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          • 환경 변화에 따른 농업용 저수지의 TOC 영향 분석

            정경은 ( Kyeong-eun Jeong ),노영애 ( Young-ae Noh ),김민희 ( Min-hee Kim ),최금선 ( Geum-sun Choi ),권현진 ( Hyun-jin Kweon ) 한국환경농학회 2018 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2018 No.-

            기후변화에 따른 농업생태계의 생물다양성 감소, 토양환경, 수질환경 등의 악화로 물질 순환기능이 저하되고, 이는 장기적으로 농업생산성에도 영향을 줄 것이라는 많은 연구결과들이 도출되고 있다. 농업용저수지의 물환경 변화는 농작물 재배 및 농산물 생산에 직접적인 영향을 주는 주요환경이므로 물환경 변화에 대한 관심과 지속적 연구는 필수적이라 하겠다. 2016년부터 기존의 생분해성 물질 위주의 유기물질 관리를 개선 및 보완하고, 난분해성 물질 증가 및 기후변화에 따른 내부생성 유기물질 등 수질환경의 유기물 관리 강화를 위해 TOC를 수질환경기준에 도입 적용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 전국의 농업용 저수지(955개)에 대하여 2015년부터 2017년(2월~12월)까지의 TOC 수질분석 결과를 기준으로 월별 평균값으로 산정하였으며, 3년간 수질환경(저수율, 수온, 강수량) 변화와의 관계를 비교·분석하였다. 분석을 위해 저수율은 농업기반시설 관리시스템(RIMS)를 이용하였으며, 강수량은 기상청 자료를 활용하였다. 수온, pH, EC는 채수시 현장수질측정장비(Hydrolab DS5: Hach Company, Germany)를 이용하여 측정하였다. 시료의 실내분석을 위해 TOC 항목은 수질오염공정시험기준에 따라 GE Instrument사 Sievers 900 장비를 이용하였다. 3년간 955개 농업용 저수지의 TOC 특성을 분석한 결과, 평균 TOC 농도가 2015년 3.4±0.5mg/L, 2016년 3.4±0.6 mg/L, 2017년은 3.4±0.6 mg/L으로 년간 TOC 평균과 편차는 크게 차이가 없는 것으로 분석되었다. 3년간 pH 7.6±0.2로 크게 변화가 없었으며, EC 231±100 μmhos/cm로 년도별 차이는 크지 않았으나 계절별 편차가 나타나는 것으로 조사되었다. 전국의 월별 TOC 평균 농도에 대해 분석한 결과, 수온, 저수율, 강수량 순으로 상관관계를 나타내었다. 특히 수온은 월별 TOC 평균 농도와 R<sup>2</sup>=0.6368의 높은 상관관계를 나타내 수온의 변화에 따라 TOC의 농도가 크게 영향을 받는 것으로 조사되었다. 저수율과는 음의 상관관계(R<sup>2</sup>=0.4030)를 보였으며, 높지는 않으나 영향이 있음을 확인할 수 있었다. 전국의 3년간의 월별 강수량과 월별TOC 평균 농도를 분석한 결과, 높은 상관관계를 보이지는 않았으나(R<sup>2</sup>=0.2608), 강수량으로 인한 저수율, 수온변화 등을 고려할 때 종합적인 영향을 줄 것이라 판단된다. 또한 1개월 전 평균 강수량과 월별 TOC 평균 농도를 비교·분석한 결과, 상관관계가 다소 높아지는 것으로 나타나(R<sup>2</sup>=0.4244), 강수량이 수중 TOC 농도에 영향을 주는 데에는 시간이 소요됨을 추정할 수 있다. 본 연구결과는 전국의 평균 결과를 이용하여 분석하였으므로 추가 지역에 따른 강수량, 저수량, 수온에 대한 각 지역의 TOC를 비교·분석한다면 더 높은 상관관계를 보일 것이라 사료된다. 본 연구결과는 기후변화에 따라 달라지고 있는 농업용저수지의 수질환경 변화가 TOC 농도에 미치는 영향을 분석하였다는 데에 그 의미가 있다고 하겠다. 지역에 따른 수질환경 특성을 반영하여 추가적으로 체계적인 조사가 진행된다면 연구결과의 다양한 활용이 가능할 것이라 판단된다.

          • 04 포스터 발표 : 수질 환경 분야(PW) ; PW-03 : 호소생활환경기준 수질등급에 대한 SS, Chl-a의 특성에 관한 연구

            이인재 ( In Jae Lee ),정경은 ( Gyoung Eun Jung ),최금선 ( Geum Sun Choi ),김선영 ( Sun Young Kim ),노영애 ( Young Ae Noh ),김미옥 ( Mi Ock Kim ) 한국환경농학회 2015 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2015 No.-

