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천수만 해저 퇴적물의 입도특성 및 중금속 오염도 평가 -어장해역과 비어장해역의 퇴적환경 비교-
김종구,장효상,Kim, Jong-Gu,Jang, Hyo-Sang 해양환경안전학회 2014 해양환경안전학회지 Vol.20 No.4
천수만 내 어장해역과 비어장해역의 해저퇴적물에 대한 지화학적 특성을 파악하기 위하여 입도 및 유기물오염의 특성과 중금속 오염도를 평가하였다. 천수만 퇴적물은 Sand, Silt, Clay가 혼재된 퇴적 특성을 나타내었으며, 어장해역인 만내에는 세립질이 우세하고, 비어장해역인 만외는 조립질이 우세한 것으로 나타났다. 퇴적물의 유기물(COD, TOC, I.L.) 오염정도는 양식어장해역이 비양식어장해역보다 유기물 오염도가 더 심한 것으로 나타났으며, 퇴적물 총질소 농도도 양식어장이 더 높은 것으로 나타났다. 퇴적물중의 중금속 함량을 양식어장인 내측과 비양식어장인 외측과 비교해 보면, 모든 항목에서 양식어장에서 높은 평균농도를 나타내고 있었다. 퇴적물의 입도와 이화학적 성분, 중금속과의 상관성에서 평균입도, Sand, Clay는 유기물 인자와 높은 상관성을 보였고, 유기물 지표와 중금속간의 상관성도 대체적으로 높게 나타났다. 중금속 오염도의 평가에서 농축계수는 Cu를 제외한 모든 중금속 항목에서 1 이상의 값을 보여 인위적인 영향이 있는 것으로 나타났고, 중금속 과잉량은 Cd와 Cr이 0에 가까운 값을 보였으나, 나머지 항목은 높은 값을 나타내어 중금속 과잉량이 높은 것으로 나타났다. 농집지수에 의한 평가에서는 Cu, Pb, Al은 0등급의 오염되지 않은 수준이었고, Hg, Cr은 10개 이내의 자료에서 0~1등급 이상이었고, 나머지는 0등급이었다. 그리고 Cd은 18개 자료에서 0~1등급 이상을 나타내었고, As의 경우 모든 자료에서 0~1등급 이상이었다. 미국해양대기청(NOAA) 퇴적물 기준과 비교하면 모든 중금속 항목에서 ERL 이하의 오염수준을 보였고, 한국환경정책평가연구원 퇴적물 기준과 비교에서도 목표수준 이하의 농도를 나타내었다. For the systematic scientific management in Cheonsu Bay of Korea, this study was conducedt to survey the particle composition, organic matter(I.L.) and heavy metals in farming and non-farming areas. The sediment of study area showed feature mixed property by sand, silt and clay. The farming area showed superior by fine-grained sediment, non-farming area showed superior by coarse-grained sediment. The organic pollution of farming area were appeared to be heavily polluted more than non-farming area. The concentration of total nitorgen in sediment was higher farming area than non-farming area. Also, in the case of heavy metals pollution in sediments, farming area was higher than non-farming area. The correlation analysis among to heavy metals, organic matter and particle size was found to have a good interrelationship. For evaluation of heavy metals pollution of sediments, three criteria are applied, Enrichment Factor(EF), Geoaccumulation index(Igeo) and NOAA criteria for sediment. In the case of EF, Heavy metals pollution was appeared to artificial effect all heavy metals if except Cu. In the case of Geoaccumulation index, Cu, Al, Pb was shown zero grade, that is non polluted group, and Cd, Hg, Cr was shown to 0~1 grade, that is mid polluted group, As was shown to 2 grade, that is moderately polluted group. In the case of NOAA, pollution levels of heavy metals except Cd belonged to a group of ERL(Effect range low)~ERM(Effect range median).
