금강 수서생태계의 구조와 기능에 관한 연구 : 수질 및 미생물

이규승,김윤석,오덕환,이영하,임항식 忠南大學校 環境問題硏究所 1995 環境硏究 Vol.13 No.-

소백산맥의 주봉인 덕유산에서 발원하여 군산지역에서 황해로 유입되는 금강의 본류는 총 유로연장이 401.4km에 이르는 우리나라 4대강 중의 하나이며, 대전광역시, 충청남북도 및 전라북도 일부지역의 생활용수 및 산업용수의 공급원으로서 대단히 중요한 역할을 담당하고 있다. 1960년대 이후 계속적으로 추진된 경제개발과 공업화 정책에 의해 인구의 도시집중화, 생활수준의 향상등이 이루어지고, 이에 따라 양질의 생활용수 및 산업용수에 대한 수요는 계속적으로 크게 증가하고 있는 실정이다. 그러나 금강의 경우 도시의 생활하수, 공업단지로부터의 공업폐수, 유역의 축산폐수 등에 의해 수질을 비롯한 수환경의 악화가 점차 심화되고 있으며, 이에 따른 수서생태계의 변화도 매우 큰 것으로 보고되고 있다. 특히 최근에 조성된 바 있는 금강 하구둑이 94년 8월부터 가동되고 있고, 또 1995년 이후 금강종합개발이 중류와 하류지역을 중심으로 대대적으로 시행될 예정이어서 금강 본류의 수환경은 장차 많은 변화가 예상된다. 수환경의 변화는 생육하는 생물들의 종조성은 물론 군집의 구조와 기능에 큰 영향을 미치기 때문에 금강 본류의 수서생태계에도 많은 변화가 수반될 것으로 예측되고 있다. 이와 같이 금강본류를 대상으로 하는 사업이 시행된 후 야기되는 수환경의 변화는 장기간에 걸친 조사를 요구하며, 이로부터 얻은 결과를 사업 시행 이전의 조사 결과와 비교함으로써만이 효과적으로 그 경향을 파악할 수 있다. 또한 이러한 비교 분석은 수질관리를 위한 대책 수립과 효율적인 사후 환경관리를 모색하는데 대단히 중요하다. 이에 반하여 지금까지 금강을 대상으로 한 수환경 및 수서생태계의 조사 연구는 단편적인 분야에 대하여 극히 단기간 수행된 것이 대부분이고 정량분석이 아닌 정성분석에만 치중되었기 때문에 금강의 수질 및 생태게보존을 위한 자료로서의 기능을 발휘하지 못하고 있다. 이러한 관점에서 본 환경문제연구소에서는 장기(향후 5년 이상)적인 계획하에 금강본류를 대상으로 수서생태계의 구조와 기능을 조사ㆍ분석하고, 이를 통하여 금강의 수질 및 생태계보존과 수환경관리를 위한 기초자료를 수립하고자 한다. 이와 같이 본 환경문제연구소가 장기적으로 추진하려 하는 금강 수서생태계학술조사는 금강 수서생태계의 현황은 물론 금강을 대상으로 하는 여러가지 형태의 사업에 의한 변화 양상을 정확하게 파악하고, 이에 대한 적절한 대처 방안을 강구하게 할 수 있는 기초자료를 제공하여 줄 것으로 기대된다. 지금까지 금강에 대한 종합적인 생태계 조사가 이루어지지 않고 있음을 고려할 때, 본 학술조사는 장차 금강 수서생태계에 대한 연구의 지침이 될 것으로 기대되며, 이는 본교가 금강 생태계의 보존과 관리를 통하여 지역사회에 기여하는 중추적 학술기관으로서의 위치를 확고히 마련하는 계기가 될 것이다. 본 보고서는 이러한 연구계획의 1차년도 연구결과로서 수질 및 미생물, 수생식물, 어류, 동식물 플랭크톤, 수서곤충을 중심으로 금강 중ㆍ하류 유역 수서생태계를 구성하고 있는 주요 생물군의 구조와 기능을 정량적으로 조사ㆍ분석하는데 그 목적을 두었다. Heterotrophic microbial populations and physicochemical parameters of water samples collected from six stations on the Keum River have been examined from November 1994 to July 1995. The ranges for BOD and COD were 1.5-11.3㎎/L and 2.1-13.7㎎/L, respectively. At the station closest to the estuary, the values of BOD and COD were higher than at other stations, but those of PO₄-P were lower. Metal ions including Cu, Mn, Pb, Cd, and Hg were not detected at all. The population densities of heterotrophic bacteria amounted to 13.7-22.0% of the total bacteria. The densities of coliforms, Salmonella-Shigella, and yeasts were in the range of 49-538 cfu/ml, 16-271 cfu/100ml, and 30-259 cfu/㎖, respectively.

