[논문]적조 방제용 황토살포가 연안 저서생태계에 미치는 영향

박치현; 이병호

doi:10.5322/jes.2006.15.11.1035

문제 정의

본 논문은 황토살포가 생태계에 미치는 영향이 없다는 연구 결과에도 불구하고, 다량 살포된 황토가 해저 생태계에 미치는 영향이 클 수 있다고 판단하고, 구체적으로 어떠한 영향을 줄 수 있는지를 연구하기 위하여 황토의 기본적인 특성을 조사하였으며, 실험실에서 바다의 환경을 모사하는데 한계가 있기 때문에 황토가 수년간에 걸쳐 살포된 지역에 대한 수중 탐사를 통하여 연구를 진행하였다. 그러나 임의의 해저에 대한 탐사 형태로 진행되어 해저 생태계에 미치는 영향을 정량적인 수치로 증명하는 데는 큰 어려움이 있기 때문에 정성적인 연구와 정량적인 연구를 병행하였다.
저서동물은 활동 범위가 작기 때문에 주변 환경을 잘 대변한다. 때문에 본 연구에서는 저서동물 군에 대한 정량적인 조사를 수행하였다. 본 연구 대상 지역은 매년 황토가 대량 살포되는 울산 진하 앞바다를 선정하였으며, 연안에서 800m, 1, 000m, 1, 200m 지역의 황토 살포지역과 1, 800m 떨어진 황토 미살포 지역을 대상으로 하였다.
5 (b) 와 같이 황토살포지역에서 3킬로미터 떨어진 미 살포해역은 패류들이 왕성하게 살아 있는 것으로 나타나 대조를 보였다. 바다 속에서 황토가 무작위로 살포된 지역과 과학적으로 증명할 수 있는 대조지역을 구분하여 패류의 개체 수를 비교하는 것이 쉽지 않았기 때문에 정성적인 분석에 도움이 될 수 있는 자료를 제시하였다.
바다에 살포된 황토가 저서생물이 생존하는데 필요한 빛을 차단하는 정도를 판단하기 위하여 빛의 차단 효과에 대한 간단한 실험을 수행하였다. 실험 장치는 가로 Im, 세로 lm, 깊이 Im의 유리 수조를 만들어 울산 정자 앞바다에서 채취한 해수를 채운 뒤 한 수조는 황토를 넣지 않고 다른 두 수조에는 한국 황토와 대 조 군인 일본 점토를 각각 l, 000mg/Z로 맞춰 희석 했고 수조 바닥에는 76mm X 26mm 두께 15mm의 슬라이드 글라스들을 여러 개 깔았다.
본 논문은 황토살포가 생태계에 미치는 영향이 없다는 연구 결과에도 불구하고, 다량 살포된 황토가 해저 생태계에 미치는 영향이 클 수 있다고 판단하고, 구체적으로 어떠한 영향을 줄 수 있는지를 연구하기 위하여 황토의 기본적인 특성을 조사하였으며, 실험실에서 바다의 환경을 모사하는데 한계가 있기 때문에 황토가 수년간에 걸쳐 살포된 지역에 대한 수중 탐사를 통하여 연구를 진행하였다. 그러나 임의의 해저에 대한 탐사 형태로 진행되어 해저 생태계에 미치는 영향을 정량적인 수치로 증명하는 데는 큰 어려움이 있기 때문에 정성적인 연구와 정량적인 연구를 병행하였다.
그러나 본 연구 결과에 의하면 황토l, 000mg/Z 의 적은 농도에도 84% 이상의 빛을 차단하는 것으로 나타났으며, 미세한 황토입자는 저서 생물의 호흡기나 신진대사를 방해할 수 있고, 다년간 쌓인 황토에 의해 저서 생물이 살아갈 수 있는 환경이 파괴되는 것으로 밝혀졌다. 본 연구는 기존에 황토가 생태계에 영향이 없다는 연구결과에 대하여 실제로 현장에서 같은 결론을 얻을 수 있는지 파악하기 위하여 잠수부를 통해서 현장연구를 수행하였다. 현장 탐사연구에 의하면 장기간 황토가 살포된 지역을 조사한 결과 황토가 1〜30cm가량 쌓여 있었으며 .
황토살포에 의한 해수의 pH 변화를 관찰하기 위한 실험을 실시하였다. 자연 상태의 pH가 8.

