안정만 패류양식해역의 표층퇴적물의 지화학적특성과 중금속 함량 Physiochemical Characteristics and Heavy Metal in the Surface Sediments of Marine Shellfish Farming Waters in Anjung Bay, Korea원문보기
굴양식이 성행하는 안정만 해역은 인근 연안에 LNG비축기지, 조선소 등의 공단이 가동되고 있어 일부 양식장은 품종을 전환하고 있다. 이 연구는 안정만 해역의 연안생태계에 영향을 미치는 저질환경 특성을 조사하기 위하여 2009년부터 2010년까지 2회에 걸쳐 20개 정점의 표층퇴적물을 채집, 분석하였다. 안정만 해역의 표층퇴적물의 IL은 6.41-11.68% (평균 $9.52{\pm}1.28%$)의 범위였고, COD는 17.99-43.84 mg/g (평균 $27.53{\pm}6.39mg/g$), 그리고 AVS는 0.05-0.61 mg/g (평균 $0.17{\pm}0.14mg/g$)의 범위였다. 유기물함량은 저질의 수분함량과 밀접한 상관관계가 있었고, 이는 양식품종의 분포 패턴과도 관계가 있어 흰멍게로 양식품종이 변화된 북부해역의 COD가 비교적 높게 나타났다. 일부 조사정점을 제외하고 대부분의 중금속함량은 NOAA의 ERL 기준치 이하였고, 중금속 부화지수는 0.96-1.12의 범위로 중금속 오염에서는 비교적 청정한 것으로 판단되지만, 증가하는 선박 통행량을 고려할 때, 지속적인 저질환경 모니터링이 요구된다.
굴양식이 성행하는 안정만 해역은 인근 연안에 LNG비축기지, 조선소 등의 공단이 가동되고 있어 일부 양식장은 품종을 전환하고 있다. 이 연구는 안정만 해역의 연안생태계에 영향을 미치는 저질환경 특성을 조사하기 위하여 2009년부터 2010년까지 2회에 걸쳐 20개 정점의 표층퇴적물을 채집, 분석하였다. 안정만 해역의 표층퇴적물의 IL은 6.41-11.68% (평균 $9.52{\pm}1.28%$)의 범위였고, COD는 17.99-43.84 mg/g (평균 $27.53{\pm}6.39mg/g$), 그리고 AVS는 0.05-0.61 mg/g (평균 $0.17{\pm}0.14mg/g$)의 범위였다. 유기물함량은 저질의 수분함량과 밀접한 상관관계가 있었고, 이는 양식품종의 분포 패턴과도 관계가 있어 흰멍게로 양식품종이 변화된 북부해역의 COD가 비교적 높게 나타났다. 일부 조사정점을 제외하고 대부분의 중금속함량은 NOAA의 ERL 기준치 이하였고, 중금속 부화지수는 0.96-1.12의 범위로 중금속 오염에서는 비교적 청정한 것으로 판단되지만, 증가하는 선박 통행량을 고려할 때, 지속적인 저질환경 모니터링이 요구된다.
Total 20 surface sediments were collected in Anjung bay to investigate the physicochemical environment and heavy metal contents. The physicochemical investigation ranged from 6.41% to 11.68% (average $9.52{\pm}1.28%$) for ignition loss (IL), from 17.99 mg/g to 43.84 mg/g (average $27...
Total 20 surface sediments were collected in Anjung bay to investigate the physicochemical environment and heavy metal contents. The physicochemical investigation ranged from 6.41% to 11.68% (average $9.52{\pm}1.28%$) for ignition loss (IL), from 17.99 mg/g to 43.84 mg/g (average $27.53{\pm}6.39mg/g$) for chemical oxygen demand (COD), and from 0.05 mg/g to 0.61 mg/g (average $0.17{\pm}0.14mg/g$) for acid volatile sulfide (AVS) with significant correlation between water content (W/C) and COD. A contour of spatial distribution indicated higher organic pollution at the bottom of ascidian, Stylea clava, cultural waters. Most of metals contents was not exceeded the NOAA's effect range-low (ERL). Estimated enrichment factor (EF) ranging 0.96-1.12 indicated that the sediment environment of the studied waters was relatively pristine from heavy metal pollution in spite of increased vessel traffics, so far.
Total 20 surface sediments were collected in Anjung bay to investigate the physicochemical environment and heavy metal contents. The physicochemical investigation ranged from 6.41% to 11.68% (average $9.52{\pm}1.28%$) for ignition loss (IL), from 17.99 mg/g to 43.84 mg/g (average $27.53{\pm}6.39mg/g$) for chemical oxygen demand (COD), and from 0.05 mg/g to 0.61 mg/g (average $0.17{\pm}0.14mg/g$) for acid volatile sulfide (AVS) with significant correlation between water content (W/C) and COD. A contour of spatial distribution indicated higher organic pollution at the bottom of ascidian, Stylea clava, cultural waters. Most of metals contents was not exceeded the NOAA's effect range-low (ERL). Estimated enrichment factor (EF) ranging 0.96-1.12 indicated that the sediment environment of the studied waters was relatively pristine from heavy metal pollution in spite of increased vessel traffics, so far.
