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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 우리나라에서 굴 생산량이 많은 연안해역인 진해만 서부지역에 위치한 용남·광도 해역의 위생학적 상태를 평가하고, 동 해역의 위생상태에 육상 오염원이 미치는 영향을 조사함으로써 우리나라 수산물의 위생안전성 확보를 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
제안 방법
- 각 조사지점에 강우, 수온, 염분 함량이 위생지표세균 농도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 Lim (2007) 방법에 제시한 군집구조 개념을 도입하였다. 각 지점별로 3년간 강우, 수온, 염분 함량, 대장균군, 분변계대장균 값을 이용한 군집분석을 통하여 지점별로 그룹화된 값을 각 셀로 표시하였다.
- 경남 진해만 서부 용남·광도 해역의 지형적 여건, 해류 유동, 배수유역 내 오염원의 분포 등을 고려하여 7개의 소해역으로 구분하였다.
- 동 해역의 배수유역에 위치하고 있는 육상오염원 중 해역으로 하수 등이 직접 유입되는 오염원에 대해서는 유량과 분변계 대장균 농도를 분석한 후 1일간 해역으로 유입되는 총 분변계 대장균 수를 산출하였다. 산출된 분변계대장균을 최종농도 14 MPN/100 mL 이하로 희석하는데 필요한 해수의 용적을 산출하고, 유입점 주변의 평균 해수 수심 등을 활용하여 수면적을 계산하여 각 오염원이 해역에 미치는 영향범위를 산출하였다 (US FDA, 2008).
- 따라서 각 조사지점의 위생지표세균 농도와 수온, 염분, 조석, 강우 등 환경인자와의 상관관계를 확인하기 위하여 군집구조 분석을 실시하였다(Fig. 4). 그 결과 대장균군 및 분변계대장균 농도는 강우량과 염분에 영향을 크게 받았다(Fig.
- 동 해역의 배수유역에 위치하고 있는 육상오염원 중 해역으로 하수 등이 직접 유입되는 오염원에 대해서는 유량과 분변계 대장균 농도를 분석한 후 1일간 해역으로 유입되는 총 분변계 대장균 수를 산출하였다. 산출된 분변계대장균을 최종농도 14 MPN/100 mL 이하로 희석하는데 필요한 해수의 용적을 산출하고, 유입점 주변의 평균 해수 수심 등을 활용하여 수면적을 계산하여 각 오염원이 해역에 미치는 영향범위를 산출하였다 (US FDA, 2008). Ha et al.
대상 데이터
- 견내량 해역은 오량천 하구 인근에 위치하고 있는 2번 조사지점에서 대장균군의 최대값과 90th percentile의 값이 각각 240 및 49.7 MPN/100 mL이었다(Fig. 2A). 기타 조사지점에서 대장균군의 기하평균 및 90th percentile의 값의 범위는 2.
- 해수의 염분은 현장용 수질분석기(YSI 556, YSI Life Science, USA)를 사용하여 측정하였으며, 위생지표세균인 대장균군 및 분변계대장균은 Recommended Procedures for the Sea Water and Shellfish (APHA, 1970)에 따라 시험하였다. 시료를 단계 희석하여 5개 시험관법으로 측정하였으며, 추정시험 배지로는 Lauryl Tryptose Broth (Difco, USA), 확정시험 배지로는 Brilliant Green Lactose Bile Broth 2% (BGLB, Difco, USA)와 EC (Difco, USA) 배지를 각각 사용하였다. 위생지표세균 수는 100mL 당 최확수(Most Probable Number, MPN)로 표시하였다.
- 조사 해역은 경상남도 진해만 서부에 위치하고 있으며, 북쪽으로는 고성군 거류면과 동해면, 서쪽과 남쪽은 통영시 광도면과 용남면, 동쪽은 거제시 사등면과 접하고 있으며, 수역 면적은 약 96.3 km2 이다 (Fig. 1).
- 해수 시료 채취지점은 조사해역의 지형적 여건, 해류 유동, 배수유역 내 오염원의 분포 등을 고려하여 57개소 설정하였으며, 2007년 1월부터 2009년 12월까지 매월 1회씩 총 36회에 걸쳐 시료를 채취하였다. 해수는 표층 채수기를 사용하여 수면에서 약 10 cm 깊이에서 멸균된 250 mL 유리병에 채수한 다음, 10℃ 이하로 유지하여 실험실로 운반한 후 즉시 실험에 사용하였다.
- 해수 시료 채취지점은 조사해역의 지형적 여건, 해류 유동, 배수유역 내 오염원의 분포 등을 고려하여 57개소 설정하였으며, 2007년 1월부터 2009년 12월까지 매월 1회씩 총 36회에 걸쳐 시료를 채취하였다. 해수는 표층 채수기를 사용하여 수면에서 약 10 cm 깊이에서 멸균된 250 mL 유리병에 채수한 다음, 10℃ 이하로 유지하여 실험실로 운반한 후 즉시 실험에 사용하였다.
이론/모형
- 각 조사지점에 강우, 수온, 염분 함량이 위생지표세균 농도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 Lim (2007) 방법에 제시한 군집구조 개념을 도입하였다. 각 지점별로 3년간 강우, 수온, 염분 함량, 대장균군, 분변계대장균 값을 이용한 군집분석을 통하여 지점별로 그룹화된 값을 각 셀로 표시하였다.
- 해수의 염분은 현장용 수질분석기(YSI 556, YSI Life Science, USA)를 사용하여 측정하였으며, 위생지표세균인 대장균군 및 분변계대장균은 Recommended Procedures for the Sea Water and Shellfish (APHA, 1970)에 따라 시험하였다. 시료를 단계 희석하여 5개 시험관법으로 측정하였으며, 추정시험 배지로는 Lauryl Tryptose Broth (Difco, USA), 확정시험 배지로는 Brilliant Green Lactose Bile Broth 2% (BGLB, Difco, USA)와 EC (Difco, USA) 배지를 각각 사용하였다.
