Objectives: The main purpose of this study is to evaluate heavy metal concentrations (Cd, As, Hg, Pb, Cr6+), particle size distribution, hydrochloric acid solubility, and parasite eggs in sand in five non-designated sandy beaches in Gyeonggi Province. Methods: The sampling sites are five non-designa...
Objectives: The main purpose of this study is to evaluate heavy metal concentrations (Cd, As, Hg, Pb, Cr6+), particle size distribution, hydrochloric acid solubility, and parasite eggs in sand in five non-designated sandy beaches in Gyeonggi Province. Methods: The sampling sites are five non-designated Gyeonggi-do sandy beaches located in Ansan and Hwaseong. ICP-OES and UV, a Vibratory Sieve Shaker, and PCM were respectively used to analyze heavy metal concentrations, particle size distribution, and parasite eggs in the sand. Results: Heavy metals were detected within the beach's safety management standards and some of the detected As and Pb before and after beach opening were lower than one-quarter of the average value. In addition, the results of the T-test to confirm the As and Pb concentration changes before and after opening showed a significant difference in some beaches. The composition of sand was 86.53% according to the particle size distribution standard (2.0-0.02 mm), and the hydrochloric acid solubility was the highest at Gubongsolsup (4.9%) and the lowest at Bangameo-li (0.2%). Parasite eggs were undetected in all beach sand before and after opening. Conclusions: The safety of heavy metal concentrations in sandy beaches was secured in the selected five beaches in Gyeonggi Province. However, continuous efforts are required to make Gyeonggi-do's beaches suitable according to the Act on the Use and Management of Beaches.
Objectives: The main purpose of this study is to evaluate heavy metal concentrations (Cd, As, Hg, Pb, Cr6+), particle size distribution, hydrochloric acid solubility, and parasite eggs in sand in five non-designated sandy beaches in Gyeonggi Province. Methods: The sampling sites are five non-designated Gyeonggi-do sandy beaches located in Ansan and Hwaseong. ICP-OES and UV, a Vibratory Sieve Shaker, and PCM were respectively used to analyze heavy metal concentrations, particle size distribution, and parasite eggs in the sand. Results: Heavy metals were detected within the beach's safety management standards and some of the detected As and Pb before and after beach opening were lower than one-quarter of the average value. In addition, the results of the T-test to confirm the As and Pb concentration changes before and after opening showed a significant difference in some beaches. The composition of sand was 86.53% according to the particle size distribution standard (2.0-0.02 mm), and the hydrochloric acid solubility was the highest at Gubongsolsup (4.9%) and the lowest at Bangameo-li (0.2%). Parasite eggs were undetected in all beach sand before and after opening. Conclusions: The safety of heavy metal concentrations in sandy beaches was secured in the selected five beaches in Gyeonggi Province. However, continuous efforts are required to make Gyeonggi-do's beaches suitable according to the Act on the Use and Management of Beaches.
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문제 정의
본 연구에서는 경기도지역 인접 시·군 중「여름철 방문하고 싶은 경기도 해수욕장」을 대상으로 개장 전·후 모래의 중금속 농도변화, 입도분포, 염산가용율, 기생충란을 중심으로 비지정 해수욕장 관리를 위한 선행연구를 목적으로 수행하였다. 선정 지역은 안산의 방아머리해수욕장(BAML)과 구봉솔숲해수욕장(GBSS), 화성의 제부도해수욕장(JBD), 궁평리 해수욕장(GPR), 국화도해수욕장(GHD)이다.
이러한 문제점으로 경기도의 비지정 해수욕장은 어떠한 관리도 받지 못하고 있는 것이 현실이다. 이에 본 연구는「해수욕장 이용 및 관리에 관한 법률」에 따라 중금속 농도 뿐만 아니라 모래의 입도분포, 기생충란, 염산가용율을 포함한 포괄적인 내용에 관한 연구를 수행하여 경기도 내 지정해수욕장울 위한 기초자료를 확보하고자 하였다.