제안 방법

실험 장치는 가로 Im, 세로 lm, 깊이 Im의 유리 수조를 만들어 울산 정자 앞바다에서 채취한 해수를 채운 뒤 한 수조는 황토를 넣지 않고 다른 두 수조에는 한국 황토와 대 조 군인 일본 점토를 각각 l, 000mg/Z로 맞춰 희석 했고 수조 바닥에는 76mm X 26mm 두께 15mm의 슬라이드 글라스들을 여러 개 깔았다. 그리고 20시간을 정치하여 황토를 완전히 침전시킨 다음 한국 황토와 일본 점토가 달라붙은 수조 바닥의 슬라이드 글라스를 끄집어내어 완전 건조시킨 뒤 암실에서 조 도계와 형광등을 이용해 빛의 투과율을 측정했다.
황토 집중 살포지역인 경남 통영시 학남리 앞바다에서 2003년 8월부터 11월까지 3회에 걸쳐 조사하였다. 다년간 황토가 살포된 지역엔 가끔 소형의 어류가 한 마리씩 발견되었으나 움직임이 큰 어류를 정량적 수치로 측정하기 어렵기 때문에 정성적인 분석만 수행하였다.
황토살포가 패류에 미치는 영향을 알아보기 위해 황토살포 지역인 전남 여수시 월호리 앞바다를 수중탐사 해역으로 선정해 2003년 10월부터 11월까지 3회 실시했다. 다년간 황토가 살포된 지역엔 살아있는 패류가 전혀 발견되지 않았기 때문에 정 성적인 분석만 수행하였다.
본 연구 대상 지역은 매년 황토가 대량 살포되는 울산 진하 앞바다를 선정하였으며, 연안에서 800m, 1, 000m, 1, 200m 지역의 황토 살포지역과 1, 800m 떨어진 황토 미살포 지역을 대상으로 하였다. 샘플 채취 도구 는 van Veen Grab의 저서생물 채집기를 사용하였으며, 수심 10〜30m의 저질로부터 채취하여 1 mm의 체로 거른 후 저서 동물군을 선별하였다.
시료의 성분분석은 황토를 햇빛에서 일주일간 건조시켜 입도 0.002〜0.005剛로 분쇄한 후 12개 항목에 대한 정밀분석을 실시하였다. 시료 분석 방법은 원자흡광분석 법과 유도결합플라즈마분석법을 병행하여 실시하였으며 정확성을 위해 3차례 반복해 평균치를 사용하였다.
바다에 살포된 황토가 저서생물이 생존하는데 필요한 빛을 차단하는 정도를 판단하기 위하여 빛의 차단 효과에 대한 간단한 실험을 수행하였다. 실험 장치는 가로 Im, 세로 lm, 깊이 Im의 유리 수조를 만들어 울산 정자 앞바다에서 채취한 해수를 채운 뒤 한 수조는 황토를 넣지 않고 다른 두 수조에는 한국 황토와 대 조 군인 일본 점토를 각각 l, 000mg/Z로 맞춰 희석 했고 수조 바닥에는 76mm X 26mm 두께 15mm의 슬라이드 글라스들을 여러 개 깔았다. 그리고 20시간을 정치하여 황토를 완전히 침전시킨 다음 한국 황토와 일본 점토가 달라붙은 수조 바닥의 슬라이드 글라스를 끄집어내어 완전 건조시킨 뒤 암실에서 조 도계와 형광등을 이용해 빛의 투과율을 측정했다.
우리나라 연안에 살포되고 있는 적조 방제용 황토의 특성과 성분을 알아보기 위하여 울산시가 울 주군 온양읍 야산에서 채취해 야적해 놓은 적조 방 제용 황토를 조사하였으며, 일본 히로시마 수산연구소가 적조 방제 실험용으로 사용하고 있는 점토를 대조군으로 정해 우리나라 황토와 어떤 차이가 나는지를 비교분석하였다.
