์ค์๋ฏธ
(Sang Mi Yoon)
์ต์ ํ
(Juna Hyun Choi)
โ
-
์ดํ์ฌ์๋ํ๊ต ํ๊ฒฝ๊ณตํ๊ณผ
(Department of Environmental Science and Engineering, Ewha Womans University)
ยฉ Korean Society on Water Environment. All rights reserved.
Key words
Dissolved organic matter, Fluorescence analysis, Ipobo, Spatial distribution
1. Introduction
์ ์ง๊ตฌ์ ๊ธฐํ๋ณํ๋ก ์ธํ ์ฌํด์๋ฐฉ๊ณผ ์์์ ํ๋ณด, ์ ์ง ๊ฐ์ ์ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก 4๋๊ฐ ์ฌ์
์ด ์งํ๋์์ผ๋ฉฐ, ๋ฏธ๋์ ๋ฌผ ๋ถ์กฑ๊ณผ ๊ฐ๋ญ์ ๋๋นํ๊ณ ์ฉ์ ๊ณต๊ธ๋ฅ๋ ฅ์
์ฆ๋ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ 16๊ฐ๋ณด๊ฐ 4๋๊ฐ(ํ๊ฐ, ๊ธ๊ฐ, ๋๋๊ฐ, ์์ฐ๊ฐ)์ ๊ฑด์ค๋์๋ค (Lee et al., 2012). ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ณด์ ๊ฐ์ ํ์ฒ ํก๋จ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ์ ์ค์ค์ ํตํด ํ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋ณํ์ํค๋ฉฐ ์์ฌ์ ์ฆ๊ฐ์ํค๊ณ ์์ฒด ํ๋ฆ์ ์ ์ฒด์์ผ ํ์ฒ ์งํ ๋ฐ ์๋ฆฌ์๋ฌธํ์
ํน์ฑ์ ๋ณํ์ํจ๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์๋ค(Chae et al., 2016; Kang, 2017; Li et al., 2013; You, 2013). ์ค์ ๋ก ๋จํ๊ฐ์ ์์นํ ์ฌ์ฃผ ๋ณด์์ ์ดํฌ๋ณด์ ์ด๋ฅด๋ 11.8 km ๊ตฌ๊ฐ์ ๋ณด ๊ฑด์ค๋ก ์ธํด 1.7๋ฐฑ๋ง m3์์ 14๋ฐฑ๋ง m3์ผ๋ก ์ ์๋์ด ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํจ๊ณผ ๋ ์์ ์ฒด๋ฅ ์๊ฐ์ 7.2์๊ฐ์์ 53์๊ฐ(2017๋
5์ ํ๊ท )์ผ ๋ก ์ฆ๊ฐํ์ฌ, ๋ณด ๊ฑด์ค์ด ํ์ฒ์ ์ ์๋๊ณผ ์ฒด๋ฅ์๊ฐ์
ํฌ๊ฒ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค(Chae et al., 2016; Hang Gang Watershed Management Committee, 2015; K-water, 2017).
์์ค ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ(Dissolved Organic Matter, DOM)์ ์ ์ฒด์์ ์๋ฌผ์ด ์ด์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ ๊ธฐํ์์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ๊ณต๊ธ์ ์ค ํ๋์ด๋ฉฐ ํ์์ํ๊ณผ
์ง์์ํ์์ ์ค์ํ ์ญํ ์ ๋ด๋นํ ๋ค(Fellman et al, 2010; Holbrook et al, 2006). ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ ๋ฌผ์ ์๋ถํด๋์ ๋ฐ๋ผ ํฌ๊ฒ ์๋ฌผ์ ์ฌ์ฒด๋ ๋ถ์๋ฌผ ๋ฑ์ด ํด ๋ฏนํ๋ฅผ ๊ฑฐ์ณ ํ์ฑ๋๋ ๋๋ถํด์ฑ ๋ฌผ์ง(Refractory DOM)๊ณผ ๋ฏธ์๋ฌผ
์์ฉ ๋ฐ ๋ถํด์ ์ํด ์์ฑ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง, ํ์ํ๋ฌผ, ์ ๊ธฐ์ฐ์ ์๋ถํด์ฑ ๋ฌผ์ง(labile DOM)๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค(Hur et al., 2006; Park and Hur, 2008). ์ด์ ๊ฐ์ด ๋ค์ํ ์์ฑ๊ธฐ์ ๋ฐ ๊ฒฝ๋ก๋ก ์ธํด ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ง์ ๋น๊ท ์ง์ ์ธ ๋ณตํฉ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ง๋ก ์กด์ฌํ๋ฉฐ ์ง์ญ ๋ฐ ์๊ณ ๋ณ, ์์ ์ข
๋ฅ์ ๋ฐ๋ผ ์๋ก ๋ค๋ฅธ
๋ถํฌ ํน์ฑ์ ์ง๋๊ณ ์๋ค. ๋ํ ์ง์ ๋๋ ๊ฐ์ ์ ์ผ๋ก ์ฉ ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋๋์ ์ฑ๋ถ์ ๋ฌผ์ง์ ์ํํ์ ๋ณํ์ ์์ ์ฑ, ์ด๋ ๋ฑ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ฏ๋ก(Chen et al., 2003; Stedmon et al., 2003), ์์ค ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋ถํฌ์ ๋ถํด ํน์ฑ์ ๋ ์ ์์ฒด์ ํน์ฑ์ ์ ๋ฐ์ํ๋ค๊ณ ํ ์ ์๋ค.
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ ๋ํํ๊ธฐ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก TOC ๋ถ์์ด ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๊ณ , ํฌ๋ก๋งํ ๊ทธ๋จ์ ์ด์ฉํ ๋ถ์๋ ์ธก์ , ๋ ์ง์ ์ด์ฉํ ์น์์ฑ ๋ฐ
์์์ฑ ์ฑ๋ถ ๋ถ๋ฆฌ, NMR, FT-IR๋ฑ์ ์ด์ฉํ ํ์๊ตฌ์กฐ ๋ถ์ ๋ฑ์ ํ์ฉํ๋ ์ ๋๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ ธ ์๋ค. ํ์ง๋ง ์ด๋ฌํ ๋ฐฉ๋ฒ๋ค์ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ๋ณต์กํ๊ณ
์ธก์ ์๊ฐ์ด ๊ธธ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ์ฉํ๋๋ฐ ํ๊ณ๊ฐ ํฌ๋ฏ ๋ก, ์๋ฃ์ ์ ์ฒ๋ฆฌ๊ฐ ํ์ํ์ง ์๊ณ , ์ ์ ์๋ฃ๋์ผ๋ก ๋น ๋ฅด๊ณ ๊ฐ๋จํ๊ฒ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋ํ ๋ค์ํ ์ ๋ณด๋ฅผ
์ป์ ์ ์๋ ๋ถ๊ดํ ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ๋ฐํ ์งํ๋๊ณ ์๋ค(Baghoth et al., 2011; Hur et al., 2007; Lee et al., 2009; Santin, 2009). ๋ถ ๊ดํ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ UV/Vis ํก๊ด๋๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ๊ณ ์ ํ๊ด ์ ๋ถ์ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๋๋์ด์ง๋ฉฐ, UV/Vis ํก๊ด๋์ ๋ฌ๋ฆฌ ํ๊ด ๋ถ์ ๋ฐฉ๋ฒ์
๋ถ์ ๋ด ๋ฐ ๋ถ์๊ฐ์ ์ํธ ์์ฉ๊ณผ ๊ด๋ จ ๋ ๋์ ํน์ฑ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์์ฉ๊ธฐ, ๊ตฌ์กฐ ๋ฐ ์ด์ง์ฑ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ์ ๋ณด๊น์ง๋ ์ ๊ณตํ๋ค. ์์ฐ์์ ์กด์ฌํ๋ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์์
์๋น ๋ถ๋ถ(50 ~ 75 %)์ด ํ๊ด์ ๋๊ณ ์๋ ํด๋ฏน๋ฌผ์ง๋ก ์ด๋ฃจ ์ด์ ธ ์๊ณ (Cumberland and Baker, 2007), ์์ฐ์ ์ํ์์ ์ธก์ ๋๋ ํ๊ดํน์ฑ์ ๋๋ถ๋ถ์ด ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ํด ๋ํ๋ ๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์์ผ๋ฏ๋ก(Stewart and Wetzel, 1980), ํ๊ด ๋ถ์ ์ ํตํด ์์ฐ์์ ๋๋ต์ ์ธ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ํน์ฑ์ ๋ถ์ํ ์ ์๋ค(Chen et al., 2003). EEM ํ๊ด๋ถ์(Excitation-Emission Matrix Fluorescence Analysis)์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ํํ์ ๊ตฌ์ฑ๊ณผ ๋๋์ ๋ฐ๋ผ
ํ๊ด ์คํํธ๋ผ์ ๋ชจ์๊ณผ ๊ฐ๋๊ฐ ๋ฌ๋ผ์ง๋ฉฐ, ์ผ์ ํ ์ฌ ๊ธฐ ํ์ฅ(excitation wavelength)์์ญ์ ์๋ฃ์ ์กฐ์ฌํ์ฌ ์ป์ ํ๊ด(emission)์
๋ํ EEM ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํตํด ๋์ ์์ฒด์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ํ์
ํ ์ ์๋ค(Stdemon and Bro, 2008).
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋จํ๊ฐ์ ์์นํ ์ดํฌ๋ณด๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ๋ณด ๊ฑด์ค๋ก ์ธํ ํ์ฒ์ ์๋ฆฌํ์ ํน์ฑ ๋ณํ๊ฐ ์ง๋ฅ์ธ ์ํ์ฒ๊ณผ ๋ณตํ์ฒ ์ ํตํด ์ ์
๋๋ ์ค์ผ๋ฌผ์ง์ ์์ฒด
๋ด ๊ฑฐ๋ ๋ฐ ๊ณต๊ฐ์ ๋ถํฌ ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์ดํด๋ณด๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ ๊ธฐ์ ๋๋(Conductivity) ์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ํน์ฑ ๋ถ์์ ์ํํ์๋ค. ์ ๊ธฐ์ ๋๋
๊ฐ ์ ๋ณํ๋ฅผ ํตํด ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง๋ค์ ์์ฒด ์ ์
๋ฐ ๊ฑฐ๋์ ํ ์
ํ์๊ณ , ํ๊ด๋ถ์์ ์ด์ฉํ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ํน์ฑ ๋ถ์์ ์ํํ์ฌ ๋ณด ๊ฑด์ค์ด ๋์ ์์ฒด
๋ด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๊ณต๊ฐ์ ๋ถํฌ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ถ์ํ์๋ค.
2. Materials and Methods
