1981년부터 1998년까지 연구해역에서 COD와 DIP의 2월, 4월, 8월, 11월의 월별 분포양상은 비슷하였고, 두 항목 모두 8월에 가장 높은 값을 보인 반면 DIN의 경우는 2월, 4월, 8월, 11월로 갈수록 점차 증가하는 경향을 보였다. COD값은 1990년부터 1992년까지점차 증가하다가 1993년, 1994년으로 갈수록 감소하는 것을 볼 수 있는데, 이것은 마산만의 준설기간 중반부터 준설의 효과가 표층까지 나타난 것으로 보여진다. DIN과 DIP의 표층 농도 변화에는 준설의 효과가 뚜렷이 나타나지 않았다. COD의 공간적인 변동에서 적조가 빈발하였던 연도가 그렇지 않았던 연도에 비해 높은 COD농도의 분포가 마산만 밖으로 확장되어 있었고, 준설에 의한 COD값의 뚜렷한 변동은 나타나지 않았다. 전체적으로 DIN농도의 공간적인 분포 양상을 살펴보면 마산만의 안쪽에서부터 바깥쪽으로 오염이 점차 확장되었다. 마산만의 가장 안쪽 지점이 일정한 경향이 없이 높은 DIN농도를 유지하였으며, 내만 유역에 마산만의 오염원이 집중되어 있고, 마산만 유역에서 생활하수 및 산업폐수가 계속적으로 유입되고 있었다. DIP농도의 공간적인 분포에서도 마산만 준설이 DIP의 표층 농도 변화에는 뚜렷한 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다. 강수량과 COD, DIN, DIP 농도 사이에는 일정한 상관성이 없었으며, 적조발생일수와 COD 농도 사이에는 0.66의 대체로 높은 상관성을 나타내었다.
1981년부터 1998년까지 연구해역에서 COD와 DIP의 2월, 4월, 8월, 11월의 월별 분포양상은 비슷하였고, 두 항목 모두 8월에 가장 높은 값을 보인 반면 DIN의 경우는 2월, 4월, 8월, 11월로 갈수록 점차 증가하는 경향을 보였다. COD값은 1990년부터 1992년까지점차 증가하다가 1993년, 1994년으로 갈수록 감소하는 것을 볼 수 있는데, 이것은 마산만의 준설기간 중반부터 준설의 효과가 표층까지 나타난 것으로 보여진다. DIN과 DIP의 표층 농도 변화에는 준설의 효과가 뚜렷이 나타나지 않았다. COD의 공간적인 변동에서 적조가 빈발하였던 연도가 그렇지 않았던 연도에 비해 높은 COD농도의 분포가 마산만 밖으로 확장되어 있었고, 준설에 의한 COD값의 뚜렷한 변동은 나타나지 않았다. 전체적으로 DIN농도의 공간적인 분포 양상을 살펴보면 마산만의 안쪽에서부터 바깥쪽으로 오염이 점차 확장되었다. 마산만의 가장 안쪽 지점이 일정한 경향이 없이 높은 DIN농도를 유지하였으며, 내만 유역에 마산만의 오염원이 집중되어 있고, 마산만 유역에서 생활하수 및 산업폐수가 계속적으로 유입되고 있었다. DIP농도의 공간적인 분포에서도 마산만 준설이 DIP의 표층 농도 변화에는 뚜렷한 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다. 강수량과 COD, DIN, DIP 농도 사이에는 일정한 상관성이 없었으며, 적조발생일수와 COD 농도 사이에는 0.66의 대체로 높은 상관성을 나타내었다.
This study focuses on the relationship between pollution factors around Masan, Changwon and Chinhae city considerd as main pollution sources and marine environment in Masan bay of Korea. Water quality data measured In Jinhae bay and environmental investigation data in Masan, Changwon and Jinhae citi...