충남대학교 교내 산림환경 개선을 위한 경관 가치 평가

송형섭,박범진,권기원 忠南大學校 環境問題硏究所 1997 環境硏究 Vol.15 No.-

The purpose of this study is to obtain some useful informations for improving the campus forest landscape of Chungnam National University. Based on two kinds of surveyed data relating campus forest landscape resources and the respondents visual preference ratings, geographical features and physical characteristics of forest landscape are investigated. Twenty-four photos were taken for visual preference survey. With a total 100 respondents, relative scenic beauty of each forest scenes could be explained in terms of influence factors of physical characteristics. Three variables in model could be accounted for 65% of total variables in perceived forest scenic beauty. Results indicated that campus forest landscape must be improved greatly in the scenic views and so on. To improve current situation, some alternatives including improvement scheme and cost have to be proposed newly.

자연수계내에서 환경호르몬 Bisphenol-A의 생분해평가

강호,신경숙,김치열,이준재 忠南大學校 環境問題硏究所 2002 環境硏究 Vol.20 No.-

본 연구에서는 환경호르몬인 Bisphenol-A(BPA)가 하천 및 호소내에 유입되었을 경우 어떠한 분해패턴을 나타내는지 고찰하기 위하여 시뮬레이션 생분해시험법인 TOC-HANDAT을 이용하여 BPA의 자연 수계내에서의 생분해율과 생분해속도를 평가하였다. 금강수계를 대상으로 하여 유구천, 논산천, 초강천, 갑천등 4개 하천과 대청호수 및 대청댐유역의 호소수로부터 미생물원을 채취하고 이를 BPA생분해평가를 위한 식종원으로 사용하였다. 생분해시험환경의 적합성을 평가하기 위하여 표준물질로 사용한 Phenol과 Aniline이 적응기없이 곧바로 분해되어 최종적으로 88%의 높은 생분해율을 나타낸 것과는 달리, BPA는 상대적으로 미생물수가 많고 오염도가 타 하천에 비해 심한 갑천의 경우를 제외하고는 대부분의 조사대상 하천에서 초기 5일이내의 적응기를 갖으며, 이후 활발한 분해를 보이다가 더이상 분해가 되지 않는 생분해패턴을 나타내었으며, 이러한 경향은 각 하천의 상류지점에서 보다 뚜렷하였다. 또한 호소의 경우 하천과 인접해 있는 지점에서는 하천과 유사한 분해 패턴을 보인 반면, 대청댐지점에서는 BPA분해율이 28%에 그치는 것으로 나타나 자연수계내의 미생물군의 존재형태가 BPA의 분해에 있어 매우 중요한 것으로 나타났다. 또한 시간경과에 따른 BPA의 생분해속도상수를 세분하여 산정한 결과 분해후반부의 생분해속도가 매우 저조한 친으로 나타나 BPA의 분해로 생성된 2차 대사산물이 매우 난분해성 물질임을 알 수 있었다. The TOC-HANDAI method was utilized to examine the degree of biodegradation of endocrine disruptor, bisphenol-A(BPA), in terms of TOC degradation within 28 days using natural water microcosm. Anilind and phenol, as standard chemicals, were easily mineralized without any adaption periods and showed the relatively high biodegradability of 88% BPA were mineralized 63~85% of initial TOC concentration by natural microcosm from each sampling stream except Gap Stream, whereas the biodegradability of BPA by the microcosm in Dadchung Reservoir was only 28%. This ws probably due to the numbers and the activity of participated microorganisms during the degaradation of BPA. BPA degradation described by three distinct first order decay retes(k_1, k_2 and k_3) which could be separated by visual fitting. The k_1 represented the initial lag phase and the k_2 showed the vigorous degradation of BPA and the following another long term first order decay rate coefficient, k_3, showed much flat slop. The remaining the 15~37% of initial TOC at the end of experiment considered to be refractory methabolites of BPA.

