한국 동해 표층수중 $^{226}Ra$과 $^{228}Ra$의 농도분포

양한섭,권영안,김규범,김성수,YANG Han-Soeb,KWON Yeoung-Ann,KIM Gue-Buem,KIM Seong-Soo 한국수산과학회 1992 한국수산과학회지 Vol.25 No.5

동해 남부 및 중부해역의 총 14개 정점에서 표층수중 Ra동위체를 $MnO_2$피복 아크릴섬유로 추출한 후 분리농축시켜 감마계측하였다. 본 연구결과, 동해표층수중 $^{228}Ra$의 농도분포는 102-232 $dpm/10^3l$ 범위로 연안정점들이 외해역 정점보다 다소 높은 농도를 보였고, 대마난류의 주류가 북상하는 정점들에서 상대적으로 높은 농도를 보였다. $^{226}Ra$의 농도는 70-110 $dpm/10^3l$ 범위로 $^{228}Ra$에 비해 해역별 혹은 정점별로 농도차이가 작았으나, 농도분포는 $^{228}Ra$의 경우와 유사하였다. 동해표층수중 Ra동위체의 비는 1.0-2.7 범위로 쿠로시오 표층수 보다 훨씬 큰 값이나, 황해표층수 보다는 작은 값이다. 동해표층수중 해역별 Ra동위체비의 수평분포는 $^{228}Ra$의 농도분포와 비슷하다. 동해표층수중 $^{226}Ra$과 $^{228}Ra$은 좋은 정의 상관성을 나타내며, 염분에 대한 $^{228}Ra$의 농도도 좋은 역의 상관성을 나타내었다. 염분과 Ra동위체비의 상관관계로부터 동해표층수는 황해 및 동지나해 대륙붕수와 쿠로시오 표층수가 혼합된 것으로 사료되며, 동해표충수중 Ra동위체의 농도는 해역별 혹은 계절별로 달라진다. Using $MnO_2-coated$ fiber extraction and gamma counting techniques, we measured the distributions of $^{226}Ra$\;and\;^{228}Ra$ in the surface waters at 14 stations of East Sea of Korea in September, 1988. The concentrations of $^{226}Ra$\;and\;^{228}Ra$ in the surface waters ranged $70-110\;dpm/10^3l$ and 102=232 $dpm/10^3l$, respectively. In general, the concentrations of Ra isotopes were shown higher in the coastal and southern stations than those in the outer and northern stations in our observed area. Also, the concentrations of Ra isotopes in the study area were significantly higher than values in the other area of the East Sea and Kuroshio surface water, but much lower than the concentrations in the surface water of Yellow Sea reported previously. There was an inverse relationship between the $^{226}Ra/^{228}Ra$ ratio and salinity in the surface waters of Kuroshio, Yellow Sea and East Sea of Korea. This indicates that the continental shelf waters such as Yellow Sea and East China Sea are main source of Ra isotopes in surface waters of the East Sea of Korea.

득량만 표층수중 영양염류의 시공간적 분포특성 -1. 영양염류의 계절변화와 기초생산 제한인자-

양한섭,김성수,김규범,YANG Han-Soeb,KIM Soung-Soo,KIM Guebuem 한국수산과학회 1995 한국수산과학회지 Vol.28 No.4