2.1. ์ฐ๊ตฌ ๋์ ๋ฐ ์๋ฃ ์ฑ์ทจ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ํ๊ฐ์ ์์นํ ์ดํฌ๋ณด ์๋ฅ ์์ฒด๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ์งํ๋์๋ค. ์ดํฌ๋ณด๋ ๋ํ๋ฏผ๊ตญ ๊ฒฝ๊ธฐ๋ ์ฌ์ฃผ์ ์ฌ์ฃผ๊ตฐ ๊ธ์ฌ ๋ฉด ์ดํฌ๋ฆฌ์ ์์นํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ฅ์
2๊ฐ์ ์ง๋ฅ, ์ํ์ฒ ๊ณผ ๋ณตํ์ฒ์ด ํ๋ฌ ๋ค์ด์ค๊ณ ์๋ค. ์ดํฌ๋ณด๋ โ4๋๊ฐ ์ฌ์
โ์ ์ํด 4๋๊ฐ(ํ๊ฐ, ๊ธ๊ฐ, ๋๋๊ฐ, ์์ฐ๊ฐ)์ ๊ฑด์ค๋ 16๊ฐ์ ๋ค๊ธฐ๋ฅ๋ณด
์ค ํ๋๋ก, ์ด ๋๋น 591 m ์ค ๊ฐ๋๋ณด 295 m, ๊ณ ์ ๋ณด 296 m์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค. ๋ณด ์ฃผ๋ณ์ ์์ค๊ด์ฅ, ๋ฌธํ๊ด ๊ด, ์์ฐํ ์ด๋, ์ ๋ง๋
๋ฑ์ ์น์์์ค์ด ์๊ณ , ์ธ๊ทผ์ ์์ฐ ํ์ต์ฅ, ์์ ๊ฑฐ์ผํฐ, ์บ ํ์ฅ, ํผํฌ๋ ๊ณต์ ๋ฑ์ด ์กฐ์ฑ๋์ด ์ ๊ณ (Yeoju city, 2015), ํ ์งํผ๋ณต๋(ME, 2010)๋ฅผ ํตํด ์ดํฌ๋ณด ์ฃผ๋ณ์ ํ ์ง ์ด์ฉ์ ๋ณด๋ฉด ์ดํฌ๋ณด ์ ์ญ์ ํ์ฝ์ ์ฐ๋ฆผ์ง์ ๋๊ฒฝ์ง๊ฐ ๋์ ๋น์ค์ผ๋ก ๋ถํฌํ๊ณ ์๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ 2017๋
5์ 13์ผ์ ์๋ฃ ์ฑ์ทจ ๋ฐ ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ์ธก์ ์ ์งํํ์๋ค(Fig. 1). ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๊ณต๊ฐ์ ๋ถํฌ๋ฅผ ๋ถ์ํ ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์์๋ฃ๋ฅผ ๋ณด ์๋ฅ 5๊ฐ ์ง์ (์ข
๋ฐฉํฅ)์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํ์ฒ ๋จ๋ฉด์ ์ค์๊ณผ ์์์์ ํ์ฒ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก 50 m
์ง์ (ํก ๋ฐฉํฅ)์์ ์๋ฃ๋ฅผ ์ฑ์ทจํ์๊ณ , ์์ฌ์ด 1 m ์ด์์ธ ๊ฒฝ์ฐ ํ ์ธต(์์ง๋ฐฉํฅ)์ ์์๋ฃ๋ฅผ ์ฑ์ทจํ์ฌ ์ด 25๊ฐ์ ์๋ฃ๋ฅผ ์ป์ ๋ค. ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ
๋ถ์์ ์ํด ์์๋ฃ ์ฑ์ทจ ์ ์ ๋ฆฌ ์ฌ์ ํํฐ(GF/F filter, 0.7 ฮผm pore size)๋ก ์ฌ๊ณผํ์ฌ ์
์์ฑ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ ๊ฑฐํ์๋ค. ์ ๊ธฐ๋ฌผ
๋ถ์์ ์ํ ์๋ฃ ์ฑ์ทจ์ ๋ณํ ํ์ฌ ์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ๊ณต๊ฐ์ ๋ถํฌ์ ๋ํ ๋ถ์์ ์ํํ์๋ค. ์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ณด ์๋ฅ 8๊ฐ ์ง์ (์ข
๋ฐฉํฅ)์ ๋์์ผ๋ก ํก๋ฐฉํฅ
5๊ฐ ์ง์ , ์์ง๋ฐฉํฅ 2๊ฐ ์ง์ ์์ ํ์ฅ ์ธก์ ํ์ฌ ์ด 80๊ฐ์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ป์๋ค.
Fig. 1. The study site and experiment points. The C means points for the conductivity measurement and the S+C stands for the water sample collection and conductivity measurement concurrently. The blue arrows stands for the inflowing tributaries, and the red line stands for the weir, Ipobo.
2.2. ์คํ๋ฐฉ๋ฒ
์ง๋ฅ๋ฅผ ํตํ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง์ ์ ์
๊ณผ ์์ฒด ๋ด์์์ ์ด๋ ์ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด ์๋ฃ ์ฑ์ทจ ์ YSI(YSI-85, YellowSprings, OH, USA)๋ฅผ
์ด์ฉํด ์ ๊ธฐ์ ๋๋๋ฅผ ์ธก์ ํ์๊ณ , ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ ๋ฌผ์ ํน์ฑ์ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํด ์ฑ์ทจ๋ ์์๋ฃ๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ์ค ํ์ค์์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์(Dissolved Organic
Carbon) ์ธก์ ๊ณผ ํ๊ด๋ถ์(Fluorescence analysis)๋ฅผ ์ค์ํ์๋ค. ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ ์๋ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ธก์ ํ๋ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์งํ๋ก, ์์ค
์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ํจ๋์ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ฃผ์ ์์์ธ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ ํ์์ ์ํด ์ธก์ ํ ์ ์๋ค(Leenheer and Croue, 2003; Ogawa and Tanoue, 2003). ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์๋ TOC analyzer (TOC-L, shimadzu, Japan)์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ถ์ํ์๊ณ , ํด๋ฏน๋ฌผ์ง ํจ์ ๋์ ๋ํ๋ด๋ ๊ณ ์ ํก๊ด๋(Specific
UV Absorbance, SUVA)๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๊ธฐ ์ํด UV spectrometer(Biochrom, UK) ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์์ธ์ /๊ฐ์์ ํก๊ด๋ ๋ถ์๋
๋ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ์ํ ํ๋ค(Hur et al., 2006). SUVA๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ํฌํจ๋ ๋ฐฉํฅ์กฑ ์ ๊ธฐํ์์ ์๋์ ํจ๋์ ๋ํ๋ด๋ ์งํ๋ก, ์๋ฃ์ UV 254 nm ํก๊ด๋๋ฅผ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์ ๋๋๋ก ๋๋ ๊ฒ์ด๋ค.
SUVA๊ฐ ์ด ๋์์๋ก humic substance์ ๊ฐ์ ์์์ฑ์ ๋ฐฉํฅ์กฑ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ง์ด ์ฐ์ธํ๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค(Leenheer and Croue, 2003). ํ๊ด๋ถ์์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ง ๋ถ์์ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ฐฉ๋ฒ ์ค ํ๋์ธ ํ๊ด๋ถ์๊ธฐ(Hitachi Fluorescence Spectrometer, F- 7000)์
์ด์ฉํด 3D-matrix ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๊ฐ์ ์ป์๋ค. ๊ด์์ 700 V์์ Xenon lamp๋ฅผ ์ด์ฉํ์๊ณ ์์ ์
(quartz cell) ์ ์ด์ฉํด ์ฌ๊ธฐํ์ฅ(Excitation
Wavelength)์ 250 ~ 400 nm ์ ๋ฒ์์์ ์ฌ๋ฆฟ ํญ(slit width) 5 nm๋ก, ๋ฐฉ์ถํ์ฅ(Emission Wavelength)
290 ~ 540 nm์ ๋ฒ์์์ ์ฌ๋ฆฟ ํญ 1 nm๋ก ํ ์ฌ, ๊ตฌ๊ฐ ๋ด ๋ชจ๋ ํ๊ด๊ฐ๋๋ฅผ ์ป๋ ๋ถ์์ ์ค์ํ์๋ค. ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋๋๊ฐ ๋๋ฌด ๋์์ ์ธก์ ์ด
์ด๋ ค์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์๋ฃ ๋ฅผ ํฌ์ํ์ฌ ์ธก์ ํ๊ณ , ๊ฒฐ๊ณผ์ ํฌ์ ๋ฐฐ์๋ฅผ ๋ฐ์ํ์๋ค.
์ ๊ฐ์ ์ด์ฉํด ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ ํน์ฑ๊ณผ ๊ธฐ์์ ๊ดํ ์งํ; HIX(humification Index), BIX(Biological Index), FI(Fluorescence
Index)๋ฅผ ๊ณ์ฐํ์๋ค. HIX๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ํด๋ฏนํ๋จ (lower H/C ratio)์ ๋ฐ๋ผ ํ๊ด์ธ๊ธฐ๊ฐ ์ฅํ์ฅ์ผ๋ก ๊ฐ์๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ ์ฑ์ง์ ์ด์ฉํด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์
ํด๋ฏนํ ์ ๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ์งํ์ด๋ฉฐ, ์ฌ๊ธฐํ์ฅ 254 nm์์ ๋ฐฉ์ถํ์ฅ 435 ~ 480 nm ๋ฒ ์์ ํ๊ด์ธ๊ธฐ์ ํฉ์ ๋ฐฉ์ถํ์ฅ 300 ~ 345 nm์
ํฉ์ผ๋ก ๋ ๋์๋ค(Zsolnay et al., 1999). BIX์ FI๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๊ธฐ์์ ๋ํ ์งํ๋ก ๋จผ์ BIX๋ ์ฌ๊ธฐํ์ฅ์ด 310 nm์ผ ๋, ๋ฐฉ์ถํ ์ฅ 380 nm์ ํ๊ด์ธ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐฉ์ถํ์ฅ 430
nm์ ํ๊ด์ธ๊ธฐ๋ก ๋ ๋ ๊ฐ์ด๊ณ , FI๋ ์ฌ๊ธฐํ์ฅ์ด 370 nm์ผ ๋, ๋ฐฉ์ถํ์ฅ 450 nm ์ ํ๊ด์ธ๊ธฐ๋ฅผ 500 nm์ ํ๊ด์ธ๊ธฐ๋ก ๋๋ ๊ฐ์ด๋ค(Birdwell and Engel, 2010).
์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์์ ์ธก์ ์ ํตํด ์์ฒด์ ํฌํจ๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ์ (quantity)์ ๋ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ํ์
