Sediment oxygen demand (SOD) and benthic nutrient fluxes (BNFs) were measured using an in situ benthic chamber at a fish farm (FF), oyster farm (OF), and controls (FF-C and OF-C) to assess the impact of aquaculture activities on organic carbon (OC) and nutrients cycles in coastal waters of Korea. The SOD at FF and OF ranged from 60 ± 2 to 157 ± 3 mmol m⁻² d⁻¹ and from 77 ± 14 to 84 ± 16 mmol m⁻² d⁻¹, respectively, more than five times those of the control sites. The SOD at farm sites is highly correlated with fish stock and food input, suggesting that excess feed input is an important control factor for OC remineralization. The combined analysis of sediment trap and SOD indicates that most of the deposited OC oxidized in the sediment and/or was laterally transported by the current before being buried in the sediment. The benthic nutrient fluxes at farms ranged from 5.45 to 8.95 mmol N m⁻² d⁻¹ for nitrogen and from 0.51 to 1.67 mmol P m⁻² d⁻¹ for phosphate, respectively, accounting for 37–270% and 52–804% of the N and P required for primary production in the water column. These results indicate that aquaculture farming may profoundly impact biogeochemical cycles in coastal waters.

본 연구에서는 시화호 유역 하천퇴적물 내 중금속의 시·공간적인 분포 특성을 조사하였으며 다양한 오염지수를 활용하여 오염도 및 위해 영향을 평가하였다. 조사지역별로 살펴보면 1간선수로(S1)에서는 Co, Zn 및 Cd이 최대농도를 보였으며, 2간선수로(S2)와 3간선수로(S3)는 각각 Ni과 As, 4간선수로(S4)는 Cr, Cu, Pb 및 Hg이 최대농도를 나타내고 있어 조사지역에 따라 오염되는 중금속 원소가 다른 특성을 보였다. 산업지역 내 하천에서의 중금속 농도가 농업/도심지역에 비해 3.3(Co)~83(Cu)배 높은 결과를 보였다. 농집지수(Igeo)를 통한 각각의 중금속 원소의 오염도 평가는 Cd과 Cu는 highly polluted, Zn, Pb은 moderately to highly polluted의 오염상태를 나타냈다. 본 연구에서 분석된 중금속을 종합적으로 고려한 오염부하지수(PLI)는 산업지역이 10.5로 심각한 오염상태였으며, 농업/도심지역은 오염되지 않은 것으로 나타났고, 하계조사시기가 다른 조사시기에 비해 상대적으로 오염된 결과를 보였다. 퇴적물 기준과의 비교를 통하여 산업지역 내 하천은 Cr, Ni, Cu, Zn 및 Pb의 85%가 PEL을 초과하는 것을 알 수 있었다. mPELQ와 SQI를 통하여 퇴적물 내 중금속의 종합적인 오염도 및 위해 영향을 고찰한 결과, 산업지역 내 하천퇴적물은 독성 영향이 크며 매우 나쁨(very poor)에 해당되는 오염상태를 보였으며, 하계 조사시기에 오염도가 심해지는 경향을 나타내었다.

본 연구에서는 특별관리해역인 부산 수영만에서 비강우시와 강우시의 하천수 중금속 농도의 분포 특성을 파악하였다. 비강우시 총 평균농도는 Zn이 25.99 μg/L로 가장 많이 존재하였고, Co와 Cd은 각각 0.131 μg/L, 0.041 μg/L로 적게 존재함을 알 수 있었다. 수영강 상류에는 산업단지가 존재하고 있어 다른 지역보다 높은 금속농도를 나타냈다. 입자-용존분배계수(K_d)의 값은 Pb>Cr>Zn>Cu~Co>As~Cd>Ni의 순이었다. Pb의 K_d값이 가장 높았으며, 이는 Pb이 입자와 강한 친화성이 있다는 것을 의미한다. Pb과 Cr은 80%이상이 입자상으로 존재하는 반면, Ni, As, Cd은 주로 용존상으로 존재하였다. 강우시 하천수중의 입자상 금속의 농도는 비강우시보다 높게 나타났으며, 농집지수를 사용한 오염도 평가에서 강우시에 Cu, Zn, Cd, Pb의 오염도 또한 증가하였다. 입자상에서의 높은 금속 농도는 육상 오염물질의 배출, 특히 도로, 콘크리트, 지붕 등과 같은 불투수면에서의 인위적인 유입에 의한 퇴적물의 재부유 및 이동을 암시한다. 따라서 강우시에 수영만 유역에 하천 주변과 석대산업단지의 산업활동에 의한 도로먼지가 금속 오염원으로 유입될 수 있으므로 이를 고려하여 조사 및 연구를 시행할 필요가 있다고 판단된다.

