부유물질의 응접작용 및 침전특성에 관한 실험적 연구

추용식,박용안,이희준,박광순,권수재,Chu, Yong-Shik,Park, Yong-Ahn,Lee, Hee-Jun,Park, Kwang-Soon,Kweon, Su-Jae 한국해양학회 1999 바다 Vol.4 No.1

염분도, 부유물질의 농도, 난류의 세기 및 점토광물의 함량이 세립질 부유물질의 응집과 침전특성에 미치는 효과를 규명하기 위하여 수조실험을 실시하였다. 염분도, 부유물질의 초기농도($C_o$) 그리고 난류의 세기를 변화시켜면서 시간에 따른 농도 및 침전속도의 변화를 관찰하였으며, 동시에 수조의 저층에서 일정간격으로 부유물질을 채취하여 입도분석 및 점토광물의 함량비 변화와 업자 덩어리(floc)의 형성과정을 관찰하였다. 일정한 부유물질의 $C_o$ 상태에서 염분도의 증가에 따라 중앙침전속도($W_{50}$)는 선형적언 증가를 보였다. 해수상태(33‰)에서 농도변화에 따른 침전특성은 $C_o$ 범위에 따라 3가지 경우로 다르게 나타났다. 200 mg/l 이하의 범위에서는 농도변화에 따른 침전속도의 변화가 거의 일어나지 않았으며, 200~13,000 mg/l 범위에서는 '$W_{50}=0.45C^{0.44}$' 의 상호관계식에 따라($W_{50}$이 농도의 증가에 비례하며 가속화되었다. 한편, 13,000 mg/l 이상의 높은 농도 범위에서는 농도가 증가할수록 침전속도는 오히려 감소함을 보였다. 난류의 세기가 부유물질의 침전과정에 마치는 영향은 부유물질의 농도에 따라 다르게 나타났다. 상대적으로 부유물질의 농도가 낮아(500 mg/l) 입자간의 상호간섭이 활발하지 않은 상태에서는 난류의 발생은 업자간의 충돌기회를 증가시켜 응집작용과 침전을 촉진시키는 한편, 자연적으로 입자간의 충돌이 충분히 이루어지는 높은 농도(800 mg/l)에서는 난류의 발생은 오히려 상호 입자간의 분산과 간섭침전(hindered settling)을 일으켜 침전을 지연시켰다. 부동 유체 및 난류 발생 상태에서 모두 시간이 경과함에 따라 부유물질의 입도분급이 일어나며 입도분포의 왜도는 감소하고 첨도는 증가하였다. 점토광물중에서 스멕타이트가 가장 빨리 침전되는 반면, 일라이트가 가장 느린 침전속도를 보였다. A laboratory flume experiment, using turbulence-generating acryl tank and natural sediments, was conducted to investigate the effects of salinity, concentration of suspended sediment, turbulence and clay minerals on the flocculation and settling of fine-grained suspended sediments. While experiments were run, a sequence of water samples were taken near the bottom of the tank to analyze the variations of size distribution and relative contents of clay minerals. The results of the salinity experiment indicate that median settling velocity ($W_{50}$) increases linearly with salinity. Different settling processes of suspended sediments under variable concentrations appear to be predictable, depending upon the range of the suspension concentration. At concentrations less than 200 mg/l, $W_{50}$ is rarely varied with concentration probably because of the individual--grain settling mode. In the range of 200 to 13,000 mg/l show $W_{50}$ and concentration a good relationship following an empirical formula: $W_{50}=0.45C^{0.44}$. This relationship, however, no longer holds in concentrations exceeding 13,000 mg/l; instead, a more or less reverse one is shown. This result suggests an effect of hindered settling. The turbulence effect is somewhat different from that of concentration. Turbulence accelerates the flocculation and settling susepended sediments at low concentration (200 mg/l), whereas at high concentration turbulence breaks floes down and impedes the settling. Size distribution of suspended sediments sampled near the bottom of the tank tend to be more negatively skewed and leptokurtic in turbulent conditions compared to those in static conditions. The clay mineral analysis from the sequential water samples shows that over time the content of smectite decreases most rapidly with illite remaining concentrated in suspension. This means that smectite, among other clay minerals, plays the most effective role in the flocculation of fine-grained sediment in saline water.

