광양만과 진해만에서 대장균 Escherichia coli분포와 수질오염 특성 Distributional Characteristics of Escherichia coli and Water Pollution in Gwangyang Bay and Jinhae Bay, Korea원문보기
본 연구는 해역의 수질오염 특성을 알아보기 위해서 2010년 2, 5, 8, 11월에 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 COD (화학적산소요구량, Chemical Oxygen Demand), Chlorophyll a, 대장균 Escherichia coli를 조사하였다. 또한, 광양만과 진해만의 지형학적특성을 고려하여 각각 3개 구역, 4개 구역으로 나누어 평가하였다. 광양만의 COD농도는 춘계 (평균: 4.3 mg $L^{-1)$)에 가장 높았고, 구역 I (반폐쇄성 해역; 정점 1~9)에서 평균 5.64 mg $L^{-1)$으로 가장 높았다. Chl. a농도는 하계 (평균: 14.0 ${\mu}g\;L^{-1)$)에 현저히 높았고, 구역 I에서 최고치 25 ${\mu}g\;L^{-1)$를 보였다. E. coli군수는 하계에 높게 나타났고, 섬진강에 가장 가까운 정점 10에서 최고치 2,094 cfu $L^{-1)$를 기록하였다. 반면, 외측정점 (정점 15~20)으로 향할수록 그들의 개체수는 현저하게 줄어드는 양상을 보였다. Chl. a는 섬진강의 영향을 받는 광양만의 산업단지와 대도시가 인접하고, 수계의 혼합이 적은 지역에서 가장 높았다. 진해만에서는 구역 I (마산만과 행암만의 부영양화된 수역)에서 다른 구역에 비해 집중되어 E. coli군수를 보였다. 구역 I에 속하는 정점 중 육상에 가장 가까운 정점 1, 4, 5에서 다른 정점에 비해 많은 E. coli군수를 나타내었으며, 특히 동계에 정점 4에서 최고치 (5,250 cfu $L^{-1)$)를 보였다. 그 외 춘계와 동계에 구역 IV에서 각각 평균 336 cfu $L^{-1)$, 383 cfu $L^{-1)$로 비교적 많은 E. coli군수가 관찰되었다. 광양만의 COD와 Chl. a와의 상관성이 관찰되지 않았으나, 진해만에서는 유의한 상관관계를 보였다 (r=0.49, p<0.001). 결론적으로, 본 연구에서 얻은 결과는 해역의 지형학적특성에 따른 수질오염을 가늠할 수 있는 기초적인 자료로 활용가능하다고 판단된다.
본 연구는 해역의 수질오염 특성을 알아보기 위해서 2010년 2, 5, 8, 11월에 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 COD (화학적산소요구량, Chemical Oxygen Demand), Chlorophyll a, 대장균 Escherichia coli를 조사하였다. 또한, 광양만과 진해만의 지형학적특성을 고려하여 각각 3개 구역, 4개 구역으로 나누어 평가하였다. 광양만의 COD농도는 춘계 (평균: 4.3 mg $L^{-1)$)에 가장 높았고, 구역 I (반폐쇄성 해역; 정점 1~9)에서 평균 5.64 mg $L^{-1)$으로 가장 높았다. Chl. a농도는 하계 (평균: 14.0 ${\mu}g\;L^{-1)$)에 현저히 높았고, 구역 I에서 최고치 25 ${\mu}g\;L^{-1)$를 보였다. E. coli군수는 하계에 높게 나타났고, 섬진강에 가장 가까운 정점 10에서 최고치 2,094 cfu $L^{-1)$를 기록하였다. 반면, 외측정점 (정점 15~20)으로 향할수록 그들의 개체수는 현저하게 줄어드는 양상을 보였다. Chl. a는 섬진강의 영향을 받는 광양만의 산업단지와 대도시가 인접하고, 수계의 혼합이 적은 지역에서 가장 높았다. 진해만에서는 구역 I (마산만과 행암만의 부영양화된 수역)에서 다른 구역에 비해 집중되어 E. coli군수를 보였다. 구역 I에 속하는 정점 중 육상에 가장 가까운 정점 1, 4, 5에서 다른 정점에 비해 많은 E. coli군수를 나타내었으며, 특히 동계에 정점 4에서 최고치 (5,250 cfu $L^{-1)$)를 보였다. 그 외 춘계와 동계에 구역 IV에서 각각 평균 336 cfu $L^{-1)$, 383 cfu $L^{-1)$로 비교적 많은 E. coli군수가 관찰되었다. 광양만의 COD와 Chl. a와의 상관성이 관찰되지 않았으나, 진해만에서는 유의한 상관관계를 보였다 (r=0.49, p<0.001). 결론적으로, 본 연구에서 얻은 결과는 해역의 지형학적특성에 따른 수질오염을 가늠할 수 있는 기초적인 자료로 활용가능하다고 판단된다.