한반도 남서연안에 위치한 득량만에서 1992년 7월부터 1993년 3월까지 계절별로 염분과 영양염류의 농도를 측정하여 득량만 표층수중 영양염류의 시공간적 변화특성과 기초생산 제한인자의 계절변화에 대해 고찰하였다. 염분의 평균농도는 추계에 가장 낮고 춘계에 가장 높았으며, 용존무기질소는 동계에 가장 높고 하계에 가장 낮았다. 그러나, 인산염과 규산염은 하계에 가장 높았으나, 최소 값은 인산염의 경우 추계와 동계에, 규산염은 추계에 나타났다. 계절별로 다소의 차이는 있으나, 염분은 만 입구 쪽에서 북쪽으로 갈수록 점차 낮아지는 경향을 보이며, 득량도 서쪽이 동쪽 보다 다소 낮았다. 용존무기질소는 하계의 경우 거의 고갈된 농도를 보이나, 나머지 계절에는 고염수가 존재하고 있는 만의 입구 쪽 정점들에서 상대적으로 높고 만의 안쪽에서는 거의 고갈된 농도를 보인다. 인산염은 하계의 경우 염분과 상반된 분포를 보이며, 춘계의 경우 만 입구 쪽 정점들에서 상대적으로 높은 농도를 나타내는 것을 제외하면 추계와 동계에는 거의 고갈된 농도를 보인다. 규산염은 하계의 경우 염분과 상반된 분포를 보이나, 나머지 계절에는 염분과 유사한 분포양상을 보인다. 용존무기질소는 하계의 경우만의 전 해역에서 생물생산의 제한인자로 작용하고 있으나, 나머지 계절에는 만의 안쪽 해역에서만 제한인자로 작용하고 있다고 생각된다. 인산염은 추계와 동계에는 전 해역에서 생물생산을 제한하고 있으나, 춘계의 경우는 만의 안쪽 해역에서만 제한인자로 작용하고 있다고 생각된다. 규산염의 경우는 담수의 공급량이 작은 동계와 춘계에 만의 안쪽 해역에서 규조류의 생산을 제한하고 있다고 생각된다. 인산염과 규산염은 하계의 경우 염분과 부(-)의 상관성을 나타내는 것으로 보아 주로 담수의 유입에 의해 만내로 공급되고 있다. 그러나, 나머지 계절에는 용존무기질소와 규산염의 농도가 염분과 정의 상관성을 나타내는 것으로 보아 용존무기질소 및 규산염 농도가 비교적 높은 외해수가 만내로 유입되고 있음을 의미한다. In order to see the seasonal variation of nutrients and the limiting factors to the primary production in Deukryang Bay, both dissolved inorganic nutrients and salinity were measured in the surface waters during the periods from July 1992 to March 1993. The mean value of salinity was the lowest in ?all and the highest in early spring. Dissolved inorganic nitrogen (DIN) was the highest in winter and the lowest in summer. However, both phosphate and silicate were the highest in summer and the lowest in fall. Salinity was generally higher in the outer region than in the inner region of the bay.DIN content was nearly depleted (less than $2{\mu}M$) in summer. From fall to spring, DIN content was nearly depleted in the inner region and relatively high in the outer region of the Day. Phosphate was the highest in summer showing an opposite distribution pattern to salinity, and it was nearly depleted (less than $0.1{\mu}M$) in fall and winter. In spring, however, phosphate content was slightly high in the outer region. Silicate content showed an opposite distribution pattern to salinity in summer. in other seasons, However, the distribution pattern of silicate was similar to the salinity. DIN seemed to be a limiting factor for the primary production at all area of the bay in summer and at the inner region in other season. However, phosphate seemed to be a limiting factor at all area of the bay in fall and winter and at the inner region in spring. Silicate may limit the production of diatoms at the inner region of the bay in winter and spying. Both phosphate and silicate showed a good inverse relationship with salinity in summer, which indicates inputs of these nutrients from the freshwater runoff. In the other seasons, both nitrate and silicate showed a positive linear relationship with salinity in the outer region of the bay, suggesting that these two nutrients were mainly supplied by the inflow of the offshore costal water which had high nitrate content associated with vertical mixing.

봄철 동해에서 해수중 $^{210}Po$과 $^{210}Pb$의 농도분포특성

양한섭,김성수,이재철,YANG Han-Soeb,KIM Soung-Soo,LEE Jae-Chul 한국수산과학회 1996 한국수산과학회지 Vol.29 No.2

1993년 3월에 동해 중부해역에 위치한 6개 정점의 100m 상부층에서 $^{210}Po$과 $^{210}Pb$의 수직농도분포를 측정하고, 이들 두 핵종의 거동이 수괴에 따라 어떻게 달라지는 지를 알아보았다. 또한, 1992년 5월과 1994 년 4월에 동해에서 측정한 자료들을 이용하여 봄철에 동해의 상부층에서 $^{210}Po$과 $^{210}Pb$의 거동을 지배하는 요인을 알아보았다. $^{210}Pb$의 농도는 정점에 따라 다소의 차이가 있으나 대체적으로 표층에서 가장 높고, 수심이 깊어짐에 따라 점차 감소하는 양상을 보인다. $^{210}Po$의 농도는 층별 차이가 매우 작으나, 클로로필 a의 농도가 가장 높은 정점 E3에서는 30m 상부층이 하부층에 비해 비교적 낮다. 또한, $^{210}Po$은 모든 정점의 30m 상부층에서 어미핵종보다 부족량을 보이나, 그 하부층에서는 거의 방사평형된 농도를 보이거나 혹은 다소 과잉량을 보인다. 특히, 상부층에서 $^{210}Po$의 부족량은 클로로필 a의 농도가 가장 높은 정점 E3과 강한 수온약층이 상부층에 존재하고 있는 정점 E6에서 가장 크다. 그러나, $^{210}Pb$은 전 정점의 모든 수층에서 어미핵종인 $^{226}Ra$보다 과잉량을 보인다. $^{226}Po$의 체류시간은 $1.0\~7.8$년의 범위로 클로로필 a의 농도가 높은 정점 E3와 비교적 강한 수온약층이 상부층에 존재하고 있는 정점 E6에서 가장 짧다. 또한, 1992년부터 1994년까지 봄철에 동해에서 얻어진 자료를 이용하여 50m 상부층에 대한 $^{210}Po$의 제거속도상수와 클로로필 a의 현존량과 사이에는 좋은 역의 상관성을 보인다. 이는 봄철에 동해에서 해수중 $^{210}Po$의 제거가 주로 생물생산력에 의해 좌우되고 있음을 의미한다. 반면에, 과잉량 $^{210}Pb$의 현존량은 해수의 수직안정도와 역의 상관성을 보이는 것으로 보아 동해의 상층부에서$^{210}Pb$의 농도는 생물생산력 보다는 주로 해수의 수직안정도에 의해 좌우되는 것으로 생각된다. Vertical profiles of $^{210}Po\;and\;^{210}Pb$ were measured for the upper 100 m of water column at six stations in the middle region of the Korean East Sea during March 1993. The distribution patterns of these radionuclides with the water mass and controlling factors on their distributions were also discussed. $^{210}Pb$ activities were generally high at surface water and gradually decrease with depth. Vertical profiles of $^{210}Po$ were relatively homogeneous except for at station E3, where chlorophyll-a concentration was the highest and $^{210}Po$ activity in the upper 30 m was lower than below 50 m. The $^{210}Po$ activities relative to its parent $^{210}Pb$ at all stations were deficient at the upper 30 m, but were excess or nearly equilibrated values below 50 m. The magnitude of $^{210}Po$ deficiency was relatively high at station E3 and E6, where strong thermocline occured. However, $^{210}Pb$ activities showed strong excess in the upper 100 m of all stations, compared with its parent $^{226}Ra$. The residence time of $^{210}Po$ ranged from 1.0 to 7.8 years, and was relatively short at station E3 and E6. The data obtained at the upper 50 m water column during $1992\~1994$, also showed that removal rate constant of $^{210}Po$ and inventories of chlorophyll-a was negatively related. This indicates that the primary production plays an important role in controlling the distributions of $^{210}Po$ at the upper water column of the Korean last Sea in spring. While, inventories of excess $^{210}Pb$ was generally decreasing with increasing density difference between 50 m and 100 m, suggesting that $^{210}Pb$ concentrations in the upper water column were controlled by stability of water column.

