Analysis of Physical, Chemical and Biological Parameters, Based on Long-Term Monitoring (2004 $\sim$ 2007), in Daejeon Stream

대전천 수계의 장기 모니터링 (2004$\sim$2007)에 의한 물리적, 화학적, 생물학적 평가 변수 분석

  • Lee, Min-Jung (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • Choi, Ji-Woong (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • Kim, Hyun-Mac (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • An, Kwang-Guk (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University)
  • 이민정 (충남대학교 생명시스템과학대학) ;
  • 최지웅 (충남대학교 생명시스템과학대학) ;
  • 김현맥 (충남대학교 생명시스템과학대학) ;
  • 안광국 (충남대학교 생명시스템과학대학)
  • Published : 2009.09.30

Abstract

We evaluated stream health, based on integrative approaches of qualitative habitat evaluation index (QHEI), chemical water quality and the index of biological integrity (IBI) using fish assemblages in Daejeon Stream during August 2004 - October 2007. The QHEI values in this study averaged 78.2 (n=28, range: 47$\sim$124), indicating "fair" condition based on the criteria of US EPA (1993). The highest value was in the headwater site (S1) that was 112 (good), whereas the value in S3, mid and downstream was SS (fair-poor) that was the lowest owing to a disturbance on the bed and an artificial bank. Concentrations of chemical parameters such as BOD, TP and conductivity increased from the upstream to the downstream due to higher inputs of organic matters and nutrients from the urban area. Conductivity and TP showed a dilution of stream water by rainwater during summer monsoon. Analysis of fish compositions showed that total number of species was 24 and Zacco platypus was predominated (82%). The mean IBI was 17 (range: 12$\sim$30) during four years and the IBI values also decreased from S1 to S4. These results indicated that ecological health was degradated distinctly as the stream goes down through the city-center. We concluded that Daejeon Stream running through the city are influenced by chemical impact such as an influx of domestic sewage as well as the quality of habitat.

본 연구에서는 대전광역시를 관통하는 도심하천인 대전천의 4개 지점을 선정하여, 2004년 8월에서 2007년 10월까지 총 8차례에 걸쳐 생물학적 건강도 평가 및 물리적 서식지 평가를 실시하였고, 환경부 수질측정 망 지점자료를 이용하여 화학적 수질특성을 분석하였다. 물리적 서식지 평가 지수(QUEI)는 평균 78.2(범위: 47$\sim$124)로 "보통상태"(Fair)로 나타났다. QUEI 값은 최상류지점(S1)에서 최대치(112, "양호상태")를 보인 반면, S3에서 SS(보통$\sim$악화상태)로 가장 불량한 서식지 상태를 보였는데, 이는 심각한 하상구조의 교란, 하상도로 및 인위적활동에 의한 것으로 사료되었다. 화학적 수질변수들은 하류로 갈수록 점차 악화되는 것으로 나타나 하천주변 도심으로부터 유입되는 유기물 오염에 의한 것으로 사료되었다. 또한 TP 및 전기전도도(Conductivity)는 집중강우로 인한 희석효과가 뚜렷이 나타난 계절적 변이가 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서는 총 5과 24종 6909개체의 어류가 채집되었고, 피라미(Zacco platypus)가 81.6%로 우점하는 것으로 나타났다. 다변수 어류 평가모델인 생물통합지수(IBI)는 평균 17(범위: 12$\sim$30)"보통상태"(C)로 나타났으며, 하류지점으로 갈수록 생태건강성이 악화되는 양상(S4: 14, "불량상태")을 보였다. 따라서 대전광역시 도심의 상가밀집지역 및 주거지역을 관통하면서 생활하수 유입 및 각종 오염원에 의한 심각한 수질저하 현상에 의한 것으로 사료되었다.