ํ ์ ์์ผ๋, ์ ๊ธฐ๋ฌผ ์ข
๋ฅ (quality)์ ๋ํด์๋
ํ์
ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค(Matilainen et al., 2011). EEM ํ๊ด ๋ถ์์ ํตํด ์ฐ์ถ๋๋ ์งํ๋ค๋ ํน์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ์ข
๋ฅ์ ๋ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋๋ต์ ์ผ๋ก ์ ์ํ๊ธฐ ํ์ง๋ง ํ ๊ด ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ค์ฒฉ ๋ฐ ๊ฐ์ญ ํจ๊ณผ
๋๋ฌธ์ ์ ๋ณด๊ฐ ์ ํ์ ์ผ ์ ์๋ค(Yang et al., 2015). ์ด๋ฅผ ๋ณด์ํ๊ธฐ ์ํด Matlab (The MathWorks, Natick, MA, USA)์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ค๋ณ๋ ๋ถ์๊ธฐ๋ฒ(Multivariate
modeling technique)์ธ Parallel Factor Analysis(์ดํ PARAFAC)์ ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ์ํํ์๋ค. ์ด ๋ฐฉ ๋ฒ์ ๊ฐ ์ฑ๋ถ๊ณผ
๊ธฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ๊ด ํน์ง์ ๊ฐ๋ณ์ ์ธ ๊ตฌ์ฑ์ ์(Component)์ผ๋ก ๋ถํดํ๊ณ , ์ ์ฒด ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ ํ๊ด์ ๋ ํ ๊ฐ ๊ตฌ์ฑ์์์ ์๋์ ๊ธฐ์ฌ๋๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค(Bro and Kiers, 2003; Fellman et al., 2010). PARAFAC ๋ชจ๋ธ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ ์ ์ (1)๋ก ํํ๋ ์ ์๋ค.
i = 1,...,I; j=1,...,J; k=1,...,K
xijk๋ emission wavelength์ j๋ฒ์งธ ๋ณ์์ excitation wavelength์ k๋ฒ์งธ ๋ณ์์์ ์ธก์ ๋ i๋ฒ์งธ ์ํ์ ํ๊ด๊ฐ ๋์ด๋ฉฐ, aif, bjf, ckf๋ ๋ชจ๋ธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ ๊ฐ Component ๋ฐ ์์ฐจ(residual)์ ๋ํ ์ํ๊ณผ ๋ณ์์ ์ค์์ฑ์ ์ค๋ช
ํ๋ ๋งค๊ฐ๋ณ์์ด๋ค. aif๋ ์ํ i์์ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก Score๋ก ์ ์ ๋๋ฉฐ Component f์ ์๋์ ์ธ ๋๋๋ก ํด์๋ ์ ์๋ค. bjf์ ckf๋ ๊ฐ๊ฐ ๋ถ์ ๋์ f์ emission spectrum๊ณผ excitation spectrum์ผ๋ก ์ถ์ ๋๋ค. eijk๋ ๋ชจ๋ธ์ ์ํด ์ถ์ ๋์ง ์๋ ๋ณ์ด(variation)๋ฅผ ํฌํจํ๋ค(Andersen and Bro, 2003). ๋ณธ ์ฐ ๊ตฌ์์๋ PARAFAC์์ ์ป์ ๊ฐ Component์ ์ ํ๋
ผ๋ฌธ ์ ๋น๊ตํ์ฌ ์ดํฌ๋ณด ์์ฒด์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๊ธฐ์๊ณผ ์ฑ๋ถ์ ์ถ์ ํ ๊ณ ์ ํ๋ค.
2.3. ํต๊ณ ๋ฐฉ๋ฒ
๋ฐ์ดํฐ์ ๊ณต๊ฐ์ ๋ถํฌ๋ฅผ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด SURFER Version 13 (Golden Software, Golden, Colorado, USA)์ ์ด์ฉํด
๊ฐ ์ฑ์ทจ ์ง์ ์ ์ขํ์ ๊ฐ์ ๊ฒฝ๊ณ ์ขํ, ๊ฐ๊ฐ์ ์คํ ๋ฐ์ด ํฐ ๊ทธ๋ฆผ(Fig. 2, Fig. 3)์ผ๋ก ๋ํ๋ด์๊ณ , ์๋ฃ ๋ฐ์ดํฐ ๊ฐ ๋ณด ๊ฐ๋ฒ(interpolation)์ผ๋ก๋ Kriging๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. Kriging ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ณต๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ
๋ณด๊ฐํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ์ค ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก, ์ฃผ์์ ์ค์ธก ๊ฐ๋ค์ ๊ฐ์ค์ ํ์กฐํฉ(weighted linear combination)์ผ๋ก ์์ธก ๊ฐ์ ์ฐ์ถํด
๋ถ์ฐ์ ์ต์ํํ์ฌ ํธ ํฅ๋์ง ์์ ์ต์ ์ ๊ฐ์ ์ ๊ณตํ๋ ์ง๊ตฌํต๊ณํ์ ๊ทธ๋ฆฌ๋ฉ (geostatistics gridding) ๊ธฐ๋ฒ์ด๋ค. Kriging ๊ธฐ๋ฒ์๋
๋จ์ ํฌ๋ฆฌ ๊น
(simple kriging), ์ ๊ท ํฌ๋ฆฌ๊น
(ordinary kriging), universal kriging ๋ฑ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ๋ฐฉ์์ด ์๋ค(Cressie, 1990; Kis, 2016). ๋จ์ ํฌ๋ฆฌ๊น
์ ์ค์ฐจ๋ถ์ฐ์ ๋จ์ํ ์ต์๋ก ํ๋ ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ๊ตฌํ์ฌ ์ค์ธก๊ฐ๋ค์ ์ ํ์กฐํฉ์ผ๋ก ์์ธก๊ฐ์ ์ฐ์ถํ๋๋ฐ, ์ด ๊ฒฝ์ฐ ์ถ์ ์์ด ํธํฅ๋์ด ์ถ์ ์ ํ๊ท ์ด
๋ชจ์ง๋จ์ ํ๊ท ๊ณผ ์ผ์นํ์ง ์๋ ํ๊ณ๊ฐ ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ฌ์ฉ๋ kriging ๋ฐฉ์์ ๋จ์ ํฌ๋ฆฌ๊น
์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ณด์ํ์ฌ ์ถ์ ์์ด ํธํฅ๋์ง ์์ผ๋ฉด์ ์ค์ฐจ๋ถ์ฐ์
์ต์๋ก ํ๋ ํฌ๋ฆฌ๊น
๊ธฐ๋ฒ์ธ ์ ๊ท ํฌ ๋ฆฌ๊น
๋ฐฉ๋ฒ์ด ์ฌ์ฉ๋์๋ค(Kim et al., 2008). ์ ๊ท ํฌ๋ฆฌ๊น
์ ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค(์ (2)).
Fig. 2. Spatial distribution of the conductivity of matter found in the upstream area of Ipobo.
Fig. 3. Spatial distribution of the dissolved organic carbon in the upstream area of Ipobo.
z๋ ํฌ๋ฆฌ๊น
์ ์ด์ฉํ ์์ธก์น์ด๋ฉฐ, ฮปi์ zi๋ ๊ฐ๊ฐ i๋ฒ์งธ ์ง์ ์ ์ค์ธก๊ฐ์ ๊ฐ์ค์น์ ์ค์ธก๊ฐ์ด๋ค. ๋ํ ์ต์ ์ ์ ํ ๋ฐฉ์ ์(linear predictor)์ด ๋๋ ค๋ฉด ์ค์ฐจ๋ถ์ฐ์ด ์ต์๊ฐ ๋์ด ์ผ ํ๋ค. ์ค์ฐจ๋ถ์ฐ์
์์ธก๊ฐ z์ ์ฐธ๊ฐ ๊ณผ์ ์ฐจ์ด์ ๋ํ ๊ธฐ ๋๊ฐ E๋ก ํํํ๋ค.
์ (3)์์ ํฌ๋ฆฌ๊น
์ ์ค์ฐจ๋ถ์ฐ์ด ์ต์๊ฐ ๋๋ ๊ฐ์ค์น ฮปi๋ฅผ ๊ตฌํ๋ฉด ๋จ์ ํฌ๋ฆฌ๊น
๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ฉฐ, ์ ๊ท ํฌ๋ฆฌ๊น
์ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ค ์น๋ฅผ ๋ํ์ ๋ 1์ด ๋๋๋ก ๋ถํธํฅ ์กฐ๊ฑด(unbiased condition) ์ ์ถ๊ฐํ์ฌ
์ (4)๋ฅผ ๋์์ ๋ง์กฑํ๋ ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ์ (3)์ ์ด์ฉํด ๊ตฌํ๋ฉด ๋๋ค(Cressie, 1990; Woo et al., 2006).
3. Result and Discussion
3.1. ์ ๊ธฐ์ ๋๋, ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์ ๊ฒฐ๊ณผ
์ ๊ธฐ์ ๋๋๋ ์์ฒด์ ์ฉ์กด๋์ด ์๋ ์ ํด์ง ์ด์จ(solute ions)์ ๋ํ ์งํ๋ก, ๋ฌผ์์ ์ ๋ฅ๊ฐ ํ๋ฅด๋ ๋ฅ๋ ฅ์ ์ธก์ ํ ๊ฒ์ด๋ค. ์์ฒด์๋ ๋ค์ํ
์ด์จ์ด ์ฉ์กด๋ ์ํ๋ก ์กด์ฌํ๋ฉฐ ๊ฐ๊ณผ ํ์ฒ์์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ๋ณํ๋ ๋ฌผ์ด ํ๋ฅด๋ ์ฃผ๋ณ ์ง ์ญ์ ์ง์ง๊ณผ ํ ์ง์ด์ฉ ๋ฑ์ ์ํฅ์ ๋ฐ๋๋ค. ๋๋ถ๋ถ์ ๋ด์ ๋
์ฃผ๋ณ ํ๊ฒฝ์ ๋ณํ๊ฐ ์๋ค๋ฉด ์ผ์ ํ ์ ๊ธฐ์ ๋๋๋ฅผ ์ ์ง ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ๊ฐ์ ๋ณํ๋ฅผ ํตํด ํน์ ์ค์ผ์์ด ์์ฒด์ ์ ์
๋์์์ ์ ์ ์๋ค(Jung, 2015; EPA, 2012). ์ฌ๋ฌ ๋
ผ๋ฌธ์์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋๋ ์จ๋์ ํจ๊ป ์์ฒด์ ๊ฑฐ๋๊ณผ ์ ํ์๊ฐ, ์งํ์-์งํ์ ๊ตํ ๋ฑ์ ๊ด์ฐฐํ๊ธฐ ์ํ ์์ฐ ์ถ์ ์(natural tracer)๋ก
์ฌ์ฉ๋์๋ค(Cirpka et al, 2007; Vogt et al, 2010). ๋ํ Monterio et al. (2014)์ ์ํ๋ฉด Amoazonian blackwater ์ ์ญ์์ 2๋
๋์ 30๋ถ ์ฃผ๊ธฐ๋ก double beam UVVis spectrometer๋ก ์ธก์ ํ
์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๋๋์ conductivity meter๋ก ์ธก์ ํ ์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ์กฐ์ฌํ์๋๋ฐ, ์ ์ฒด ์ฃผ๋ณ ์ ์ญ ํ๊ฒฝ์ ํํ์ ํน์ฑ ๋ณํ๊ฐ ํฌ์ง
์์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ๊ณผ ์ ๊ธฐ์ ๋๋๊ฐ ๋์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ๊ฐ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค(ํ์๊ธฐ r2 = 0.99, ๊ฐ์๊ธฐ r2 = 0.97). ๋ณธ ์คํ์์ ์ฌ์ฉ๋ ์๋ฃ๋ ๊ฐ์๊ธฐ์ธ 5์์ ์ฑ์ทจ๋์ด ํ๊ฒฝ ๋ณํ์ ๊ฐ์ฐ ๊ฐ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ด ์ ๊ณ , ์ดํฌ๋ณด ์๋ฅ๋ก ๋์์ ํ์ ํ์ ์ผ๋ฏ๋ก
์์ฒด๊ฐ ๋น์ทํ ํํ์ ํน์ฑ์ ๊ฐ๋๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ง๋ฅ์ธ ์ํ์ฒ๊ณผ ๋ณตํ์ฒ์ ํต ํด ์ ์