우리나라의 적조 방제용 황토와 일본 히로시마 연안에서 적조 방제 실험용으로 사용 중인 점토의 특성이 다른지를 파악하기 위하여 두 시료의 입도와 구성성분에 대해서 실험하였다. 입도의 분석은 KS F 2302와 ASTM D 422-63(98)의 시험 방법에 따라 수행하였다.
울산시 동해의 강동 앞바다 물을 채취하여 울산시 울주군 온양에서 채취한 황토를 미리 만들어 놓은 가로 Im, 세로 Im, 높이 Im의 유리 수조에 넣어 l, 000mg/, 로 만들어 격렬하게 흔들어 섞은 뒤 정치하여 pH를 관찰하였다. 시료의 초기 pH는 8.
황토살포에 의한 해수의 pH 변화를 관찰하기 위한 실험을 실시하였다. 자연 상태의 pH가 8.01인 울산 강동 앞바다의 해수를 실험 시료로 정하고 적조 방제용 황토를 #200체로 걸러서 통과한 시료를 lkg 취하여 가로 Im, 세로 Im, 깊이 lm의 유리 조 에 넣어 l, 000nig/Z로 희석 시킨 뒤 시간대별로 pH의 변화를 관찰하였다. pH meter는 측정 전 보정하여 사용하였다.
적조가 발생할 때 황토를 집중적으로 살포한 남해안과 동해안 3개 해역을 조사지점으로 선정하고, 수중 잠수부를 동원하여 해양 생태계를 직접 탐사하였다. 장기간에 걸친 황토 살포의 영향을 알아보기 위하여 해수의 표층부터 해저 수심 30m까지 층별로 조사를 수행하였다. 황토의 빛에 대한 차단 효 과나 입도 또는 pH 변화 등에 의한 생태계의 역효과를 충분히 밝히는 것이 어렵기 때문에 황토가 살포된 지역과 살포되지 않은 지역에 대하여 직접적인 수중탐사 방법을 택했다.
적조가 발생할 때 황토를 집중적으로 살포한 남해안과 동해안 3개 해역을 조사지점으로 선정하고, 수중 잠수부를 동원하여 해양 생태계를 직접 탐사하였다. 장기간에 걸친 황토 살포의 영향을 알아보기 위하여 해수의 표층부터 해저 수심 30m까지 층별로 조사를 수행하였다.
조사 기간은 2003년 9월부터 11월까지 동일 지역을 대상으로 3회 실시했다. 정량적인 수치 비교가 어렵기 때문에 황토살포지역과 살포되지 않은 주변 해역의 사진을 비교하여 정성적인 분석을 수행하였다.
조사 기간은 2003년 10월 한 달 동안 2차례에 걸쳐 실시했다. 울산 연안의 4개 정점에서 조사된 대형저서 동물은 5개 동물문에 속하는 18종 77개체가 채집되었다.
황토살포가 저서식물에 미치는 영향을 알아보기 위해 1995년부터 2003년까지 적조 방제용 황토를 25만 톤 살포한 경남 통영시 학남리 앞바다와 그곳 에서 4km 떨어진 황토 미살포 해역을 대조군으로 선정하고 수중탐사를 실시했다. 조사 기간은 2003년 10월부터 11월까지 두 달 동안 3차례에 걸쳐 실시했다. Fig.
황토살포가 어류에 미치는 영향을 알아보기 위해 2003년 8월부터 9월까지 두 달 동안 황토 집중 살포지역인 경남 통영시 학남리의 해양 생태계를 3차례 수중 탐사했다.
황토살포가 저서식물에 미치는 영향을 알아보기 위해 1995년부터 2003년까지 적조 방제용 황토를 25만 톤 살포한 경남 통영시 학남리 앞바다와 그곳 에서 4km 떨어진 황토 미살포 해역을 대조군으로 선정하고 수중탐사를 실시했다. 조사 기간은 2003년 9월부터 11월까지 동일 지역을 대상으로 3회 실시했다.