제안 방법
p-value의 결과는 Table 3에 나타내었다. 개장 전·후 비소와 납의 농도변화를 비교하기 위해 각각 시료는 개장 전·후 2회 분석-각 5개소 해수욕장 3회 반복(총 30회) 기기분석의 평균값을 이용하였다. 개장 전·후 5개소 해수욕장 비소의 평균 차이에 대한 p-value는 각각 방아머리해수욕장(p=0.
각각 측정하였다. 검정곡선 작성을 위해서는 4개 이상의 농도를 사용하였고, 정량한계는 해당 중금속의 정량한계 부근의 농도에 표준용액을 첨가하여 시료를 7회 이상 측정하였다. 정확도와 정밀도를 산정하기 위해서는 일정 농도의 시료를 5회 이상 분석하여 평균값과 표준편차를 이용하였다.
모든 지점의 시료채취는「해수욕장 이용 및 관리에 관한 법률」에서 명기한 시행령 [별표 1]에 의거하여 해수욕장의 해변을 길이 방향으로 2등분 하고, 각 구획의 끝단에서 각각 1개씩 채취하였으며, 채취한 시료를 혼합하여 1개의 시료로 제조하였다. 고상 시료 특성상 유사한 선행연구에서 지속적으로 문제가 되었던 균질성을 확보하기 위해서 채취한 시료를 적당한 눈금의 표준체를 이용하여 2~3회 현장에서 통과 시켜 샘플링하였다.
법률에서 정해진 중금속 5항목(카드뮴, 비소, 수은, 납, 6가크롬)과 해안산책로 조성에 따른 애견인들의 잦은 외출로 모래의 청결도 검증을 위해 기생충란을 분석하였다. 그리고 주변 음식점에서 배출되는 조개껍데기 등의 함량을 파악하기 위해염산가용율을 분석하였으며, 해안모래의 유실을 고려하여 모래의 입도분포를 추가로 분석하였다.
기생충란에 사용된 위상차현미경(PCM)은 광도 조정이 가능한 LED 작동여부, 형광 및 투과광 적정 여부, X-Y 스테이지 작동여부, LCD 디스플레이 정상작동, 카메라 캡처 영상, 출력 포트, 전원확인 등 이상 유·무를 확인하고 최종 실험을 진행하였다.
또한 모래의 조개껍질, 석회석 등 함량을 알아보기 위해서는 KWWA F 100 시험방법(여과모래 시험방법)을 준용하여 분석하였다. 마지막으로 기생충란의 경우 환경유해인자공정에 따라 위상차현미경(Phase Contrast 시험기준Microscope, EVOS, USA)을 이용하여 정밀분석하였다.
시기는 2019년 6월부터 8월까지 채취하여 2회 분석하였으며, 결과의 신뢰성을 확보하기 위해서 교차분석 또한 토양오염공정시험기준 에 의해 진행하였다. 모든 지점의 시료채취는「해수욕장 이용 및 관리에 관한 법률」에서 명기한 시행령 [별표 1]에 의거하여 해수욕장의 해변을 길이 방향으로 2등분 하고, 각 구획의 끝단에서 각각 1개씩 채취하였으며, 채취한 시료를 혼합하여 1개의 시료로 제조하였다. 고상 시료 특성상 유사한 선행연구에서 지속적으로 문제가 되었던 균질성을 확보하기 위해서 채취한 시료를 적당한 눈금의 표준체를 이용하여 2~3회 현장에서 통과 시켜 샘플링하였다.
분석하였다. 법률에서 정해진 중금속 5항목(카드뮴, 비소, 수은, 납, 6가크롬)과 해안산책로 조성에 따른 애견인들의 잦은 외출로 모래의 청결도 검증을 위해 기생충란을 분석하였다. 그리고 주변 음식점에서 배출되는 조개껍데기 등의 함량을 파악하기 위해염산가용율을 분석하였으며, 해안모래의 유실을 고려하여 모래의 입도분포를 추가로 분석하였다.
분석결과에 대한 신뢰성 확보를 위해서 중금속 농도 분석에 사용된 ICP-OES 5100, AAS FIMS-400, 2UV Du-730의 직선성(R ), 정량한계(Limit of quantification), 정확도(Accuracy), 정밀도(Precision) 를 각각 측정하였다. 검정곡선 작성을 위해서는 4개 이상의 농도를 사용하였고, 정량한계는 해당 중금속의 정량한계 부근의 농도에 표준용액을 첨가하여 시료를 7회 이상 측정하였다.