A Study on Sea Water and Ocean Current in the Sea Adjacent to Korea Peninsula -II . Geographical Distribution and Chemical Characteristics of Different Mid-Bottom Waters in the Neighbouring Sea of Cheju Island in Summer-

양한섭,김성수,YANG Han-Soeb,KIM Seong-Soo 한국수산과학회 1991 한국수산과학회지 Vol.24 No.3

여름철 한국 남해 50m 이심층에 나타나는 각종 수괴들의 물리$\cdot$화학적 특성과 이들 수괴의 분포에 대해 연구하였다. 그 결과를 요약하면, 제주도를 중심으로 북서쪽해역 중$\cdot$저층에는 비교적 영양염이 풍부하고, 수온 $12^{\circ}C$ 이하의 총해저층냉수계의 해수가 넓게 분포하고 있다. 또한, 남동쪽 해역에서는 수온 $16^{\circ}C$ 이상이고, 염분 $34.0{\%_{\circ}$ 이상인 대마난류수가 50m 수층에서 제주도 연안 약 15km까지 나타난다. 그러나, 남서쪽 외해역에서는 $13^{\circ}C$ 이하의 황해저층냉수 기원의 해수가 분포하고 있으나, 북서쪽 해역에 비해 그 면적도 좁고, 질산염 농도도 현저히 낮다. 이처럼 질산염 농도가 낮은 이유는 남서쪽 외해역까지 남하한 황해저층냉수가 북상하는 대마난류수와 마주치면서 질산염이 거의 고갈된 표층의 해수와 수직혼합이 잘 이루어졌기 때문이라고 판단된다. 한편, 제주도 남쪽해역에서 수층별 수온의 수평분포로부터 황해저층냉수와 대마난류수의 주류는 각각 50m 수층과 그 상부수층으로 유입되는 반면, 수온이 $13-15^{\circ}C^로서 위 두 수괴의 혼합수인 황해난류수는 주로 75m 이심층에서 보다 넓게 분포하고, 제주도 연안해역에서는 50m 수층에도 황해난류수가 존재함을 알 수 있다. 즉, 이들 각 수괴의 분포는 해역별 또는 수심에 따라 다르며, 각 수괴의 영양염 농도는 수층별 해수 체류시간의 차이보다는 물리적 혼합의 세기에 의해 결정되는 것 같다. 그리고, $\Delta Si/\Delta P$비로 볼 때 남쪽해역 중$\cdot$저층에 존재하는 해수는 동해 표$\cdot$중층수 보다 훨씬 젊다고 생각된다. We have investigated geographical distribution and physico-chemical properties of water masses or water types at mid-bottom depth in the neighbouring sea of Cheju Island in August 1986. In 50m layer the Yellow Sea Bottom Cold Water(YSBCW) below $12^{\circ}C$ was observed in the northwestern area of Cheju Island, while the Tsushima Warm Water(TWW) with relatively high temperature$(>16^{\circ}C)$ and salinity more than 34.0 in its southeastern area extended as far as the coast of about 15km. Also, 50m layer at the outside stations of its southwestern area indicated relatively cold water temperature$(11-30^{\circ}C)$, probably due to southward transport of the Yellow Sea Bottom Cold Water(YSBCW . The Yellow Sea Warm Water(YSWW), the mixed water of the YSBCW and the TWW, ranged $13^{\circ}C$ to $16^{\circ}C$ in water temperature and was appeared mainly in the coastal and intermediate area of Cheju Island. And the relatively cold water in the southwestern area and the Tsushima Warm Water were more extensively distributed in 50m layer than the deeper layer. Horizontal distributions of nitrate and phosphate showed a pattern similar to that of water temperature. As it were, the Yellow Sea Bottom Cold Water had the highest concentration of nutrients, while southwestern outside stations had the lowest nutrient contents. Especially, the concentration of nitrate in the latter was remarkably low compared with the value at the other stations. It may be attributed to intensive vertical mixing by collision of the northward driven Tn with the southward driven YSBCW. Also, it was particular that the Tsushima Warm Water indicated relatively high silicate content corresponding to that of the Yellow Sea Bottom Cold Water. Based on the data of $\Delta Si/\Delta P$ ratio, it seems that the mid-bottom waters in this study area are younger than the surface or intermediate water in the Korean East Sea.