DCCA에 의한 서어나무류 群集과 環境의 相關關係 分析

宋鎬京,張圭寬 忠南大學校環境問題硏究所 1993 環境硏究 Vol.11 No.-

서어나무류 群落의 種 造成과 立地와의 關係를 究明하기 위하여 서어나무군락 11個所, 개서어나무군락 22個所, 까치박달나무군락 7個所를 選定하고, DCCA 方法을 使用하여 分析한 結果는 다음과 같다. 1. 서어나무군락에서 重要値가 높은 種은 서어나무, 쪽동백나무, 신갈나무, 졸참나무, 대팻집나무, 당단풍, 까치박달나무, 물푸레 나무, 사람주나무 등의 순이다. 개서어나무 군락에서 重要値가 높은 種은 개서어나무, 졸참나무, 서어나무, 생강나무, 신갈나무, 고로쇠나무, 당단풍, 비목나무, 쪽동백나무 등의 순이다. 까치박달나무군락에서 重要値가 높은 種은 까치박달나무, 신갈나무, 서어나무, 쪽동백나무, 당단풍, 졸참나무 등의 순이다. 2. 主要 優占種의 種 多樣性은 서어나무군락이 가장 높고, 까치박달나무군락이 가장 낮았으며, 群落別 土壤 分析 結果를 보면 개서어나무군락이 C.E.C.를 제외한 全窒素, 有機物含量, 有效燐酸, K+, Ca++, Mg++ 等의 養料가 양호한 것으로 나타냈다. 3. 群落과 環境 要因들과의 상관관계를 보면, 개서어나무군락은 全窒素가 많은 곳에, 서어나무군락은 海拔高가 높은 곳에 주로 分布하고 있으며, 까치박달나무군락은 全窒素가 낮고 高度가 중간인 部分에 주로 分布하고 있다. On the basis of Braun-Blanquet, 40 quadrats were sampled by the releve method of Muller-Dombois & Ellenberg in natural forests of Mt. Chiri, Mt. Deokyu, Mt. Kyeryong, and Mt. Sokri. The quadrats were sampled 11 plots in Carpinus laxiflora forest, 22 plots in C. tschonoskii forest, and 7 plots in C. cordata forest. The method of DCCA were introduced to elucidate the relations of site factors and species composition in the same quadrats. The dominant tree species distributed in the region of Carpinus laxiflora communites were C. laxiflora, Styrax obassia, Quercus mongolica, and Q. serrata in descending order. The dominant tree species distributed in the region of Carpinus tschonoskii communities were C. tschonoskii, Q. serrata, C. laxiflora, and Lindera obtusiloba in descending order. The dominant tree species distributed in the region of Carpinus cordata communities were C. cordata, Q. mongolica, C. laxiflora, and S. obassia in descending order. The species diversities of major dominant species recorded the highest value in the communities of Carpinus laxiflora but the lowest value in the communities of C. cordata. The nutrient contents of total nitrogen, organic matter, available phosphorus, K+, Ca++, and Mg++ except of C.E.C. value were the highest values in the forest soils of C. tschonoskii communities. In the relations of major species communities and environmental factors, Carpinus tschonoskii communities were distributed in the good nutrition of total nitrogen, C. laxiflora communities in the high elevation area, C. cordata communities in the poor nutrition of total nitrogen and in the medium elevation area.