분석항목을 선정하기 위해서 초기 연구단계 시 사전 현장방문을 통해 현재 해수욕장 관리기준인 중금속 농도뿐만 아니라 실험가능한 몇 가지 항목을 추가로 분석하였다. 법률에서 정해진 중금속 5항목(카드뮴, 비소, 수은, 납, 6가크롬)과 해안산책로 조성에 따른 애견인들의 잦은 외출로 모래의 청결도 검증을 위해 기생충란을 분석하였다.
시료채취는 건기와 우기 시 해수욕장 중금속 농도변화를 비교하고자 최대한 동일한 좌표에서 개장 전·후 총 2회로 나누어 실시하였다(Table 1). 시기는 2019년 6월부터 8월까지 채취하여 2회 분석하였으며, 결과의 신뢰성을 확보하기 위해서 교차분석 또한 토양오염공정시험기준 에 의해 진행하였다.
92%) 의 값으로 이는 토양오염공정시험기준에서 제시한 정도 관리 기준에 모두 만족하였다. 입도분포를 위해 사용된 Sieve Shaker는 체진동기 측정범위(건식, 20 µm-63 mm), 체진동기 시료량(건식, sieves<25mm: up to 1kg), 작동시간(건식, 3-20min), Digital Aplitute (0.1-3.0mm), Digital Interval (0-99 sec) 등 기준에 부합하는지 점검하였다.
중금속 농도 분석을 위해서는 Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES 5100, Agilent, Malaysia), Atomic Absorption Spectrometer (AAS FIMS-400, PerkinElmer, Singapore), UV/Vis Scanning Spectrophotometer (Du-730, Beckman Coulter, USA) 기기를 이용하였다. 입도분포와 유효경 등에 사용된 시료는 개장 전(6월)에 채취한 시료를 자연 통풍·건조하여 사용하였다.
대상 데이터
위한 선행연구를 목적으로 수행하였다. 선정 지역은 안산의 방아머리해수욕장(BAML)과 구봉솔숲해수욕장(GBSS), 화성의 제부도해수욕장(JBD), 궁평리 해수욕장(GPR), 국화도해수욕장(GHD)이다.
무엇보다도 매년 지자체의 행사진행 여부와 「여름철 방문하고 싶은 경기도 해수욕장」 순위를 참고하였다. 안산의 방아머리해수욕장(BAML: Bangameo-li)과 구봉솔숲해수욕장(GBSS: Gubongsolsup), 화성의 제부도해수욕장(JBD: Jebu-do), 궁평리 해수욕장(GPR: Gungpyeong-ri), 국화도해수욕장(GHD: Gughwa-do)을 포함하여 최종 5개소 지점을 선정하였다(Fig. 1).
USA) 기기를 이용하였다. 입도분포와 유효경 등에 사용된 시료는 개장 전(6월)에 채취한 시료를 자연 통풍·건조하여 사용하였다. 그리고 모래의 입도 분포를 위해서는 Vibratory Sieve Shaker (Analysette 3, Germany)를 이용하여, 국제토양학회법(International Society of Soil Science)의 분류법에 따라 자갈(>2.
지점선정은 경기도지역 해안 인접 시·군 중 여름철 피서객들이 방문 가능한 안산과 화성을 중심으로 이루어졌다. 무엇보다도 매년 지자체의 행사진행 여부와 「여름철 방문하고 싶은 경기도 해수욕장」 순위를 참고하였다.
데이터처리
” 는 연구결과를 확인하였다. 따라서 개장 전·후 일정 농도 이상 검출된 비소와 납 중심으로 두 모집단간의 평균차이 유무를 검증하고자 T-test를 실시하였으며, p-value값이 일정한 수준 이상이면(p-value<0.05) 유의하다고 통계적으로 판단하였다. p-value의 결과는 Table 3에 나타내었다.
