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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 우리나라 서남해안 목포 연안에 서식하는 해조류를 대상으로 중금속 유입량이 많은 산업단지 주변 해역과 중금속 유입량이 적은 해역 (대조구) 에서 각각의 중금속 함량을 조사하고, 이들 서식지의 해수 및 퇴적물의 중금속 함량을 분석하므로써, 지표 해조류를 이용한 연안해역의 중금속 농도 변화에 대한 장기적인 정보를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 목포연안의 중금속 오염도를 조사하기 위해 중금속의 유입량이 많은 산업단지 주변 해역(대불국가산업단지, 삽진지방산업단지)과 중금속의 유입량이 적은 대조구 (흑산도)를 설정하였다.
- 삼반복으로 채취하였다. 해조류의 채취는 조간대에서 이루어졌으며, 채취장소 당 분석에 가능한 많은 개체의 해조류를 충분한 양으로 채취하여 조사정점의 대표성을 갖도록 하였다. 또한 해조류의 개체 크기에 따른 중금속의 농도 차를 최소화하기 위해 가능한 비슷한 크기의 개체들을 대상으로 채취하였다.
- Teflon PFA용기에 분말상태의 균질화된 시료를 넣고, 질산 10mL를 첨가하여 상온에서 시료가 충분히 반응하도록 하였다. 반응정도를 육안으로 확인한 다음 반응용기의 뚜껑을 덮고 ioo°c의 열판에서 시료가 완전히 용해될 때까지 반응을 지속시켜 반응용기내 용량이 거의 없어질 때 반응용기를 상온에 일정시간 방치하여 식혔다.
- 하였다. 반응정도를 육안으로 확인한 다음 반응용기의 뚜껑을 덮고 ioo°c의 열판에서 시료가 완전히 용해될 때까지 반응을 지속시켜 반응용기내 용량이 거의 없어질 때 반응용기를 상온에 일정시간 방치하여 식혔다. 다시 반응용기에 60% 과염소산용액 2mL을 넣고, 1501의 열판에서 가열분해시켜 반응용기내 액이 갈색으로 변하기 시작하면 열판에서 반응용기를 내려 방냉시 킨 후, 다시 질산 ImL을 첨가해 시료가 완전분해 될 때까지 반복하였다.
- 반응용기내의 액이 갈색을 보이지 않고 투명 또는 담황색을 보이면 건고전까지 농축시켰다. 반응용기내 잔류물을 1% 염산액으로 용해시켜 질소화합물 및 유리염소를 완전히 제거한 후 여과지로 여과하여 100 mL 메스플라스크를 이용하여 추출된 시료를 정량화하였다.
- 중금속 5개 항목 철, 아연, 구리, 카드뮴, 납의 측정은유도결합플라즈마 원자 방출 분광기 (Inductively Cou- pled Plasma Atomic Emission Spectrometer (ICP-AES) (Spectroflame EOP, Spectro Analysis Instruments, USA) 로하였으며 측정조건은 Table 1과 같다. 미리 준비한 표준용액을 가지고 ICP에서 calibration하여 각 시험용액의 농도를 구하고 이들 값을 이용하여 각 시료중의 중금속함량을 계산하였다.
- 과 같다. 미리 준비한 표준용액을 가지고 ICP에서 calibration하여 각 시험용액의 농도를 구하고 이들 값을 이용하여 각 시료중의 중금속함량을 계산하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 서남해안의 조간대에 널리 분포하는 구멍갈파래 (Ulvapertusa), 지충이 (Sargassum thunbergii), 애 기 가시 덤불 (Caulacanthus okamurae)를 지표 해조류로 삼았다. 목포연안은 목포항 뿐만 아니라 주변에 조성된 대불 국가산업 단지, 삽진지 방산업 단지로부터 배출되는 산업 오 .
- 2006년 3월(봄)과 11월(가을)에 각 조사지에서 해조류 [구멍갈파래 (Ulva pertusa), 지충이 (Sargassum thunbergii), 애기가시덤불(Caulacanthus okamurae) 퇴적물 및 해수를 삼반복으로 채취하였다. 해조류의 채취는 조간대에서 이루어졌으며, 채취장소 당 분석에 가능한 많은 개체의 해조류를 충분한 양으로 채취하여 조사정점의 대표성을 갖도록 하였다.
- 해조류의 채취는 조간대에서 이루어졌으며, 채취장소 당 분석에 가능한 많은 개체의 해조류를 충분한 양으로 채취하여 조사정점의 대표성을 갖도록 하였다. 또한 해조류의 개체 크기에 따른 중금속의 농도 차를 최소화하기 위해 가능한 비슷한 크기의 개체들을 대상으로 채취하였다. 표층퇴적물은 반빈채니기 (van Veen grab)를 사용하여 채취하였으며, 채취는 해조류의 채취장소 인근에서 행하였다.
