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제주도 연안에서 해저 지하수 유출이 녹조 발생에 미치는 영향
Effects of submarine groundwater discharge (SGD) on the occurrence of green tide in the coastal area of Jeju Island

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Authors
강혜경
Advisor
김규범
Major
자연과학대학 지구환경과학부
Issue Date
2017-02
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
해저 지하수 유출(SGD)SFGD영양염녹조대발생Rn-222제주도
Description
학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 지구환경과학부, 2017. 2. 김규범.
Abstract
매년 하계에 녹조류의 이상증식이 나타나는 제주도 북부에 위치한 조천항에서 지하수 유출이 녹조대발생(green tide)에 미치는 영향을 조사하였다. 2015년 7월과 8월, 2016년 2월과 3월에 담지하수, 염지하수, 해수(조천항 해수 및 외해수)를 채수 하여 염분, 라돈(Rn-222), 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen
DIN), 용존 무기 인(dissolved inorganic phosphorus
DIP) 그리고 규산염(dissolved silicate
DSi) 농도를 측정하였다. Rn-222, DSi 물질수지 및 저서 챔버 측정 결과를 바탕으로 해저 담지하수 유출량(submarine fresh groundwater discharge
SFGD), 해저 염지하수 유출량(submarine saline groundwater discharge
SSGD) 및 영양염 플럭스를 산정하였다. 또한 녹조류 Ulva pertusa의 생장에 미치는 SFGD의 영향을 파악하기 위해, 2016년 4월에 조천항 내에서 담지하수와 외해수를 단계적으로 혼합하여 메소코즘(mesocosm) 실험을 실시하였다.
Rn-222의 물질수지 모델을 이용하여 산정한 SFGD는 2015년 7월과 8월, 2016년 2월과 3월에 각각 9.1±2.0, 5.4±0.9, 3.6±0.4, 5.2±0.9 ×104 m3 d-1이었다. DSi 물질수지 모델을 이용하여 산정한 SFGD는 각각 7.7±1.6, 7.0±1.3, 5.5±0.8, 3.9±1.0×104 m3 d-1으로 Rn-222 물질수지 모델 결과와 30% 내에서 일치하는 것으로 나타났다.
SFGD를 통한 DIN, DIP, DSi의 플럭스는 조천항으로 공급되는 총 플럭스의 약 90%, 38%, 78%를 차지하는 것으로 나타났다. 따라서 조천항에서 SFGD가 중요한 영양염 공급원으로 작용함을 알 수 있다. 또한, SFGD를 통한 다량의 영양염 공급으로 인해 조천항 내 DIN과 DSi의 농도가 외해수 농도에 비해 각각 10배, 6배 높아진 것으로 나타났다.
메소코즘 실험결과, U. pertusa의 생장은 외해수의 염분과 영양염 조건에 비해서 조천항 내의 평균 염분과 영양염 조건에서 약 1.6배 높게 나타났다. 또한 영양염 및 염분 변화에 대한 이론적인 생장모델로부터 U. pertusa의 생장에는 SFGD에 의한 염분 및 영양염 변화가 복합적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, SFGD에 의해서 DIN이 1 µM에서 23 µM로 증가할 때, U. pertusa의 생장은 약 240% 증가하며, 염분이 30.4에서 17.3으로 감소함에 따라 약 30%의 추가적인 생장 증가를 보였다. 따라서 조천항에서 SFGD에 의한 과잉의 영양염 공급과 염분의 감소는 녹조대발생을 야기하는 중요한 요인으로 생각된다. 또한 전 지구적으로 연안 해역에서 해저 지하수 유출이 일어난다는 것을 감안할 때, 폐쇄적인 연안 환경에서 지하수에 의한 영양염 유입은 녹조대발생을 유발할 수 있는 중요한 요인임을 시사한다.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/131435
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Appears in Collections:
College of Natural Sciences (자연과학대학)Dept. of Earth and Environmental Sciences (지구환경과학부)Theses (Master's Degree_지구환경과학부)
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