DCCA에 의한 신갈나무群落과 環境의 相關關係 分析

宋鎬京 忠南大學校 環境問題硏究所 1990 環境硏究 Vol.8 No.-

신갈나무群落의 種 組成과 立地와의 關係를 究明하기 위하여 TWINSPAN(two-way indicator species analysis)과 DCCA(detrended canonical correspondence analysis)를 시행하였으며, 이들의 分析 結果는 다음과 같다. 1. 신갈나무群落과 土壤 環境과의 關係를 살펴보면 당단풍群이 소나무群보다 海拔高가 높고, 全窒素 含量이 많은 곳에 주로 分布하고 있다. 2. 신갈나무-철쭉群集은 濕한 곳에, 신갈나무-생강나무群集은 乾燥한 곳에 分布하며, 群集 分布에 영향을 미치는 第一의 環境 要因은 海拔高(溫度)이고 그 다음 要因은 全窒素이다. Vegetational data Quercus mongolica communities were analysed in relation to 14 environmental variables. Two multivariate methods were applied:two-way indicator species analysis(TWINSPAN) for classification and detrended canonical correspondence analysis(DCCA), a recent technique which extracts ordination axes that can be related to environmental factors. The relationships between the distribution of dominant species of Quercus mongolica community vegetation and soil condition were investigated by analyzing elevation and total nitrogen concentration gradient. Acer pseudo-sieboldianum groups were distributed in the high elevation and high total nitrogen concentration, while Pinus densiflora groups were distributed in the low elevation and low total nitrogen concentration. Quercus mongolica-Rhododendron schlippenbachii forest was distributed in the mesic area, Quercus mongolica-Lindera obtusiloba forest in the serix. The dominant compositional gradient was related to elevation and total nitrogen concentration.

토양미생물

이영하,윤기영,염선분 忠南大學校 環境問題硏究所 1991 環境硏究 Vol.9 No.-

전라북도 진안군 용담면을 중심으로한 그 일대에서 선정된 8지점의 토양을 채취하고 이를 대상으로 토양미생물의 개체군 크기와 이화학적 토양환경을 조사하였다. 토양의 pH는 3.9-6.6(평균 5.3)의 범위로서 대체로 높은 토양산도를 나타내었다. 수분함양은 2.8-20.5%(평균12.6%)의 범위를 보였고 총 유기물함량은 3.5-16.0%(평균8.6%)의 범위로 지역에 따른 차이가 많았다. 일반세균과 일반진균의 개체군 크기는 각각 6.0-81.7×10?cfu/g soil과 8.6-30.4×10⁴cfu/g soil의 범위를 보였으며, 평균치는 각각27.4×10? cfu/g soil 과 17.4×10⁴cfu/g soil로서 세균과 진균의 상대적 평균비는 약 16 : 1이었다. 이러한 결과는 본 조사지역의 토양이 미생물의 생장과 활성이 비교적 활발하지 못한 환경임을 보여준다. 한편 섬유소분해세균과 진균은 각각 총세균(일반세균)과 총진균(일반진균)의 개체군 크기와 매우 높은 상관관계를 보였다. 섬유소분해세균의 개체군은 총세균의 5.8-29.5%(평균 16.6%)에 달하는 수준을 보였으며 섬유소분해진균의 개체균 규모는 총진군의 36.5-66.0%(평균 51.3%)수준이었는데, 이는 본 조사지역의 토양내 섬유소물질의 분해에는 상대적으로 진균의 활성이 보다 크게 작용하고 있음을 보여줄 뿐 아니라 본 조사지역의 토양환경이 우리나라의 다른 토양들에 비하여 토착성 미생물의 비중이 높은 생태임을 나타내 준다.

