지화학 자료의 확률론적 불확실성 및 위험성 분석을 위한 지시자 지구통계학의 응용

박노욱 한국지구과학회 2010 한국지구과학회지 Vol.31 No.4

Geochemical data have been regarded as one of the important environmental variables in the environmental management. Since they are often sampled at sparse locations, it is important not only to predict attribute values at unsampled locations, but also to assess the uncertainty attached to the prediction for further analysis. The main objective of this paper is to exemplify how indicator geostatistics can be effectively applied to geochemical data processing for providing decision-supporting information as well as spatial distribution of the geochemical data. A whole geostatistical analysis framework, which includes probabilistic uncertainty modeling, classification and risk analysis, was illustrated through a case study of cadmium mapping. A conditional cumulative distribution function (ccdf) was first modeled by indicator kriging, and then e-type estimates and conditional variance were computed for spatial distribution of cadmium and quantitative uncertainty measures, respectively. Two different classification criteria such as a probability thresholding and an attribute thresholding were applied to delineate contaminated and safe areas. Finally, additional sampling locations were extracted from the coefficient of variation that accounts for both the conditional variance and the difference between attribute values and thresholding values. It is suggested that the indicator geostatistical framework illustrated in this study be a useful tool for analyzing any environmental variables including geochemical data for decision-making in the presence of uncertainty. 지화학 자료는 환경 관리를 위한 중요한 환경 변수중 하나로 인식되어 왔다. 지화학 자료는 보통 공간적으로산재되어 수집되기 때문에, 샘플링 되지 않은 지점에서의 속성값 예측과 더불어 부가적인 분석을 위해 예측에 수반되는불확실성을 추정할 필요가 있다. 이 논문은 지시자 지구통계학이 지화학 자료의 공간적인 분포값의 제시뿐만 아니라 의사결정을 보조할 수 있는 정보를 제공하기 위해 유용하게 사용될 수 있는지를 예시하고자 한다. 카드뮴 자료의 추정사례 연구를 통해 확률론적 불확실성 모델링, 위험성 분석 등 지구통계학적 분석의 틀을 제시하였다. 지시자 크리깅을통해 조건부 누적 분포 함수를 모델링한 후에, 기대값 추정치와 조건부 분산을 카드뮴의 추정값과 정량적 불확실성 추정을 위해 각각 계산하였다. 그리고 확률 임계치와 속성 임계치의 적용을 통해 오염/비오염 지역을 구분하였다. 또한조건부 분산과 속성값과 임계치값의 차이를 모두 설명할 수 있는 변동 계수를 통해 추가적인 샘플링 지점을 추출하였다. 이 연구에서 적용한 지시자 지구통계학적 분석 틀은 불확실성을 고려한 의사 결정과 관련하여 지화학 자료를 포함한 환경 변수의 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

남해 대륙붕 홀로세 퇴적물의 유기지화학적 특성과 고해양학적 의미

공기수,한현철,김성필,김지훈,Kong, Gee-Soo,Han, Hyun-Chul,Kim, Seong-Pil,Kim, Ji-Hun,Stott, Lowell 대한자원환경지질학회 2009 자원환경지질 Vol.42 No.2