시기는 2019년 6월부터 8월까지 채취하여 2회 분석하였으며, 결과의 신뢰성을 확보하기 위해서 교차분석 또한 토양오염공정시험기준 에 의해 진행하였다. 모든 지점의 시료채취는「해수욕장 이용 및 관리에 관한 법률」에서 명기한 시행령 [별표 1]에 의거하여 해수욕장의 해변을 길이 방향으로 2등분 하고, 각 구획의 끝단에서 각각 1개씩 채취하였으며, 채취한 시료를 혼합하여 1개의 시료로 제조하였다.
검정곡선 작성을 위해서는 4개 이상의 농도를 사용하였고, 정량한계는 해당 중금속의 정량한계 부근의 농도에 표준용액을 첨가하여 시료를 7회 이상 측정하였다. 정확도와 정밀도를 산정하기 위해서는 일정 농도의 시료를 5회 이상 분석하여 평균값과 표준편차를 이용하였다. 모든 절차는 토양오염공정시험기준에 따라 진행되었으며, 결과는 직선성(R =0.
이론/모형
입도분포와 유효경 등에 사용된 시료는 개장 전(6월)에 채취한 시료를 자연 통풍·건조하여 사용하였다. 그리고 모래의 입도 분포를 위해서는 Vibratory Sieve Shaker (Analysette 3, Germany)를 이용하여, 국제토양학회법(International Society of Soil Science)의 분류법에 따라 자갈(>2.0 mm), 모래(2.0~0.02mm), 실트(<0.02mm)로 모래의 체 통과분으로 구분하였다. 또한 모래의 조개껍질, 석회석 등 함량을 알아보기 위해서는 KWWA F 100 시험방법(여과모래 시험방법)을 준용하여 분석하였다.
02mm)로 모래의 체 통과분으로 구분하였다. 또한 모래의 조개껍질, 석회석 등 함량을 알아보기 위해서는 KWWA F 100 시험방법(여과모래 시험방법)을 준용하여 분석하였다. 마지막으로 기생충란의 경우 환경유해인자공정에 따라 위상차현미경(Phase Contrast 시험기준Microscope, EVOS, USA)을 이용하여 정밀분석하였다.
연구에서 선정된 5개소 해수욕장 중금속 농도는 토양오염공정시험법에 따라 분석을 진행하였으며, 토양환경보전법 1지역 기준 으로「해수욕장 이용 및 관리에 관한 법률」을 근거로 하였다. Table 2는 해수욕장 중금속 농도의 평균값을 개장 전·후로 구분하여 나타낸 것이다.
성능/효과
20㎎/㎏으로 기준(25㎎/㎏) 대비 33%이며, 최소값은 방아머리해수욕장으로 불검출(정량한계 미만) 로 나타났다. 개장 후, 납의 경우 개장 전 비소와 동일하게 최대값은 구봉솔숲해수욕장 11.8㎎/㎏, 최소값 또한 방아머리해수욕장 7.3㎎/㎏으로 확인되었다. 이는 납의 환경안전관리기준(200㎎/㎏)의 각각 6, 4% 수준에 해당된다.
개장 후, 비소의 경우 최대값은 궁평리해수욕장 8.20㎎/㎏으로 기준(25㎎/㎏) 대비 33%이며, 최소값은 방아머리해수욕장으로 불검출(정량한계 미만) 로 나타났다. 개장 후, 납의 경우 개장 전 비소와 동일하게 최대값은 구봉솔숲해수욕장 11.
이내로 매우 안전한 수치이다. 건기와 우기시 해수 및 하천수 유입에 따른 중금속 농도변화를 비교하고자 개장 전·후 검출된 비소와 납의 T-검정 결과(p<0.05), 비소의 경우 방아머리해수욕장, 구봉솔숲해수욕장, 제부도해수욕장에서 유의미한 농도 차이를 보였다. 그리고 납의 경우 구봉솔숲해수욕장, 궁평리해수욕장, 국화도해수욕장욕장에서 유의미한 농도 차이를 보였다.
그 결과, 경기도 지역 5개소 해수욕장 개장 전·후 중금속과 기생충란 결과는 모두 해수욕장 안전관리기준치 이내로 매우 안전한 수치이다. 건기와 우기시 해수 및 하천수 유입에 따른 중금속 농도변화를 비교하고자 개장 전·후 검출된 비소와 납의 T-검정 결과(p<0.