๋ ์ค์ผ๋ฌผ์ง์ ์์ฒด ๋ด ๊ฑฐ๋ ๋ฐ ๊ณต๊ฐ์
๋ถํฌ๋ฅผ ์ด ํด๋ณด๊ธฐ ์ํด ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ๊ฐ์ ๋ถ์ํ์๋ค. Fig. 2์ ๋ณด๋ฉด ์ธก์ ๋ ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ๊ฐ์ 227 ~ 1,037 ฮผS/cm๋ก ๋์ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ํ๋ด์๊ณ , ์ง๋ฅ์ธ ์ํ์ฒ๊ณผ ๋ณตํ์ฒ์ด ์ ์
๋๊ธฐ ์ ์๋ฅ์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋
๊ฐ์ 240 ~ 260 ฮผS/cm ์ ๋๋ก ์์ฒด ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋น์ทํ ๊ฐ์ ๋ณด์๋ค. ์ํ์ฒ ์ ์
๋ถ์์ 278 ฮผS/cm๋ก ๋ณธ๋ฅ ์ ๋นํด ์กฐ๊ธ ๋์ ๊ฐ์
์ ๊ธฐ์ ๋๋๊ฐ ์ธก์ ๋์๊ณ , ๋ณตํ์ฒ ์ ์
๋ถ์์๋ 1,037 ฮผS/cm๋ก ์๋นํ ๋์ ๊ฐ์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ๊ฐ ์ธก์ ๋์ด ๋ณตํ์ฒ์ ์ํด ๋ง์ ์์ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง๋ค์ด
์ ์
๋๋ ๊ฒ์ ์ถ์ ํ ์ ์์๋ค. ์ํ์ฒ์์ ์ ์
๋ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง๋ค์ ์ข์์ ๋ฐ๋ผ ์ด๋ํ๋ค๊ฐ ๋ณตํ์ฒ ์ ์
์ด์ ์ ํฌ ์๋๊ณ , ๋ณตํ์ฒ์์๋ ์ดํฌ๋ณด ์์ฒด
์์ธต์ผ๋ก ๋์ ๋๋์ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง์ด ์ ์
๋์ด ํ์ธต์ ์ผ๋ถ๋ถ๊ณผ ์ ์
๋ ์ง์ ์ ์ฐ์๊น์ง ๋์ ๋ฒ์๋ก ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค (Fig. 2). ๋ณตํ์ฒ ์ ์
์ดํ์๋ ๋ณตํ์ฒ์ด ์ ์
๋๋ ๋ถ๋ถ์ธ ์ข์์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ๋๋๊ฐ ๋์์ผ๋, ์ดํ ์ ์ ํฌ์๋์ด ๋ณด ๊ทผ์ฒ์์๋ ์ ์
๋๊ธฐ ์ด์ ์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋
๋๋์ ๋น์ทํ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค(Fig. 2). ๋ณตํ์ฒ์ ์ ์
๋๋๊ฐ ํนํ ๋์ ์ด์ ๋ ์ฃผ๋ณ์ ์๊ท๋ชจ ์ถ์ฐ์์ค ๋ฐ ๋๊ฒฝ์ง๊ฐ ๋ง์ด ์กด ์ฌํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ์ถ์ ๋๋ค.
์์ฒด ๋ด ์ฃผ๋ ํ์ ๊ณต๊ธ์์ธ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋ถํฌ๋ ๋์ ์์ฒด์ ํน์ฑ์ ์ ๋ฐ์ํ๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์์ผ๋ฏ๋ก, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์๋ ์ง๋ฅ์ธ ์ํ์ฒ๊ณผ ๋ณตํ์ฒ์ ํตํด
์ ์
๋ ์ค์ผ ๋ฌผ์ง๋ค ์ค ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ด์ ์ ๋ง์ถฐ์ ๋ถ์์ ์งํํ์๊ณ , ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋ํ ์งํ์ธ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. ์ด ํฌ๋ณด ์๋ฅ ์์ฒด์
์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์๋ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ, 1.08 ~ 3.78 mg/L์ ๋ฒ์๋ก ๋ํ๋๋ฉฐ, ์ง๋ฅ ์ ์
์ดํ ๋ณธ๋ฅ์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๋๋๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด ์ํ์ฒ ์ ์
ํ
์ข์์์ 3.78 mg/L, ๋ณตํ์ฒ ์ ์
์ดํ ์ข์์์ 1.79 mg/L๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ ๋ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์ ์ํ ์ฑ์ทจ์ง์ ์ด ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ํ์ฅ ์ธก์
์ง์ ์ ๋นํด ๋ค์ ์ง๋ฅ ์ ์
๋ถ์์ ๋จผ ์ง์ ์์ ์ด๋ฃจ์ด์ก ๊ณ , ์ํ์ฒ์ ๋นํ์ฌ ๋ณตํ์ฒ์ ์ฑ์ทจ ์ง์ ์ด ์ง๋ฅ์ ๋ ๋ฉ ๋ฆฌ ๋จ์ด์ ธ ์์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ณธ๋ฅ์ ์ํ
ํฌ์ ํจ๊ณผ๊ฐ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์, ์ฐ๋ฆฌ ์คํ๊ณผ ๋น์ทํ ์๊ธฐ์ ์ธก์ ๋ ํ๊ฒฝ๋ถ ๋ฌผํ๊ฒฝ์ ๋ณด์์คํ
(K-water, 2017)์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์ ๊ฒฐ๊ณผ(์ํ์ฒ 2, ๋ณตํ์ฒ 4)๋ฅผ ์ถ๊ฐํ์ฌ Fig. 3์ ์ ์ํ์๋ค. ๋์ฒด์ ์ผ๋ก ์ง๋ฅ์์ ๋์ ๋๋์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ์ดํฌ ๋ณด ์๋ฅ ์์ฒด๋ก ์ ์
๋๊ณ ๋ณธ๋ฅ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ํ๋ฅด๋ฉด์ ์ ์ฐจ ํฌ์ ๋๋ค๊ฐ ๋ณด ์ฃผ์์ ์ฐ์ ์์ธต๋ถ์์
๋ค์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๋๋๊ฐ ๋ ์์ง๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๊ณ ์๋ค(Fig. 3).
3.2. ๋๋ถํด์ฑ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ์งํ ๊ฒฐ๊ณผ; SUVA, HIX
์๋ฃ์ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ๊ณ์ฐ๋ SUVA ๊ฐ์ 0.62 ~ 3.44 ์ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ํ๋ด์์ผ๋ฉฐ(Fig. 4(a)). ์ง์ ๋ณ๋ก ๋๋์ด ์ผ์์ผ ์ฐจ๋ถ์ฐ๋ถ์(One-way Analysis of Variance, ์ดํ ANOVA)์ ์ค์ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ ์ ์์ค 0.1์์ค์์
SUVA๊ฐ์ด ์ง์ ๋ณ๋ก ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ด์๊ณ (p-value = 0.0728), Student-Neumann-Kuels ์ฌํ๋ถ์์ ํตํ์ฌ ๋ณตํ์ฒ ์ ์
์ ์ํด
์ฐจ์ด๊ฐ ๋ฐ์ํจ์ ์ ์ ์์๋ค. ๋ณตํ์ฒ ์ ์
์ดํ ํ์ฒ ์ฐ์ ์์ธต๋ถ์ ์ค์ ํ ์ธต๋ถ์์ ๋์ SUVA ๊ฐ์ด ๋ํ๋จ์ ์ ์ ์๋ค(Fig. 4(a)).
Fig. 4. Spatial distributions of (a) SUVA, (b) HIX, (c) BIX, and (d) FI in the upstream of Ipobo. Surface means water samples collected river surface and bottom means water samples collected river bottom when water depth is more than 1 m.
HIX ๊ฐ์ 2.63 ~ 6.53์ ๋ฒ์๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ฉฐ(Fig. 4(b))), ANOVA ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ ์ง์ ๋ณ HIX๊ฐ์ ๋ณ๋์ด ์ ์๋ฏธํ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ (p-value = 0.31)์ ์ ์ ์์๋ค. ํ์ง๋ง Fig. 4(b)๋ฅผ ํตํด HIX๊ฐ์ด ๋ณด์ ๊ฐ๊น์ ์ง์๋ก ์ ์ ๋์์ง๋ ๊ฒฝํฅ์ฑ์ ๊ฐ ์ง๋ฉฐ, ์ดํฌ๋ณด ์ฐ์ ์์ธต๋ถ์์ ์ดํฌ๋ณด ์๋ฅ ์์ฒด ์ค ๊ฐ์ฅ ๋์ HIX ๊ฐ์ธ 6.53์
๋ํ๋๋ค. HIX ๊ฐ์ด 5๋ณด๋ค ์์ผ๋ฉด ์๋ฌผ์ ๋ฐ์ด์ค๋งค์ค๋ ๋๋ฌผ์ ๋ฐฐ์ค๋ฌผ์์ ์ ๋๋ ์์ฑ๋ ์ง ์ค๋๋์ง ์์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์์ ๋ํ๋ธ๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์์ผ๋ฏ๋ก (Birdwell and Engel, 2010), ์ธก์ ๋ HIX ๊ฐ์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ณด ๊ทผ ์ฒ์ ์กด์ฌํ๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋ค๋ฅธ ์ง์ ๋ค์ ๋นํด ์์ฑ๋ ํ ์ด ๋ ์ ๋ ์ง๋ฌ์ง๋ง ๋ถํด๋์ง ์์ ๋๋ถํด์ฑ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ๋ณด์
์ํด ํ๋ฆ์ด ์ ์ฒด๋จ์ ๋ฐ๋ผ ์ถ์ ์ด ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ถ์ ๋๋ค. ์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ๋๋ถํด์ฑ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์งํ์ธ SUVA, HIX๋ ๋ณตํ์ฒ์
์ ์
์ผ๋ก ๊ฐ์ด ๋์์ก๋ค๊ฐ ํ๋ฆ์ ์ํด ํฌ์๋๋ฉด์ ๋ค์ ๋ฎ์์ง๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ธ๋ค(Fig. 4(a), Fig. 4(b)).
3.3. ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๊ธฐ์ ์งํ ๊ฒฐ๊ณผ; BIX, FI
BIX๋ ๊ฐ์ด 1๋ณด๋ค ํฌ๋ฉด ์์ฒด ๋ด์์ ์ต๊ทผ ์์ฑ๋ ์๋ฌผ ํน์ ๋ฏธ์๋ฌผ๊ธฐ์์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ(autochthonous DOM)์ด ์ฐ์ธํ ๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ํ๋ด๊ณ ,