This study focuses on the relationship between pollution factors around Masan, Changwon and Chinhae city considerd as main pollution sources and marine environment in Masan bay of Korea. Water quality data measured In Jinhae bay and environmental investigation data in Masan, Changwon and Jinhae cities from 1981 to 1998 were used for this study. Annual means and standard deviations of COD, DIN and DIP concentrations from 1981 to 1998 showed that both their concentration and fluctuations were higher in the inner part of Masan bay (region A) than near Somodo (region B). Sediment dredging in Masan bay had been done from 1990 to 1994. After dredging, COD concentration has been decreasing In surface layer. Also water pollution was gradually spreaded from the inner part to the outer part of the bay due to the continuous inflow of domestic sewage and industrial wastewater. In the late of 1990s, the pollution was heavier. DIN and DIP concentrations were found to be increased by establishment of industry complex and decreased by sewage treatment plant near the city adjacent to Jinhae bay, 1993. The correlation between COD, DIN and DIP changes and neighbor cities' pollution sources were calculated From 1981 to 1998, correlation coefficient (r) was over 0.8 except for the bottom of region A From 1981 to 1998, r between the DIP concentration and population was over 0.65 except for the surface of region A, and the r between the DIP and the number of factories was over 0.6 too, in region B.
This study focuses on the relationship between pollution factors around Masan, Changwon and Chinhae city considerd as main pollution sources and marine environment in Masan bay of Korea. Water quality data measured In Jinhae bay and environmental investigation data in Masan, Changwon and Jinhae cities from 1981 to 1998 were used for this study. Annual means and standard deviations of COD, DIN and DIP concentrations from 1981 to 1998 showed that both their concentration and fluctuations were higher in the inner part of Masan bay (region A) than near Somodo (region B). Sediment dredging in Masan bay had been done from 1990 to 1994. After dredging, COD concentration has been decreasing In surface layer. Also water pollution was gradually spreaded from the inner part to the outer part of the bay due to the continuous inflow of domestic sewage and industrial wastewater. In the late of 1990s, the pollution was heavier. DIN and DIP concentrations were found to be increased by establishment of industry complex and decreased by sewage treatment plant near the city adjacent to Jinhae bay, 1993. The correlation between COD, DIN and DIP changes and neighbor cities' pollution sources were calculated From 1981 to 1998, correlation coefficient (r) was over 0.8 except for the bottom of region A From 1981 to 1998, r between the DIP concentration and population was over 0.65 except for the surface of region A, and the r between the DIP and the number of factories was over 0.6 too, in region B.
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문제 정의
1981 년부터 1998년까지 저층 오염물질의 시.공간적인 분포를 통해 마산만의 준설에 의한 효과가 나타났는지를 파악하고자 하였다.
1). 그리고 육상 오염원과 관련되는 마산시, 창원시, 진해시의 1981년부터 1998년까지 연도별 인구변동 현황, 공장등록현황(광공업 및 상업에서 섬유화학기계. 기타)을 조사하였고, 마산시의 연평균 강수량, 그리고 마산만과 행암만 해역에서의 적조발생일수도 진해만 오염과의 관련성을 파악하기 위해 조사하였다(마산시, 창원시, 진해시, 1982-1999; 기상청, 1991-1998; 국립수산진홍원, 1997), 마산시의 연도별 질소질인산질 비료공급 현황과 마산과 창원시의 가축사육 현황도 마산만의 부영양화와 관련성을 가지는지 파악하기 위해 조사하였다{마산시, 창원시, 1987-1998).
진해만의 오염 상황을 파악하였다. 그리고 진해만 주변 도시의 육상 오염유발 인자와 해양환경과의 관계를 분석함으로써 각각의 오염 유발 인자들이 진해만의 환경 변화와 어떠한 관련성을 가지는지를 규명하고자 하였다.
본 연구에서는 마산만 주변해역의 주 오염원으로 예상되는 마산, 창원, 진해시의 주변 환경 변동과 오염인자<COD, DIN, DIP)들 사이에 어떠한 관련성이 있는지를 분석하였다.
