우리나라 주요 국제항에 입항하는 중국 기원 선박의 평형수내 수질 및 식물플랑크톤 특성 연구

장풍국,현봉길,장민철,신경순,Jang, Pung-Guk,Hyun, Bonggil,Jang, Min-Chel,Shin, Kyoungsoon 해양환경안전학회 2016 해양환경안전학회지 Vol.22 No.7

본 연구는 우리나라 주요 국제항에 출입하는 중국기원 선박의 선박평형수내 환경 및 부유생물의 특성을 파악하여 선박평형수 처리장치(BWTS)와 관련된 면제 협상을 위한 기초자료를 확보하고자 하였다. 조사된 37척의 선박 중 평형수의 보관 기간은 발해만을 포함하는 북부지역(지역 "A")에서 평균 $3.91{\pm}4.61days$로 가장 짧았다. 총부유물질의 농도는 $1.80{\sim}266mg\;L^{-1}$의 범위를 보였고, 용존성 및 입자성 유기물질은 각각 $1.09{\sim}5.79mg\;L^{-1}$, $0.17{\sim}3.65mg\;L^{-1}$의 범위를 나타내었다. 영양염 농도는 양자강 유역을 포함한 지역 "B"에서 높았고, 홍콩을 포함하는 지역 "C"에서 낮은 평균값을 보였다. 엽록소-a 평균 농도는 $0.67{\pm}1.15{\mu}g\;L^{-1}$로 나타났고, $1{\mu}g\;L^{-1}$ 이상의 높은 값은 지리적으로 우리나라와 가까운 지역 "A"에서 7척 중 3척이 집중되었다. 식물플랑크톤의 개체수가 > $10,000cells\;L^{-1}$의 선박평형수는 37척 중 6척으로 나타났고, 이 중 3척이 지역 "A" 기원으로 파악되었다. 특히, 홍콩항에서는 유해미세조류로 잘 알려진 와편모그룹의 종이 높은 밀도로 관찰되었다. 본 연구 결과, 중국과의 BWTS 면제권 협상은 신중하게 접근할 필요성이 있다고 판단된다. The water quality and phytoplankton presence in the ballast water (BW) of 37 vessels originating from the international ports of China were investigated to facilitate negotiations for exemptions to the Ballast Water Management Convention (BWM Convention). The shortest duration given BW spent in a vessel was $3.91{\pm}4.61days$ in area "A", which included the Bohai Sea. Total suspended solids, dissolved organic carbon, and particulate organic carbon ranged from 1.80 to $266mg\;L^{-1}$, from 1.09 to $5.79mg\;L^{-1}$, and from 0.17 to $3.65mg\;L^{-1}$, respectively. A low average concentration of nutrients was measured in BW from area "C", but the concentration of nutrients in BW from area "B" (around the Changjiang estuary) was high, which may be related to the relevant supply of freshwater. A high chlorophyll-a concentration (> $1{\mu}g\;L^{-1}$) was measured in six vessels, three of which carried BW in the area "A". High abundance of phytoplankton (> $10,000cells\;L^{-1}$) was measured in four vessels, two of which carried BW in the area "C". Vessel No. 37, originating from Hong Kong Bay in area "C", showed a high density of dinoflagellates. The results suggest that BWM Convention exemption negotiations with China should be performed cautiously.

우리나라 주요 국제항에 입항하는 일본 기원 선박의 평형수내 환경 및 부유생물 특성

장풍국(Pung-Guk Jang),백승호(Seung Ho Baek),장민철(Min-Chl Jang),현봉길(Bong-Gil Hyun),신경순(Kyoungsoon Shin) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.9

