산 등에 영향을 주었기 때문인 것으로 사료된다.이전 국∙내외 선행연구에서 패류의 존재가 식물플랑크톤의 성장에 미치는 영향에 대해 보고된 바 있다.얼 룩말조개를 이용한 enclosure실험에서 Heath 등(1995)은 패류가 있는 처리군에 서 패류가 없는 곳이나 호수보다 더 높은 식물플랑크톤 성장률이 나타난 것을 관찰하였고,Hwang 등(2001)은 재첩을 이용한 실험에서 재첩에 의해 섭식되지 않은 식물플랑크톤의 체적 증가를 확인한 바 있다.또한 Mytilustrossulus를 이 용한 Ackerman 등(2004)의 실험에서도 일정 유속(1-18cm s-1)범위에서는 낮은 유속보다 높은 유속에서 더 높은 CR 값을 나타낸다고 보고한 바 있다.그러나 Mytiluscalifornianus를 이용한 실험에서는 유속(1-12 cm s-1)이 증가할수록 CR 값이 증가하다가 일정 유속(18 cm s-1)이상에서는 감소하는 결과도 확인한 바 있다.
그러나 이번 실험에서 중간범위에 속하는 24L h-1의 유속에서는 이전연구 와 이번 실험결과에서 모두 높은 여과율을 나타냈다.따라서 선행연구와 이번 실험결과를 통해 패류마다 가장 좋은 여과율을 나타내는 최적의 유속범위가 존 재한다는 것을 알 수 있었으며 펄조개를 이용한 연속적 유기물 제어 장치 운영 에 있어 최적 유속은 24L h-1로 나타났다.
Mussels Current (L h-1)
RT (h)
Shelllength (cm)
CR
(L mussel-1h-1) Anodontawoodiana 12 1.5 8.5±1.0 0.87±0.17 Anodontawoodiana 24 22.7 11.4±1.8 4.47±1.82 Anodontawoodiana 24 3.9 11.4±1.3 1.23±0.20 Uniodouglasiae 24 3.9 6.8±0.6 0.55±0.18 Anodontawoodiana 24 20.8 10.6±1.9 3.30±1.03 Anodontawoodiana 48 10.4 10.6±1.9 2.30±0.97
Table6.Clearanceratesoffreshwaterbivalvesaccordingtothedifferent currentandretentiontime.
RT;Retention time,CR;Clearancerates
제 3절 구조 및 패류 밀도에 따른 유기물 제어능 평가
1.환경요인
한국산 패류를 이용한 부영양수의 연속적 유기물 제어 장치의 두 차례 운영 동안 패류처리군과 비처리군의 분석조내 기초환경요인은 전체적으로 유의 한 차이를 나타냈다.수온은 1차 실험 (5.5∼5.9)보다 2차 실험 (7.75∼7.82)에서 다소 높았으며 패류에 따른 수온증가는 1차 실험 (0.33)이 2차 실험보다 (0.07) 높았다 (ANOVA,P<0.0001).전기전도도는 수온과 유사한 패턴을 보였으나 두 차례 실험에서 패류처리에 따른 유의한 변화는 나타나지 않았다 (ANOVA, P>0.5).용존산소는 유입수의 농도가 1차 실험보다 2차 실험에서 다소 높았으 나,모두 패류처리에 따른 유의한 변화는 보이지 않았다(ANOVA,P>0.5).pH 는 1차 실험 (8.46∼8.44)보다 2차 실험(8.78∼8.79)에서 다소 높았으나 두 차례 실험 모두 패류에 의한 유의한 변화는 나타나지 않았다(ANOVA,P>0.5).이상 의 4 가지 항목들은 모두 패류처리에 의한 유의한 변화가 나타나지 않았다 (Table2,Fig.3a,b,c,d,e).
한편,유입수의 탁도(1차 실험;5.66∼3.23,2차 실험;9.79∼3.50)와 SS (1차 실험;14.64∼7.36,2차 실험;18.00∼3.96)는 모두 1차보다 2차 실험에서 더 높은 수준을 보였으나 Chl-a농도는 1차 실험 (99.97∼35.38)이 2차 실험 (76.55∼
17.73)보다 더 높았다.이상의 3가지 항목 (탁도;F=75.925,Chl-a;F=54.771,SS;
F=96.775)은 공통적으로 패류처리 및 추가적인 패류 도입에 의하여 유의한 감 소를 보였으며(ANOVA,P<0.0001),탁도의 지표인 광투과도(lightpenetration) 에서도 같은 결과를 보였다(Fig.3b).
