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수산부산물 활용에 따른 통영 북신만 오염 퇴적물의 환경 특성 변화
우희은(Hee-Eun Woo),김종오(Jong-Oh Kim),김경회(Kyunghoi Kim) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5
통영 북신만은 양식장이 다수 분포하고 있으며 육지로부터의 오염물질 유입이 많은 해역이다. 본 연구에서는 수산부산물을 활용하여 북신만의 저질 개선을 위하여, 퇴적물 표층에 수산부산물인 굴 패각을 피복하고, 모니터링을 실시하였다. 2020년 10월 굴 패각 피복 후 모니터링을 수행한 결과, 북신만의 해수와 퇴적물의 인산인 농도는 대조구 대비 90% 이상 감소한 것을 확인하였다. 마찬가지로 해수와 퇴적물의 암모니아성 질소 농도 역시 대조구 대비 90% 이상 감소하였다. 북신만 퇴적물의 미생물 군집 분석 결과, 대조구 및 실험구의 최우점종인 Proteobacteria는 실험구에서 대조구보다 2배 이상 높게 나타났으며, 혐기성 박테리아인 Chlorobi은 대조구 대비 실험구에서 90% 이상 급감하였다. 이상의 결과를 바탕으로 저서환경 개선을 위한 굴 패각의 활용은 수산부산물의 재활용을 촉진시키고 연안의 오염된 저질을 개선하기 위한 비용을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다. Buksin Bay is a contaminated sea area with a large amount of pollutants from fish farms and land. In this study, in order to improve the contaminated sediments, the surface of the contaminated sediments was covered with oyster shells, which are fishery by-products, and seasonal monitoring was conducted. Monitoring after covering oyster shells in October 2020, it was confirmed that the phosphate concentration in the seawater and sediments of experimental site decreased by more than 90% compared to the control. Similarly, the concentration of ammonia nitrogen in seawater and sediments was also reduced by more than 90% compared to the control. As a result of the microbial community analysis of the sediments of the Buksin Bay, Proteobacteria, the dominant species of the control and experimental site, was more than twice as high as that of the control in the experimental site, and the anaerobic bacterium Chlorobi decreased more than 90% in the experimental site compared to the control. The above results are expected to promote the recycling of fishery by-products and reduce the cost to improve the contaminated sediment of the coast.
석탄회 조립물이 혼합된 하구 오염 퇴적물의 환경 및 미생물 구조 변화에 관한 연구
김헌태,우희은,김종오,김경회,Kim, Heontae,Woo, Hee-Eun,Kim, Jong-Oh,Kim, Kyunghoi 해양환경안전학회 2021 해양환경안전학회지 Vol.27 No.4
육상으로부터 각종 오염물질이 유입되는 하구역은 오염관리에 주의를 기울일 필요가 있다. 본 연구에서는 석탄회 조립물과 하구의 오염 퇴적물을 혼합하여 저서 환경 개선 효과 및 저서 미생물의 군집 구조 변화를 조사하였다. 하구 퇴적물과 석탄회 조립물을 7:3의 비율로 혼합하여 1개월 동안 반응시킨 후 환경 및 미생물 군집을 분석하였다. 퇴적물의 환경인자를 분석한 결과, 석탄회 조립물이 혼합된 실험구의 pH는 11까지 증가하였다. 실험구의 DIP 농도는 석탄회 조립물과의 반응을 통해 생성된 인산칼슘으로 인해 대조구 대비 30 % 감소하였다. 또한 대조구 대비 실험구에서 증가한 Gammaproteobacteria 강은 DIP 감소에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. DIN 농도는 대조구 대비 실험구에서 2배 이상 증가하였는데, 이는 높은 pH 및 석탄회 조립물에서 용출되는 NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N의 영향인 것으로 판단된다. 질소 순환과 관련된 미생물은 대조구 및 실험구 모두에서 확인되지 않았다. 따라서, 석탄회 조립물은 오염된 하구 퇴적물의 DIP 농도 감소에 효과적이며, 저서 미생물 군집이 인의 순환에 영향을 주는 것으로 나타났다. In this study, the benthic environmental and microbial community structure were investigated by mixing granulated coal ash(GCA) and contaminated estuary sediments. Estuary sediments and GCA were mixed in a ratio of 8:2 and allowed to interact for 1 month, then sediment environmental factors were investigated. The pH of the experimental sediment was mixed increased to 11. The concentration of DIP(Dissolved inorganic phosphorus) in the experimental case decreased by 30 % compared to the control case, and this should be due to formation of calcium phosphate through the chemical reaction of DIP and calcium which diluted from GCA. The high abundance of Gammaproteobacteria seen in the experimental sediment compare to the control can af ect the DIP reduction. The DIN(Dissolved inorganic nitrogen) concentration increased over two times in the experimental case than the control, and this should be due to the high pH condition and release of NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N from the GCA. Microorganisms related to nitrogen circulation were not identified in both the control and experimental cases. It was confirmed that the GCA were effective in reducing the DIP concentration in contaminated estuary sediment, and that benthic microbial communities were shown to influenced the phosphorus circulation.