In order to assess the inorganic and organic pollutents characteristics in marine water, we investigated COD (Chemical Oxygen Demand), Chlorophyll a and Escherichia coli during four seasons at 20 stations of Gwangyang Bay and at 23 stations of Jinhae Bay, Korea. The bay is divided into three zones i...
In order to assess the inorganic and organic pollutents characteristics in marine water, we investigated COD (Chemical Oxygen Demand), Chlorophyll a and Escherichia coli during four seasons at 20 stations of Gwangyang Bay and at 23 stations of Jinhae Bay, Korea. The bay is divided into three zones in Gwangyang and four zones in Jinhae respectively, based on the pollutent levels. In Gwangyang Bay, the high concentration (mean 4.7 mg $L^{-1)$) of COD was recorded during spring season at Zone I, which can be characterized as a semi-enclosed eutrophic area (St. 1~9). Also, Chl. a concentrations were high at Zone I (mean 14.0 ${\mu}g\;L^{-1}$). The colony of E. coli were detected during summer season at Zone II, which is influenced by Seomjin River water. The E. coli may have been entered from the river water in a large pulse during rainy season. On the other hand, E. coli was kept low levels during four seasons at the Zone III, which is influenced indirectly by surface water currents from offshore of the bay. In Jinhae Bay, the high COD and Chl. a were shown during all seasons at Zone I, which is characteristed by semi-enclosed eutrophic area of Masan and Haengam bays. The Zone I also had been shown relatively high E. coli concentration in all seasons. In constrast, other three zones did not show seasonal characteristics of the E. coli concentrations. The present study suggests that E. coli concentrations can be significantly elevated in eutrophic semi-enclosed area.
In order to assess the inorganic and organic pollutents characteristics in marine water, we investigated COD (Chemical Oxygen Demand), Chlorophyll a and Escherichia coli during four seasons at 20 stations of Gwangyang Bay and at 23 stations of Jinhae Bay, Korea. The bay is divided into three zones in Gwangyang and four zones in Jinhae respectively, based on the pollutent levels. In Gwangyang Bay, the high concentration (mean 4.7 mg $L^{-1)$) of COD was recorded during spring season at Zone I, which can be characterized as a semi-enclosed eutrophic area (St. 1~9). Also, Chl. a concentrations were high at Zone I (mean 14.0 ${\mu}g\;L^{-1}$). The colony of E. coli were detected during summer season at Zone II, which is influenced by Seomjin River water. The E. coli may have been entered from the river water in a large pulse during rainy season. On the other hand, E. coli was kept low levels during four seasons at the Zone III, which is influenced indirectly by surface water currents from offshore of the bay. In Jinhae Bay, the high COD and Chl. a were shown during all seasons at Zone I, which is characteristed by semi-enclosed eutrophic area of Masan and Haengam bays. The Zone I also had been shown relatively high E. coli concentration in all seasons. In constrast, other three zones did not show seasonal characteristics of the E. coli concentrations. The present study suggests that E. coli concentrations can be significantly elevated in eutrophic semi-enclosed area.
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문제 정의
본 연구는 진해만과 광양만의 수질오염 특성을 살펴보기 위해 대장균 Escherichia coli, COD, Chlorophyll a(이하 Chl. a)를 중심으로 조사하였다. E.
본 연구는 해역의 수질오염 특성을 알아보기 위해서 2010년 2, 5, 8, 11월에 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 COD (화학적산소요구량, Chemical Oxygen Demand), Chlorophyll a, 대장균 Escherichia coli를 조사하였다. 또한, 광양만과 진해만의 지형학적 특성을 고려하여 각각 3개 구역, 4개 구역으로 나누어 평가하였다.