대상 데이터

실제로 해저의 패류에 영향이 없는가를 조사하기 위하여 잠수부를 동원하여 황토가 장기간 살포된 지역인-전남..여수시 월호리-앞바다를- 수중탐사 해역으로 선정해 2003년 10월부터 11월까지 두 달 동안 3차례에 걸쳐 실시했다. 이곳은 우리나라의 대표적인 새조개 생산지였으나 Fig.
때문에 본 연구에서는 저서동물 군에 대한 정량적인 조사를 수행하였다. 본 연구 대상 지역은 매년 황토가 대량 살포되는 울산 진하 앞바다를 선정하였으며, 연안에서 800m, 1, 000m, 1, 200m 지역의 황토 살포지역과 1, 800m 떨어진 황토 미살포 지역을 대상으로 하였다. 샘플 채취 도구 는 van Veen Grab의 저서생물 채집기를 사용하였으며, 수심 10〜30m의 저질로부터 채취하여 1 mm의 체로 거른 후 저서 동물군을 선별하였다.
우리나라의 적조 방제용 황토와 일본 히로시마 연안에서 적조 방제 실험용으로 사용 중인 점토를 대상으로 입도분석 실험을 실시했다.
우리나라의 황토에 포함된 점토광물은 버미큘라이트, 카오린 광물, 일 라이트 등이며 황토는 미립 성, 가소성, 이온 교환성, 흡착성, 촉매성, 현탁성 등 물리 화학적 특성을 갖는 것으로 알려져 있다 4). 우리나라의 적조 방제용으로 살포되 는 황토의 성분을 알아보기 위해 2003년 11월 울산시 울주군 온양읍 야산의 황토를 채취해 일본 히로시마시 점토를 대조군으로 정하고 비교분석했다. Table 2에 서 보는 바와 같이 SiO₂는 한국 황토가 일본 점토보다 10% 정도 적게 함유되어 있었으며 AI2O₃, Na2O₃, K2。는 비슷한 수준을 보였으며 FezQs와 Pb는 한국 황토가 일본 점토보다 각각 5배와 2배 정도 많이 포함되어 있는 것으로 분석되었다.
황토살포가 저서식물에 미치는 영향을 알아보기 위해 1995년부터 2003년까지 적조 방제용 황토를 25만 톤 살포한 경남 통영시 학남리 앞바다와 그곳 에서 4km 떨어진 황토 미살포 해역을 대조군으로 선정하고 수중탐사를 실시했다. 조사 기간은 2003년 9월부터 11월까지 동일 지역을 대상으로 3회 실시했다. 정량적인 수치 비교가 어렵기 때문에 황토살포지역과 살포되지 않은 주변 해역의 사진을 비교하여 정성적인 분석을 수행하였다.
황토 집중 살포지역인 경남 통영시 학남리 앞바다에서 2003년 8월부터 11월까지 3회에 걸쳐 조사하였다. 다년간 황토가 살포된 지역엔 가끔 소형의 어류가 한 마리씩 발견되었으나 움직임이 큰 어류를 정량적 수치로 측정하기 어렵기 때문에 정성적인 분석만 수행하였다.
황토살포가 패류에 미치는 영향을 알아보기 위해 황토살포 지역인 전남 여수시 월호리 앞바다를 수중탐사 해역으로 선정해 2003년 10월부터 11월까지 3회 실시했다. 다년간 황토가 살포된 지역엔 살아있는 패류가 전혀 발견되지 않았기 때문에 정 성적인 분석만 수행하였다.

데이터처리

005剛로 분쇄한 후 12개 항목에 대한 정밀분석을 실시하였다. 시료 분석 방법은 원자흡광분석 법과 유도결합플라즈마분석법을 병행하여 실시하였으며 정확성을 위해 3차례 반복해 평균치를 사용하였다.

이론/모형

우리나라의 적조 방제용 황토와 일본 히로시마 연안에서 적조 방제 실험용으로 사용 중인 점토의 특성이 다른지를 파악하기 위하여 두 시료의 입도와 구성성분에 대해서 실험하였다. 입도의 분석은 KS F 2302와 ASTM D 422-63(98)의 시험 방법에 따라 수행하였다.