We investigated the photosynthetic characteristics of the crustose coralline alga Pneophyllum fragile (Corallinales, Rhodophyta) according to elevated water temperature and irradiance on the coast of Jeju in 2018. P. fragile was cultured under different temperature (11 °C, 21 °C, 26 °C, and 31 °C) and irradiance (0–1250 μmol photon m⁻² s⁻¹) conditions. Oxygen (O₂) concentrations at the P. fragile mat–water interface (MWI) were measured using an O₂ microsensor. At the MWI, the diffusive boundary layer thicknesses ranged from 200 to 400 μm. The O₂ concentrations at the mat surface increased in response to increasing irradiance, and reached 344% air saturation. The maximum photosynthesis capacity (P_max) and respiration rate in the dark (R_d) at 31 °C were about 3 times higher than those recorded at 11 °C. The compensation irradiance (E_c) and saturation irradiance (E_k) increased with increasing water temperature. The P_max, R_d, and E_c were statistically correlated with temperature (p < 0.05). The E_k increased up to 833 μmol photon m⁻² s⁻¹ at 31 °C and exhibited a strong dependence on irradiance at high temperatures. The adaptability of P. fragile to high temperatures and strong irradiance was distinct from that observed for coralline algae in other temperate waters.

본 연구에서는 시화호 유역 산업단지 도로먼지 내 중금속 오염원 추적과 공간분포 특성, 금속 오염도/위해성 평가를 위하여 도로먼지를 채취하였으며, 자성을 이용하여 중금속 분석을 실시하였다. 도로먼지 내 중금속의 평균농도는 Cr 498 mg/kg, Ni 164 mg/kg, Cu 992 mg/kg, Zn 1,824 mg/kg, As 19.4 mg/kg, Cd 2.22 mg/kg, Pb 612 mg/kg, Hg 0.08 mg/kg로 나타났다. Cr, Ni, Cu, Zn, Pb의 변동계수(CV)가 100%를 초과하고 있어 인위적인 오염원이 존재하고 있었다. 자성 부분(magnetic fraction)에서의 Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Hg의 평균농도가 비자성 부분(non-magnetic fraction)에 비해 2~35배 높았으며, 시화산업단지가 반월산업단지에 비해 높은 특징을 보였다. 농집지수를 이용한 오염도 평가 결과는 반월, 시화산업단지 도로먼지 내 Cr, Cu, Zn, Cd, Pb이 “심한 오염(heavily polluted)”에 해당되는 것으로 나타나, 차량기인 타이어, 브레이크, 엔진 등의 마모를 통한 공급이 있음을 알 수 있었다. Cu와 Zn는 차량기인 뿐만 아니라 금속물질의 제조와 사용 등 다양한 오염원의 영향을 크게 받는 것으로 판단된다. 도로먼지 내 중금속 농도는 전체 도로먼지(total fraction) 52%, 자성 부분 100%, 비자성 부분 52%가 심각하게 오염된 “매우 나쁨”에 해당되는 결과를 얻었다. 전체 도로먼지 중 자성 부분은 양으로는 14%를 차지하지만, 중금속의 양은 Cr 79%, Ni 78%, Cu 40%, Zn 45%, Cd 38%, Pb 29%, Hg 46%를 차지하고 있었다. 도로먼지에서 63 μm 이하가 차지하는 평균 비율은 28.6%로 나타났으며, 이는 시화호로 유입되는 하천을 오염시키는 주요 원인으로, 추가적인 오염원 방지 대책이 필요하다고 판단된다. 또한 도로먼지 청소시 자성을 이용한다면 도로먼지의 상당량을 제거할 수 있어 효율적으로 활용될 수 있을 것이다.

본 연구에서는 시화호 유역 하천수의 일반수질 및 중금속의 변화 및 유출특성을 파악하기 위하여 시화호로 유입되는 하천수 중 일반수질 및 중금속의 분포 특성, 토지이용형태에 따른 농도비교 및 하천을 통한 유출부하량 조사를 실시하였다. 시화호 유역 하천을 토지이용형태에 따라 산업지역, 도심 및 농업지역으로 구분하여 일반수질 농도 비교를 실시하였을 때, 하천수 중 DO, SS, POC, NO₃와 Chl-a는 농업지역이 산업 및 도심지역에 비해 높은 농도를 보였으며 COD, DIN, PO₄, TN, TP, DOC와 TOC는 산업지역이 상대적으로 높은 농도를 보였다. 하천수 내 수질 및 중금속 분석항목에 따라 약간의 차이가 존재하지만, 3월~5월 조사시기에 상대적으로 농도가 높고 7월~8월에는 강우에 의한 영향으로 농도가 감소하는 결과를 보였다. 하천유량과 농도를 이용하여 계산된 일반수질의 유출부하량은 SS 1,172 kg/d, TN 151 kg/d, TP 11.1 kg/d, TOC 389 kg/d이었고, 농업지역인 장전보가 전체 유출부하량에서 47.5%(TP)~75.1%(SS)를 차지하고 있었다. 하천수 내 Cu, Zn, Cd은 산업단지 하천을 통한 유출부하량이 전체의 92%를 초과하고 있는 것을 알 수 있었으며, Zn>Cu>Ni>Pb>Co>Cd의 순으로 나타났다.