섬진강부근 남해 대륙붕에서 획득한 시추퇴적물에서 유기지화학적(TC, TN, TS, $CaCO_3$, TOC, C/N, $\delta^{13}C$) 그리고 열분해(HI, OI, Tmax) 분석을 통하여 유기물 성분의 공간적 변화와 유기물 기원의 시간적 변화를 조사하였다. 섬진강 하구에 인접한 코아 SJ03에서 TC, TN, TS 값은 비교적 낮고 일정한 값을 보인다. 그러나, 내대륙붕 중앙 지역에서 획득한 코아 SJ02와 SJ04에서 이들 값은 다소 증가하며 그 변화 폭도 커진다. 내대륙붕 외곽경계에서 획득한 코아 SJ01과 SJ05에서 이들 값은 가장 큰 폭의 변화를 보인다. 내대륙붕 외곽경계에서 획득한 코아 SJ01에 나타난 유기물의 수직적 특성은 이 지역이 9.0 kyr B.P경 뚜렷한 환경변화를 겪었음을 지시한다. 이 시기에 TC, TOC, TN, $CaCO_3$, $\delta^{13}C$, HI, Tmax는 급격히 증가한 반면, C/N과 OI는 감소한다. 비록 퇴적물내 유기물의 함량은 높지 않으나, 이러한 변화는 9.01 cyr B.P이전 섬진강의 영향으로 퇴적물내 육상기원의 유기물이 우세하다가 9.0 kyr B.P이후 대마 난류 유입으로 해양기원의 유기물이 우세하게 되었음을 지시한다. Spacial variation in organic components and temporal variation in the origin was examined through the organic geochemical (TC, TN, TS, $CaCO_3$, TOC, C/N, and $\delta^{13}C$) and pyrolysis analysis (HI, OI, and Tmax) in the core sediments which were acquired in the continental shelf of the South Sea close to Seomjin River. Levels of TC, TN, and TS show relatively low and constant in the core SJ03 located close to the Seomjin River mouth, while those are increased a little with being varied with low amplitude in the core SJ02 and SJ04 acquired at the middle of inner shelf area. They fluctuated with high amplitude in the core SJ01 and SJ05 near to the outer boundary of inner shelf. The vertical characteristics of organic components in the core SJ01 acquired at the outer boundary show that the area has undergone distinctly the environmental change at 9.0 kyr B.P. After 9.0 kyr B.P., Levels of TC, TOC, TN, $CaCO_3$, $\delta^{13}C$, HI, and Tmax are rapidly increased, while C/N and or are significantly decreased. Even though the contents of organic components are not high, such a changes reflect that the terrigenous organic matters were predominant before 9.0 kyr B.P due to the influence of Seomjin River, but after then, the marine organic matters have dominated due to the inflow of the Tshusima current.

울릉분지 상부 제4기 퇴적물의 유기물 기원 및 지화학적 분포

김지훈,박명호,류병재,이영주,오재호,정태진,장호완,Kim, Ji-Hoon,Park, Myong-Ho,Ryu, Byong-Jae,Lee, Young-Joo,Oh, Jae-Ho,Cheong, Tae-Jin,Chang, Ho-Wan 대한자원환경지질학회 2007 자원환경지질 Vol.40 No.5