한반도 근해의 해류와 해수특성 -III. 한국 동해 중부 극전선역에 출현하는 수괴의 화학적 특성-

양한섭,김성수,강창근,조규대,YANG Han-Soeb,KIM Seong-Soo,KANG Chang-Geun,CHO Kyu-Dae 한국수산과학회 1991 한국수산과학회지 Vol.24 No.3

동해 중부 극전선역에 있어서 동계와 하계에 각종 수괴의 수직분포특성과 이 수괴들의 화학적성 질에 대해 연구하였다. 동계의 경우, 수온약층은 북쪽 바깥 정점들이 남쪽 연안 정점들에 비해 더 깊은 수층에 존재하고, 이 약층의 상부에는 대마난류수가, 하부수층에는 동해고유수가 분포하고 있다. 그러나, 하계에는 수직적으로 대마난류 표층수, 중층수, 북한한류수 및 동해고유수가 분포하고, 동해고유수는 동계보다 다소 상부수층에 존재한다. 하계에 T-S diagram으로는 북한한류수 계통의 수괴, 대마난류 중층수 및 동해고유수의 혼합수를 구분할 수 없었으나, $T-O_2$ diagram으로는 구분이 가능했다. 한편, 동계 수온과 AOU는 좋은 역의 직선 관계를 보이며, AOU의 수직분포는 생물$\cdot$화학적과정보다는 주로 물리적 혼합과정에 의해 결정됨을 시사한다. 하계에는 대마난류 표층수에서 AOU값이 가장 낮고, 동해고유수에서 가장 높으며, 북한한류수 및 대마난류 중층수의 AOU값은 위 두수괴 사이의 값을 보인다. 그러나, 북한한류수괴의 해수는 대마난류 중층수보다 용존산소 농도가 약 1-2ml/l 높은데도, 이 두수괴의 생물$\cdot$화학적 산소요구량(AOU)은 비슷하였다. 일반외양수의 경우와 같이, 인산소은 AOU와 정의 직선관계이지만, 그 기울기 $(\Delta P/\Delta AOU)$ 값은 외양역의 $1/3\mu g-at/ml$ 보다 다소 작으며, 이는 표충수중 용존산소가 아래충으로 분자확산되어 AOU값이 낮아지기 매문이라고 생각된다. 특히, 하계 100m 이심충에서는 그 비값이 $l/2.0 \mu g-at/ml$ 으로 훨씬 낮으며, 그 이유는 비교적 낮은 AOU값을 보이는 북한한류계통의 해수가 중층(100-200m)에 나타나기 때문이다. 한편, 질산염과 인산소은 동$\cdot$ 하계 모두 전 정점에 대해 상관 계수 r=0.93 이상으로 좋은 정의 직선관계를 보인다. The vertical distribution and chemical characteristics of water masses were measured along two south-north transects in the polar front region of the central Korean East Sea. In February, a thermocline was present at depth between 50m and loom at the southern sites of a landward A-transect, and its depth was gradually deepened northward. At an outside B-transect, a thermocline was observed at significantly deep depth of 300m to 400m at two northern stations(Stn. 10 and 11), though the depth of the southward stations was nearly identical to that at the northward stations on a A-transect. In September, there were vertically more various water masses, i.e. the Tsushima Warm surface water(TWSW) or more than $20^{\circ}C$, the Tsushima Middle water(TMW) with a range of $12{\~}17^{\circ}C$, the North Korea Cold Water(NKCW) with $1{\~}7^{\circ}C$ temperature, the Japan Sea Proper Water(JSPW) of less than $1^{\circ}C$, and the mixed water. The North Korea Cold Water could be distinguishable from the other waters, especially from the mixed water of the Tsushima Middle Water and the Japan Sea Proper Water by the pattern of $T-O_2$ diagram. For instance, the North Korea Cold Water had higher oxygen by $1{\~}2ml/l$ than those in the mixed water, although both the two water masses ranged $1{\~}7^{\circ}C$ in water temperature. AOU value was the highest in the JSPW and the lowest in the TWSW. Also, AOU indicated a nearly linear and negative correlation with water temperature. However, AOU data for two masses, the NKCW and the TMW, in September departed remarkably from a regression line. Moreover, the ratio of $$\Delta P/\Delta AOU)$ in September was about $0.45{\mu}g-at/ml$ and higher than the value observed in the open sea. This high value could be elucidated by two factors; intrusion of the NKCW with high oxygen and molecular diffusion of dissolved oxygen from the surface into the lower layer. AOU would be a useful tracer for water masses in the polar front area of the Korean East Sea.