0.6 ~ 0.7 ๋ณด๋ค ์์ผ๋ฉด ์์ฒด์์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ ์์ฐ์ฑ์ด ๋ฎ์์ ์๋ฏธํ๋ค(Huguet et al., 2009). ์ค ํ ๊ฒฐ๊ณผ BIX๋ 0.77 ~ 1.29์ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉฐ ๋๋ถ๋ถ์ BIX ๊ฐ์ด 0.8 ~ 1.0 ์ฌ์ด๋ฅผ ๋ํ๋๋ค(Fig. 4(c)). ์ง์ ๋ณ BIX ๊ฐ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ANOVA๋ถ์์ ์ค์ํ ๊ฒฐ๊ณผ, BIX๊ฐ์ ์ง์ ๋ณ๋ก ์ฐจ์ด๊ฐ ์กด์ฌํ์ง ์์์ ์ ์ ์์๋ค (p-value
= 0.478). ๋ํ, ์ธก์ ๋ BIX๊ฐ์ผ๋ก๋ถํฐ ์์ฒด์์ ์ ๋ฌผ ํน์ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ธฐ์์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ์์ฑ๋๊ธด ํ์ง๋ง, ์ฐ์ธํ ์ ๋๋ก ๋ง์ ์์ด ์์ฑ๋์ง
์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ถ์ ๋๋ค.
FI ๊ฐ์ด 1.4๋ณด๋ค ์์ผ๋ฉด ์ก์ ๊ธฐ์(terrestrial origin)์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ์ฐ์ธํจ์ ๋ํ๋ด๊ณ , ๊ฐ์ด 1.9๋ณด๋ค ํฌ๋ฉด ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ธฐ์ (microbially-derived)์
์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ์ฐ์ธํจ์ ๋ํ๋ธ๋ค(Birdwell and Engel, 2010). Fig. 4(d)์์ ์์ธต๋ถ์ ๋ชจ๋ FI ๊ฐ์ 1.4์ด๊ณ , ํ์ธต๋ถ๋ ์ผ๋ถ ๊ฐ์ด 1.4๋ฅผ ๋๊ธด ํ์ง๋ง ๊ฐ์ฅ ๋์ ๊ฐ์ด 1.44๋ก ํฌ๊ฒ ๋์ง ์๋ค. ์ง์ ๋ณ FI๊ฐ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ
ํ์ธํ ๊ธฐ ์ํด ANOVA๋ถ์์ ์ค์ํ ๊ฒฐ๊ณผ, FI๊ฐ์ ์ง์ ๋ณ๋ก ์ ์ ๋ฏธํ ์ฐจ์ด๊ฐ ์กด์ฌํ์ง ์์์ ์ ์ ์์๋ค(p-value = 0.518). ๋ํ,
๋๋ถ๋ถ์ FI๊ฐ์ด 1.4๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฏ๋ก ์ดํฌ๋ณด ์์ฒด๋ ์ธ ๋ถ์์ ์ ์
๋ ์ก์๊ธฐ์์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ์ฐ์ธํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค. BIX์ FI์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก๋ถํฐ ์ดํฌ๋ณด
์๋ฅ ์์ฒด๋ ๋ณด์ ๊ฑด์ค๋ก ์ธํด ์์ฒด์ ํ๋ฆ์ด ์ํฅ์ ๋ฐ์์ผ๋, ์์ฒด ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฏธ ์๋ฌผ ํ๋์ ์ํด ์์ฒด์ ์ผ๋ก ์์ฐ๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ๋ณด๋ค๋ ์ธ๋ถ์ ์ ์ ์
๋
์ก์๊ธฐ์์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ์ฐ์ธํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
3.4. PARAFAC ๊ฒฐ๊ณผ
์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ํน์ฑ์ ๋ํ๋ด๋ ํ๊ด ํ์ฅ์ด EEM๊ฒฐ๊ณผ๋ค ์ ์ค์ฒฉ๋์ด ์์ผ๋ฏ๋ก, ๊ตฌ์ฑ์์๋ค์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ํ์
ํ๊ธฐ ์ํ ์ฌ PAFAFAC analysis๋ฅผ
์ํํ์๋ค. ์์๋ฃ ๋ถ์์ ํตํด ์ป์ด์ง EEM ๊ฒฐ๊ณผ๋ค์ ์ฌ์ฉํด์ PARAFAC ๋ถ์์ ์งํํ ๊ฒฐ๊ณผ, 3๊ฐ์ง Component๋ฅผ ์ ์ ํ์๊ณ , ์ด๋ฅผ Fig.
5์ ๋ํ ๋ด์๋ค. ๊ธฐ์กด ๋ฌธํ์ ์ด์ฉํ์ฌ Table 1์ ๊ฐ Component๊ฐ ๋ํ๋ด๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ฑ๋ถ๊ณผ ๊ธฐ์ ๋ฑ์ ๋ถ์ํ์๋ค(Cory and Mcknight, 2005; Fellman et al., 2010; Stdemon et al., 2003; Stdemon and Markager, 2005). ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๊ธฐ์์ ํฌ๊ฒ ์์ฒด ์ฃผ๋ณ ์ ์ญ์ ํ ์ง ์ด์ฉ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ์ธ๋ถ์์ ์ ์
๋๋ ์ธ๋ถ ๊ธฐ์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ(allochthonous DOM)๊ณผ ์์ฒด ๋ด ๋ฏธ์๋ฌผ
ํ๋์ ํตํด ๋
๋ฆฝ์ ์ผ๋ก ์์ฐ๋๋ ๋ด๋ถ๊ธฐ์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ(autochthonous DOM), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ธ๊ฐํ๋์ ์ํด ์ง์ ์ ์ผ๋ก ๋ฐฉ๋ฅ๋๊ฑฐ๋, ์งํ์๋ฅผ ํตํด ๊ฐ์ ์ ์ผ๋ก
์นจ์ถ๋๊ฑฐ๋, ๊ณต์ค ํ์ฐ์ ํตํด ์์ฒด๋ก ์ ์
๋๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ๋ก ๋๋ ์ ์๋ค(Hudson et al., 2007). ์ด๋ ๊ฒ ๊ธฐ์์ ๋ฐ๋ผ ๋ค๋ฅธ ์ฑ๋ถ์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ํ์ฑ๋ ๋ฉฐ, ์ด๋ฌํ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ฒด ๋ด์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํฌ์, ์ํํ์ ๋ฐ์ ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์ด๋ ์ ๋ ์ ์ง๋๋ฏ๋ก,
์ด๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ ๊ธฐ ๋ฌผ์ ๋ํ ๊ธฐ์ ์ถ์ ์ด ์ํ๋ ์ ์๋ค(Hur et al., 2007).
Table 1. Characteristics of the components identified by the PARAFAC analysis
|
Excitation (nm)
|
Emission (nm)
|
Description and Origin
|
Reference
|
C1
|
<250
|
445
|
UVC humic-like Terrestrial
|
Stedman, 2005 |
C2
|
<250(280)
|
350
|
Tryptophan-like Autochthonous
|
Fellman, 2010 |
C3
|
<250(300)
|
405
|
UVC humic-like Terrestrial
|
Fellman, 2010 |
Fig. 5. Three components identified by PARAFAC analysis (a) Component 1, (b) Component 2, and (c) Component 3.
Component 1๊ณผ Component 3์ ์ก์๊ธฐ์(Terrestrial)์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ๋ก, Component 1(์ดํ C1, ex < 250 nm,
em 445 nm)์ ๋์
์ฉ์ ์ ์
์ ๋ํ๋๋ UVC humic-like์ ํ๊ดํน์ง์ ๊ฐ์ง๋ฉฐ, Component 3(์ดํ C3, ex < 250(300),
em 405)์ C1๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก UVC humic-like์ ํ๊ดํน์ง์ ๋ํ๋ด๊ณ ํนํ ์ต์ง๋ ์ฒ ํ๊ฒฝ์์ ๋ง์ด ๋ฐ๊ฒฌ๋๋ค(Fellman et al., 2010). Component 2(์ดํ C2, ex < 250(280), em 350 nm)๋ UVB protein-like๋ก ์๋ฏธ๋
ธ์ฐ, ๋จ๋ฐฑ์ง ํํ์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ๋ก,
์งํ์ ์ ์๋ฌผํ์ (biological and microbial) ์์ฐ์ ๊ด๊ณ๋ ์์ ์ด๋ฉฐ ๋ถํด๋ ฅ์ด ์์ Tryptophan์ ํ๊ด ํน์ง์ ๊ฐ์ง๋ค๊ณ
์๋ ค์ ธ ์๋ค(Cory and Mcknight, 2005; Fellman et al, 2010; Stdemon et al., 2003; Stdemon and Markager, 2005). ๊ทธ ์ธ์๋ PARAFAC ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ ๊ฐ Component์ Score๋ฅผ ์ป๊ณ ํ๊ท ์ ๊ณ์ฐํ์๋ค. Score๋ PARAFAC ๋ชจ๋ธ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก
Component์ ์๋์ ์ธ ๋๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฏ๋ก, Score๋ ๊ฐ Component ๋๋์ ์ง์ ์ ์ผ๋ก ๋น๋กํ๋ค(Bro, 1999; Holbrook et al., 2006; Murphy et al., 2013).
Component ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์์ฒด ์ฃผ๋ณ ์ ์ญ ํ๊ฒฝ์ ํน์ง์ ์ ๋ฐ์ํจ์ ์ ์ ์๋ค. ์์ฒด ์ ์ฒด์์ C1์ Score๊ฐ ๊ฐ ์ฅ ๋๋ค๋ ๊ฒ์ ์ดํฌ๋ณด
์ฃผ๋ณ ์ ์ญ์ ๋ง์ ๋ถ๋ถ์ ์ฐจ์งํ๋ ๋๊ฒฝ์ง๋ก๋ถํฐ ์ ์
๋ ์ธ๋ถ๊ธฐ์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ง์ด ์์ฒด์ ๋ค๋ ์กด ์ฌํ๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์์ฒด๋ก ์ ์
๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ด์ฉํ ์๋ฌผํ์
ํ๋์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก C2๊ฐ ๋ ๋ฒ์งธ๋ก ๋๊ฒ ๋ํ๋ฌ๊ณ , ์ดํฌ๋ณด ์ ์ญ ์ฐ๋ฆผ(ํ์ฝ์๋ฆผ)์ง์ญ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ์ ์