이 연구에서는 동해 울릉분지 북서부와 동부 해역의 상부 제4기 퇴적물의 지화학적 특징, 공간적 및 수직적 분포와 유기물 기원을 규명하기 위해 천부 퇴적물을 이용하여 원소분석, Rock-Eval 열분석 및 유기물 동위원소분석을 실시하였다. TOC, TN 및 TS 분석결과는 울릉분지 북서부 및 동부지역에서 값들의 공간적인 변화는 없지만 MIS 기간에 따른 수직적인 변화는 뚜렷하게 인지된다. 이는 동해의 퇴적환경 및 속성작용들이 해수면 변화에 따라 많은 영향을 받았다는 것을 의미한다. 코어 퇴적물의 분석 결과, TOC/N, TS/TOC, 유기물 동위원소비들(${\delta}^{13}C_{org}$와 ${\delta}^{15}N_{org}$)은 퇴적물 내 유기물이 주로 해성 조류 기원이며, 일반적인 해양 또는 정체 환경에서 퇴적되었음을 지시한다. 또한 TOC/N과 유기물 동위원소 값들(${\delta}^{13}C_{org}$와 ${\delta}^{15}N_{org}$)은 MIS 기간에 따른 변화가 없기 때문에, 동해 울릉분지에서 유기물은 MIS 기간에 상관없이 동일한 기원을 가지고 있다. 그러나 Rock-Eval 열분석 결과는 유기물 기원이 육성 식물이고, 열적 성숙단계가 미성숙단계임을 보여준다. 이러한 원소분석, 동위원소 분석과 열분석 간의 상반된 결과는 대서양, 이베리아 심해 평원 및 지중해 등에서 미성숙 단계 유기물에서도 관찰되었다 따라서 Rock-Eval은 열적으로 미성숙 단계 유기물의 특징을 잘 반영하지 못하는 것으로 추정되기 때문에, Rock-Eval을 이용하여 미성숙 단계 유기물의 특징을 규명할 때 주의가 필요하고 다른 지시자들의 결과를 종합적으로 판단하여야 한다. 즉 근지성 유형의 Cu(-Au)또는 Fe-Mo-W 광상에서는 탈가스화작용 이후에 나타나는 마그마수의 전형적인 특징을 보이는 반면, 다금속 광상과 귀금속 광상은 점이성 또는 원지성 유형으로 지표수(또는 순환수)의 혼입이 우세한 경향을 보인다.감성 마케팅의 사례를 소개하고, 그 가치를 재평가하여, 소비자 입장에서의 감성 마케팅과 디자인의 문제점을 소개하고, 앞으로 감성 디자인과 감성 마케팅의 전략적 차원에서 도입하려는 기업인이나 연구자에게 선행적 사례로 도움을 주는 것에 있다.의 실험결과 또한 control과 비교시 40% 발효주에서는 10배, 45% 고은 발효주에서는 100배 낮은 측정치가 나타났으므로 한약재의 색소성분을 휘발시키는 기술이 요구된다고 본다. 항균성실험에서 항균성 측정은 06 cm paper disk agar diffusion법을 이용하였으며, 43%의 발효주와, 45% 고온 발효주가 항균력이 가장 강력한 0.95 cm의 영향을 나타냈다. 사용한 사용한 Gram 양성, Gram 음성 균주는 Escherichia coli KCCM 11591를 제외하고는 0.8 - 0.95 cm로 항균력이 강했으며, Gram negitive의 Pseudomonas aeruginosa KCTC 1750 에서는 43% 발효주에는 0.95 cm, 45% 고은 발효주에는 0.95 cm의 항균성을 나타냈으며 관능평가에서도 가장 높게 났다. 관능평가에서는 45% 고온 발효주가 가장 높게 나타났으며, 항산화성 실험에 나타난 저온 45%의 갈색도의 측정과는 항산화성에서는 좀 다른 결과를 나타낸다. 그러나 항균성이 가장 높게 나타난 43-45%와 관능평가에서 가장 높게 나타난 45% 고온 발효주를 볼 때 본 연구에서는 고온 발효주 45%가 가장 우수한 전통주로 조사되었다. 발효주를 Elemental, Rock-Eval pyrolysis and isotopic analysis of the core sediments from the northwestern and eastern Ulleung Basin of the East were carried out to identify their geochemical characteristics, spatial and vertical variation and origin of organic matter in Upper Quaternary sediments from the northwestern and eastern Ulleung Basin of the East Sea. TOC, m and TS did not show spatial variation between the sampling locations whereas they showed systematic vertical variation associated with MIS stages related to the sea-level change of the East Sea. It is suggested that these past changes of sea-level influenced the sedimentary depositional environments and/or diagenesis which resulted the patterns observed in this study. Based on the results of TOC/N, TS/TOC, ${\delta}^{13}C_{org}\;and\;{\delta}^{15}N_{org}$ analysis, organic matters in the study area appears to be predominantly originated from the marine algae rather than land plant and deposited under normal marine oxic condition during MIS I and MIS III period, and under euxinic/anoxic condition during MIS II period. TOC/N, ${\delta}^{13}C_{org}\;and\;{\delta}^{15}N_{org}$ have a relatively constant value irrespective of MIS stages, implying that the organic matter source does not change by the sea-level fluctuations. However, the results of Rock-Eval pyrolysis indicates that the organic matter is in immature stage and originated from land-plant (Type III), locating in the immature stage land plant (Type III). Similar differences were reported from other areas such as the Atlantic Ocean, Iberia Abyssal Plain, Mediterranean Sea, suggesting that Rock-Eval method does not exactly reflect the characteristic of immature organic matters. Accordingly, the application of Rock-Eval pyrolysis for delineating the source of immature organic matters should be approached with caution and all other geochemical proxies should be considered altogether at the same time.