            현재 우리나라 농업용 저수지는 호소생활환경기준의 수질등급 기준을 적용한다. 호소생활환경기준은 Ⅰa등급부터 Ⅵ등급까지 총 7개의 등급이며, 각 등급별로 pH, COD, SS, TOC, Chl-a 등 총 9개의 항목에 대하여 기준 등급이 적용된다. 본 연구에서는 2011년부터 2013년까지 농업용저수지 805개를 대상으로 COD에 따른 호소생활환경기준의 수질등급별 Chl-a의 적정 기준 여부를 분석하였다. Ⅰa등급과 Ⅰb등급은 Ⅰ등급으로 통합하여 조사하였으며, Chl-a 비교를 위해 SS항목을 추가하여 각 등급별 초과여부를 분석하였고, 지역 간의 차이를 확인하고자 경기도, 강원도, 충청도, 전라도, 경상도 등 5개 권역으로 나누어 조사를 실시하였다. 조사항목은 COD, SS, Chl-a이며, 수질오염공정시험기준에 따라 분석하였다. 호소생활환경기준 등급별 초과율을 살펴보면, 1등급과 5등급에서는 SS가 Chl-a보다 약 1~16% 초과하였으나, 2등급부터 6등급(5등급 제외)까지는 Chl-a가 SS보다 18~55% 의 초과를 보였고, 연도별로 살펴보면, Chl-a의 초과율은 SS보다 2011년에 약 17%, 2012년에 약 27%, 2013년에 약 29%로 높으며 평균적으로는 약 23% 초과됨을 확인할 수 있었다. 또한, 지역별로 나누어 분석한 결과, 전국의 모든 5개 권역에서 Chl-a가 SS보다 19~53% 까지 초과하여 분석되었다. 이를 통해 지역과 연도에 관계없이 공통적으로 호소생활환경기준 등급을 초과하는 지점의 수가 Chl-a가 SS에 비해 많은 것을 확인하였다. 결과적으로, 호소생활환경기준 등급에서 Chl-a가 SS보다 COD와 같은 기준을 적용하는데 어려움이 있다고 판단된다. 이는 Chl-a는 수온, 수심, 수량과 같은 환경조건과 농업용저수지 주변의 식생과 같은 기타조건의 영향을 SS보다 더 많이 받기 때문이라고 사료된다. 따라서, 농업용저수지의 환경조건이나 저수지 주변의 식생과 같은 기타 조건을 반영하지 않고,Chl-a의 결과값 만으로 호소생활환경기준 등급을 적용하는 데에는 한계가 있을 것으로 생각되며, 호소생활환경기준 등급의 Chl-a 항목에 대한 보완이 필요할 것으로 판단된다.

          • 수질 환경 분야PW-10 : 수계별 농업용저수지의 총유기탄소(TOC) 특성 연구

            민혜정 ( Hye Jung Min ),서하나 ( Ha Na Seo ),이진경 ( Jin Kyung Lee ),김민희 ( Min Hee Kim ),최금선 ( Geum Sun Choi ) 한국환경농학회 2014 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2014 No.-

            하천과 호소에는 외부 육상으로부터 기원된 유기물의 유입이 많으므로 난분해성 유기물의 비율이 우세하기 때문에 유기성 오염의 증가 원인을 파악하는데 있어서 생물화학적산소요구량(BOD)과 화학적산소요구량(COD) 측정만으로 한계가 있다. 최근 이를 보완하기 위한 유기물 오염 지표로서 총유기탄소(TOC)에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 전국의 총 805개 농업용 저수지를 수계별로 한강, 낙동강, 금강, 영산강, 섬진강으로 구분하여 총유기탄소의 특성을 파악하고 화학적산소요구량(COD)과의 상관관계를 분석하였다. 이와 더불어 계절적으로 부영양화가 빈번히 발생하는 3차(7월∼9월)에 클로로필a 농도에 따른 TOC/COD 상관관계에 대하여 분석하였다. 수계권역별 저수지는 한강수계 165개, 낙동강수계 247개, 금강수계 186개, 영산강수계 98개,섬진강수계 109개에 대하여 조사하였다. 조사기간은 2012년에서 2013년, 2년 동안 계절별로 총 8 회 조사하였다. 조사항목은 TOC, COD, 클로로필a이며, 모든 항목은 수질오염공정시험기준에 따라 분석하였다. 총유기탄소(TOC) 기기분석에 사용된 장비는 GE Instrument사의 SIEVERS 900이다. 수계별로 TOC와 COD의 상관관계(TOC/COD)를 분석하기 위해 이상 값과 실제 값의 편차의 합이 가장 적은 관계식을 추론하였다. 수계에 따라 COD가 한강수계 9 mg/L, 금강수계 7 mg/L, 영산강수계 6 mg/L, 섬진강수계 8 mg/L을 기준으로 저농도와 고농도에 대해 관계식이 구분되며, 기준 이하의 저농도 구간에서 관계식의 기울기가 고농도 구간의 기울기에 비해 높게 나타났다. 이를 통해 COD 농도가 낮은 저수지에서 유기오염물질 중 부식물질(humic substance)과 같은 난분해성물질이 외부에서 유입되어 높은 비율로 나타나는 것으로 판단된다. 그러나 낙동강수계의 경우 농도와 상관없이 전 농도에서 기울기가 높게 나타나 유기물질 중 난분해성 유기물질이 높은 비율로 존재한다고 추정할 수 있다. 각 조사년도 3차 클로로필a에 따라 TOC/COD 상관관계는 수질환경기준 중 생활환경기준(호소)에서 좋음(Ib, 9 mg/m3 이하), 약간 나쁨(IV, 35 mg/m3 이하) 단계를 기준으로 분류하여 분석하였다. TOC/COD 관계식의 기울기가 9 mg/m3 미만에서 약 0.7, 9 ~ 35 mg/m3에서 약 0.6, 35 mg/m3 이상에서 약 0.5로, 클로로필a 농도가 낮은 구간에서 COD대비 TOC 가 높게 나타나며 유기오염물질 중 외부 오염물질의 유입이 주원인으로 작용하는 난분해성 물질의 비율이 높다고 판단된다. 앞으로 국내 농업용저수지에 대한 TOC와 COD의 데이터를 지속적으로 확보하여 상관관계를 분석한다면, 과거의 COD 결과를 통해 TOC의 결과를 비교적 정확하게 유추할 수 있을 것이라 사료되며, 수계별 특성에 맞는 모델식으로 활용 가능하리라 생각된다.

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