만 입구에서 부유퇴적물 거동과 플럭스: 한반도 서해 남부 함평만의 여름철 특성

이희준,박은순,이연규,정갑식,추용식,Lee, Hee-Jun,Park, Eun-Sun,Lee, Yeon-Gyu,Jeong, Kap-Sik,Chu, Yong-Shik 한국해양학회 2000 바다 Vol.5 No.2

반폐쇄형의 함평만 입구를 가로지르는 두 개의 정점(H1, H2)에서 1999년 8월 12-13일 대조기에 각각 한 조석주기동안 물리적 특성과 부유퇴적물의 농도변화에 대한 정선관측을 실시하였다. 수온과 염분의 조석변화는 각각 26.0-27.9$^{\circ}C$, 30.9-31.5 범위에서 창조시 저온과 고염분의 외해수 그리고 낙조시 고온과 저염분의 연안수 특성을 보이며, 복사열이 강한 여름철임에도 불구하고 강한 조류의 혼합작용으로 인해 수괴의 수직적 혼합이 잘 이루어지고 있다. 부유퇴적물의 농도는 표층에서 낮고 저층으로 향하면서 높아지며 수층별로 뚜렷한 차이를 보이고 있다. 불량한 분급도를 보이는 부유퇴적물은 대부분 극세립- 세립실트(>40%)로 구성되어 있는 가운데, 점토 크기 이하(<4 ${\mu}m$)의 세립자들은 에너지가 약한 정조시에 상호간의 결합을 통해 입자 덩어리를 형성하고 있다. 조석별 평균유속의 세기는 남서쪽 정점 H1의 경우 낙조류가 창조류에 비해 수층에 따라 23-59${\%}$ 우세한 반면, 정점 H2에서는 오히려 창조류가낙조류에 비해 27-37${\%}$ 우세한 비대칭성을 보이고 있다. 이에 따른 각 정점에서 계산된 잔여유속은 정점 H1에서 아주 큰 값(-10${\sim}$-20 cm $s^{-1}$)으로 외해쪽으로 향하고 있는 반면, 정점 H2에서는 내만쪽으로 향하는 미약한 흐름(<5 cm $s^{-1}$)이 존재한다. 한편, 부유퇴적물의 농도변화는 남서쪽(H1)에서 낙조시에 비해 창조류를 따라 외해로부터 유입되는 양이 많고, 정점 H2에서는 창조시에 비해 낙조류를 따라 외해로 유출되는 양이 훨씬 높게 나타나고 있다. 잔여유속과 부유퇴적물의 농도를 고려한 부유퇴적물의 순이동률($f_{s}$)은 모든 정점에서 수층에 따라 -1.7 ${\sim}$-15.6${\times}$$10^{-3}$ kg $m^{-2}$ $s^{-1}$ 속도로 일관되게 외해쪽으로 향하고 있으며, 북동쪽에서 보다 빠른 이동률을 보이고 있다. 부유퇴적물의 순이동량($\c{Q}_{s}$)은 정점 H1과 H2에서 각각 0.37${\times}$$10^{3}$, 0.21${\times}$$10^{3}$ kg $m^{-1}$의 양이 여름철 대조기 한 조석주기동안에 외해로 빠져나가고 있는 것으로 나타났다. 함평만 입구에서 여름철임에도 불구하고 부유퇴적물이 외해쪽으로 이동되고 있는 것은 내만에 발달되어 있는 조간대의 침식을 의미하는 것으로서, 지금까지 서해안 조간대에서 보고되고 있는 일반적인 여름철 퇴적현상과는 상이한 결과를 나타내고 있다. Anchored measurements (12.5 hr) of suspended sediment concentration and other hydrodynamic parameters were carried out at two stations located at the entrance to Hampyung Bay in summer (August 1999). Tidal variations in water temperature and salinity were in the range of 26.0-27.9$^{\circ}C$ and 30.9-31.5, respectively, indicating exchange offshore and offshore water mass. Active tidal mixing processes at the entrance appear to destroy the otherwise vertical stratification in temperature and salinity in spite of strong solar heating in summer. On the contrary, suspended sediment concentrations show a marked stratification with increasing concentrations toward bottom layer. Clastic particles in suspended sediments consist mostly of very fine to fine silt (4-16 ${\mu}$m) with a poorly-sorted value of 14.7-25.9 ${\mu}$m. However, at slack time with less turbulent energy, flocs larger than 40 ${\mu}$m are formed by cohesion and inter-collision of particles, resulting in a higher settling velocity. Strong ebb-dominated and weak flood dominated tidal currents, in the southwestern and the northeastern part, respectively, result in a seaward residual flow of -10${\sim}$-20 cm $s^{-1}$ at station H1 and a bayward residual flow less than 5.0 cm $s^{-1}$ at station H2. However, mean concentration of suspended sediments at station H1 is higher at flood (95.0-144.1 mg $1^{-1}$) than in ebb (75.8-120.9 mg $1^{-1}$). On the contrary, at the station H2, the trend is reversed with higher concentration at the ebb (84.7-158.4 mg $1^{-1}$) than that at the flood (53.0-107.9 mg $1^{-1}$). As a result, seaward net suspended sediment fluxes ($f_{s}$) are calculated to be -1.7 ${\sim}$-$15.610^{3}$ kg $m^{-2}$ $s^{-1}$ through the whole water column. However, the stations H1 and H2 show definitely different values of the flux with higher ones in the former than in the latter. Alternatively, depth-integrated net suspended sediment loads ($\c{Q}_{s}$) for one tidal cycle are also toward the offshore with ranges of 0.37${\times}$$10^{3}$ kg $m^{-1}$ and 0.21${\times}$$10^{3}$ kg $m^{-1}$, at station H1 and H2, respectively. This seaward transport of suspended sediment in summer suggests that summer-time erosion in the Hampyung muddy tidal flats is a rather exceptional phenomenon compared to the general deposition reported for many other tidal flats on the west coast of Korea.