Variation Trend of the Environment in the Keum Drainage Basin

Song, Moo-Young 忠南大學校 環境問題硏究所 1991 環境硏究 Vol.9 No.-

錦江 流域은 韓半島 中西部에 위치하면서 南韓면적의 1 /10을 차지한다. 上流는 산악지역으로서 자연적인 삼림으로 덮여있는 반면 下流는 都市化·産業化가 진행중이며 따라서 水質汚染도 심각한 문제점 으로 나타나고 있다. 大淸湖는 錦江流域과 주변에 대한 農工用水뿐만 아니라 食水의 根源이 되고 있다. 現在의 大淸湖 水質은 대략 CO=7ppm, COD=4ppm, T-IN=1.6ppm, T-P=0.06ppm 정도이며 富營養化가 심각하다. 또한 장래의 水質源 缺乏의 염려도 있다. 아주 심각한 문제들이 발생하기 전에 대규모 국토개발 계획에 적절한 대책이 필요할 것이다.

Perspectives of Microbial Polyhydroxyalkanoates as Eco-friendly Polymers

Kim, Do Young,Kim, Hyung Woo,Rhee, Young Ha 忠南大學校 環境問題硏究所 2002 環境硏究 Vol.20 No.-

박테리아가 세포 내 저장물질로 축적하는 polyhydroxyalkanoates (PHAs)는 자연계의 미생물에 의해 CO_2와 H_2O로 완전히 분해될 수 있는 환경친화적 폴리에스터 고분자이다. PHAs는 페로몬, 비타민, 항생물질, 방향제 등을 포함하는 여러 가지 새로운 생리활성물질 합성의 전구물질로 사용될 수 있는 키랄성 (R)-hydroxyalkanoates를 구성단위로 가지고 있다. 최근 이 미생물 고분자는 생분해성과 생체친화성의 성질을 가지기 때문에 환경 및 바이오메디칼 분야에서 이용되고 있는 합성고분자를 대체할 수 있는 소재로 크게 주목받고 있다. 지금까지 특정 화학구조를 가지고 있는 다양한 화합물을 기질로 사용함으로써 150여 종류의 (R)-hydroxyalkanoates가 PHAs의 구성다위로 생합성될 수 있음이 보고 되고 있다. 이와 같은 미생물 PHAs의 다양성은 (R)-hydroxyalkanoyl-CoAs의 중합반응을 촉매하는 PHA synthases의 광범위한 기질특이성에 기인하지만, 특정 기질을 이용하여 PHA를 생합성할 수 있는 능력은 미생물에 따라 다르다. 또한 비교적 자연계에 존재하는 미생물에 의해 쉽게 분해될 수 있는 지방족 PHAs와는 달리 방향족 화학구조를 갖고 있는 PHAs의 경우에는 분해가 쉽지 않다. 지금까지 세균 및 진균으로부터 PHAs의 분해에 관여하는 80여 종 이상의 PHA depolymerases가 분리정제되고 그 특성이 규명되고 있다. 본 종설에서는 미생물 PHAs의 생합성, 생분해 및 응용과 관련된 최근의 연구결과들을 보고하고자 한다. Bacterial polyhydroxyalkanoates (PHAs) are eco-friendly polyesters which can be completely degraded to CO_2 and H_2O by microbial actions in nature. PHAs consist of chiral (R)-hydroxyalkanoates as constituents, which can be used as precursors for the synthesis of low-molecular-weight bioactive compounds such as pheromones, flavors, antibiotics, vitamins, and aromatic compounds. These polyesters are currently expected to replace many synthetic polymers in a variety of environmental and bio-medical fields due to their excellent biodegradability and biocompatibility. Up to now, approximately 150 of (R)-hydroxyalkanoates have been incorporated into PHAs by microorganisms grown with carbon substrates containing specific chemical structures. The diversity of biosynthetic PHAs is attributed to the broad substrate specificities of PHA synthases catalyzing a polymerization reaction of (R)-hydroxyalkanoyl-CoAs. However, the metabolic abilities of microorganisms to utilize given carbon substrates for growth and PHA biosynthesis are significantly different among PHA-synthesizing microorganisms. Most aliphatic PHAs are readily degraded by bacteria and fungi that are widely distributed in the ecosystem, while aromatic PHAs are generally more resistant to microbial attack. More than 80 PHA depolymerases from prokaryotic and eukaryotic microorganisms have been purified and characterized to date. This review reports recent advances in our knowledge of the biosynthesis, degradation, and application of bacterial polyester.