굴 패각 피복 콘크리트 기질의 해조류 착생에 관한 연구
이인철,박성식,우희은,정일원,최창근,김경회,Lee, In-Cheol,Park, Seongsik,Woo, Hee-Eun,Jeong, Ilwon,Choi, Chang Geun,Kim, Kyunghoi 해양환경안전학회 2021 해양환경안전학회지 Vol.27 No.5
바다숲 복원과 함께 굴 패각의 새로운 자원화를 위해 굴 패각을 피복시킨 콘크리트 기질을 부산광역시 기장군 일광면 동백리 연안에 설치하여 약 1년간(2020년 1월~11월) 해조류 피도 변화를 모니터링하였다. 1월 모니터링 결과, 대조구인 일반 콘크리트 기질에는 해조류가 출현하지 않았다. 이에 반해 굴 패각을 10 ~ 90 % 피복시킨 실험구에는 해조류가 약 10 ~ 80 %의 피도로 착생한 것을 확인하였다. 또한, 11월 실험구의 피도는 대조구 대비 최대 49 % 높게 나타났다. 이상의 결과로부터 콘크리트 기질의 인공어초에 굴 패각 피복을 통해 인공어초의 해조류 착생을 촉진할 수 있으며, 수산 부산물인 굴 패각의 새로운 자원화 방안을 제시하였다. In this study, we located concrete substratum covered by oyster shells in the coastal area of Gijang-gun, Busan, South Korea, and monitored changes in coverage of macroalgae for approximately a year from January 2020 to determine the potential for sea forest restoration and resourceization of the oyster shells. At the start of monitoring, we observed that macroalgae coverage of the oyster-shell-covered concrete substratum (treatment) was 10 - 80 %, whereas no macroalgae were attached to the normal concrete substratum (control). By November, macroalgae coverage of the treatment had increased by 49 % compared to that of the control. We concluded that covering oyster shell on a sea forest reef can promote macroalgae establishment and the possibility of sea forest restoration by the resourceization of oyster shells.
석탄회 조립물 혼합비율에 따른 오염 퇴적물의 간극수 수질 변화에 관한 연구
이인철(In-Cheol Lee),우희은(Hee-Eun Woo),김경민(Kyeongmin Kim),이준호(Jun-Ho Lee),김경회(Kyunghoi Kim) 한국해안해양공학회 2018 한국해안해양공학회 논문집 Vol.30 No.5
본 연구에서는 석탄회 조립물의 혼합비율에 따른 오염 퇴적물의 간극수 수질 변화를 조사하였다. 석탄회조립물의 혼합비율을 각각 퇴적물 체적비의 0%, 10%, 30%, 50%로 구성하여 메조코즘 실험을 수행하였다. 하계 및 동계에 퇴적물의 성상 변화를 분석한 결과에 따르면, 혼합 비율이 증가함에 따라 pH가 증가하는 것으로 나타나 석탄회 조립물은 산성화된 퇴적물을 중화시키는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 인산염 및 암모니아 농도는 혼합비 30%, 50%에서 대조구 대비 유의하게 감소하였다(p < 0.05). 황화수소 농도는 혼합비 10%에서 72% 감소되었으며, 혼합비 30%, 50%에서는 황화수소가 검출되지 않았다. 퇴적물의 산소소비속도를 측정한 결과 혼합비 30%, 50%에서 산소소비속도가 가장 느린 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 석탄회 조립물은 사용량에 비례하여 오염 퇴적물의 간극수 수질을 변화시킬 수 있는 재료임을 확인하였다. 그러나 혼합비 30%와 50% 간의 효과가 크게 다르지 않은 것으로 나타나 경제적인 측면을 고려했을 때 퇴적물 체적의 30%만큼 혼합하는 것이 적합한 것으로 결론지을 수 있다. This study investigated the changes in pore water quality of polluted sediment by mixing ratio of granulated coal ash. The mesocosm experiments were carried out with 0%, 10%, 30% and 50%, respectively, of the material mixture ratio relative to the sediments. According to the results of the experiments, pH increased depending on the mixing ratio. Phosphate and ammonia concentrations were significantly decreased in the mixing ratio of 30% and 50% compared to the control (p < 0.05). The concentration of hydrogen sulfide was reduced by 72% at the mixing ratio of 10%, and it was not detected at the mixing ratio of 30% and 50%. This study was confirmed that granulated coal ash can change the pore water quality of polluted sediments in proportion to the amount of material. However, the effect of the mixing ratio between 30% and 50% was not significantly different, thus it is concluded that mixing of 30% of the volume of the sediment is economically feasible.