제외한 자료로 상관분석을 실시하였다. 이렇게 연도를 구분하여 상관분석을 실시한 것은 마산만에서 준설작업이 행해지고, 마산시에 하수처리장이 설치되는 등의 변동이 일어나기 이전의 시기(1981년부터 1988년)와 전 연구기간, 그리고 환경변동이 많았던 1990년부터 1994년까지의 기간을 제외한 전 기간의 상관관계를 각각 분석하여 상호 비교하기 위해서이다.
그리고, 수질 특성을 나타내는 인자들과 진해만 주변의 환경변동을 나타내는 인자들간에 선형적인 관련성이 있는지 알아보기 위해 상관분석을 실시하였다. 특히 COD, DIN, DIP와 환경변동 인자들간의 관계를 중심적으로 살펴보아 마산만 부근의 오염과 주변환경 변동과의 관련성을 파악하고자 하였다. 마산만 준설이 행해졌던 시기와 마산시 하수처리장이 설립되었던 시기를 전후로 1981년부터 1998년까지 오염의 진행 양상과 추이를 분석하였다.
제안 방법
, 따라서, 이 연구에서는 마산만 주변해역의 주오염원으로 예상되는 마산, 창원, 진해시 등의 육상환경변화와 1981년부터 1998년까지 진해만의 오염 상황을 파악하였다. 그리고 진해만 주변 도시의 육상 오염유발 인자와 해양환경과의 관계를 분석함으로써 각각의 오염 유발 인자들이 진해만의 환경 변화와 어떠한 관련성을 가지는지를 규명하고자 하였다.
공간적인 분포를 살펴보면 연구해역의 수질은 COD 농도를 기준으로 보았을 때 환경기준 3등급 (COD 4mg/£ 이하)이거나 그 이하라는 것을 알 수 있었다. 그리고 COD의 공간적인 변동에서 마산만 준설의 효과가 나타났는지 알아보기 위해 준설전인 1989년, 준설이 진행중인 1991년, 준설이 끝나는 해인 1994년의 COD 농도의 분포 양상을 비교해 보았다.
또한 마산만에서 환경변동이 심했을 것으로 예상되는 마산만 준설이 행해졌던 1990년 7월부터 1994년 12월까지의 시기와 마산시 하수처리장이 설치되어 가동되기 시작한 (1993 년 11월) 시기를 전후로 1981년부터 1998년까지 오염의 진행 양상과 추이를 분석하였다.
특히 COD, DIN, DIP와 환경변동 인자들간의 관계를 중심적으로 살펴보아 마산만 부근의 오염과 주변환경 변동과의 관련성을 파악하고자 하였다. 마산만 준설이 행해졌던 시기와 마산시 하수처리장이 설립되었던 시기를 전후로 1981년부터 1998년까지 오염의 진행 양상과 추이를 분석하였다.
마산만의 오염 진행 정도를 예측하기 위해 마산만에서 준설이 행해졌던 시기(1990년부터 1994년)와 마산시에 하수처리장이 설치되었던 시기(1993년)를 기준으로 해서 1981년부터 1988년까지의 수질과 1995년 이후의 수질 변동을 살펴보았다(Fig. 3-Fig. 5).
먼저, 1981년부터 1988년가지 해역의 오염 정도를 나타내는 수질 인자인 COD, DIN, DIP와 환경인자들 즉, 인구수, 공장 수 사이의 상관계수를 구하고, 그 다음으로 1981년부터 1998년까지의 기간중 환경 변화가 많았던 1990년부터 1994 년을 제외한 자료로 상관분석을 실시하였다. 이렇게 연도를 구분하여 상관분석을 실시한 것은 마산만에서 준설작업이 행해지고, 마산시에 하수처리장이 설치되는 등의 변동이 일어나기 이전의 시기(1981년부터 1988년)와 전 연구기간, 그리고 환경변동이 많았던 1990년부터 1994년까지의 기간을 제외한 전 기간의 상관관계를 각각 분석하여 상호 비교하기 위해서이다.
7배 년까지와 1994년에 공장수의 급격한 증가가 나타났다. 이와 같이 연구 기간 동안 오염원들의 변동이 있었음을 알수 있는데, 이들 오염원들의 변화와 연안역의 해양환경과는 어떠한 상관관계가 있는지를 분석하였다.