- 해수의 위생상태는 우리나라 수출용 패류생산해역의 위생관리 기준(농식품부 고시 제2011-97호)과 미국의 패류양식장에 대한 세균학적 수질기준(US FDA, 2008)에 준하여 평가하였으며, the estimated 90th percentile 값(계산된 90th 값)은 다음과 같은 방법으로 계산하였다.
성능/효과
- 가조도, 지도, 안정 및 용남 해역은 조사지점들에서 분변계대장균 수의 기하평균 및 90th percentile가 <1.8-2.7 MPN/100 mL 및 1.8-14.5 MPN/100 mL 로 매우 양호하였다(Fig. 3B, 3C, 3E, 3G).
- 가조도, 지도, 안정 및 용남 해역은 조사지점들의 기하평균 및 90th percentile가 <1.8-2.7 MPN/100 mL 및 1.9-10.0 MPN/100 mL로 매우 양호하였다(Fig. 2B, 2C, 2E, 2G).
- 8 MPN/100 mL이었다. 각 조사지점의 대장균군 수와 유사한 경향으로, 견내량 해역은 오량천 하구 인근에 위치하고 있는 2번 조사지점에서 분변계대장균 수의 최대값과 90th percentile의 값이 각각 240 및 20.9 MPN/100 mL이었다(Fig. 3A). 가조도, 지도, 안정 및 용남 해역은 조사지점들에서 분변계대장균 수의 기하평균 및 90th percentile가 <1.
- 4). 그 결과 대장균군 및 분변계대장균 농도는 강우량과 염분에 영향을 크게 받았다(Fig. 4). 대장균군과 분변계대장균 농도가 매우 높은 군집은 Fig.
- 그러나 실제 각 해수 조사지점의 분변오염실태를 조사한 결과에서는 원문만 해역, 안정공단 등이 위치하고 있는 안정 해역, 당동만 해역에 위치한 조사지점이 기타 조사지점과 비교하여 매우 높은 분변계대장균 농도를 나타내었다. 이처럼 오염원 평가와는 달리 실제 해역의 조사지점의 분변 오염은 해역으로 유입되는 직접오염원이 영향을 주기도 하지만 강우발생으로 인하여 육상의 오염원이 다량으로 해역으로 유입될 때 미치는 영향이 더욱더 높았다.
- 4). 대장균군과 분변계대장균 농도가 매우 높은 군집은 Fig. 4(B)의 검은색 부분이며, 이 군집은 Fig. 4(A)의 환경인자와의 상관성을 살펴보면, 염분은 낮고 강우는 매우 높은 군집인 것을 확인할 수 있었다. 또한 이들 군집에는 원문만 해역, 안정공단 등이 위치하고 있는 안정 해역, 당동만 해역에 위치한 조사지점이 속하였다.
- 본 연구에서 설정한 조사지점 중 우리나라 지정해역 및 미국의 허가해역의 수질기준인 대장균군 및 분변계대장균 수의 90th percentile의 값이 각각 230 및 43 MPN/100 mL을 초과한 지점은 원문만 해역에 위치한 49번 조사지점이며, 이 조사지점 인근에는 주거 등을 목적으로 죽림만 매립지의 신도시가 조성된 곳으로 대규모 아파트 단지들이 위치하고 있으며, 동해역의 배수유역 중 인구밀도가 가장 높다. 그러나 이 조사지점을 제외한 모든 조사지점은 이들 기준에 부합되었다.
- 특히 견내량 오염원(D-6, 7, 8, 9, 10)이 해역에 미치는 영향반경은 93-1,973 m이다(Table 1). 이들 오염원의 배출수의 분변계대장균 수를 14 MPN/100 mL이하로 희석시키기 위하여 필요한 해역의 면적은 약 53 km2로, 해간도 남단에서 남쪽으로 약 100 m에서부터 지도 남단에서 남쪽으로 약 300 m까지 견내량 전체가 영향범위에 포함되었다(Fig. 5).
- 그러나 실제 각 해수 조사지점의 분변오염실태를 조사한 결과에서는 원문만 해역, 안정공단 등이 위치하고 있는 안정 해역, 당동만 해역에 위치한 조사지점이 기타 조사지점과 비교하여 매우 높은 분변계대장균 농도를 나타내었다. 이처럼 오염원 평가와는 달리 실제 해역의 조사지점의 분변 오염은 해역으로 유입되는 직접오염원이 영향을 주기도 하지만 강우발생으로 인하여 육상의 오염원이 다량으로 해역으로 유입될 때 미치는 영향이 더욱더 높았다. 또한 계산에 의한 분변계대장균의 부하 희석의 경우가 실제 분석결과와의 차이는 위생지표 세균은 해수에 노출되면 염분농도, 수온, 태양광, 박테리오파지 등 환경조건에 따라 차이는 있으나 사멸하는 과정을 거치되기 때문으로 사료된다(Nunez et al.
- 전체 조사지점의 해수 시료 중 대장균군 수의 범위는 1,600 MPN/100 mL이었으며, 기하학적 평균치 및 90th percentile의 범위는 각각 <1.8-16.5 MPN/100 mL 및 1.8-246.8 MPN/100 mL이었다.
후속연구
- 이상의 결과로 살펴볼 때, 진해만 서부 해역인 용남·광도해역은 미국의 허가해역과 우리나라 지정해역의 세균학적 수질기준에 부합하고 있으며, 일부 조사지점의 위생지표세균 농도는 강우에 상당한 영향을 받으므로, 철저한 오염원 관리가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
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