Ra동위체로 본 하계 동해 남부 연안해역에 출현하는 $10^{\circ}C$ 이하 냉수괴의 기원

양한섭,김평중,이재철,문창호,YANG Han-Soeb,KIM Pyoung-Joong,LEE Jae-Chul,MOON Chang-Ho 한국수산과학회 1994 한국수산과학회지 Vol.27 No.4

하계 한국 동해 남부 연안해역의 4개 단면에서 1991년 9월 $2{\sim}8$일 사이에 수온관측 및 Ra동위체의 농도를 측정하였다. 수온의 연직분포를 보면, 북쪽 단면 A와 B에서는 강한 계절수온약층이 대체적으로 표층 $10{\sim}30m$ 사이의 수층에 존재하고, 단면 C에서는 $30{\sim}50m$ 수층에 수온약층이 나타난다. 단면 D에서는 특이하게 2개의 수온약층이 존재하고 연안쪽 정점에서 바깥쪽 정점으로 갈수록 수온약층의 존재수심은 급격히 깊어지는 것이 특징적이다. 그리고, 수온약층 상부에는 수온 $20^{\circ}C$이상의 대마난류표층수가 존재하고, 수온약층 바로 아래 수층에는 수온 $12{\sim}7^{\circ}C$의 대마난류중층수가 나타나며, 이 아래 수층에는 기원이 불분명한 $10^{\circ}C$이하의 냉수괴가 나타나고, 수심 약 150 m 이심층에는 $1^{\circ}C$이하의 동해고유수가 존재한다. 9개 정점의 $2{\sim}3$개 수층에서 채수한 해수의 Ra동위체 농도를 측정한 결과, 대마난류표층수의 특성값은 Ra-228이 $225{\pm}23$ dpm/kl, Ra-226이 $99{\pm}6$ dpm/kl이며, Ra-228/Ra-226 방사능의 비는 $1.9{\sim}2.6$범위였다. 대마난류중층수의 특성값은 Ra-228이 $71{\pm}12$ dpm/kl로 표층수중 농도의 약 1/3정도이고, Ra-226은 $80{\pm}6$ dpm/kl이며, 두 동위체의 비는$0.7{\sim}1.1$범위였다. 한편, 수온 $2{\sim}6^{\circ}C$범위의 냉수괴는 Ra-228이 $59{\pm}10$ dpm/kl이고, Ra-226은 $85{\pm}9$ dpm/kl였으며, 두 동위체의 비는 $0.6{\sim}0.9$범위였다. $65{\sim}120$ m 사이의 수층에서 수온 $2{\sim}6^{\circ}C$범위를 보이는 냉수괴의 기원을 밝히기 위하여 수온에 대한 용존산소 및 Ra동위체의 농도(혹은 동위체비)의 diagram을 분석하였다. 그 결과, 이 냉수괴는 북한한류수인 것으로 판명되었다. $T-O_2$ diagram으로는 이 냉수괴의 기원은을 알기 어려웠지만 Ra동위체의 농도를 이용하면 보다 명료하게 그 기원을 알 수 있었다. 그러므로, 동해에서 Ra동위체의 연직분포 측정은 각종 수괴의 혼합확산이나 변질과정을 이해하는 데 유용할 것이다. Radium isotopes were measured together with oceanographical parameters in the southern coastal region of the Korean East Sea during the period of September $2{\sim}8$, 1991. In September, there were various water masses vertically distributed in this region due to formation of strongly seasonal thermoclines. These water masses were characterized by activity of radium isotopes as well as water temperature and dissolved oxygen. Among the water masses, Japan Sea Proper Water(JSPW) below $1^{\circ}C$ had the highest Ra-226 activities but the lowest Ra-228 concentrations. However, Tsushima Surface Water (TSW) above $20^{\circ}C$ in water temperature had the highest Ra-228 which decreased sharply with depth. In TSW, Ra-228 activities were in the range of $194{\sim}270$ dpm/kl, which were approximately 10 times higher than JSPW. Activity ratios(A.R's) of Ra-228/Ra-226 were $1.9{\sim}2.6$ for TSW, $0.7{\sim}1.1$ for Tsushima Middle Water(TMW) of $12{\sim}17^{\circ}C\;to\;0.4{\sim}0.7$ for North Korea Cold Water(NKCW) with $1{\sim}7^{\circ}C$ and below 0.2 for JSPW. The Ra-228/Ra-226 ranged from 0.6 to 0.9 in the cold waters of $2{\sim}6^{\circ}C$, which were observed at depth of $65{\sim}120\;m$ in this study area. Radium isotopes provided a useful means of identifying origins of the cold water which occurred annually at intermediate or bottom layers in the southern coastal zone of the Korean East Sea. By plotting radium isotopes against water temperature, it could be observed clearly that the cold waters between $2{\sim}6^{\circ}C$ did not originate from the mixed water of JSPW and TMW but from NKCW.