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문제 정의
, 2001), 흰멍게의 여수율이 굴보다 월등히 높아 이로부터 유래되는 배설물질의 퇴적속도도 확연하게 차이가 있는 것을(Kim and Moon, 1998) 감안하면, 이 해역의 지속적 생산성 확보를 위해서는 저질 환경에 대한 지속적인 모니터링이 요구된다. 따라서 이 연구는 경남 통영시 인근의 굴양식해역인 안정해역의 저층퇴적물의 지화학적 오염도를 평가하여 해역의 환경관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
굴양식이 성행하는 안정만 해역은 인근 연안에 LNG비축기지, 조선소 등의 공단이 가동되고 있어 일부 양식장은 품종을 전환하고 있다. 이 연구는 안정만 해역의 연안생태계에 영향을 미치는 저질환경 특성을 조사하기 위하여 2009년부터 2010년까지 2회에 걸쳐 20개 정점의 표층퇴적물을 채집, 분석하였다.
제안 방법
5 g의 취하여 혼합산 (질산 10 ml, 과염소산 5 ml 및 불소산 10 ml) 을 가하여 DigiPREP(SCP Science, Quebec, Canada) 을 이용하여 130℃에서 용해하였다. Al, Cd, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn 등 총 7개 원소들을 유도결합플라즈마 흡광분석기 (ICP) 로 분석하였으며, 각 원소별 검량선은 각 원소별 표준용액을 이용하여 분석하였고, 회수율은 NIST SRM Inorganics in Marine Sediment(SRM 2702, NIST, USA) 를 이용하여 동일한 방법에 따라 분석하였다.
산 휘발성황화물 (AVS, Acid volatile sulfide) 은 검지관법을 이용하여 측정하였다. 일정량의 퇴적물을 황화수소 발생기에 넣고 황산 2 ml를 가하여 발생되는 황화수소량을 가스검지관을 이용하여 측정하였다. 저질 중의 화학적산소요구량 (COD, Chemical oxygen demand)은 습시료에 포함된 유기물을 과망간산칼륨으로 산화시킬 때 소모되는 산소소비량으로 구하였다 (Ministry of Land, Transport and Marine Affairs, 2010).
퇴적물 내에 농축되기 쉬운 중금속들의 부화지수(enrichment factor; EF) 를 산정하여 상대적 오염도를 평가하였다. 부화지수란 연구시료의 원소가 퇴적물 내에서 안정성이 높고, 일반적으로 중금속 오염과 크게 상관없는 보존성 원소인 Fe의 비를 지각평균 혹은 퇴적물 평균값으로 나누어준 계산식을 말한다.
퇴적물 중 유기물량을 측정하는데 있어서 탄소량을 측정하는 가장 간편한 방법중 하나인 강열감량 (IL, Ignition loss)을 측정하였다. 이는 550℃ 회화로에서 회화한 후 중량 감소분을 백분율로 나타내었다.
대상 데이터
경남 연안의 주요 양식해역인 안정해역의 저질환경을 모니터링하기 위하여 2009년 11월과 2010년 2월에 총 20개 정점을 설정하여 저질을 분석하였다 (Fig. 1). 시료채취는 코어채니기를 이용하여 한 정점에서 3회 채취를 하였고, 이중 약 2 cm 정도의 표층 시료만 분리하여 2 N 염산으로 세척한 폴리에틸렌 시료병에 담아 실험실로 옮긴 후 실험 시까지 – 20℃에서 냉동 보관하였다.
시료채취는 코어채니기를 이용하여 한 정점에서 3회 채취를 하였고, 이중 약 2 cm 정도의 표층 시료만 분리하여 2 N 염산으로 세척한 폴리에틸렌 시료병에 담아 실험실로 옮긴 후 실험 시까지 – 20℃에서 냉동 보관하였다.
데이터처리
는 토양의 중금속 평균함량과 Fe 평균함량의 비율이다. 각 측정치간의 통계 분석은 Sigmaplot 프로그램(Systat Software Inc., Germany) 을 이용하여 분석하였다.
이론/모형
이는 550℃ 회화로에서 회화한 후 중량 감소분을 백분율로 나타내었다. 산 휘발성황화물 (AVS, Acid volatile sulfide) 은 검지관법을 이용하여 측정하였다. 일정량의 퇴적물을 황화수소 발생기에 넣고 황산 2 ml를 가하여 발생되는 황화수소량을 가스검지관을 이용하여 측정하였다.
성능/효과
AVS는 0.05-0.54 mg S/g의 범위였고, 조사정점별 평균 함량은 조사정점 1과 20이 각각 0.51 mg S/g, 0.54 mg S/g로 가장 높았다. 2010년 2월 조사 시에는 0.