따라서 강우가 적은 동계에는 만 주변의 생활하수와 공업 폐수가 지대한 영향을 미치고, 강우기에는 섬진강으로부터 많은 양의 담수가 유입되어 만 전체에 높은 영양염이 공급된다(이 등 2001). 본 연구에서는 이러한 해역의 지리적특성에 따른 분변성 오염물 E. coli와 수질의 환경오염특성을 살펴보기 위해서, 광양만에서 2010년 2, 5, 8, 11월(총 4회)에 총 20개 정점을 조사하여 구역(Zone) I, II, III의 3개로 나누어 평가했다. 구역 I은 산업시설이 밀집되고 반폐쇄성 해역 (정점 1~9), 구역 II는 섬진강하구의 담수유입의 영향을 강하게 받는 해역(정점 10~15), 구역 III은 비교적 오염도가 낮고 해수교환이 원활한 해역(정점 16~20) 등으로 구분하였다(백 등 2011; Fig.
제안 방법
COD분석은 해수시료를 알카리성으로 하여 강산화제인 과망간산칼륨을 넣은 다음 일정시간 가열 반응시키고 요오드화칼륨 및 황산을 넣어 남아있는 과망간산칼륨에 의하여 유리된 요오드의 양으로부터 산소양을 구하였다(해양수산부 1998).
E. coli군수는 다음과 같은 실험순서로 진행하였고, 모든 실험장비는 무균처리(Autoclave, 120℃)한 후 clean bench에서 수행하였다 (Fig. 2 참조). 또한 매번 실험시 무균처리된 증류수로 대조구를 만들어 실험환경 중 오염여부를 확인하였다.
coli, Chl. a, COD (화학적산소요구량)의 농도를 조사하여 당 해역의 해양환경오염특성을 파악하였다. 두 해역에서 오염물 유입 특성과 해수교환, 생물, 지리, 물리, 화학적인 특성 등을 고려하여 광양만은 3개 구역, 진해만은 4개 구역으로 나누었다 (백 등 2011; 현 등 2011).
a농도는 표층수 500 mL를 선상에서 GF/F필터(φ47 mm Whatman glass fiber filters)로 여과하여, 15 mL 튜브에 넣어 냉동보관 후 90% acetone으로 24시간 냉암소에서 엽록소를 추출한 후 형광측정기(Turner Designs 10-AU Fluorometer)로 측정하여 분석하였다 (Parson et al. 1984).
2 참조). 또한 매번 실험시 무균처리된 증류수로 대조구를 만들어 실험환경 중 오염여부를 확인하였다. 실험실로 운반된 1 L 무균채수병의 시료를 교반한 후 40 mL와 80 mL로 정량하여 각각 Membrane filter (0.
본 연구는 해역의 수질오염 특성을 알아보기 위해서 2010년 2, 5, 8, 11월에 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 COD (화학적산소요구량, Chemical Oxygen Demand), Chlorophyll a, 대장균 Escherichia coli를 조사하였다. 또한, 광양만과 진해만의 지형학적 특성을 고려하여 각각 3개 구역, 4개 구역으로 나누어 평가하였다. 광양만의 COD농도는 춘계(평균: 4.
실험실로 운반된 1 L 무균채수병의 시료를 교반한 후 40 mL와 80 mL로 정량하여 각각 Membrane filter (0.2 μm pore size)로 여과하였다.
반면 진해만에 귀속되어 있는 마산만은 대도시가 인접하고 있고, 이로 인한 오∙폐수의 유입 등 담수의 영향을 현저하게 받는 반폐쇄성 만으로 외해수와의 교환이 원활하지 않아, 수질이 나쁘고 식물플랑크톤 성장에 필요한 영양염류와 각종 미량원소가 풍부하여 식물플랑크톤의 대발생이 빈번하게 일어나는 해역이다. 진해만에서 2010년 2, 5, 8, 11월(총 4회)에 총 23개 정점을 조사하여 구역(Zone) I, II, III, IV으로 나누어 분석하였다. 구역 I은 마산만과 행 암만의 반폐쇄성 해역(정점 1~7), 구역 II는 상대적으로 해수의 교환이 원활한 진해만 중앙수역 (정점 8, 9, 20, 21, 22, 23), 구역 III는 수하식 굴양식장이 밀집된 진해만 서부해역(정점 10~15), 구역 IV는 주거도시와 조선산업의 영향을 받는 통영(원문만)과 거제도(고현만)를 중심으로 한 진해만 남부해역(정점 16~20) 등으로 구분하였다(현 등 2011; Fig.