동해 극전선의 영양염류 순환과정 II. 1995년 동계 입자태 유기탄소 및 유기질소의 분포

양한섭,문창호,오석진,이행필,YANG Han-Soeb,MOON Chang-Ho,OH Seok-Jin,LEE Haeng-Pil 한국수산과학회 1997 한국수산과학회지 Vol.30 No.3

본 연구는 부경대학교 해양탐사선인 탐양호를 이용하여 1995년 2월 14일에서 17일까지 실시하였다 수온, 염분 및 용존산소를 이용한 T-S diagram 및 $T-O_2$ diagram 으로부터 수괴는 5개의 Type으로 구분되었다. 특히 T-S diagram에서는 잘 구분되지 않았던 Type IV와 Type V는 $T-O_2$ diagram에서 뚜렷이 구분되었다. 하지만 기존 수괴와 명확히 일치하지 않는 것은 본 조사가 동계에 실시되어 표층수온의 감소로 인하여 수괴의 수직혼합이 강하게 일어나서 생긴 현상으로 사료된다. 영양염류의 수괴별 농도분포를 보면, Type I, Type II, Type III은 서로 거의 비슷한 농도를 보였지만 Type IV에서 Type V로 갈수록 증가되었다. 그리고 동일 수괴에서 농도범위가 넓게 나왔는데, 이는 수온약층의 약화로 인하여 발생한 것으로 생각된다. N/P ratio은 모든 water type에서 Redfield ratio 이하로 나타났는데, 이것은 질산염이 식물플랑크톤 성장의 제한인자로 작용하고 있음을 보여주고 있다. chlorophyll $\alpha$의 농도는 $0\~8\;{\mu}g/\ell$의 범위로, Type I에서 최대였고 Type IV와 Type V에서는 거의 검출되지 않았다. 입자성 유기탄소와 유기질소의 농도는 각각 $0.49\~20.03\;{\mu}g-at/\ell$와 $0.09\~5.34\;{\mu}g-at/\ell$ 범위로서, 수심의 증가에 따라 그 농도가 감소하고, 연안에서 외양쪽으로 갈수록 낮아지는 경향이었다. Water type별 농도는 Type I > Type II > Type III > Type IV > Type V의 순서로 수심의 증가에 따라 농도가 증가하는 경향이었다. 즉 이들 입자성 유기물질은 수괴별로 어떤 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으며, 수심에 따라서 농도가 변화되는 것으로 생각된다. POC/PON의 원자비는 3.23으로 Redfield ratio 이하로 나타났다. 이것은 POC보다 PON이 더 난분해성이라 침강하는 동안 POC는 분해되지만 수직혼합에 의해 PON은 다시 재부유하기 때문인 것으로 사료된다. POC/chlorophyll $\alpha$의 평균값은 1962로 매우 높은 값을 나타내었으며, non-living detritus가 POC의 대부분을 차지하고 있는 것으로 판단된다. The chemical properties of water masses were investigated at 33 stations of the southeastern last Sea in February, 1995 on board R/V Tam-Yang. The water masses were not clearly distinguished due to the vortical mixing in winter. However, on the basis of the T-S and $T-O_2$ diagrams, water masses in the study area were divided into five groups (Type I, Type II, Type III, Type IV, Type V). (1) $>9.0^{\circ}C,\;>34.35\;psu,\;5.08\~5.60m\ell/\ell$ at Type I, (2) $6.0\~9.0^{\circ}C,\;34.15\~34.35\;psu,\;5.60\~5.90\;m\ell/\ell$ at Type II, (3) $4.0\~6.0^{\circ}C,\;34.00\~34.15\;psu,\;>5.90m\ell/\ell$ at Type III, (4) $1.5\~4.0^{\circ}C,\;34.00\~34.05\;psu,\;5.40\~5.90\;m\ell/\ell$ at Type IV, (5) $<1.5^{\circ}C,\;34.05\~34.07\;psu,\;4.80\~5.40\;m\ell/\ell$ at Type V. In the vertical profiles of nutrients, the concentrations were very low in the surface layer and increased rapidly with depth. The highest concentrations occurred in Type IV, while the concentrations in Type I were the lowest. The N/P ratios were less than Redfield ratio, indicating that nitrogenous nutrients were the limiting factor tor phytoplankton growth. The concentrations of POC and PON were in the range of $0.49\~20.03\;{\mu}g-at/\ell\;and\;0.09\~5.34\;{\mu}g-at/\ell$, respectively. The relatively high concentration occured in the surface layer of inner shore, showing that the concentration at each water mass followed the order Type I > Type II > Type III > Type IV > Type V, respectively. The C:N ratio in particulate organic matter was lower than the values reported in other region due to relatively high concentrations of PON in the study area. Relatively high ratios of POC to chlorophyll $\alpha$ during the study periods indicate that non-living detritus comparised most of the POC in the study area.

동해 중부해역에서 ²¹⁰Po과 ²³⁴Th의 순환에 대한 소용돌이의 영향

양한섭,김성수,이재철,YANG, HAN SOEB,KIM, SOUNG SOO,LEE, JAE CHUL 한국해양학회 1995 韓國海洋學會誌 Vol.30 No.4