본 연구는 우리나라 주요 국제항에 입항하는 일본기원의 선박을 대상으로 선박평형수내 환경 및 부유생물의 특성을 파악하여 선박평형수 처리장치(BWTS) 면제 협상을 위한 기초자료를 확보하고자 하였다. 조사된 22척의 선박 중 평형수의 보관 기간은 큐슈와 세토 내만(지역 “A”)에서 평균 3.33 ± 1.87 days로 가장 짧았다. 총부유물질의 농도는 4.60 ~ 60.9 mg L-1의 범위를 보였고, 용존성 및 입자성 유기물질은 각각 0.97 ~ 2.69 mg L-1, 0.24 ~ 4.51 mg L-1의 범위를 나타내었다. 영양 염 농도는 동경만을 포함한 지역 “C”에서 높았고, 지역 “A”에서 낮은 평균값을 보였다. 엽록소-a 평균 농도는 0.40±0.56 ㎍L-1로 나타났고, 1 ㎍ L-1이상의 높은 값은 지리적으로 우리나라와 가까운 지역 “A”로 집중되었다. 식물플랑크톤의 개체수가 > 50,000 cells L-1의 선박평형수는 22척 중 4척으로 나타났고, 이 중 3척이 지역 “A” 기원으로 파악되었다. 특히, Tokyuyama 만에서는 유해유독미세조류로 잘 알려진 와편모그룹의 종이 높은 밀도로 관찰되었다. 본 연구 결과, 일본과의 BWTS 면제권 협상은 신중하게 접근할 필요성이 있다고 판단된다. This study investigated the environmental conditions and planktonic organisms in the ballast waters (BW) of 22 vessels originating from the international ports of Japan for the purpose of negotiating exemptions from the Ballast Water Management Convention (BWM Convention). The shortest duration of the BW was 3.33±1.87 days in area "A", which included Kyushu and Suo Nada at Seto Inland. The total suspended solids, dissolved organic carbon, and particulate organic carbon ranged from 4.60 to 60.9 mg L-1, from 0.97 to 2.69 mg L-1, and from 0.24 to 4.51 mg L-1, respectively. A low average concentration of nutrients was measured in the BW from area "A", but that in the BW from area "C" (around central Honshu) was high, which may be related to the ballasting periods. High chlorophyll-a concentrations (>1 μg L-1) were measured in four vessels, three of which carried the BW in area "A". High abundances of phytoplankton (> 50,000 cells L-1) were measured in four vessels, three of which carried the BW in area "A". The two vessels originating from Tokyuyama Bay in area "A" showed high densities of dinoflagellates, which are known to be harmful algae. Our results suggest that the negotiations for an exemption from the BWM Convention for Japan should proceed with caution.

선박평형수처리장치 형식승인을 위한 식물플랑크톤 샘플링 방법 비교

장풍국(Pung-Guk Jang),현봉길(Bonggil Hyun),이우진(Woo-Jin Lee),최근형(Keun-Hyung Choi) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.12

본 연구는 선박평형수처리시스템(BWMS) 형식승인을 위한 국제해사기구(IMO)와 미국해양경찰(USCG)의 시험방법 중 차이가 큰 식물플랑크톤의 전처리 방법을 비교하기 위해 배양종, 자연종, 그리고 BWMS의 육상시험에서 채취한 식물플랑크톤 샘플을 이용해 농축과 비농축에 대한 비교시험을 수행했다. 배양종과 자연종의 비교 시험은 농축하는 과정에서 네트 손실 및 손상이 있는 것으로 확인되었으며, 이는 대상종의 생리 · 형태적 특성에 따라 차이가 있음을 확인했다. BWMS 육상시험에서 생물 농도가 높은 대조수의 경우 비농축한 시료 개체수가 농축한 시료보다 2배 정도 높은 값을 보였고, 생물 개체수가 낮은 처리수는 두 방법 간의 뚜렷한 차이가 없었다. 이러한 결과는 미국형식승인 방법으로 육상시험을 수행하면 시험수 조건이 더 가혹하다는 것을 의미한다. 결과적으로 식물플랑크톤 샘플링 과정에서 농축과 비농축의 차이가 있음에도 불구하고, 농축 방법이 BWMS 성능을 평가하는 방법으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 하지만 처리수 내에서 살아있는 종이 샘플링의 농축 과정에서 네트 손실 및 손상이 있을 수 있기 때문에 대상종에 대한 평가방법을 개발할 필요성이 있다. This study aimed to compare the pretreatment methods of phytoplankton for type approval of the Ballast Water Treatment System (BWMS). The International Maritime Organization (IMO) and the United States Maritime Police (USCG) use two different test methods for this purpose. To compare the two methods, a test for concentration and non-concentration was performed with cultured and natural phytoplankton, and samples from the land-based BWMS test. The extent of damages caused by the process of concentration varied between cultured and natural species, indicating differences depending on the physiological and morphological characteristics of the species. In the land-based test, in the control water with a high biological population, the number of non-concentrated samples was about twice as high as that of the concentrated samples. There was no distinct difference between the two methods in the treated water with a low biological population. Thus, although there is a difference between concentration and non-concentration for phytoplankton sampling, the concentration method can be applied as a method of evaluating BWMS performance. However, a method for evaluating whether live species in treated water may be lost or damaged during the concentration process of sampling should be developed and validated.

