온배수가 하천생태계 부착조류 군집에 미치는 영향 :Effect of thermal wastewater effluent on periphyton communities in stream ecosystem

전경혜

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자료유형: 학위논문

저자정보: 전경혜 (건국대학교, 건국대학교 대학원)

지도교수: 황순진

발행연도: 2017

저작권: 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

온배수가 하천생태계 부착조류 군집에 미치는 영향

전경혜 환경 2017.01 학위논문

온배수가 유입되는 계류 (부소천)에서 부착조류의 생태학적 특성

전경혜 , 김난영 , 황순진 외 1명 생태와 환경 2017.01 학술저널

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온천의 온배수는 오래 전부터 전 세계를 통해 지질학, 육수학 및 수생태학에서 온도구배와 담수조류의 관계에서 많은 관심을 갖게 한 분야이었다. 반면에, 우리나라는 인공온천이 전국적으로 개발되었으나 아직까지 이에 대한 연구가 미진한 실정에 있다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 경기도 포천에 위치한 계류(부소천)의 최상류 구간 4개 지점(BSU(상류), HSW(온천폐수 방류구), BSD1∼2(하류))에서 부착조류 생태에 온배수의 시공간적 영향을 파악하고자 매월 조사하였다. 조사기간 동안 온배수의 수온 영향권은 <1.0 km이었고, 동시에 N?P 영양염의 주요 공급원으로 작용하였다. 그 영향은 저온?갈수기(12월∼3월)에 우세하였고, 고온?풍수기(7월∼9월)에 약세를 보여 다소 계절적인 특성을 반영하였다. 이러한 환경에서 부착조류 군집은 총 59속 143종으로 구성되었다. 이 중에서 규조류가 21속 83종(58.0%), 남조류가 9속 21종(14.7%) 및 녹조류가 25속 32종(22.4%)을 차지하였다. 또한, 상대도수가 >10%인 분류군은 총 24속 31종이었으며, 시공간적 분포는 수온(5℃와 15℃) 및 유속(0.2 m s-1와 0.8 m s-1)과 밀접한 관련성을 가졌다. 그리고 연중 높은 수온을 유지하는 기초 환경에서 수중의 PO4에 친화력이 크거나, NO3-PO4가 풍부한 하천 서식처를 선호하는 분류군이 우점하였다. 결과적으로, 부소천은 온배수에 의해 연중 과영양 및 과열 오염이 지속되어 국내에서 조사된 선행 부착조류 생태연구의 결과와 비교할 때 심각한 오염 상태로 평가되었고, 상?하류간에 계절적으로 동질성(하계∼추계)과 이질성(동계∼춘계)이 반복되는 역동적인 생태계로 볼 수 있었다.

Thermal effluent of the hot spring has long been a field of interest in the relationship between temperature gradient and freshwater algae in geology, limnology and aquatic ecology throughout the world. On the other hand, many artificial hot springs have been developed in Korea, but the research on them has not been still active. This study was performed every month from December 2015 to September 2016, to elucidate the spatiotemporal effects of thermal wastewater effluent (TWE) on the ecosystem of benthic algal assemblage in four stations (BSU (upstream), HSW (hot spring wastewater outlet), BSD1∼2 (downstream)) of the upstream reach of the Buso Stream, a tributary located in the Hantan River basin. During the survey, the influencing distance of temperature on TWE was <1.0 km, and it was the main source of N·P nutrients at the same time. The effects of TWE were dominant at low temperature and dry season (December∼March), but it was weak at high temperature and wet season (July∼September), reflecting some seasonal characteristics. Under these circumstances, the attached algal communities were identified to 59 genera and 143 species. Of these, the major phylum included 21 genera 83 species of diatoms (58.0%), 9 genera 21 species of blue-green alga (14.7%) and 25 genera 32 species of green alga (22.4%), respectively. The spatio temporal distribution of them was closely related to between water temperature (5℃ and 15℃) and current (0.2 m s-1 and 0.8 m s-1).In the basic environment maintaining a high water temperature throughout the year, the flora favoring high affinity to PO4 in the water body or preferring stream habitat of abundant NO3-PO4 was dominant. As a result, when compared with the results of previous algal ecology studies conducted in Korea, the Buso Stream was evaluated as a serious pollution state due to persistent excess nutrient supply and high thermal pollution throughout the year by TWE. It can be regarded as a dynamic ecosystem in which homogeneity (Summer∼Autumn) and heterogeneity (Winter∼Spring) are repeated between upstream and downstream.

#부영양화 #온배수 #부착조류 #하천 #열오염 #수질

제1장 서론 1
제2장 연구사 5
제3장 재료 및 방법 7
제1절 조사지 개황 7
1. 조사기간 및 지점 13
제2절 이화학적 환경요인 15
제3절 부착조류 분석 18
1. 채집 및 종 동정 18
2. 유기물량 및 생물량 분석 19
3. 군집지수 분석 20
4. 유사도지수(Similarity index : SI) 분석 22
제4절 생물학적 수질평가 23
1. 수정 영양염 지수 (modified Trophic Diatom Index, TDIm) 23
2. 유기오탁 지수 (DAIpo : Diatom Assemblage Index to Organic Water Pollution) 25
제5절 통계분석 27
1. 상관분석 27
2. 지표종 분석 27
3. 다변량 분석 28
제4장 결과 및 고찰 30
제1절 온배수가 유입되는 계류에서 부착조류 생태특성 30
1. 기온, 강수량 및 유량의 월 변동성 30
2. 수질 환경요인 특성 34
3. 부착조류 생물량의 공간적 비교 42
4. 부착조류 군집지수 분석 47
5. TDI와 DAIpo 지수를 이용한 온배수 유입하천 생태계 영향평가 50
6. 군집구조, 세포밀도 및 주요 종의 분포특성 56
7. 수질 및 부착조류의 시공간적 특성 65
제2절 동계의 하천 수질에 하?폐수 온배수 영향 69
1. 기온 및 유량 분포 특성 69
2. 동계 하천 수온에 하?폐수의 유입 영향 71
3. 기초 수질 환경요인 73
4. 유기물 및 N?P 영양염 분포 특성 80
5. 하천의 상?하류에서 부착조류 생물량 비교 83
제5장 결론 및 제언 85
참고문헌 87
부 록 103
국문초록 111

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