The vertical profiles of natural ²¹⁰Pb, ²¹⁰Po and ²³⁴Th activities were measured for the upper 100 m of water column at three stations in the middle region of the Korean East Sea during May 1992. And the distribution of these radionuclides was discussed associated with the formation of warm eddy or water mass. The main thermocline was maintained between the depth of 50 and 100 m at the southern station (Sta. A1), and between the depth of 10 to 50 m at the coastal station of Sockcho (Sta. B10). Contrastingly, a main thermocline at Sta. A10, which locates near the center of warm eddy, was observed below 230 m depth. Between 50 and 220 m depth of Sta. A10 is there a relatively homogeneous water mass of 10.1${\pm}$0.5$^{\circ}C$, which is significantly higher in temperature and lower in nutrient than the other two stations. It seems to be due to sinking of the warm surface water in which nutrients were completely consumed. Both ²¹⁰Pb and ²¹⁰Po show the highest concentration at Sta. A1 and the lowest at Sta. B10 among the three stations. Also, the ²¹⁰Pb activity is generally higher in the upper layer than in the lower layer, while ²¹⁰Po activity represents the reversed pattern at all three stations. At Sta. A1 and Sta. B10, the activities of ²¹⁰Po relative to its parent ²¹⁰Pb were deficient in the water column above the main thermocline, but were excess below the thermocline. However, the station near the center of warm eddy(Sta. A10), shows no excess of ²¹⁰Po in the depths below 50 m, although its defficiency is found in the upper layer like the other stations. At Sta. A1 and b10. ²³⁴Th activities are slightly lower in the surface mixed layer than in the deeper region However, at Sta. A10, ²³⁴Th activity in the upper 30 m is higher than below 50 m or in the same depth of the other stations, probably because of the high concentration of particulate matter. The residence time of ²¹⁰Po in the surface mixed layer at Sta. A10 is 0.4 year, much shorter than at the other two stations(about one year). Above 100 m depth, the residence times of ²³⁴Th range from 18 to 30 other two stations(about on year). Above 100 m depth, the residence times of ²³⁴Th range from 18 to 30 days at all stations, without significant regional variation. The percentages of recycled ²¹⁰Po within the thermocline are 39% and 92% at Sta. A1 and Sta. B10, respectively. Much higher value at Sta. B10 may be due to a thin thickness of the mixed layer as well as the slower recycling rate of ²¹⁰Po in the main thermocline.

수영만 퇴적물의 퇴적속도와 중금속 오염

양한섭,김성수,YANG Han-Soeb,KIM Seong-Soo 한국수산과학회 1994 한국수산과학회지 Vol.27 No.5

수영만 퇴적물중 중금속 원소의 오염역사와 인위적 오염부하량을 알아보기 위하여 1993년 5월 수영만에서 4개의 주상퇴적물을 채취하여 $^{210}Pb$, TIL, TOC, TON 및 중금속 원소(Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Co, Cd, Ni)를 측정하였다. 1. 퇴적속도는 정점 S3에서 2.4 mm/yr($0.12g/cm^2/yr$)로 가장 느리고, 나머지 3개 정점에서는 $3.5{\sim}4.0 mm/yr(0.18{\sim}0.20g/cm^2/yr)$ 범위로 정점별 차이가 크지 않았다. TIL과 TOC의 농도는 가장 바깥 정점인 정점 S4에서 가장 높고, 용호만 입구쪽에 위치한 정점 S3에서 가장 낫은 반면에 TON은 정점 S2에서 가장 높고, 정점 S1에서 가장 낮았다. 반면, Co를 제외한 중금속의 농도는 대체적으로 수영강 하구쪽에 가장 가까운 정점 S1에서 가장 높고, 정점 S3에서 가장 낮았다. 2. 수영강 하구에 가까운 정점 S1과 정점 S2에서는 Pb, Zn 및 Cu의 농도가 1930년대부터 점차 증가하고 $1960{\sim}1970$년경에 극대값을 보이다가 그 이후에 점차 감소하는 경향이다. 그러나, Fe, Mn, Cd은 대체적으로 상부퇴적층에서 높고 하부퇴적층에서 낮으나, Co와 Ni은 오히려 하부퇴적층에서의 농도가 상부퇴적층보다 높다. 3. 4개 정점에 대한 인위적인 오염 총부하량은 Pb이 $9{\sim}291{\mu}g/cm^2$, Zn이 $165{\sim}1,122{\mu}g/cm^2$, Cu가 $20{\sim}208{\mu}g/cm^2$의 범위로 Zn이 가장 컸으며, 정점별로는 정점 S1과 S2가 정점 S3와 S4에 비해 수십 배 크다. 1900년 이후의 총퇴적량(anthropogenic+natural)에 대한 인위적 오염부하량의 비율은 정점 S1과 S2의 경우 Pb과 Cu는 $28{\sim}35\%$이고, Zn은 $32{\sim}42\%$에 상당한다. 그러나, 정점 S3와 S4에서는Pb이 $4\%$ 이하이고, Cu가 $11\%$ 이하이나 Zn은 $10{\sim}22\%$의 수준이다. 4. 성분 상호간의 관계를 보면, C/N비값은 TON과 좋은 정의 상관성(r=0.68)을 보이는 것으로 보아 C/N 비값의 수직분포는 TON에 의해 좌우된다고 할 수 있다. 인위적인 오염이 많은 Pb, Zn, Cu은 상관계수 0.7 이상으로 비교적 좋은 상관성을 보여 이들 물질의 공급원 및 지구화학적 거동이 유사함을 의미한다. 또한, Cd-Ni 및 Cd-TON은 상관계수 0.8 이상으로 좋은 정의 상관성을 보인다. 특히, Cd은 퇴적물내에서도 수주중에서와 마찬가지로 TON과 비슷한 거동을 한다고 판단된다. The sedimentary records of anthropogenic metal loads in the Suyeong Bay, Pusan were determined by combining the Pb-210 dating technique with the measurements of heavy metals in the sediment cores. The sedimentation rates of sediment particles ranged from $0.12\;to\;0.20\;g/m^2/yr\;or\;2.4{\sim}4.0\;mm/yr$ in accumulation rates. The lowest sedimentation rate was observed at station S3 which was characterized by a bottom with relatively low organic matter contents(e.g. TIL and TOC). Heavy metals showed generally higher concentrations at station S1 and S2 near the mouth of the Suyeong River than at station S3 and the outmost station S4. The contents of copper, lead and zinc in the sediment cores especially from station S1 and S2 began to increase around 1930, and were at their highest levels in the $1960{\sim}1970$ period as a result of increasing industrial activities. Concentrations of these heavy metals have slightly decreased since 1970, probably due to regulation of pollution discharge. The natural background levels of copper, lead and zinc in the sediments of this bay ranged $18{\pm}4ppm,\;28{\pm}6ppm\;and\;74{\pm}9ppm$, respectively, by averaging the contents in the sediment depths corresponding to periods between about 1900 and 1920 at the four stations. The total amounts of anthropogenic loads deposited in the sediments since about 1930 were estimated to be $9{\sim}291{mu}g/cm^2$ for lead, $165{\sim}1122{mu}g/cm^2$ for zinc and $20{\sim}208{mu}g/cm^2$ for copper. These values were remarkably high at stations S1 and S2 relative to the other two stations. At stations S1 and S2, the anthropogenic loads of lead, copper and zinc constituted $29{\sim}30\%,\;32{\sim}42\%\;and\;28{\sim}35\%$ of the total sedimentary inventories at the present day, respectively. These metal contents have a good correlation(r>0.7) with each other and cadmium measurements also show a positive linear relation with nickel or total organic nitrogen.