大田 3大 河川의 自然河岸과 人工河岸의 植物相과 植物群落의 比較

이정하,조국연,김성덕,이남주 忠南大學校 環境問題硏究所 1998 環境硏究 Vol.16 No.-

The phytosociological investigation was carried out at natural and artificial streamsides over 3 main streams located in Taejeon, by Braun- Blanquet's method for the comparative study of the flora and vegetation from May to October, 1998. On the natural streamside, total number of vascular plant species were 142 species and hydrophyte of them was 27 species, while on the artificial streamside the former species number was 138 species and hydrophyte was 21 ones. The plant communities in the natural streamside were classified into 17 groups, such as Zizania latifolia community, Typha orientalis community, Phragmites communis community, Phragmites japonica community, Miscanthus sacehariflorus-Hemarthria sibirica community, Leersia japonica community, Trapa japonica-Trapa pseudo-incisa community, Marsilea quadrifolia community, Hydrilla verticillata-Myriophyllum verticillatum community, Vallisneria asiatica-Potamogeton malaianus var. latifolius community, Myriophyllum verticillatum community, Spirodela polyrhiza- Lemna paucicostata community, Salix glandulosa-Salix koreensis community, Salix gracilistyla community, Salix koreensis community, Phalaris arundinacea community, Persicaria hydropiper community. On the other hand, the plant community in the artificial streamside was classified into 14 communities, such as Zizania latifolia community, Typha orientalis community, Miscanthus sacchariflorus - Hemarthria sibirica community, Phragmites japonica community, Leersia japonica community, Hydrilla verticillata-Myriophyllum verticillatum community, Vallisneria asiatica- Potamogeton malaianus community, Paspalum distichum community, Phalaris arundinacea community, Persicaria hydropiper community, Zoysia japonica-Digitaria sanguinalis community, Panicum dichotomiflorum-Persicaia lapathifolia community, Echinochloa crusgalli- Setaria viridis community, Artemisia princeps community, Rumex crispus- Rorippa islandica community, Portulaca oleracea community, Potentilla paradoxa community, Panicum dichtomiflorum community. Number of species and plant communities were variously distributed over the various sites in the natural streamside, it is more than in the artificial streamside was distributed. These results mean that the distribution of plant community and number of species in the wild plant were more closely to be related to the human impacts or one's disturbance.

현장조사를 토대로 한 정수장의 시설개선에 대한 연구

김선규,왕창근,박우하,오정진 忠南大學校 環境問題硏究所 1995 環境硏究 Vol.13 No.-

Deterioration of drinking water quality became a nationwide concern recently. Many small water treatment plants have some problems with selection and design of facilities. In an effort to identify the problems and suggest the improvement measures, Korea Water Resources Corporation(KOWACO) have assisted the small local water treatment plants by on-site technical examination since 1990. When the conventional water treatment processes are designed, both intake type and source water quality must be taken into account carefully. Since the slow sand filtration process is inappropriate for treatment of water with high turbidity, it is desirable to develop package treatment facilities to solve the problem. It is proposed to organize and operate experts groups to achieve optimal design of the facilities. Some plants with polluted raw source water are suggested to monitor the water quality systematically and plan the advanced treatment processes as soon as possible.