์ ์ํฅ์ ๋ฐ ์ C3์ด ๋ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
์ข ๋ ์์ธํ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๊ณต๊ฐ๋ถํฌ๋ฅผ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด EEM ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ง๋ฅ(์ง๋ฅ ์ ์
ํ 2์ง์ ), ๋ณด ๊ทผ์ฒ(๋ณด ์ด์ ํ ์ง์ ), ๋ณธ๋ฅ(๋๋จธ์ง 2์ง์ );
3๊ฐ์ง๋ก ๋ถ๋ฅํ์ฌ ๊ฐ Score ํ ๊ท ์ ๊ณ์ฐํ์๋ค. ๊ฐ ์์น์ ๋ถํฌํ๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์๋์ ์ธ ๋น์จ์ ๋น๊ตํ๊ธฐ ์ํ์ฌ humic-like Component์ธ
C1๊ณผ C3 ์ Score๋ฅผ protein-like Component์ธ C2์ Score๋ก ๋๋ ์ ๊ฐ์ ๋น๊ตํ์๋ค(Fig. 6). 3๊ฐ์ง์ ๊ฐ์ด ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋น๊ตํ๊ธฐ ์ ํด ANOVA๋ถ์์ ์ค์ํ ๊ฒฐ๊ณผ, C1/C2๋ ์ง์ ๋ณ๋ก ์ ์๋ฏธ ํ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์์ง๋ง(p-value = 0.252),
C3/C2๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ ๊ณ (p-value = 0.00445) ์ฌํ๊ฒ์ ์ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ณด ๊ทผ์ฒ์์ ๊ฐ์ฅ ๋์ ๊ฐ์ ๋ํ๋๋ค. ์ด๋ ๋ณด ๊ทผ์ฒ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๊ณณ์ ๋นํด
๋น๊ต ์ ๋ถํดํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ด humic-like ๋ฌผ์ง์ด ๋ ๋ง์ ๋น์จ๋ก ์กด ์ฌํจ์ ๋ํ๋ด๋ฉฐ, ๋ณด ๊ทผ์ฒ๋ก ๊ฐ์๋ก ๋์์ง๋ ๊ฒฝํฅ์ฑ์ ๋ ํ๋๋ HIX ๊ฒฐ๊ณผ์๋
์ผ์นํจ์ ์ ์ ์๋ค. ๋ณด ๊ทผ์ฒ์์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ๋จธ๋ฌด๋ฅด๋ ๋์ ๋น๊ต์ ๋ถํด๊ฐ ์ฌ์ด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ๋ถ ํด๋จ์ ๋ฐ๋ผ ๋๋ถํด์ฑ ๋ฌผ์ง์ด ์ฐจ์งํ๋ ๋น์จ์ด ๋๊ฒ ๋ํ
๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ค๋ก๋ถํฐ ์ดํฌ๋ณด ์๋ฅ ์์ฒด ์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋ณตํ์ฒ์์ ๋ค๋ ์ ์
๋์ด ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ํ๋ฅด๋ฉด ์ ๋น๊ต์ ๋ถํด๋๊ธฐ ์ฌ์ด protein-like
๋ฌผ์ง์ ์ค์ด๋ค๊ณ ๋ณด ๊ทผ์ฒ์์ ๋ถํด๋์ง ์์ humic-like ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ง์ด ๋ณด ์์์ ์ถ์ ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
Fig. 6. Score ratio of the protein-like component (C2) to humic-like components (C1, C3) by locations.
4. Conclusion
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋จํ๊ฐ์ ์์นํ ์ดํฌ๋ณด๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ๋ณด ๊ฑด์ค ๋ก ์ธํ ํ์ฒ์ ์๋ฆฌํ์ ํน์ฑ ๋ณํ๊ฐ ์ง๋ฅ์ธ ์ํ์ฒ๊ณผ ๋ณต ํ์ฒ์ ํตํด ์ ์
๋๋ ์ค์ผ๋ฌผ์ง์ ์์ฒด
๋ด ๊ฑฐ๋ ๋ฐ ๊ณต๊ฐ์ ๋ถํฌ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์ดํด๋ณด๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ํน์ฑ ๋ถ์์ ์ํํ์๋ค. ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ๊ฐ์ ๋ณํ๋ฅผ ํตํด ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง๋ค์
์์ฒด ์ ์
๊ณผ ๊ฑฐ๋ ๋ฐ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๊ณผ์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ํ์
ํ์๊ณ , ํ๊ด๋ถ์์ ์ด์ฉํด ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ ๋ฌผ์ ๋ถํด ํน์ฑ ๋ฐ ๊ธฐ์์ ๋ํ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ป์ ์
์์๋ค.
์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก๋ถํฐ ์ง๋ฅ์์ ๋ค์ด ์จ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง๋ค์ด ๋ณธ๋ฅ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ํ๋ฅด๋ฉด์ ํผํฉ๋๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๊ณ , ๋ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ชจ๋ ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก
๋ณตํ์ฒ์์ ๋์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ ๋ณตํ์ฒ์์ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง๋ค์ด ๋์ ๋๋๋ก ์ ์
๋จ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ํ๊ด๋ถ์์ ํตํ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ํน์ฑ ๋ถ์์ ํตํด ๋๋ถํด์ฑ
์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์งํ์ธ SUVA, HIX๋ ๋ชจ ๋ ๋ณตํ์ฒ์ ์ ์
์ผ๋ก ๋์์ง๋ฉฐ ์ดํฌ๋ณด ์ฐ์ ์์ธต๋ถ์์ ๋์ HIX ๊ฐ์ ๋ณด์๋ค. ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๊ธฐ์์ ๋ํ๋ด๋ BIX์
FI ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ณธ๋ฅ ์์ฒด ๋ด์์ ํฐ ๋ณํ๋ฅผ ๋ณด์ด์ง ์์๊ณ , ์ด ๋ฅผ ํตํด ์์ฒด ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฏธ์๋ฌผ ํ๋์ ์ํด ์์ฒด์ ์ผ๋ก ์์ฐ๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ๋ณด๋ค๋ ์ธ๋ถ์์ ์ ์
๋
๋๋ถํด์ฑ ์ก์๊ธฐ์ ์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ด ์ฐ์ธํ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค.
PARAFAC ๋ถ์์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก๋ถํฐ humic-like์ Protein-like ๋ฌผ์ง์ด ์ง๋ฅ๋ฅผ ํตํด ๋์ ๋๋๋ก ์ ์
๋์์ผ๋, ๋ณด ๊ทผ์ฒ์ ์๋ ๋น๊ต์
๋๋ถํด์ฑ์ธ humic-like ๋ฌผ์ง์ด ๋ ๋์ ๋น์ค์ผ ๋ก ์กด์ฌํ๊ณ ์๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ํนํ, PARAFAC ๋ถ์์ ํตํด ์ฐ์ ๋ C3/C2
๊ฐ์ด ๋ณด ๊ทผ์ฒ์์ ๊ฐ์ฅ ๋์ ๊ฐ์ ๋ณด์๊ณ , ์ด๋ฌํ ํ๊ด๋ถ์์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ค๋ก๋ถํฐ ์ดํฌ๋ณด ์๋ฅ ์์ฒด์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ง๋ฅ์์ ๋ค๋ ์ ์
๋์ด ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ํผํฉ ๋๋ฉด์
ํ๋ฅด๋ค๊ฐ ๋ณด ๊ทผ์ฒ์์ ๋ถํด๋์ง ์์ ๋๋ถํด์ฑ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ง์ด ๋ณด ์์์ ์ถ์ ๋๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค. ์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐํ์ ๋ถ์์ผ๋ก๋ถํฐ ์ง๋ฅ์ธ
์ํ์ฒ๊ณผ ๋ณตํ ์ฒ์ ํตํด ์ ์
๋๋ ์ค์ผ๋ฌผ์ง์ด ๋ณธ๋ฅ๋ฅผ ํตํด ํ๋ฅด๋ฉด์ ํผ ํฉ์ด ๋์ด์ง์ ์ ์ ์์์ผ๋, ํ๊ด๋ถ์์ ์ด์ฉํ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ํน์ฑ ๋ถ์์ ํตํด ๋๋ถํด์ฑ
์ ๊ธฐ๋ฌผ๋ค์ ๋ถํฌ๊ฐ ๋ณด๋ฅผ ์ค์ฌ ์ผ๋ก ๋ฌ๋ผ์ง์ ์ ์ ์์๋ค. ์ด๋ก๋ถํฐ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ด์ ์ ๋ ์ค์ผ๋ฌผ์ง์ ์์ฒด ๋ด ๊ฑฐ๋ ๋ฐ ๊ณต๊ฐ์ ๋ถํฌ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๊ธฐ ์ํด์๋
๋ค์ํ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๋ถ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ข
ํฉ์ ์ผ๋ก ์ ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ์ ํฉํ๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ค.
Acknowledgement
์ด ๋
ผ๋ฌธ์ ์ ๋ถ(๊ต์ก๋ถ)์ ์ฌ์์ผ๋ก ํ๊ตญ์ฐ๊ตฌ์ฌ๋จ์ ์ง์์ ๋ฐ์ ์ํ๋ ๊ธฐ์ด์ฐ๊ตฌ์ฌ์
(NRF-2016R1D1A1B04934910) ์
๋๋ค.
References
Andersen C.M., Bro R., 2003, Practical Aspects of PARAFAC Modeling of Fluorescence
Excitation-Emission Data, Journal of Chemometrics, Vol. 17, No. 4, pp. 200-215