성능/효과

Fig. 1에서 보는 것과 같이 우리나라 황토에서 0.1« 이하의 입자가 70% 이상을 차지하고 있어 매우 미세한 분말 형태로 존재하는 것으로 나타났다. 일본의 점토는 0.
울산 연안의 4개 정점에서 조사된 대형저서 동물은 5개 동물문에 속하는 18종 77개체가 채집되었다. 가장 많은 개체 수를 보인 종은 양손 갯지렁이 (Magelonajaponica)였고, 얼굴 갯지렁이{Prionosipio cirrifera), 고둥류의 Zeuxis castus 등이 우점종으로 나타났다(Table 3). 정점 당 평균 서식 밀도는 정점2에 서 920개체/n? 로 가장 높았고, 정점4에서 280개체面? 로 가장 낮았다.
군집의 종류의 대소와 각 종간 균등한 정도를 종합적으로 나타내는 군집지수로서 많이 사용되는 Shannon의 종 다양성 지수(H')를그림에서 는 조사정점 1에서 가장 많은 종류와 균등한 출현이 있었음을 나타내며, 그다음으로 정점4에서 그러함을 보여준다 (Fig. 6). 조사정점 2와 3에서는 종 다양성 지수가 가장 낮은 값을 보였다.
그러나 본 연구 결과에 의하면 황토l, 000mg/Z 의 적은 농도에도 84% 이상의 빛을 차단하는 것으로 나타났으며, 미세한 황토입자는 저서 생물의 호흡기나 신진대사를 방해할 수 있고, 다년간 쌓인 황토에 의해 저서 생물이 살아갈 수 있는 환경이 파괴되는 것으로 밝혀졌다. 본 연구는 기존에 황토가 생태계에 영향이 없다는 연구결과에 대하여 실제로 현장에서 같은 결론을 얻을 수 있는지 파악하기 위하여 잠수부를 통해서 현장연구를 수행하였다.
매년 반복적으로 황토가 살포된 지역의 수중 탐사 결과 조사지점 3곳의 해저에 l-3cm의 황토가 쌓여 있는 것이 확인되어 빛은 실험에서 수행한 결과보다 훨씬 차단률이 높을 것으로 판단된다. 특히 적조 발생 해역에 대한 우리나라의 황토살포 방법은 일정한 농도를 유지하지 않고 황토를 배에 싣고 나가 쏟아붓기 때문에 실제로는 수만〜수십만 mg //가 살포될 수 있어 사실상 대부분의 빛이 차단될 수 있다.
본 조사 결과에서 추측해 볼 수 있는 사실은 원래 모래로 된 퇴적물에 살고 있던 대형저서동물이 적 조발생 때 황토를 살포하여 그 황토가 바닥에 싸여 대부분 소멸되고 황토가 포함된, 보다 더 가는 입자에 잘 적응하는 저서동물들로 교체된 것을 보여 준다. 그리고, 이렇게 해양저서 환경이 교란될 때에 빈 서식지에 우선해서 차지하는 기회종(opportunistic species) 또는 개척종(pioneer species)°) 우점하는 것을 볼 때 황토에 의해서 기존의 서식지가 교란을 받았음을 반증한다.
5 (a) 에서 보 는 것처럼 봄철에 뿌린 재조개 치패가 집단 폐사하였다. 새조개의 치패는 2년이 지나야 직경 6cm 이 상의 성패가 되어 상품 가치를 인정받는데 황토가 살포된 해역에서는 직경 3cm 정도 자라다가 여름철 고수온기에는 산소부족으로 90% 이상이 죽어 있는 것으로 나타났다. 현지 양식업을 하고 있는 어부에 직접 설문 조사한 결과 매년 유해성 적조가 밀려오는 8월부터 황토를 집중 살포되면서 새조개의 집단폐사는 연중행사처럼 반복되고 있는 것으로 조사되었다.
조사 기간은 2003년 10월 한 달 동안 2차례에 걸쳐 실시했다. 울산 연안의 4개 정점에서 조사된 대형저서 동물은 5개 동물문에 속하는 18종 77개체가 채집되었다. 가장 많은 개체 수를 보인 종은 양손 갯지렁이 (Magelonajaponica)였고, 얼굴 갯지렁이{Prionosipio cirrifera), 고둥류의 Zeuxis castus 등이 우점종으로 나타났다(Table 3).
이에 반해 황토가 살포된 울주군 서생면 나사리 앞바다는 해양저서 환경이 교란될 때에 나타나는 기회 종(opportunistic species) 또는 개척 종(pioneer species)이 우점하는 등 황토가 저서동물 식생에 많은 영향을 끼치고 있는 것으로 나타났다.
신 등은 1997년 11월에 울산만과 온산만의 저서 생물군집을 파악하기 위한 연구를 실시하였다. 저 서 동물군집의 평균 서식 밀도는 535개체/nF이었으며 출현종수는 117종으로 조사되었다
새조개의 치패는 2년이 지나야 직경 6cm 이 상의 성패가 되어 상품 가치를 인정받는데 황토가 살포된 해역에서는 직경 3cm 정도 자라다가 여름철 고수온기에는 산소부족으로 90% 이상이 죽어 있는 것으로 나타났다. 현지 양식업을 하고 있는 어부에 직접 설문 조사한 결과 매년 유해성 적조가 밀려오는 8월부터 황토를 집중 살포되면서 새조개의 집단폐사는 연중행사처럼 반복되고 있는 것으로 조사되었다. 새조개를 제외한 다른 조개류도 적조 방제용 황토가 살포되면서 집단 폐사해 해저를 뒤덮고 있어 황토 살포의 후유증이 심각했다.

후속연구

그러나 본 연구에 의하면 황토에 의한 빛의 차단과 황토의 살포에 의한 국지적인 pH의 변화, 황토의 미세한 분말에 의한 저서 생태환경의 파괴 등으로 장기적으로는 황토가 해양 생태계에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 단지 본 연구에서는 대상이 바닷속이라는 어려움이 있어서 구체적이고 정량적인 데이터를 충분히 도출하지 못하여 계속적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판 단되 었다.

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