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Origin and flux of dissolved organic matter in the subterranean estuary of Jeju Island, Korea : 제주도 해저 하구에 존재하는 용존유기물질의 기원과 플럭스

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Authors

권은화

Advisor
김규범
Major
지구환경과학부
Issue Date
2012-02
Publisher
서울대학교 대학원
Description
학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 지구환경과학부, 2012. 2. 김규범.
Abstract
화산섬 해저 하구 내에 존재하는 용존유기물질(DOM)의 기원과 플럭스를 알아보기 위해 2010년 10월과 2011년 1월, 6월에 제주도 연안 지하수와 해수 시료를 채취하여 유색 용존유기물질(CDOM), 용존유기탄소(DOC), 용존유기질소(DON), 용존무기질소(DIN)의 농도를 측정하였다. 화순만 해저 지하수는 염분이 0에서 32로 증가함에 따라 DOC의 농도는 증가하였고, DON과 CDOM의 농도는 감소하며 보존적인 분포를 보였다. 육상 기원의 담 지하수에서는 DON, DIN, CDOM의 농도가 높게 나타난 반면, 염 지하수에서는 DOC의 농도가 높았다. 담 지하수 중 높은 농도의 유기물은 농업폐수나 생활하수로 인한 지역적 오염에서 기원한 것으로 추정된다. 특히 육상기원 CDOM의 피크가 염분이 증가함에 따라 보존적으로 감소하는 분포를 보이고, 육상 기원의 담 지하수와 해양 기원의 염 지하수가 해저 하구의 혼합 과정에서 유기물이 생성 또는 제거되지 않는 양상을 보였다. 이는 해저 지하수의 빠른 유출 속도로 인해 생물활동에 의한 유기물의 분해와 생산보다 혼합되어 유출되는 과정이 빠르기 때문인 것으로 생각된다.

제주도 연안 전역에서 유출되는 DON의 유출량은 1.1×1010 g yr-1로, 이것은 전 세계 주요 강에서의 유출량과 유사하며 DIN 유출량(2.5×1010 g yr-1)과 비슷하다. 제주도가 전 세계 화산섬의 1% 임을 고려한다면, 화산섬에서 해저 지하수를 통해 유출되는 유기물의 양은 전지구적으로 상당할 것으로 추정된다. 해저 지하수를 통해 유출되는 물질들의 해수에서의 거동을 파악하기 위해 물질 수지 모델을 이용하여 산출한 결과 DIN의 제거율은 약 91%였던 반면, DON의 제거율은 약 10%였다. 이는, DIN은 유출되는 즉시 소모되는 반면, DON은 비교적 보존적인 분포를 보인다는 것을 의미한다. 그러므로 본 연구는 빈 영양 해역에서 해저 지하수를 통한 DIN 유출이 연안에서 해양 플랑크톤 등에 의해 쉽게 소비된 것과는 달리, DON은 보존적인 형태로 외양으로 유출되어 유기질소의 중요한 공급원이 될 가능성이 높은 것으로 판단된다.
I observed the origin, behavior, and flux of dissolved organic carbon (DOC), dissolved organic nitrogen (DON), colored dissolved organic matter (CDOM), and dissolved inorganic nitrogen (DIN) in the subterranean estuary of a volcanic island, Jeju, Korea. The sampling of surface seawaters and coastal groundwater was conducted in Hwasun Bay, Jeju, in three sampling campaigns (October 2010, January 2011, and June 2011). I observed conservative mixing of these components in this subterranean estuary for salinity from 0 to 32. The meteoric groundwater was characterized by relatively high DON, DIN, and CDOM, while the marine component of groundwater showed relatively high DOC. These high concentrations of DON, CDOM, and DIN but low concentrations of DOC in meteoric groundwater seem to originate from local pollution sources such as agricultural activity and domestic waste water. The distributions of DOM showed conservative, which indicates the discharge and mixing rates were faster than the degradation and production rates by biological activities due to fast SGD rates. The DON flux from the entire Jeju is estimated to be 1.1 × 1010 g yr-1, which is comparable to those from other large rivers in the world and similar to the DIN flux (2.5 × 1010 g yr-1). Jeju Island accounts for only 1 % of the total land masses of volcanic islands, therefore, I expect that DON and DIN inputs from all volcanic islands in the world would be considerably greater. This groundwater-origin DON was almost conservative in seawaters inside a bay connected to the subterranean system while about 91% of DIN is removed perhaps due to biological production. Thus, this study highlights that DON flux through SGD is potentially important for delivery of organic nitrogen to offshore water since DIN is readily utilized by marine plankton in near shore waters in N-limited environments.
Language
kor
URI
https://hdl.handle.net/10371/155620

http://dcollection.snu.ac.kr/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000001679
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