- 또한 해조류의 개체 크기에 따른 중금속의 농도 차를 최소화하기 위해 가능한 비슷한 크기의 개체들을 대상으로 채취하였다. 표층퇴적물은 반빈채니기 (van Veen grab)를 사용하여 채취하였으며, 채취는 해조류의 채취장소 인근에서 행하였다. 해수는 증류수로 깨끗이 세척된 1L폴리에틸렌병에 표층으로부터 수심 30cm의 해수를 채취하였다.
- 표층퇴적물은 반빈채니기 (van Veen grab)를 사용하여 채취하였으며, 채취는 해조류의 채취장소 인근에서 행하였다. 해수는 증류수로 깨끗이 세척된 1L폴리에틸렌병에 표층으로부터 수심 30cm의 해수를 채취하였다. 채취된 시료들은 오염되지 않도록 폴리에틸렌봉지로 포장한 후 아이스박스에 넣어 실험실로 운반하였다.
성능/효과
- 조사시기 별 해수의 중금속 함량은 3월의 경우 철이 최대 235±78 艇 이평균 102±81 ~61±14 吗 LT)였고, 아연이 최대 64±20|igLT(평균 39±25~ 14±5|igLT)였고, 구리가 최대 28±7 用 IL(평균 11±6~5±3 μ gLL) 였고, 납이 최대 5.1 ±1.3 μg LT (평균 2.4±1.1 ~0.2±0.1 pg IL)였고 카드뮴이 최대 12±4μg LL (평균 7±3 ~0.6±0.2μgLp, 11월의 경우 철이 최대 279±125|战 (평균 147±94~73±31|igLT)였고, 아연이 최대 73 ±28 μg L-> (평균 41±24~ 16±9 晚 LL)였고, 구리가 최대 37±13 既1广 (평균 14±8~4±2|煌 I」')였고 납이 최대 5.6±1.4μgLT (평균 3±1.5~0.4±0.2|igLT) 였고, 카드뮴이 최대 19±8|igLT (평균 ]0±6~0.5± 0.3)igLT)로, 11월이 3월보다 다소 높게 나타났다.
- 조사정점별 해수의 중금속 함량은 산업단지연안의 경우 철이 최대 279±125 μg LT (평균 147±94~99±78 μ glL) 였고, 아연이 최대 73±28|ig IL (평균 41±24~ 35±23RgLT)였고 구리가 최대 37±13曲 成 (평균 14 ±8~ 10±5|邛1」1)였고, 납이 최대 5.6±1.4院1疽(평균 3±1.5~1.1±0.6μgLL)였고카드뮴이 최대 19±8|igLT (평균 10±6~6±3 遲 IL), 대조구의 경우 철이 최대 148±75 |如1广 (평균 73±31~61±14)igLT)였고, 아연이 최대 32±7eLT (평균 16±9~ 14±5 μgLT)였고, 구리가 최대 11±4μglL (평균 5±3~4±2]丄g 质)였고, 납이 최대 0.9±0.3μ81「, (평균 0.4±0.2~0.2±0.1|_用1「1) 였고, 카드뮴이 최대 1.2±0.5|igLT (평균 0.6±0.2~0.5 ±0.3 pg 1疽)로, 산업단지연안 해수의 함량은 대조 구에서의 중금속 함량보다 월등히 높게 나타났다.
- 조사 시기별 퇴적물의 중금속 함량은 3월의 경우 철이 최대 912±157|iggTdw (평균 640±151~148±46 uggT dw)였고, 아연이 최대 98±26|ig 尸 dw (평균 76±38~ 12 + 6 gg g-1 dw)였고 구리가 최대 18±6.4 μg g-1 dw (평균 11±5.5~1.7±0.8能凱盘用)였고, 납이 최대 46± 11 (J-g g-1 dw (평균 28±15~3.1±1.2μg ge1 dw)였고 카드뮴이 최대 1.9±0.6 μg gT dw (평균 0.9±0.5~0.3±0.1 μggT dw), 11월의 경우 철이 최대 937±142μggT dw (평균 595±173~ 139±85 μggT dw)였고, 아연이 최대 89±27 睥 叩 dw (평균 64±39~9±3 μg 尸 dw)였고, 구리가 최대 21±8|iggT dw(평균 11±5~ 1.5±0.9 院质嘴叫였고 납이 최대 51±15uggTdw(평균 26±14~4±2.5 μg gT dw)였고, 카드뮴이 최대 2.2±0.8ug gTdw (평균 1±Q6~0.4±0.2|ig gT dw)로, 11월이 3월보다 다소 높게 나타났다.