1), 두 지점을 선정하여 수질조사 항목인 수온, 염분, DO, COD, DIN, DIP의 1981 년부터 1998년까지 표. 저층 연변동 양상과 진해만 주변 도시인 마산, 창원, 진해시의환경변동 양상을 분석하였다. 다음에 마산만 부근의 오염 진행 정도를 살펴보기 위해 오염의 정도를 나타내는 인자인 COD, DIN, DIP 농도의 시.
대상 데이터
마산만의 안쪽 지점 (region A, Fig. 1)과 소모도 부근 (region B, Fig. 1), 두 지점을 선정하여 수질조사 항목인 수온, 염분, DO, COD, DIN, DIP의 1981 년부터 1998년까지 표. 저층 연변동 양상과 진해만 주변 도시인 마산, 창원, 진해시의환경변동 양상을 분석하였다.
연구해역의 주 오염원으로 예상되는 마산시, 창원시, 진해시의 영향을 직접받는 마산만 부근 해역을 주 연구대상 해역으로 설정하였다<Fig. 1).
연변동 자료를 이용하였다. 이 자료는 국립수산진홍원의 연구보고자료(1996), 사업보고서(1987, 1996), 조사 연보(1995-1998)에서, 1981년부터 1995년까지의 연평균 수질 특성은 2월, 4월, 8월, 11월 년 4회 관측한 것의 평균값을 사용하였고, 1996년은 2월 5월, 9월, 11월 관측치의 평균값, 1997년과 1998년은 2월, 5월 8월, 11월 관측치의 평균값을 사용하였다.
진해만에서 마산만 부근 해역의 수질 특성을 나타내는 항목으로 수온, 염분, 용존산소량 (DO), 화학적산소요구량 (COD), 용존무기질소 (DIN), 용존무기인 ①IP)의 1981년부터 1998년까지의 연변동 자료를 이용하였다. 이 자료는 국립수산진홍원의 연구보고자료(1996), 사업보고서(1987, 1996), 조사 연보(1995-1998)에서, 1981년부터 1995년까지의 연평균 수질 특성은 2월, 4월, 8월, 11월 년 4회 관측한 것의 평균값을 사용하였고, 1996년은 2월 5월, 9월, 11월 관측치의 평균값, 1997년과 1998년은 2월, 5월 8월, 11월 관측치의 평균값을 사용하였다.
데이터처리
공간적인 분포를 나타내었다. 그리고, 수질 특성을 나타내는 인자들과 진해만 주변의 환경변동을 나타내는 인자들간에 선형적인 관련성이 있는지 알아보기 위해 상관분석을 실시하였다. 특히 COD, DIN, DIP와 환경변동 인자들간의 관계를 중심적으로 살펴보아 마산만 부근의 오염과 주변환경 변동과의 관련성을 파악하고자 하였다.
상관계수 (r)은 식(1)에 의하여 계산하였고, 유의수준 5% 및 1% (t-test)로 정하였다. 여기서 X, Y는 변수로서 각각 수질 인자와 오염원 요인 인자를 나타내고 X Y는 표본 평균을 나타낸다.
성능/효과
1) 1981년부터 1998년까지 마산만의 안쪽인 A 지역과 소모도 부근인 B 지역에서 해역의 오염을 나타내는 인자인 COD, DIN, DIP의 연도별 농도 분포 양상은 마산만 안쪽 영역인 A 지역에서 인자들의 농도가 높게 나타났으며, 표준 편차도 크게 나타났다. 이것은 A 지역이 B 지역에 비해 육상오염원에 근접해 있으며, B 지역에 비해서 해수의 유동이 원활하지 않고 유속이 느려 오염물질의 지속적인 유입으로 점차 오염이 가중되어 온 것으로 생각된다.