현장에서 수온과 염분은 CTD(IDRONUT Ocean Seven 319, USA)로 측정하였고, 대장균(E. coli)군수와 COD를 산출하기 위해서 각각 1 L 무균멸균팩과 250 mL 채수병(사용전 산처리 세척)에 표층수를 채수하여 실험실로 운반하였다.
대상 데이터
진해만에서 2010년 2, 5, 8, 11월(총 4회)에 총 23개 정점을 조사하여 구역(Zone) I, II, III, IV으로 나누어 분석하였다. 구역 I은 마산만과 행 암만의 반폐쇄성 해역(정점 1~7), 구역 II는 상대적으로 해수의 교환이 원활한 진해만 중앙수역 (정점 8, 9, 20, 21, 22, 23), 구역 III는 수하식 굴양식장이 밀집된 진해만 서부해역(정점 10~15), 구역 IV는 주거도시와 조선산업의 영향을 받는 통영(원문만)과 거제도(고현만)를 중심으로 한 진해만 남부해역(정점 16~20) 등으로 구분하였다(현 등 2011; Fig. 1 우측참조).
조사는 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 2010년 동계(2/8~12일), 춘계(5/4~7일), 하계(8/24~27일), 추계(11/23~26일)에 각각 수행하였다(Fig. 1).
성능/효과
a, COD (화학적산소요구량)의 농도를 바탕으로 검토한 결과, 광양만의 유기오염물질의 부하는 구역 I > 구역 II > 구역 III > 순으로, 진해만은 구역 I > 구역 IV > 구역 III > 구역 II으로 높게 나누어졌다.
(2005)에 의하면 Chl. a농도는 COD, SS (부유물질, Suspended Solid)와의 높은 상관성을 언급하였고, 본 연구에서도 그들의 연구와 비교적 잘 일치하였다. COD와 E.
또한 구역 II에서의 COD농도와 Chl. a와의 계절별 상관분석을 살펴본 결과, 동계에 유의한 상관관계를 보였다. 즉, 담수의 영향을 적게 받는 동계 구역 II에서는 유기오염의 영향을 적게 받는다고 해석할 수 있다.
광양만의 염분농도는 다른 구역에 비해 섬진강의 영향을 강하게 받는 구역 II에서 춘계와 하계에 현저히 낮게 측정되었다. 가장 낮게 측정된 하계 구역 II의 평균 염분농도는 21.
본 조사에서 COD분포는 광양만에서 전체평균 2.84 mg L-1±1.42으로 3등급의 수질을 나타내었으며, 오염정도는 구역 I > 구역 II > 구역 III 순으로 나타났다.
본 조사에서 하계 모든 정점에서 수온이 > 23℃으로 나타나, 두 해역 모두 대장균의 현저한 증식에 영향을 미쳤을 것으로 판단되며, 이와 같이 수온은 해역의 대장균 분포에 영향을 미치는 중요한 계절적 인자로 생각된다.
coli의 군수가 급격히 감소하는 양상을 보였다. 특히 하계 섬진강 영향을 직접적으로 받는 구역 II의 평균염분은 21.87 psu로 극히 낮았고, E. coli군수는 높게 관찰되었다. 이는 하계 섬진강으로부터 유출된 담수의 영향을 다른 조사기간에 비하여 현저했다고 판단된다.
2006). 하지만 본 연구에서 조사하지 않은 Enterococci군수의 분포 특성은 E. coli와 상당히 유사한 발생분포 특성을 보였고(Coupe et al. 2006), 해수욕장이나 레크레이션을 할 수 있는 해역에서 E. coli를 분포특성을 확인하면, 위장질환을 간접적으로 추정할 수 있다고 판단된다. 본 조사해역에서는 해수욕장이나 레크레이션을 할 수 있는 기반환경이 조성되어 있지 않지만, 이매폐류 등과 같은 양식장이 집중분포하고 있기 때문에, 안전한 수산물의 위생관리를 위해서 E.
후속연구
coli는 육상으로부터 유입되는 분변성 오염물의 분포, COD는 유기오염 물의 총량, Chl. a는 식물플랑크톤 증식과 관련한 부영양화의 현상을 각각 대변할 수 있으며, 이러한 연구는 광양만과 진해만에 산재되어 있는 양식장주변의 위생관리를 위한 수질환경의 특성을 파악하는 기초적인 자료로 활용 가능할 것이다.