- 조사정점별 퇴적물의 중금속 함량은 산업 단지 연안의 경우 철이 최대 937±142曲 叩 £1\¥(평균 640±151~ 394土 101 |ig 叩 dw)였고, 아연이 최대 98±26p.g g-1 dw (평균 76±38~50±29 ]丄g g'1 dw)였고 구리가 최대 21 ±8 gg gT dw (평균 ll±5.5~10±6|ig 厂 dw)였고 납이 최대 51 ± 15 (1g gT dw (평균 28± 15~21 ± 14 jig g-1 dw)였고, 카드뮴이 최대 2.2±0.8 髄 gT dw (평균 0.8±0.4~0.3±0.1|iggTdw), 대조구의 경우 철이 최대 336 ±55 曲 gT dw(평균 148±46~ 139±85 μggT dw) 였고아연이 최대 21 ± 10gT dw(평균 12±6~9±3 靛 尸 dw)였고, 구리가 최대 3.6±0.9 gT dw (평균 1.7±0.8~1.5±0.9μ8 凱|(^)였고, 납이 최대 ll±3|ig g-1 dw (평균 4±2.5~3.1±1.2 ng g-1 dw)였고, 카드뮴이 최대 0.9±0.4|ig gT dw (평균 0.4±0.2~0.3±0.1 |ig g~> dw) 로, 산업단지연안 퇴적물에서 모든 중금속의 함량이 대조 구에서의 중금속 함량보다 월등히 높게 나타났다.
- 1996; 조와 김 1998). 목포연안 산업단지 주변 퇴적물의 중금속 함량은 대조구주변 퇴적물의 중금속 함량보다 3~8배 높은 것으로 분석되었다. 이와 같은 중금속 함량은 우리나라 연안 퇴적물에서 보고된 것들보다도 높은 것으로, 조사지역에서 구리, 아연 및 납과 같은 중금속의 함량이 높은 것은 목포연안 주변의 산업시설과 조선소 등으로부터의 오염물질 유입 가능성을 시사한다 하겠다.
- 와 같다. 해조류 종별중금속 함량은 구멍갈파래의 경우 철이 최대 1, 522±123 μggedw (평균 l, 103±397~358±141|igg-1 dw), 아연이 최대 254±55]ig gT dw (평균 203±92~56±27pg gTdw), 구리가 최대 47±5|ig gT dw(평균 31±10~7 ±4|」ggTdw), 납이 최대 26±5 pg gT dw (평균 14± 5~3±1 μg gT dw), 카드뮴이 최대 3.2±0.5 |ig g-1 dw (평균 1.8±0.9~0.4±0.2曲 尸(切)였고 지충이의 경우 철이 최대 l, 319±135)iggT dw(평균 854±348-236 + 118 |ig gT dw), 아연이 최대 263±66 |lg gT dw (평균 173±94~68±34μggTdw), 구리가 최대 57±12|ig g'1 dw (평균 27± 14~ 10±7 μg gT dw), 납이 최대 35±11 (iggedw (평균 19± 12~5± 1.6μg gT dw), 드뮴이 최대 4.2± 1.1 |ig gT dw (평균 2.8 +1.5~0.3 + 0.2 |ig g'1 dw)였고, 애기가시덤불의 경우 철이 최대 l, 275±136Rg 尸 dw(평균 749±353~ 179±103uggT dw), 아연이 최대 224±86 μg gT dw (평균 133±91 ~44±31 |ig gT dw), 구리가 최대 35±8 μg gT dvl평균 19± 12~6±4 RggTdw), 납이 최대 36±12|iggTdw(평균 14±8.4~ 4.7±2.6 μg gT dw), 카드뮴이 최대 2.9±1.2|卷 gT dw (평균 1.6±0.8~0.3±0.1|如 簽、1初로 구멍갈파래, 지충이 및 애기가시덤불 순이었다.
- 3±0.1|iggTdw), 11월의 경우 철이 최대 1327± 119 晚 g-1 dw (평균 785±314~ 179±103 睥 厂 dw)였고, 아연이 최대 232±72|_ig gT dw 평균 13。±84~44±31 |ig gT dw)였고, 구리가 최대 57±12μg 舁 dw평균 24±15~7±4|ig gT dw)였고, 납이 최대 35± 11 |ig g * 1 dw (평균 19±12~3 ±1 曲 尸 dw)였고, 카드뮴이 최대 4.2±1.1 曲 gT dw (평균 2.8±1.5~0.3±0.1)ig dw) 로, 3월 이 11월보다 다소 높게 나타났다.