선박평형수처리장치의 외국형식승인 선상시험결과를 정부형식승인 시험결과로 대체하기 위한 연구

장풍국(Pung-Guk Jang),신경순(Kyoungsoon Shin) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.11

국제해사기구(IMO)는 선박평형수로 인한 외래생물의 침입을 방지하기 위해 2004년 선박평형수관리협약을 제정하여 정부형식승인을 받은 선박평형수처리장치(BWMS)로 선박평형수를 처리해 배출하도록 하였다. 우리나라는 IMO가 제시한 시험 방법으로 인증된 BWMS에 대해 형식승인증서를 발급하지만, 미국정부형식승인은 자체 시험방법으로 시험을 통과한 BWMS만 인증한다. 두 시험 방법 중 식물플랑크톤에 대한 채집 방법, 전처리 과정(농축과 비농축)과 검경 양에 차이가 있어 이에 대한 검토가 필요하다. 본 연구는 검증 단계를 3단계로 설정하여 미국형식승인 선상시험 결과 값을 정부형식승인 선상시험 결과 값으로 대체할 수 있는 과학적 접근 방법을 제시하고자 한다. 검증 1단계는 시료의 균질도 검증, 2단계는 분석 양에 대한 검경, 3단계는 시료 농축에 대한 식물플랑크톤 손실/손상 정도를 반영하는 단계이다. 실제 미국형식승인 선상시험을 수행한 8척의 선박에서 각 5회씩 수행된 결과 값을 검증한 결과 한번의 선상시험을 제외하고 모두 정부형식승인 선상시험 결과 값으로 대체할 수 있었다. 또한 선상시험을 통해 농축/비농축 시료를 비교한 결과, 두 방법 간에 통계적 유의한 차이가 없었다. 따라서 본 연구에서 제시한 검증 단계로 미국형식승인 선상시험 결과 값을 검증하면 정부형식승인 선상시험 결과 값으로 대체 가능한지를 판단할 수 있는 방법으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. The International Maritime Organization (IMO) Convention on ballast water treatment systems (BWMSs) requires that ballast water be treated and discharged by BWMSs approved by the government. The Korean government issues a type approval (TA) for BWMSs tested with the guidelines (BWMS Code) of the IMO, but the US"s TA certifies only the BWMSs tested with its test method (the ETV protocol). This study aims to propose a methodology that can replace the result of the shipboard test (SB) of the ETV protocol with that of the BWMS Code by splitting the verification step into three steps as follows. The first step verifies the homogeneity of the sample, the second step verifies the amount of the analysis, and the third step reflects the degree of loss and damage of phytoplankton caused by concentrations using the net. The result of comparing the concentrated and non-concentrated samples through the actual SB showed no significant difference. In addition, when the SB result of the US"s TA was evaluated at the verification stage, it was determined to be replaced with that of the government"s TA. Therefore, the verification step in this study could determine whether the SB result of the US"s TA can be substituted with that of the government"s TA.

활성물질로 처리된 해수에서 시간과 수온에 따른 소독부산물 농도 변화

장풍국(Pung-Guk Jang),신경순(Kyoungsoon Shin),차형곤(Hyung-Gun Cha),이우진(Woo-Jin Lee),최태섭(Taesup Choi) 한국해양환경·에너지학회 2017 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.10

선박평형수처리장치 성능 평가를 위한 해양 바이러스 생사판별 방법 개발

현봉길(Bonggil Hyun),우주은(Joo-Eun Woo),장풍국(Pung-Guk Jang),장민철(Min-Chul Jang),이우진(Woo-Jin Lee),배미경(Mi-Kyung Bae),신경순(Kyoungsoon Shin) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.1

본 연구는 향후 보다 강화될 것으로 예측되어지는 USCG Phase II 형식승인시험을 대비하기 위해 SYBR Green I과 SYBR Gold의 염색 효율을 비교한 후 염색 효율이 높은 시약을 실제 선박평형수처리장치(electrolysis type, UV + electrolysis type)를 통과한 처리수에 적용해서 보았다. 시료의 부피가 0.5 mL ∼ 2 mL, 염색 시약(Stock solution)을 100배 및 200배 희석한 조건에서 염색된 바이러스가 가장 선명하게 관찰되었다. SYBR GreenI과 SYBR Gold의 염색효율은 장목한 해수조건의 실험구에서 유의한 차이를 보이지 않았지만, SYBR Gold의 노란색에 비해 SYBR Green I으로 염색된 시료에서 발현하는 녹색 형광이 보다 선명해서 관찰이 용이한 것으로 확인되었다. 선박평형수처리장치(electrolysis type, UV + electrolysis type)를 통과하지 않은 실험수 및 대조수에서의 해양 바이러스 현존량은 약 10<SUP>9</SUP>~10<SUP>10</SUP> VLP 100 mL<SUP>-1</SUP> 으로 확인된 반면, 처리수에서는 살아 있는 바이러스가 관찰되지 않았다. 실험수 결과를 보면, SYBR Green I은 해수, 기수, 담수 조건에서 효과적으로 염색이 되는 것으로 확인되었다. 다양한 선박평형수처리기술에 따른 추가적인 검증 및 염색 방법 개발이 필요하지만, SYBR Green I 염색법은 USCG Phase II 미국형식승인시험 바이러스 생산판별에 좋은 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다. To prepare more stringent regulations for USCG Phase II ballast water management, this study investigated the staining efficiency of SYBR Green I(SGI) and SYBR Gold(SG) on the virus-like particle (VLP). A dye with high staining efficiency was applied to the treated water that was passed through the ballast water treatment system (BWTS). VLP staining was observed most clearly under the 100-fold and 200-fold dilution of the stock solution when the volume of filtered samples was 0.5 mL to 2 mL. The staining efficiency of SGI and SG did not show a significant difference. On the other hand, the green fluorescence of viruses in the sample stained with SGI was more pronounced than in the samples stained with SG (expressed yellow fluorescence), making it easier to observe. The abundance of VLP in the test water and control water treatments that did not pass through the two types of BWTS (electrolysis type, UV + electrolysis type) was approximately 10<SUP>9</SUP> - 10<SUP>10</SUP> VLP 100 mL<SUP>-1</SUP>. In contrast, no stained VLP was observed in the treated water treatments. Moreover, SGI was confirmed to be effectively stained under various salinity conditions, including seawater, brackish water, and freshwater. Further verification tests and development of staining methods under various BWTS are required, but the SGI staining method is believed to be a good alternative to the VLP live/dead determination of the USCG Phase II type approval test.