Baghoth S.A., Sharma S.K., Amy G.L., 2011, Tracking Natural Organic Matter (NOM) in
a Drinking Water Treatment Plant Using Fluorescemce Excitation-emission Matrices and
PARAFAC, Water Research, Vol. 45, No. 2, pp. 797-809

Birdwell J.E., Engel A.S., 2010, Characterization of Dissolved Organic Matter in Cave
and Spring Waters Using UV-Vis Absorbance and Fluorescence Spectroscopy, Organic Geochemistry,
Vol. 41, No. 3, pp. 270-280

Bro R., 1999, Exploratory Study of Sugar Production Using Fluorescence Spectroscopy
and Multi-way Analysis, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, Vol. 46,
No. 2, pp. 133-147

Bro R., Kiers H.A., 2003, A New Efficient Method for Determining the Number of Components
in PARAFAC Models, Journal of Chemometrics, Vol. 17, No. 5, pp. 274-286

Chae S.K., Oh S.H., Ahn H.K., 2016, Study on Change of Algae Occurrence Before & After
Gangcheon and Ipoh Weir Construction at Namhan River, Journal of Wetlands Research,
Vol. 18, No. 4, pp. 394-403

Chen J., Leboeuf E.J., Dai S., Gu B., 2003, Fluorescence Spectroscopic Studies of
Natural Organic Matter Fractions, Chemosphere, Vol. 50, No. 5, pp. 639-647

Chen W., Westerhoff P., Leenheer J.A., Booksh K., 2003, Fluorescence Excitation-Emission
Matrix Regional Integration to Quantify Spectra for Dissolved Organic Matter, Environmental
Science and Technology, Vol. 37, No. 24, pp. 5701-5710

Cirpka O.A., Fiene M.N., Hofer M., Hoehn E., Tessarini A., Kipfer R., Kitanidis P.K.,
2007, Analyzing Bank Filtration by Deconvoluting Time Series of Electric Conductivity,
Groundwater, Vol. 45, No. 3, pp. 318-328