- 조사정점별 해조류의 중금속 함량은 산업단지 연안의 경우 철이 최대 1, 522±123 μggT dw (평균 l, 103±397 ~483±264|ig gT dw)였고, 아연이 최대 263±66 μ dw(평균 203±92~97±64帷 叩 (北¥)였고, 구리가 최대 52± 11 |ig 尸 dw(평균 28± 15— 16± 10|ig 尸 dw)였고, 납이 최대 35±11网厂(払, (평균 19±12~9.2±6|iggT dw)였고 카드뮴이 최대 4.2±1.1 |能 叮 dw(평균 2.8±1.5~0.&t0.2μg gT dw), 대조구의 경우 철이 최대 728 ±93 |ig g-1 dw (평균 583 ±116— 85 ±37 jig 尸 dw)였고, 아연이 최대 162±15 昭 尸(加(평균 103±76~44±31 UggTdw)였고 구리가 최대 19±8pggTdw(평균 10± 7~2.5 ±0.8 Rg 尸 dw)였고, 납이 최대 9±3 |lg g-1 dw (평균 5±1.9~3±1|如尸 (}回였고, 카드뮴이 최대 1±0.5 |ig g-1 dw (평균 0.4±0.3~0.3±0.1 |ig g-1 dw)로, 산업단지 연안에서 해조류의 모든 중금속의 함량이 대조 구에서의 중금속 함량보다 월등히 높게 나타났다.
- 2001). 연구에서도 목포연안에 서식하는 해조류의 중금속 함량은 해조류의 종에 따라 중금속의 함량이 달라 구멍갈파래는 철과 아연의 함량이 높았고, 지충이는 구리, 카드뮴 및 납의 함량이 높았다. 그러나 애기가시덤불의 중금속 함량은 구멍갈파래와 지충이의중금속 함량 보다 모두 낮은 것으로 분석되었다.
- 연구에서도 목포연안에 서식하는 해조류의 중금속 함량은 해조류의 종에 따라 중금속의 함량이 달라 구멍갈파래는 철과 아연의 함량이 높았고, 지충이는 구리, 카드뮴 및 납의 함량이 높았다. 그러나 애기가시덤불의 중금속 함량은 구멍갈파래와 지충이의중금속 함량 보다 모두 낮은 것으로 분석되었다. 해조류의 생육시기에 따라 중금속 함량은 차이를 보였는데, 구멍갈파래의 경우는 11월의 중금속 함량보다 3월의 중금속 함량이 대체로 높은 것으로 분석되었고, 지충이의 경우 철과 아연의 함량은 3월에 높았으며, 구리, 카드뮴 및 납의 함량은 11월에 높았다.
- 그러나 애기가시덤불의 중금속 함량은 구멍갈파래와 지충이의중금속 함량 보다 모두 낮은 것으로 분석되었다. 해조류의 생육시기에 따라 중금속 함량은 차이를 보였는데, 구멍갈파래의 경우는 11월의 중금속 함량보다 3월의 중금속 함량이 대체로 높은 것으로 분석되었고, 지충이의 경우 철과 아연의 함량은 3월에 높았으며, 구리, 카드뮴 및 납의 함량은 11월에 높았다. 애기가시덤불의 경우는 3월의 중금속 함량보다 11월의 중금속 함량이 높은 것으로 분석되었다.
- 조사정점에 따라서도 중금속의 함량은 큰 차이를 보였다. 산업단지 인근 해조류의 중금속 함량은대조구 인근 해조류의 중금속 함량에 비해 4~6배 높은 것으로 분석되었다. 이와 같이 해조류의 종, 생육시기 및 서식지에 따라 중금속의 함량이 상이하게 나타나는 것은 해조류 종 자체의 중금속 축적 대사능력의 차이와 주 생육시기의 차이뿐만 아니라 해수에 포함되어 있는 중금속 함량 등의 차이로부터 기인되는 것으로 사료되었다.
- 이와 같이 해조류의 종, 생육시기 및 서식지에 따라 중금속의 함량이 상이하게 나타나는 것은 해조류 종 자체의 중금속 축적 대사능력의 차이와 주 생육시기의 차이뿐만 아니라 해수에 포함되어 있는 중금속 함량 등의 차이로부터 기인되는 것으로 사료되었다. 또한 분석된 종들 중에서 중금속의 함량이 높았던 종은 녹조식물문에 속하는 구멍갈파래였다. 갈파래류는 범세계적 종으로 많은 국가들의 연안역 중금속 오염의 지표종으로 널리 쓰이고 있는데 (Levine 1984), 본 연구의 결과에서도 목포연안역 산업단지 인근의 구멍갈파래의 중금속 함량이 비오염 지역의 구멍갈파래 보다 높은 것으로 나타나 연안역 중금속 오염의 지표종으로서 이용될 수 있는 가능성을 보여주었다.
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