Parameters Unit
1stContinuousremovalof
organicmatters 2ndContinuousremovalof
organicmatters F P Nomussel Mussel Nomussel Mussel
Temperature ℃ 5.57±0.21a 5.90±0.21a 7.75±0.24b 7.82±0.29b 24.266 0.0000 Conductivity ㎲cm-1 234.75±1.74a 240.83±2.61a 256.08±1.53b 260.00±2.14b 34.791 0.0000 DO mgL-1 8.95±0.11a 8.69±0.12a 9.94±0.31b 9.76±0.24b 8.412 0.0002 pH 8.46±0.04b 8.44±0.04a 8.78±0.05c 8.79±0.06a 16.202 0.0000 Turbidity NTU 5.66±0.34b 3.23±0.25a 9.79±0.39c 3.50±0.40a 75.925 0.0000 Chl-a ㎍ L-1 77.97±5.67c 35.38±4.50b 76.55±2.42c 17.73±2.86a 54.771 0.0000 SS mgL-1 14.64±0.75c 7.36±0.71b 18.00±0.77d 3.96±0.26a 96.775 0.0000 NO2-N ㎍ L-1 31.36±1.25a 29.42±1.30a 35.49±0.60b 36.06±0.62b 10.381 0.0000 NO3-N ㎍ L-1 2.29±0.03a 2.30±0.03a 2.60±0.12b 2.49±0.03b 5.364 0.0031 NH3-N ㎍ L-1 31.94±2.52a 71.63±6.26b 56.21±3.87ab 155.70±16.28c 35.496 0.0000 TN mgL-1 3.08±0.06b 2.89±0.04a 3.35±0.03c 3.04±0.03b 23.167 0.0000 SRP ㎍ L-1 3.86±0.33b 4.15±0.38b 1.74±0.32a 2.25±0.26a 13.321 0.0000 TP ㎍ L-1 56.41±4.42c 38.12±2.94b 35.25±2.56b 18.39±1.85a 25.464 0.0000 CRss L g-1h-1 - 0.06±0.01a - 0.11± 0.01b 109.548 0.0000
PFP mg
- 2.54±0.00a
- 3.40± 0.05b 1930.88
7 0.0000
Table 7.Summary ofANOVA on waterquality and clearance rates (CR) and pseudo-feces and feces production of mussels (PFP) during the operation Continuous removal of organic matters using a combined freshwaterbivalve
1stContinuousremovaloforganicmatters;TheContinuousremovalof organic matters operation with combined bivalves (
Uni o d o ug l a s i a e +
Ano d o nt a wo o d i a na
) for 12 days during 2/1 and 2/12, and 2nd Continuous removal of organic matters; The Continuous removal of organicmattersoperation with mussels(added 30individualsofmussels into 1stContinuousremovaloforganicmatters)for14 daysduring 3/4and 3/17,respectively.Conductivity;electricconductivity,DO;dissolved oxygen,Chl-a;chlorophyll-a,SS;suspended solids,TN;Totalnitrogen, SRP;soluble reactive phosphorus,TP;totalphosphorus,CRss;clearance rates based on SS concentrations,PFP;pseudo-and fecesproduction of combined bivalves,Alphabets(a,b,cand d)are significantdifferences byANOVA and Tukey`sTHD test.
Fig.17.Continuouswatertemperatures(a)and lightintensitiesatthe30 minute interval(b) during the 1st and 2nd operation of continuous removaloforganic matters using a combined freshwaterbivalve (
Uni o
d o ug l a s i a e+ Ano d o nt awo o d i a na
)Fig.18.Daily variations ofphysicochemicalparameters during the 1st and 2nd operation ofcontinuous removaloforganic matters using a combined freshwaterbivalve(
Uni od o ug l a s i a e+ Ano d o nt awo o d i a na
)2.영양염 변화
패류 처리군과 비처리군의 분석조내 영양염의 농도는 항목에 따라 차이 를 보였는데,NO2-N,NO3-N,SRP는 1,2차 실험에서 패류처리에 따른 유의한 변화를 보이지 않은 반면(ANOVA,P>0.5),NH3-N농도는 패류에 의한 높은 암 모니아 배출이 뚜렷하였으며 (1차 실험;31.94∼71.63,2차 실험;56.21∼155.70), 패류추가 도입에 따른 암모니아의 뚜렷한 증가를 나타냈다(ANOVA,F=35.496, P<0.0001)(Table2,Fig.5a,b,c,e).한편,TN과 TP는 1차,2차 실험에서 모두 패류처리에 따른 뚜렷한 감소를 보였으며 (P<0.0001),추가적인 패류에 따라 총 인의 농도(1차 실험;56.41∼38.12,2차 실험;35.25∼18.39)가 총질소 (1차 실험;
3.08∼2.89,2차 실험;3.35∼3.04)보다 상대적으로 크게 감소하였다(ANOVA, F=25.464,P<0.0001)(Table2,Fig.5d,f)
Fig.19.Dailyvariationsofconcentrationsofnutrientsduringthe1stand 2nd operation of Continuous removal of organic matters using a combined freshwater bivalve (