001). 결론적으로, 본 연구에서 얻은 결과는 해역의 지형학적특성에 따른 수질오염을 가늠할 수 있는 기초적인 자료로 활용가능하다고 판단된다.
coli의 출현여부는 매우 중요하다. 특히 유기오염원에 반응하는 대장균의 계절적, 수평적 분포특성을 파악한 것은 당 해역의 건강성을 평가할 수 있는 중요한 기초자료로 활용될 것이다.
반면, 동계 5,250 cfu L-1으로 최고치를 기록한 진해만의 정점 4는 창원시(마산시)에서 배출되는 하수종말처리장의 배출수 영향을 강하게 받았을 것으로 판단된다. 하수처리의 정도에 따라서 주변 해역의 오염정도가 다를 수 있기 때문에 추후 지속적으로 관심을 가지고 모니터링이 필요하다고 생각된다.
즉, 담수의 영향을 적게 받는 동계 구역 II에서는 유기오염의 영향을 적게 받는다고 해석할 수 있다. 하지만 낙동강하구의 담수의 영향이 구역 II에 영향을 미치는 것을 평가하기 위해서는 해수의 순환정도를 파악할 수 있는 물리적인 데이터가 추가적으로 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현행 우리나라 해양 환경 관리법 제8조에 의거, 해양환경(생활환경기준)의 상태를 과학적으로 평가할 수 있는 항목은 무엇이 있는가?
현행 우리나라 해양환경관리법 제8조에 의하면, 해양환경(생활환경기준)의 상태를 과학적으로 평가할 수 있는 항목은 pH, 화학적산소요구량(Chemical Oxygen Demand: COD), 용존산소, 총대장균군수, 용매추출의 유분, 총질소, 총인 등이 있다. 그 중 해수중의 유기물질은 용존상태의 용존유기탄소와 입자성유기탄소가 공존하며, 이들 입자에는 일반세균이 부착되어 분포한다.
광양만과 진해만에서 해역의 수질오염 특성을 알아보기 위한 연구의 COD, Chlorophyll a, 대장균 수의 결과는 무엇인가?
또한, 광양만과 진해만의 지형학적특성을 고려하여 각각 3개 구역, 4개 구역으로 나누어 평가하였다. 광양만의 COD농도는 춘계(평균: 4.3 mg L-1)에 가장 높았고, 구역 I (반폐쇄성 해역; 정점 1~9)에서 평균 5.64 mg L-1으로 가장 높았다. Chl. a농도는 하계(평균: 14.0 μg L-1) 에 현저히 높았고, 구역 I에서 최고치 25.0 μg L-1를 보였다. E. coli군수는 하계에 높게 나타났고, 섬진강에 가장가까운 정점 10에서 최고치 2,094 cfu L-1를 기록하였다. 반면, 외측정점(정점 15~20)으로 향할수록 그들의 개체 수는 현저하게 줄어드는 양상을 보였다. Chl. a는 섬진강의 영향을 받는 광양만의 산업단지와 대도시가 인접하고, 수계의 혼합이 적은 지역에서 가장 높았다. 진해만에서는 구역 I (마산만과 행암만의 부영양화된 수역)에서 다른 구역에 비해 집중되어 E. coli군수를 보였다. 구역 I 에 속하는 정점 중 육상에 가장 가까운 정점 1, 4, 5에서 다른 정점에 비해 많은 E. coli군수를 나타내었으며, 특히 동계에 정점 4에서 최고치(5,250 cfu L-1)를 보였다. 그 외 춘계와 동계에 구역 IV에서 각각 평균 336 cfu L-1, 383 cfu L-1로 비교적 많은 E. coli군수가 관찰되었다. 광양만의 COD와 Chl. a와의 상관성이 관찰되지 않았으나, 진해만에서는 유의한 상관관계를 보였다 (r=0.49, p⁄0.001). 결론적으로, 본 연구에서 얻은 결과는 해역의 지형학적특성에 따른 수질오염을 가늠할 수 있는 기초적인 자료로 활용가능하다고 판단된다.
대장균군의 종류는 어떤 것이 있는가?
특히 도시하수의 유입이 많은 연안 내만과 하구역은 해수의 이동이나 순환이 극히 제한되어 정체현상으로 인한 분변계 대장균의 오염에 노출되기 쉽다(강과 여 2001). 대장균군은 일반적으로 인간과 가축의 분변에서 기인하는 Escherichia, Klebsiella, Citrobacter 등이 있으며, 토양이나 식물에서 기인하는 Enterobacter, Erwinia 및 분변과 관계없는 Aeromonas 등이 있다(김 등 2007).
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