hydrologic characteristics, the water regime and metabolic activities in the river water and/or the drainage areas.
The quantitative measurement of metabolic activities in aquatic ecosystems has important implications on various biogeochemical and ecological studies.
The effect of river systems on the atmospheric C$O_2$budget can be used to constrain global carbon cycling. The origin and cycling of C-N compounds in aquatic systems may provide an important database which can be used to study the source and behaviour of contaminants.

목차 Contents

• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...9
• 3. 결과 및 고찰...10
• 4. 결론...32
• 5. 인용문헌...33