마산만 퇴적환경 오염에 따른 저서성 유공충 분포 변화

우한준,김효영,정갑식,천종화,김성은,추용식,Woo, Han-Jun,Kim, Hyo-Young,Jeong, Kap-Sik,Chun, Jong-Hwa,Kim, Seong-Eun,Chu, Yong-Shik 한국해양학회 1999 바다 Vol.4 No.2

Masan Bay is highly polluted by the discharge of large quantities of effluents from the industrial complex and domestic sewage of Masan City, Southeast Korea. Surface sediments from 9 stations were used for geochemical and foraminiferal analyses in order to investigate foraminiferal response to sedimentary pollution in the Bay. The heavy metal concentrations in sediments are relatively higher than those in Kyeonggi Bay and Daesan area, west coastal region of Korea. Zn, Cd, Pb, and As are more concentrated than in world average shale, indicating that the municipal and industrial effluents cause sediment contamination. Responses of benthic foraminifera to the sedimentary pollution effect document a degree of pollution in Masan Bay. The species number and diversity in Masan Bay had lower values than those in Gadeog Channel. In Masan Bay, agglutinated foraminifera are abundant and calcareous foraminiferal tests were frequently pyritized. Eggerella advena and Trochammina pacifica dominated at levels of pollution and could be opportunistic species. These data will provide a baseline for future assessments of environmental quality in Masan Bay. 마산만은 인근도시로부터 산업폐수와 생활오수가 유입되어 매우 오염된 지역이다. 오염된 퇴적환경에 대한 저서성 유공충의 반응을 파악하기 위하여 9정점의 표층퇴적물에서 지화학 및 유공충 분석을 하였다. 마산만은 경기만과 대산해역에 비하여 높은 중금속 함량을 나타내며 세계 평균세일의 중금속 함량과 비교하여도 Zn, Cd, Pb, As의 함량이 높아 이 지역의 퇴적물이 산업폐수에 의하여 오염된 것을 지시한다. 마산만의 퇴적물에 분포하는 저서성 유공충의 반응은 마산만이 오염된 것을 나타낸다. 마산만에 분포하는 저서성 유공충의 종의 수와 다양성은 가덕수로에 비해 크게 감소한다. 마산만에서는 사질 유공충이 우세하며 유공충 외각에서는 황철반점이 발견된다. 오염된 마산만에서 우세하게 나타나는 Eggerella advena와 Trochammina pacifica는 이 지역에 높은 적응력을 가진 기회종이다. 이러한 자료들은 이 지역의 미래 환경변화를 평가할 수 있는 기준선이 될 것이다.

대산 유화학단지 주변의 저서성 유공충 분포 특성

우한준(Han Jun Woo),정갑식(Kap Sik Jeong),권수재(Su Jae Kwon),추용식(Yong Shik Chu),김효영(Hyo Young Kim),박성민(Sung Min Park) 한국고생물학회 2000 고생물학회지 Vol.16 No.2

해양심층수를 이용한 구강청정제의 효과

김선아(Seonah Kim),장해진(Hae-Jin Jang),유영근(Yung-Geun Yoo),추용식(Yong-Shik Chu),박양호(Yang-Ho Park),박준우(Jun-Woo Park) 대한구강악안면외과학회 2007 대한구강악안면외과학회지 Vol.33 No.6

The aim of this study was to evaluate the effect of mouthrinse products containing deep sea water. We used original deep sea water (DSW) and processed deep sea water desalinated by reverse osmosis at one time (DDW-1), by reverse osmosis at two times (DDW-2) and concentrated by reverse osmosis (CDW). We made 2 kinds of mouthrinse products containing CDW and other agents for smell and taste and one product without deep sea water. The negative control was distilled water. In vivo study, the dental plaque index scores and the gingival index scores were reduced after 4 weeks mouthrinsing three times daily with 4 kinds of deep sea water and 3 kinds of mouthrinse products(p<0.05). The pH of dental plaque in 1 minute after mouthrinsing was not higher than 5.5 in all solutions, but the pH in 20 minutes after mouthrinsing was higher than 5.7 in DSW, CDW and 3 kinds of products which had higher mineral contents. In vitro study, the mouthrinse solutions containing the higher mineral contents were also the more effective in reduction of methyl mercaptan which is one of the causes of halitosis. The 2 kinds of products containing deep sea water killed Streptococcus mutans (ATCC 25175) in culture plates in one minute. These results indicate the usability of deep sea water in mouthrinses for oral hygiene management.

음향 산란강도를 이용한 부유사 이동량 산정에 관한 연구

심재설,오병철(Oh Byung Cheol),정병순(Jung Byung Soon),추용식(Chu Yong Shik) 대한토목학회 2002 대한토목학회 학술대회 Vol.2002 No.11