시료중의 유기물 지표의 하나로서 IL과 COD는 서로 상관관계가 있는 것으로 알려져 있으며 우리 해역에서도 IL과 COD는 서로 유의한 상관관계가 있는 것으로 나타났다 (r = 0.327, p = 0.0394, n = 40). 한편 COD는 수분함량과도 높은 상관관계를 나타내었는데 (r = 0.
14 mg/g) 의 범위였다. 유기물함량은 저질의 수분함량과 밀접한 상관관계가 있었고, 이는 양식품종의 분포 패턴과도 관계가 있어 흰멍게로 양식품종이 변화된 북부해역의 COD가 비교적 높게 나타났다.
이 연구에서는 퇴적물중의 철의 평균함량을 기준으로 부화지수를 조사한 결과, 각 금속종별 평균 EF는 0.06-1.12의 범위였고 (Table 3), 이는 Na et al. (2012) 가 보고한 우리나라 연안항만의 표층저질로부터 측정하였던 중금속의 EF에 비해서는 확연하게 낮았다. EF의 값이 1에 가까울수록 오염이 되지 않은 자연적인 농도임을 의미하고, 1 보다 클 경우에는 외부로부터 유입되어 퇴적물에 농축되어 있음을 의미한다.
일부 조사정점을 제외하고 대부분의 중금속함량은 NOAA의 ERL 기준치 이하였고, 중금속 부화지수는 0.96-1.12의 범위로 중금속 오염에서는 비교적 청정한 것으로 판단되지만, 증가하는 선박 통행량을 고려할 때, 지속적인 저질환경 모니터링이 요구된다.
조사해역의 유기오염지표는 함수율과 밀접한 관련이 있었고, 이는 이 해역으로 유입되는 고운 입자성분의 축적물질에서 기인되는 것으로 보인다. 해역으로의 저질입자 유입에 가장 큰 기여를 하는 것은 해역내 양식장에서 발생하는 양식생물의 배설물의 기여도가 높은 것으로 판단된다.
0394, n = 40). 한편 COD는 수분함량과도 높은 상관관계를 나타내었는데 (r = 0.542, p = 0.000304, n = 40), 이는 수분함량이 높은 실트나 점토와 같이 입자가 고운 저질일수록 유기물 함량이 높은 것을 의미하고, 이 해역에서 이러한 고운입자의 저질은 대부분 양식생물의 분에서 유래되는 것으로 판단된다 (Table 1).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
연안 해역이 환경 변화의 지표로 이용된 이유는 무엇인가?
연안 해역으로 유입된 오염물질들은 해수중의 입자성 물질들과 결합하여 침강 저질로 침강 퇴적되어 제거되지만, 용출과 재부유 등으로 해수와 끊임없이 상호영향을 끼치게 된다(Louma, 1990). 따라서 저질은 해역의 장기적인 환경변화를 추적하는데 매우 효과적이며, 해역의 화학환경이나 생지화학적인 환경의 변화에 대한 지표로 널리 이용되고 있다.
안정만은 어떤 곳인가?
이 연구 대상 해역인 안정만은 행정구역상 경남 통영시 광도면과 고성군 거류면, 거제시 사등면을 접하고 있으며, 만 내측에는 가조도, 어의도, 수도, 지도 등 섬들이 산재되어 있는 전통적인 굴양식해역이다. 조사해역 내에는 총 45 개소의 굴양식장이 약 169 ha의 면적을 차지하고 있지만, 근년 들어 만의서측에는 안정공단이 형성되어 지속적인 선박의 왕래가 잦아지고, 만의 북측에는 굴 연승수하식에서 흰멍게 연승수하식으로 양식품종 전환이 이뤄지고 있다.
굴 연승수하식에서 흰멍게 연승수하식으로 양식품종 전환이 이뤄지고 있는 이유는 무엇인가?
조사해역 내에는 총 45 개소의 굴양식장이 약 169 ha의 면적을 차지하고 있지만, 근년 들어 만의서측에는 안정공단이 형성되어 지속적인 선박의 왕래가 잦아지고, 만의 북측에는 굴 연승수하식에서 흰멍게 연승수하식으로 양식품종 전환이 이뤄지고 있다. 선박의 방오도료 등에서 유출된 다양한 물질이 저질 및 양식생물에 미치는 악영향을 미치는 것으로 보고되고 있고 (Kahng et al., 1996; Hong et al., 2001), 흰멍게의 여수율이 굴보다 월등히 높아 이로부터 유래되는 배설물질의 퇴적속도도 확연하게 차이가 있는 것을(Kim and Moon, 1998) 감안하면, 이 해역의 지속적 생산성 확보를 위해서는 저질 환경에 대한 지속적인 모니터링이 요구된다. 따라서 이 연구는 경남 통영시 인근의 굴양식해역인 안정해역의 저층퇴적물의 지화학적 오염도를 평가하여 해역의 환경관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
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