김종구(Jong-Gu Kim),장효상(Hyo-Sang Jang),강훈(Hoon Kang),이남도(Nam-do Lee),권민선(Min-sun Kwoun) 한국해양환경·에너지학회 2011 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
육상기원 오염물질의 관리를 위해서는 육역에서 발생되는 오염부하 부하량을 정확하게 산정하여야 하며, 이러한 자료를 바탕으로 해역에서의 오염물질의 영향을 평가하고 관리하기 위한 모델작업이 필요하게 된다. 해역의 오염물질 영향을 평가하는 모델에는 수치생태모델과 박스모델 등이 개발되어 있다. 육상기인 오염원 관리 유형중 비점오원형인 함평연안을 대상으로 물질순환의 특성과 영양염의 양적인 거동을 밝히기 위하여, 선진외국에서 연안해역의 해양환경 관리를 위하여 육상과 해양의 물질순환 알고리즘을 정량화한 LOICZ(Land Ocean Interaction Coastal Zone)을 이용하였다. 물질수지 산정을 위한 대상물질은 보존성물질(염분)과 비보존성물질(DIP, DIN)로서 BOX내에서 오염물질의 유입과 유출 특성을 분석하였다. 물질수지 결과를 보면, 함평만의 담수 체류시간은 Box1에서 동계 19.97일, 춘계 2.71일로 나타났고, Box2에서 0.22일 이하였다. DIP 경우 동계에는 DIP 방출이 일어났고, 춘계에는 DIP흡수가 일어났으나, DIN의 경우 동계탈질이 일어났고, 춘계에는 질소 고정이 일어났다. The estimation of material cycle of pollutants is necessary for the environmental management in coastal zone. Model for material budgets are useful tools to understand the phenomena of natural system and to provide an insight into the complex process including physical, chemical and biological processes occuring in natural system. The goal of this study is survey to characteristics of pollutant loads and estimation of material budgets in Hampyeong Bay which is nonpoint source type. The residence time of fresh water was calculated to be 2.71∼19.97day in Box 1 and 0.22day in Box 2. The outflow mass of DIP and DIN was larger than the inflow mass during winter. But, to spring season it appeared to opposition.
김종구(Jong.Gu.Kim),강훈(Hoon.Kang),권민선(Min.Sun.Kwon),장효상(Hyo.Sang.Jang),이재성(Jae.Seong.Lee) 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5
진해만에서 경계조위의 외력조건을 달리하여 수치모형실험을 수행하였고, 모델의 계산 결과를 비교하여 가장 적합한 외력 조건을 판단하였다. 실험안은 총 4개의 실험안 ? Case 1 : 4개 분조 외력, Case 2 : 8개 분조 외력, Case 3 : 유의한 모든 분조 외력, Case 4 : 전체 성분 외력 ? 으로 구성하였고, 각 실험안에 대하여 조위 검증 결과와 조류 검증 결과를 비교하였다. 조위는 4개 분조의 조화상수만을 외력으로 입력했을 경우에는 관측치를 재현하기가 어려웠고, 최소 8개 분조 이상을 외력으로 고려하였을 때 관측치를 잘 재현하였다. 조위는 유의한 분조수가 많을 수록, 그리고 비조석 성분을 함께 고려할수록 관측치를 더 잘 재현하는 것으로 판단된다. 조류는 조위와 마찬가지로 4개 분조만을 외력으로 입력했을 경우에는 관측치를 재현하기가 어려웠고, 최소 8개 분조 이상을 외력으로 고려하였을 때 관측치를 잘 재현하였다. 그러나, 조위의 경우와는 다르게 Case 2, Case 3, Case 4의 계산 결과가 거의 차이가 없었다. 이는 조석 변위만을 외력으로 입력하였을 경우, 조위의 비조석성분 외력이 조류의 잔차 성분을 잘 재현하지 못하기 때문으로 판단된다. Numerical simulations were conducted by varying the external force condition of the boundary tide level at Jinhae Bay, and the most appropriate external force condition was determined by comparing the results of the model calculations. The test was composed of four cases - Case 1: external force of four harmonic constituents, Case 2: external force of eight harmonic constituents, Case 3: external force of all significant harmonic constituents, Case 4: external force of all components - and the validation results of tide level and tidal current in each case were compared. The observed tide level value was difficult to reproduce when only the harmonic constants of the four harmonic constituents were entered as the external force. The observed value was better reproduced when at least eight harmonic constituents were considered for the external force. It appears that the larger the number of significant harmonic constituents the tide level has, and the more non-tidal components are considered, the better the harmonic constituent reproduces the observed value. Similarly, it was difficult to reproduce the observed values for tidal currents when the external force of only four harmonic constituents were entered, and the observed values were better reproduced when at least eight harmonic constituents were considered for the external force. Unlike tide levels, however, calculated results for Case 2, 3, and 4 were nearly identical. It appears that the non-tidal component"s external force of the tide level cannot successfully reproduce the residual components of the tidal current if only the tide displacement is entered as the external force.