Keywords

References

  1. 김경웅, 이현구. 1996. 대전지역 하천수 및 하상퇴적물에서의 중금속오염, 한국자원 공학회지 33: 266-273
  2. 김선근, 김고은, 이지은, 신동훈, 이규석. 2004. 도시 자연형하천 공사후의 경관개선방안, 한극환경복원녹화기술학회 7(5): 66-74
  3. 김익수. 1997. 한국동식물도감. 제37권 동물편 (담수어류)
  4. 김익수, 강언종.1993. 원색 한국어류도감. 아카데미서적, 서울
  5. 김익수, 박종영 .2002. 한국의 민물고기, 교학사
  6. 노재경, 안병기, 김태철. 1994. 대전직할시 대동천의 유특용수 공급방안, 충남대학교 공공문제 연구소 6: 51-78
  7. 대전광역시 .2006. 대전천, 유풍천 생태복원 기본설계 보고서 3
  8. 문병진, 정찬호, 이광식, 신형선 .2002 대전광역시 도심하천의 수리화학적 및 동위원소 특성, 대한지질공학회 학술발표회논문집 129-136
  9. 박재로, 이효범, 김은주.2003. 대전천 유지유량 확보를 위한 방안 검토, 한국물환경학회, 대한상하수도학회 공동춘계 학술발표회 논문집. 185-188
  10. 배대열, 안광국.2006. 생물학적 다변수 모델 적용 빚 수화학분석에 의거한 갑천생태계 평가, 한국육수학회지 39(2):198-208
  11. 신동훈, 이규석 .2004. 도시하천경관복원 접근방법에 관한 고찰, 한국조경학회 32(4): 39-48
  12. 신진철 .2002. 전주천, 1950년대로 역류하다 - 전주천 자연형 하천 조성사업, 국토연구원-국토 253: 98-103
  13. 안광국, 김자현 .2005. 물리적 서식지 평가기법 및 어류 다변수 평가모델에 의거한 대전천의 생태학적 건강도 진단, 한국육수학회지 38: 361-371
  14. 안광국, 신인철.2005. 산간 계류성 하천의 계절적 수질변동에 대한 몬순 강우의 영향, 한국육수학회지 38: 54-62
  15. 안광국, 염동혁, 이성규. 2001a 생물보전지수 (Index of Biological Integrity)의 신속한 생물평가 기법을 이용한 갑천수계의 평가, 환경생물 19: 261-269
  16. 안광국, 이재연, 장하나.2005. 유등천에서의 생태학적 건강도 평가 및 수질양상, 한국육수학회지 38(3): 341-351
  17. 안광국, 정승현, 최신석. 2001b. 생물보전지수 빛 서식지 평가 지수를 이용한 평창강의 수환경평가, 한국육수학회지 34:153-165
  18. 안광국, 최지웅 2007. 초강의 통합적 생태건강성 평가, 한국하천호수학회지 39(3): 320-330
  19. 이재연, 장하나, 안광국.2005. 유등천에서의 생태학적 건강도 평가 및 수질양상, 한국육수학회지 38(3): 341-351
  20. 엄창수.1999 금강유역 14개 관측점의 수질자료를 이용한 수질의 다변량 분석, 한국환경화학회지 8(3): 331-336
  21. 환경부.2005. 물환경종합명가방법 개발 조사연구(II) 보고서
  22. 환경부.2006. 물환경종합평가방법 개발 조사연구(111) 보고서
  23. An, K.G. and S.S. Choi. 2003. An assessment of aquatic ecosystem health in a temperate watershed using the index of biological integrity. Journal of Environmental Science and Health, Part A 38: 1115-1130 https://doi.org/10.1081/ESE-120019868
  24. An, K.-G., S.S. Park and J.Y. 8hin. 2002. An evaluation of a river health using the index of biological integrity along with relations to chemicals and habitat conditions. Environment International 28: 411-420 https://doi.org/10.1016/S0160-4120(02)00066-1
  25. Barbour, M.T., J. Gerritsen, B.D. Snyder and J.B. Stribling. 1999. Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadeable rivers: periphyton, benthic macroinvertebrates and fish, 2nd Ed, EPA 841-B99-002. US EPA Office of Water, Washington, D.C., USA
  26. Karr, J.R. 1981. Assessment of biotic integrity using fish communities, Fishieries 6: 21-27 https://doi.org/10.1577/1548-8446(1981)006<0021:AOBIUF>2.0.CO;2
  27. Nelson, J .S. 1994. Fishes of the world (3rd ed.). John Wiley & Sons, New York
  28. Ohio EPA. 1989. Biological criteria for the protection of aquatic life. Vol. III, Standardized biological field sampling and laboratory method for assessing fish and macroinvertebrate communities
  29. Paul, M.J. and J.L. Meyer. 2001. Stream in the urban landscape. Annual Review of Ecological System 32: 333-365 https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.32.081501.114040
  30. Plafkin, J.L., M.T. Barbour, K.D. Porter, S.K. Gross and R.M. Hughes. 1989. Rapid bioassessment protocols for use in stream and rivers: benthic macroinvertebrate and fish. EPAl444/4-89-001. Office of water regulations and strandards. US EPA. Washington. DC, USA
  31. Strahler, AN. 1957. Quantitative analysis of watershed geomorphology. American Geophysical Union Transactions 38: 913-320 https://doi.org/10.1029/TR038i006p00913
  32. U.S. EPA. 1993. Fish field and laboratory methods for evaluating the biological integrity of surface waters. EPA 600-R-92-111. Environmental Monitoring systems Labotatory- cincinnati office of Modeling, Monitoring systems and quality assurance Office of Research Development, U.S. EPA, Cincinnati, Ohio 45268, USA