염분농도에 따른 호소 퇴적물 내 질소 및 인 용출 특성 분석

이슬기; 주진철; 문희선; 이동휘; 김동준; 최지원

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이슬기 (한밭대학교) 주진철 (한밭대학교) 문희선 (한국지질자원연구원) 이동휘 (물과 환경) 김동준 (한밭대학교) 최지원 (한밭대학교)

저널정보: 응용생태공학회 Ecology and Resilient Infrastructure Ecology and Resilient Infrastructure Vol.10 No.3

발행연도: 2023.9

수록면: 85 - 96 (12page)

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

염분농도에 따른 호소 퇴적물 내 질소 및 인 용출 특성 분석

이슬기 , 주진철 , 문희선 외 3명 Ecology and Resilient Infrastructure 2023.09 학술저널

2022

석호의 퇴적물 내 질소화합물 용출 특성 분석

이슬기 , 이동휘 , 문희선 외 1명 대한환경공학회 학술발표논문집 2022.11 학술대회자료

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국내 호소를 상류 저수지 (<0.3 psu), 하구 저수지 (0.3 - 2 psu), 기수성 석호 (>2 psu)로 분류하여 호소별 퇴적물 총질소 (T-N), 총인 (T-P) 농도의 차이를 일원분산분석 (ANOVA) 하였으며, 실험실 코어 배양법 (laboratory core incubation)을 이용해 송지호 (11.80 psu), 간월호 (0.73 psu), 장군 저수지 (0.08 psu)의 호기 (aerobic)와 무산소 (anoxic) 조건에서의 질소 및 인 용출량 (benthic nutrient flux)을 측정하였다. 국내 호소의 퇴적물 내 총질소와 총인 농도는 염분 농도가 다른 호소별로 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었다 (p＜0.05). 사후 검정 (post-hoc)을 통해 총질소의 경우 상류 저수지 (2,918 ㎎/㎏)와 하구 저수지 (2,094 ㎎/㎏)에서 유의한 차이를 확인하였고 (p＜0.001), 총인의 경우 상류 저수지 (789 ㎎/㎏)와 기수성 석호(533 ㎎/㎏)가 유의한 차이를 보였다 (p＜0.01). 실험을 통해 산정된 NH₄⁺-N의 용출량은 간월호에서 가장 높게 나타났으며, 폐쇄성 수역인 물리적인 특성과 염분으로 인한 질산화의 저해 등에 의한 것으로 판단된다. NO₃⁻-N의 용출량은 호기 조건에서 염분이 높은 호소일수록 낮게 나타났으나 무산소 조건에서는 염분이 높은 호소일수록 용출량이 높게 관측되었고, 이는 염분이 질산화 및 탈질이 억제되었기 때문이다. PO₄<SUP>3-</SUP>-P의 경우 송지호, 간월호, 장군 저수지 순으로 용출량이 높게 나타나, 염분이 음이온 흡착 경쟁 등을 통해 인산염의 용출을 촉진시키는 것으로 조사되었다. 퇴적물의 용출량 산출 시 미생물 군집, 성장률, 산화, 환원, 영양염류의 결합 형태 등의 요인이 염분에 의해 영향을 받으므로 염분화 된 호소의 퇴적물 용출 조사 시 염분에 의한 영향을 고려해야 할 것으로 사료된다.

The study involved the categorization of domestic lakes located in South Korea into three groups based on their salinity levels: upstream reservoirs with salinity less than 0.3 psu, estuarine reservoirs with salinity ranging from 0.3 to 2 psu, and brackish lagoons with salinity exceeding 2 psu. Subsequently, the research assessed variations in the concentrations of total nitrogen (T-N) and total phosphorus (T-P) in the sediment of these lakes using statistical analysis, specifically one-way analysis of variance (ANOVA). Additionally, a laboratory core incubation test was conducted to investigate the benthic nutrient fluxes in Songji lagoon (salinity: 11.80 psu), Ganwol reservoir (salinity: 0.73 psu), and Janggun reservoir (salinity: 0.08 psu) under both aerobic and anoxic conditions. The findings revealed statistically significant differences in the concentrations of T-N and T-P among sediments in the lakes with varying salinity levels (p＜0.05). Further post-hoc analysis confirmed significant distinctions in T-N between upstream reservoirs and estuarine reservoirs (p＜0.001), as well as between upstream reservoirs and brackish lagoons (p＜0.01). For T-P, a significant difference was observed between upstream reservoirs and brackish lagoons (p＜0.01). Regarding benthic nutrient fluxes, Ganwol Lake exhibited the highest diffusive flux of NH₄⁺-N,primarily due to its physical characteristics and the inhibition of nitrification resulting from its relatively high salinity. The flux of NO₃⁻-N was lower at higher salinity levels under aerobic conditions but increased under anoxic conditions, attributed to the impact of salinity on nitrification and denitrification. Additionally, the flux of PO₄<SUP>3-</SUP>-P was highest in Songji Lake, followed by Ganwol Lake and Janggun Reservoir, indicating that salinity promotes the diffusive flux of phosphate through anion adsorption competition. It‘s important to consider the influence of salinity on microbial communities, growth rates, oxidation-reduction processes, and nutrient binding forms when studying benthic diffusive nutrient fluxes from lake sediments.

#ANOVA #Benthic diffusive flux #Nutrients #Salinity #Total nitrogen #Total phosphorus #분산분석 #용출량 #영양염류 #염분 #총질소 #총인

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