1981년부터 1998년까지 COD, DIN, DIP의 연변동 양상은 1988년 이전까지는 지속적으로 증가하는 경향을 보였고, 마산만의 오염을 완화시키기 위한 노력의 일환으로 준설이 행해지고, 하수처리장이 설치된 이후로는 COD, DIN, DIP의 농도가 감소했다가 다시 증가하는 추세를 보였다. 그리고 DIP의 경우는 1995년 이후로 농도의 증가가 더 급격하게 나타났다.
1981년부터 1998년까지의 기간동안 상관관계를 분석한 결과에 의하면 DIN과 공장수 사이에는 B지역의 표층과 저층에서 r 값이 각각 0.61 과 0.51 로 나타났다{Table 3). 그리고 DIP와 공장수 사이에는 B지역의 표.
2) 마산만에서 준설이 1990년 7월부터 1994년 12월 끼지 행해지고, 마산시에 하수처리장이 1993년 11월부터 가동이 되었는데, 오염인지를 시.공간적인 분포에서는 표층 COD의 경우는 준설에 의한 농도의 감소가 나타난 것으로 보였다.
3) 오염인자들과 환경변동과의 상관분석 결과, 1981년부터 1988년까지는 A와 B 지역에서 DIN 농도와 인구수 사이에는 상관계수가 0.8 이상으로 높은 양의 상관성이 나타났다. 이것으로 마산만 인근 도시에서의 미처리된 생활하수의 유입이 만의 오염에 큰 영향을 미치는 것으로 생각된다.
4) 마산만 부근 해역의 오염에는 인근 육상으로부터 오염물질의 유입이 큰 영향을 미치는 것으로 사료되는데, 연도별 인구수나 공장수가 지속적으로 증가하는 추세로 보아 오염원에 대한 철저한 규제 없이는 인근 도시의 생활하수와 산업폐수에 의한 진해만의 오염은 점차 가중될 것으로 보인다. 이렇게 육상 오염원의 여향을 크게 받는 마산만의 오염을 저하시키기위해서는 만 내부 해역에 대한 집중적인 관리가 필요하며, 각 조 오염원에 대한 처리 시설을 강화 하여 마산만으로 유입되는 오염원을 감소시키는 일이 시급한 것으로 생각된다.
6에서 COD의 시.공간적인 분포를 살펴보면 연구해역의 수질은 COD 농도를 기준으로 보았을 때 환경기준 3등급 (COD 4mg/£ 이하)이거나 그 이하라는 것을 알 수 있었다. 그리고 COD의 공간적인 변동에서 마산만 준설의 효과가 나타났는지 알아보기 위해 준설전인 1989년, 준설이 진행중인 1991년, 준설이 끝나는 해인 1994년의 COD 농도의 분포 양상을 비교해 보았다.
그 결과, 1990년부터 1994년까지의 기간을 제외한 기간 동안 DIP와 인구수 사이의 r 값은 A지역 저층에서 0.70이었고 표.저층에서는 0.
값이 나타났다. 그리고 1981년부터 1998년까지 상관 계수분석 결과를 보았을 때, A 지역은 B 지역에 비해 DIN, DIP 와 인구수, 공장수와의 상관관계가 거의 나타나지 않았다. 이것은 A 지역이 인근 육상에 근접해 있기 때문에 육상의 영향을 직접적으로 받아 일정한 경향^ 없이 수질 환경의 변화가 크게 나타나기 때문인 것으로 생각된다.
그리고 오염인자들의 공간적인 분포를 보았을 때 표층 COD 의 경우 준설후에 뚜렷한 농도의 감소가 나타났으나 DIN 과 DIP의 경우는 준설전이나 후에 농도가 뚜렷한 변화가 나타나지 않았다(Figs. 6, 7 and 8). 이와 권(1994)도 준설 기간 동안 COD의 농도가 다소 감소하는 등 수질 개선 효과가 나타났다고 보고하였다.
저층의 공간적인 농도 분포는 전체적으로 표층에 비해 낮게 나타났다. 그리고 저층 퇴적물의 준설 작업이 이루어진 후가 준설 작업 전보다 DIN의 농도가 높게 나타났다. 따라서 표층과 같이 마산만에서 준설이 저층 DIN 농도의 중감에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다.
