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        Membrane Inlet Mass Spectrometer (MIMS) 시스템을 이용한 해수 및 퇴적물 공극수내 용존 메탄의 측정

        안순모,권지남,임재현,박윤정,강동진,An, Soon-Mo,Kwon, Ji-Nam,Lim, Jea-Hyun,Park, Yun-Jung,Kang, Dong-Jin 한국해양학회 2007 바다 Vol.12 No.3

        MIMS 시스템은 액체 시료의 용존 가스 농도를 정확하게 측정하는데 이용되어 왔는데, 본 연구에서는 해수와 퇴적물 공극수에 존재하는 용존 메탄 농도를 정량화하는데 사용되었다. 측정의 정밀성을 파악하기 위하여, 여러 분압의 메탄 농도에 대해서 포화된 액체 시료를 준비하였으며 이를 MIMS 시스템으로 측정하였다. 측정된 값은 용존 기체의 포화 상수로부터 계산된 값과 잘 일치하였다. 측정의 표준 오차는 평균값의 $0.13{\sim}0.9%$ 정도였다. 이 시스템을 이용하여 한반도 남해안 인근 해수의 용존 메탄 농도를 측정한 결과, 용존 메탄의 깊이별 분포는 물리적인 요소가 좌우하고 있음을 알 수 있었다. MIMS system을 이용하여, 각 수괴 간의 미세한 용존 메탄 농도의 차이를 구분하여 살펴볼 수 있었다. 또 다른 실험에서는 MIMS 시스템의 inlet 부분을 탐침 형태로 제작하여 퇴적물 깊이에 따른 용존 메탄을 측정할 수 있었다. Membrane inlet mass spectrometer (MIMS) has been used to accurately quantify dissolved gases in liquid samples. In this study, the MIMS system was applied to measure dissolved methane in seawater and sediment porewater. To evaluate the accuracy of the measurement, liquid samples saturated with different methane partial pressure were prepared and the methane concentrations were quantified with the MIMS system. The measured values correspond well with the expected values calculated from solubility constants. The standard error of the measurements were $0.13{\sim}0.9%$ of the mean values. The distribution of dissolved methane concentration in seawater of the South Sea of Korea revealed that the physical parameters primarily control the methane concentration in sea water. The MIMS system was effective to resolve the small dissolved methane difference among water masses. The probe type inlet in MIMS system was proven to be effective to measure porewater methane concentration.

      • KCI등재

        낙동강 하구 갯벌 퇴적물에서 강을 통한 질산염 유입에 따른 질소순환의 계절 변화

        이지영,권지남,안순모,Lee, Ji-Young,Kwon, Ji-Nam,An, Soon-Mo 한국해양학회 2012 바다 Vol.17 No.2

        낙동강 하구에 위치한 갯벌 퇴적물에서 2005년 7월부터 2006년 9월까지 퇴적물-수층을 통한 산소와 용존 무기질소 플럭스, 그리고 탈질소화율을 계절별로 조사하였다. 현장 조건 수온에서 퇴적물 배양을 통해 측정된 산소 플럭스의 범위는 $-37.0{\sim}0.5mmol\;O_2\;m^{-2}\;d^{-1}$이었고, 수온이 증가할수록 퇴적물에 의한 산소소모가 많아져, 수층에서 퇴적물로의 산소 플럭스가 증가하였다. 탈질소화율은 $4{\sim}2732{\mu}mol\;N\;m^{-2}\;d^{-1}$의 범위로 같은 방법으로 측정한 국내 연안의 결과보다 높은 값을 나타냈고 산소 플럭스와 유사한 계절변화를 보였다. 질소동위원소를 이용하여 측정된 탈질 소화율은 수층에서 퇴적물로 유입되는 질산염 플럭스와 높은 상관관계를 보였다. Isotope pairing technique에서 계산되는, 총 탈질소화 중 "수층에서 유입된 질산염을 이용하는 탈질소화($D_w$)"도 수층에서 유입되는 질산염 플럭스와 양의 상관 관계를 보여 수층에서 유입되는 질산염이 탈질소화의 계절변동의 원인임을 시사하였다. 여름철에 질산염농도가 높은 담수의 유입 증가가 낙동강 하구 퇴적물로의 질산염 유입과 탈질소화를 촉진시킨 것으로 추정된다. 낙동강 하구 퇴적물에서 생지화학적 과정의 일반적인 패턴 및 경향을 파악하기 위하여, 이 연구에서 측정된 여러 생지화학적 플럭스를 방향과 크기에 따라 분류하여 보았다. 그 결과, 수온과 질산염 유입 변화에 따라서 여름철에는 수층에서 퇴적물로의 산소와 질산염 플럭스가 높게 나타나고 탈질소화도 높은 반면, 여름철을 제외한 나머지 시기에는 이들 플럭스가 낮아, 갯벌 퇴적물의 생지화학적 과정이 낙동강 담수 유입에 민감하게 반응함을 알 수 있었다. We investigated seasonal variation of sediment-water oxygen and inorganic nitrogen fluxes, and denitrification at tidal flat sediments located in the Nakdong River Estuary from July 2005 to September 2006. Net oxygen fluxes, measured with sediment incubations at in situ temperature, varied from -37.0 to $0.5mmol\;O_2\;m^{-2}\;d^{-1}$. Oxygen fluxes into the sediments from the overlying water increased due to the increased water temperature. Denitrification rate ($4{\sim}2732{\mu}mol\;N\;m^{-2}\;d^{-1}$) in this study was higher compared to the other Korean coast measured with the same method. Denitrification showed the same seasonal variation as oxygen fluxes. Denitrification rate based on $^{15}N$-nitrate showed a strong correlation with nitrate flux into the sediments from the overlying water. Denitrification via "water column supplied nitrate ($D_w$)", calculated from Isotope pairing technique, also correlated well with nitrate flux into the sediments. Nitrate from water column seems to account for seasonal variation of denitrification in Nakdong River Estuary. To understand general patterns and trends of biogeochemical processes of sediments in the Nakdong River Estuary, we categorized biogeochemical fluxes measured in this study according to direction and sizes of fluxes. Type 1(high oxygen and inorganic nitrogen fluxes into the sediments and high denitrification) occurred in summer, whereas Type 2(low oxygen and inorganic nitrogen fluxes into the sediments and low denitrification) occurred in rest of the season. Intertidal flat sediments seem to react sensitively to influence of freshwater from the Nakdong River.

      • KCI우수등재

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