Cory R.M., Mcknight D.M., 2005, Fluorescence Spectroscopy Reveals Ubiquitous Presence
of Oxidized and Reduced Quinones in Dissolved Organic Matter, Environmental Science
& Technology, Vol. 39, No. 21, pp. 8142-8149

Cressie N., 1990, The Origin of Kriging, Mathematical Geology, Vol. 22, No. 3, pp.
239-252

Cumberland S.A., Baker A., 2007, The Freshwater Dissolved Organic Matter Fluorescence-Total
Organic Carbon Relationship, Hydrological Processes, Vol. 21, No. 16, pp. 2093-2099

Fellman J.B., Hood E., Spencer R.G.M., 2010, Fluorescence Spectroscopy Opens New Windows
into Dissolved Organic Matter Dynamics in Freshwater Ecosystems: A Review, Limnology
and Oceanography, Vol. 55, No. 6, pp. 2452-2462

Han River Basin Environmental Office, 2014, [Korean Literature], Namhan River Mid-watershed
Water Environment Management Plan (2013~2015), Han River Basin Environmental Office,
pp. 82-83
Han Gang Watershed Management Committee, 2015, [Korean Literature], Aquatic Ecosystem
Monitoring in Weirs of the Han River (III), 11-1480347-000079-10, Han River Environment
Research Center
Holbrook R.D., Yen J.H., Grizzard T.J., 2006, Characterization Natural Organic Material
from the Occoquan Watershed (Northern Virginia, US) using Fluorescence Spectroscopy
and PARAFAC, The Science of the Total Environment, Vol. 361, No. 1-3, pp. 249-266

Hudson N., Baker A., Reynoles D., 2007, Fluorescence Analysis of Dissolved Organic
Matter in Natural, Waste and Polluted Waters - A Review, River Research and Applications,
Vol. 23, No. 6, pp. 631-649

Huguet A., Nacher L., Relexans S., Saubusse S., Froidefond J.M., Parlanti E.P., 2009,
Properties of Fluorescent Dissolved Organic Matter in the Gironde Estuary, Organic
Geochemistry, Vol. 40, No. 6, pp. 706-719

Hur J., Kim M.K., Park S.W., 2007, Analyses of Synchronous Fluorescence Spectra of
Dissolved Organic Matter for Tracing Upstream Pollution Sources in Rivers, [Korean
Literature], Journal of Korean Society of Environmental Engineers, Vol. 29, No. 3,
pp. 317-324

Hur J., Shin J.K., Park S.W., 2006, Characterizing Fluorescence Properties of Dissolved
Organic Matter for Water Quality Management of Rivers and Lakes, [Korean Literature],
Journal of Korean Society of Environmental Engineers, Vol. 28, No. 9, pp. 940-948

Jung S.H., 2015, [Korean Literature], Experimental and Numerical Study of Two-dimensional
Mixing Based on the Conductivity Tracing in Natural Streams, Masterโs Thesis, Seoul
National University, pp. 1-40
Kang H.S., 2017, [Korean literature], A study on the Establishment of a Survey System
for Water Ecological Continuity [Final Report], The Ministry of Environment
Kim J.S., Rim H.W., Um M.J., Kim W.I., Ahn W.S., 2008, [Korean Literature], Spatial
Adjustment of Rainfall using Kriging Method and Application of Distributed Model,
Korea Water Resources Association, pp. 130-134
Kis I.M., 2016, Comparison of Ordinary and Universal Kriging Interpolation Techniques
on a Depth Variable (a Case of Linear Spatial Trend), Case Study of the Sandrovac
Field, The Mining-Geology-Petroleum Engineering Bulletin, Vol. 31, No. 2, pp. 41-58

Lee M.K., Choi K.S., Kim S.W., Kim D.S., 2009, characterization of Dissolved Organic
Matter in Stream and Industrial Waste Waters of Lake Sihwa Watershed by Fluorescence
3D-EEMs Analysis, [Korean Literature], Journal of Korean Society of Environmental
Engineers, Vol. 31, No. 9, pp. 803-810

Lee B.G., Kim H.J., Hyeon Y.J., Jeong S.H., Kim E.Y., 2012, A Study for Integrated
Management of Water Quantity and Quality to Improve the Water Environment of 4 Rivers
Restoration Project, [Korean Literature], Research Paper 2012-04, Korea Environment
Institute, pp. 1-22

Leenheer J.A., Croue J.P., 2003, Peer Reviewed: Characterizing Aquatic Dissolved Organic
Matter, Environmental Science & Technology, Vol. 37, No. 1, pp. 18-26

Li J., Dong S., Liu S., Yang Z., Peng M., Zhao C., 2013, Effects of Cascading Hydropower
Dams on the Composition, Biomass and Biological Integrity of Phytoplankton Assemblages
in the Middle Lancang-Mekong River, Ecological Engineering, Vol. 60, pp. 316-324

Matilainen A., Gjessing E.T., Lahtinen T., Hed L., Mhatnager A., Sillanpaa M., 2011,
An Overview of the Methods used in the characterization of natural organic matter
(NOM) in relation to Drinking Water Treatment, Chemosphere, Vol. 83, No. 11, pp. 1431-1442

Ministry of Environment (ME), 2010, https://egis.me.go.kr/main.do (accessed by Feb.
2018), Environmental Geographic Information Service
Monteiro M.T.F., Oliveira S.M., Luizao F.J., Candido L.A., Ishida F.Y., Tomasella
J., 2014, Dissolved Organic Carbon Concentration and its Relationship to Electrical
Conductivity in the Waters of a Stream in a Forested Amazonian Blackwater Catchment,
Plant Ecology & Diversity, Vol. 7, No. 1-2, pp. 205-213

Murphy K.R., Stedmon C.A., Graeber D., Bro R., 2013, Fluorescence Spectroscopy and
Multi-way Techniques. PARAFAC, Analytical Methods, Vol. 23, pp. 6557-6566

Ogawa H., Tanoue E., 2003, Dissolved Organic Matter in Oceanic Waters, Journal of
Oceanography, Vol. 59, No. 2, pp. 129-147

Park M.H., Hur J., 2008, Changes in Spectroscopic Characteristics and Pyrene Binding
Reactivities of Dissolved Organic Matters by Biodegradation, [Korean Literature],
Journal of Korean Society of Environmental Engineers, Vol. 30, No. 9, pp. 893-899

Santin C., Yanashita Y., Otero X.L., Alvarez M.A., Jaffe R., 2009, Characterizing
Humic Substances from Estuarine Soils and Sediments by Excitation-Emission Matrix
Spectroscopy and Parallel Factor Analysis, Biogeochemistry, Vol. 96, No. 1-3, pp.
131-147

Stedmon C.A., Bro R., 2008, Characterizing Dissolved Organic Matter Fluorescence with
Parallel Factor Analysis: a Tutorial, Limnology and Oceanography, Vol. 6, No. 11,
pp. 572-579

Stedmon C.A., Markager S., 2005, Resolving the Variability in Dissolved Organic Matter
Fluorescence in a Temperate Estuary and its Catchment Using PARAFAC analysis, Limnology
and Oceanography, Vol. 50, No. 2, pp. 686-697

Stedmon C.A., Markager S., Bro R., 2003, Tracing Dissolved Organic Matter in Aquatic
Environments New Approach to Fluorescence Spectroscopy, Marine Chemistry, Vol. 82,
No. 3, pp. 239-254

Stewart A.J., Wetzel R.G., 1980, Fluorescence: Absorbance Ratios-a molecular-Weight
Tracer of Dissolved Organic Matter1, Limnology and Oceanography, Vol. 25, No. 3, pp.
559-564

United States Environmental Protection Agency (EPA), 2012, https://archive.epa.gov/water/archive/web/html/vms59.html
(accessed Feb. 2018), United States Environmental Protection Agency (EPA)
Vogt T., Hoehn E., Schneider P., Freund A., Schirmer M., Cirpka O.A., 2010, Fluctuations
of Electrical Conductivity as a Natural Tracer for Bank Filtration in a Losing Stream,
Advances in Water Resources, Vol. 33, No. 11, pp. 1296-1308

Korea Water Resources Corporation (K-water), 2017, http://www.wamis.go.kr/ (accessed
Feb. 2018), Water Resources Management Information System (WAMIS)
Woo K.S., Jo J.H., Lee D.J., 2006, Stress Recovery Technique by Ordinary Kriging Interpolation
in P-Adaptive Finite Element Method, Journal of the Korean Society of Civil Engineers,
Vol. 26, No. 4, pp. 677-687

Yang L., Hur J., Zhuang W., 2015, Occurrence and Behaviors of Fluorescence EEM-PARAFAC
Components in Drinking Water and Wastewater Treatement Systems and Their Applications:
A Review, Environmental Science and Pollution Research, Vol. 22, No. 9, pp. 6500-6510

Yeoju City, 2015, http://www.yeoju.go.kr/cms/content/view/1684 (accessed Feb. 2018),
Yeoju City
You K.A., 2013, [Korean Literature], Initial Effects of Large Artificial Structure
Construction on River Ecosystem, Ph. D. Dissertation, Graduate School of Konkuk University,
pp. 40-42
Zsolnay A., Baihar E., Jimenez M., Steinweg B., Saccomandi F., 1999, Differentiating
with Fluorescence Spectroscopy the Sources of Dissolved Organic Matter in Soils Subjected
to Drying, Chemosphere, Vol. 38, No. 1, pp. 45-50