2006~2010년 기간 동안 대한해협 서수도에서 관측된 해수 물성의 변동

민홍식,박재훈,최아라,박영규,신경순,장풍국,Min, Hong-Sik,Park, Jae-Hun,Choi, A-Ra,Park, Young-Gyu,Shin, Kyoung-Soon,Jang, Pung-Guk 한국해양과학기술원 2011 Ocean and Polar Research Vol.33 No.suppl3

Seasonal to inter-annual variations of water properties in the western channel of the Korea Strait are investigated using quasi-monthly hydrographic observations collected during 2006-2010. Weak vertical temperature and salinity gradients are observed during the winter months and these remain until May. At the upper layer, temperature increases from March and reaches a maximum in August, while salinity decreases during the same period. Near-bottom water shows low temperatures during late winter and fall with a minimum peak in September. Korea Strait Bottom Cold Water produces thick layers (>20 m) in 2006 and 2010, while it is observed very near the bottom with relatively high temperature in 2008 and 2009.

광양만과 진해만에서 대장균 Escherichia coli분포와 수질오염 특성

손문호 ( Moon Ho Son ),백승호 ( Seung Ho Baek ),주혜미 ( Hae Mi Joo ),장풍국 ( Pung Guk Jang ),김영옥 ( Young Ok Kim ) 한국환경생물학회 2011 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.29 No.3

In order to assess the inorganic and organic pollutents characteristics in marine water, we investigated COD (Chemical Oxygen Demand), Chlorophyll a and Escherichia coli during four seasons at 20 stations of Gwangyang Bay and at 23 stations of Jinhae Bay, Korea. The bay is divided into three zones in Gwangyang and four zones in Jinhae respectively, based on the pollutent levels. In Gwangyang Bay, the high concentration (mean 4.7 mg L 1) of COD was recorded during spring season at Zone I, which can be characterized as a semi enclosed eutrophic area (St. 1~9). Also, Chl. a concentrations were high at Zone I (mean 14.0 μg L 1). The colony of E. coli were detected during summer season at Zone II, which is influenced by Seomjin River water. The E. coli may have been entered from the river water in a large pulse during rainy season. On the other hand, E. coli was kept low levels during four seasons at the Zone III, which is influenced indirectly by surface water currents from offshore of the bay. In Jinhae Bay, the high COD and Chl. a were shown during all seasons at Zone I, which is characteristed by semi enclosed eutrophic area of Masan and Haengam bays. The Zone I also had been shown relatively high E. coli concentration in all seasons. In constrast, other three zones did not show seasonal characteristics of the E. coli concentrations. The present study suggests that E. coli concentrations can be significantly elevated in eutrophic semi enclosed area.

폐쇄성 해역의 오염부하 특성과 해역환경변화

이찬원(Chan-Won Lee),권영택(Young-Tack Kwon),양기섭(Ki-Sup Yang),장풍국(Pung-Guk Jang),한성대(Sung-Dae Han) 한국해양환경·에너지학회 1998 한국해양환경·에너지학회지 Vol.1 No.2

서해 함평만에서 조위변화에 따른 영양염 변동

강미란(Mi-Ran Kang),임동일(Dhong-Il Lim),장풍국(Pung-Guk Jang),김기범(Gi-Beum Kim),강영실(Young-Shil Kang) 한국해양환경·에너지학회 2009 한국해양환경·에너지학회지 Vol.12 No.3