동해 남서해역에서 우점 규조류 Chaetoceros debilis와 Leptocylindrus danicus의 생존전략 - 용존 무기 질소 제한 환경에서 용존 유기 질소의 이용가능성

양한섭,전슬기,오석진,Yang, Han-Soeb,Jeon, Seul Gi,Oh, Seok Jin 해양환경안전학회 2016 해양환경안전학회지 Vol.22 No.2

동해 남서해역과 같이 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN)가 제한된 환경에서 우점 규조류 Chaetoceros debilis와 Leptocylindrus danicus의 용존 유기 질소(dissolved organic nitrogen; DON)의 이용성을 정량적으로 평가하였다. 질소원으로 DIN은 질산염과 암모늄, DON은 동해에서 중요한 비율을 차지하는 글리신(glycine)과 요소(urea)에 관하여 각각 평가하였다. Monod 식으로부터 유도한 C. debilis의 최대생장속도(${\mu}_{max}$)와 반포화상수(Ks)는 질산염에서 $1.50day^{-1}$와 $1.62{\mu}M$, 암모늄에서 $1.13day^{-1}$와 $6.97{\mu}M$, 글리신 $1.46day^{-1}$와 $3.36{\mu}M$, 요소 $0.93day^{-1}$와 $0.55{\mu}M$으로 나타났다. 또한 L. danicus는 질산염에서 $1.55day^{-1}$와 $5.21{\mu}M$, 암모늄에서 $1.57day^{-1}$와 $4.57{\mu}M$, 글리신 $1.47day^{-1}$와 $3.80{\mu}M$, 요소 $1.42day^{-1}$와 $1.94{\mu}M$이었다. 두 종 모두 요소에서 용존 무기 질소보다 상대적으로 높은 친화성이 확인되었으며, 이러한 높은 친화성은 DIN 제한된 상태에서 C. debilis와 L. danicus이 생장을 유지하기 위해 요소를 이용할 것으로 판단되어진다. 따라서 동해 남서해역과 같이 DIN이 제한된 해역의 경우, DON의 효율적인 이용이 식물플랑크톤의 우점화 전략에서 중요한 요인 중 하나로 생각된다. The bioavailability of dissolved organic nitrogen (DON) by dominant species Chaetoceros debilis and Leptocylindrus danicus under dissolved inorganic nitrogen (DIN)-limited condition in the southwestern East Sea was conducted to assess the quantitative evaluation using growth kinetic experiment. Nitrogen sources were nitrate and ammonium as DIN, glycine and urea, which is portion component of DON in East Sea. Maximum specific growth rate (${\mu}_{max}$) and half-saturation constant ($K_s$) of C. debilis calculated from Monod equations were estimated to be $1.50day^{-1}$ and $1.62{\mu}M$ in nitrate, $1.13day^{-1}$ and $6.97{\mu}M$ in ammonium, $1.46day^{-1}$ and $3.36{\mu}M$ in glycine, $0.93day^{-1}$ and $0.55{\mu}M$ in urea, respectively. Also, L. danics was estimated to be $1.55day^{-1}$ and $5.21{\mu}M$ in nitrate, $1.57day^{-1}$ and $4.57{\mu}M$ in ammonium, $1.47day^{-1}$ and $3.80{\mu}M$ in glycine, $1.42day^{-1}$ and $1.94{\mu}M$ in urea, respectively. Both C. debilis and L. dancius have higher affinity of urea than DIN. The high affinity of urea was indicated that the dominant species were able to growth using urea under DIN-limited conditions. Thus, DON utilization of phytoplankton may be one of the important dominant strategy under DIN-limited environments such as southwestern East Sea.