그리고 준설 전후로 DIN 농도의 공간적 분포 양상이 뚜렷한 차이 없이 비슷한 경향을 나타내는 것으로 보아 마산만의 준설이 표층 DIN 농도의 증감에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다. 이것은 DIN이 용해성 물질이기 때문에 퇴적물의 준설이 DIN의 농도 감소에 큰 영향을 미치지 않는다는 이 (1994)의 결과와 일치한다.
2). 마산, 창원, 진해시의 공장등록현황도 Fig. 2에서 보는 것처럼 대체로 증가하는 경향을 보였으며, 특히 1987년부터 1989년까지와 1994년에 공장수의 급격한 증가가 나타났으며 , 1988년에는 전년도의 약 L5배의 증가율이 나타났다.
마산만 주변 도시의 인구수, 공장수 변동과 오염인자들 사이의 상관관계를 주로 분석한 결과, 1981년부터 DIN 농도와인구소 사이에는 A와 B 지역의 표층에서는 r 값이 0.9 이상으로 아주 높은 양의 상관성이 나타났고, B 지역의 저층에서도 r 값이 0.83으로 높은 상관성이 나타났다(Table 2). DIP 와 인구수 사이에는 A지역의 저층에서 0.
968ug -at/ℓT-P)를 초과하는 수질이 악화된 상태이고, 진해만 전체는 전반적으로 2등급 정도의 수준이었다. 마산만 준설이 DIP 의 표층 농도 변화에 영향을 미쳤는지 알아보기 위해 준설 전인 1989년과 준설이 끝나는 해인 1994년의 마산만 표층 DIP 농도의 공간적인 분포를 비교해 보면 마산만의 가장 안쪽 부분을 제외하고는 전반적으로 1989년에 비해 1994년의 DIP 농도가 더 높게 나타났다. 이것으로 보아 준설의 효과가 지났다고는 생각하기 어려울 것 같다.
마산만에서의 수질을 개선시키기 위한 노력의 일환으로 준설작업을 하고, 하수처리장을 설치하기 이전인 1981년부터 1988년까지 마산만 부근 해역에서 오염을 나타내는 인자인 COD, DIN, DIP의 농도 변동과 주변 도시의 오염원 변동과의 관계를 살펴본 결과 주변 도시의 인구수나 공장수의 증가 등이 마산만 수질에 영향을 미치는 요인으로 나타났다.
그리고 1981년과 1998년의 DIN의 공간적인 분포양상을 비교해 보면, 표.저층 모두 1998년이 1981년에 비해 진해만 전 해역에서 농도가 전반적으로 높게 나타나는 것을 알 수 있고, 진해만의 오염이 점차 가중되어왔다는 것을 알 수 있다.
공간적인 분포를 보면 1981년에는 DIN 농도가 30ug-at/ℓ되는 등치선이 마산만 안쪽에 있었는데, 1989년, 1991년과 1994년의 분포를 보면 소모도와 부도 사이에 있는 것을 볼 수 있다. 전체적으로 DIN 농도의 공간적인 분포 양상을 살펴보면 마산만의 안쪽에서부터 바깥쪽으로 오염이 점차 확산되었다는 것을 알 수 있다.
후속연구
가중될 것으로 예상된다. 그리고 1995년 이후의 자료의 수가 적어서 만의 오염에 관한 정확한 추이를 분석하는 것이 어려우나, 더 많은 자료를 확보하여 연구를 진행하면 만의 해양 오염에 관한 예측이 가능하리라 생각된다.
인근도시의 인구 증가, 공장수 중가 등 마산만으로 유입되는 오염부하가 지속적으로 증가하는 한 마산-진해만의 오염은 계속 가중될 것으로 예상된다. 그리고 1995년 이후의 자료의 수가 적어서 만의 오염에 관한 정확한 추이를 분석하는 것이 어려우나, 더 많은 자료를 확보하여 연구를 진행하면 만의 해양 오염에 관한 예측이 가능하리라 생각된다.
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