49%로 가장 좋은 모래의 구성을 나타냈다. 따라서 모래의 구성은 제부도해수욕장>방아머리해수욕장>구봉솔숲해수욕장>국화 도해수욕장>궁평리해수욕장 순으로 확인되었다 (Table 4).
이는 납의 환경안전관리기준(200㎎/㎏)의 각각 6, 4% 수준에 해당된다. 또한 전체 해수욕장에 대한 개정 전·후 비소(4.20~6.05㎎/㎏)와 납(9.7~ 12.8㎎/㎏)의 평균값은 기준치 대비 1/4 이하로 매우 안전한 수치를 나타내었다.
정확도와 정밀도를 산정하기 위해서는 일정 농도의 시료를 5회 이상 분석하여 평균값과 표준편차를 이용하였다. 모든 절차는 토양오염공정시험기준에 따라 진행되었으며, 결과는 직선성(R =0.9998~1.0000), 정량한계(0.003~0.84mg/ kg), 정확도(100.40~106.40%), 정밀도(0.26~0.92%) 의 값으로 이는 토양오염공정시험기준에서 제시한 정도 관리 기준에 모두 만족하였다. 입도분포를 위해 사용된 Sieve Shaker는 체진동기 측정범위(건식, 20 µm-63 mm), 체진동기 시료량(건식, sieves<25mm: up to 1kg), 작동시간(건식, 3-20min), Digital Aplitute (0.
49% 가장 높은 모래의 구성을 나타내었다. 모래의 조개껍질, 석회석 등의 함량을 알아보기 위한 염산가용율은 구봉솔숲해수욕장이 4.9%로 가장 높고 방아머리해수욕장이 0.2%로 가장 낮았다.
9%와 비교하면 많은 차이를 보였다. 시료채취 시 육안으로도 가장 자갈이 많았던 궁평리해수욕장의 경우 모래의 구성이 69.24%로 가장 낮게 나타났으며, 방문객이 가장 많았고 상대적으로 넓은 백사장으로 이루어진 제부도해수욕장은 96.49%로 가장 좋은 모래의 구성을 나타냈다. 따라서 모래의 구성은 제부도해수욕장>방아머리해수욕장>구봉솔숲해수욕장>국화 도해수욕장>궁평리해수욕장 순으로 확인되었다 (Table 4).
그러나 경기도 5개소 해수욕장의 모든 모래에서 일정량 이상의 조개껍질과 석회석 등의 혼잡 물을 포함하고 있는 것으로 나타났다. 염산가용율을 실험한 결과 구봉솔숲해수욕장이 4.9%로 가장 높고, 방아머리해수욕장의 경우 0.2%로 가장 낮았다(Table 5). 염산가용율 결과에 가장 많은 영향을 미치는 요인으로 생각되는 조개껍질은 해변에서 자생하던 조개류의 자연폐사 또는 인근 음식점들과 해변의 근거리에 따른 조개구이후 버려진 음식물 유입, 지형적 요인 등으로 추정된다.
무심코 버려지는 애완동물의 배변은 해수욕장에서 맨손과 맨발로 뛰며 즐기는 어린아이에게는 취약한 위생관리의 한부분이다. 이러한 문제점을 주지하고 검사했던 기생충란은 5개소 해수욕장 개장 전·후 모든 모래에서 불검출(ND: Not Detected) 로확인되었다(Table 5). 해수욕장의 모래관리와 더불어 최근 해안주위에 조성되는 자연산책로와 나무 데크는 계절과 방문객들의 성향에 따라 언제든지 애견인들로 인해 기생충란이 검출될 우려가 있다.
입도분포 결과 연구대상으로 선정했던 경기도 5개소 해수욕장 모래의 구성은 평균 86.53%로 선행연구인 강원도 해수욕장의 모래 구성인 98.9%와 비교하면 많은 차이를 보였다. 시료채취 시 육안으로도 가장 자갈이 많았던 궁평리해수욕장의 경우 모래의 구성이 69.
Table 2는 해수욕장 중금속 농도의 평균값을 개장 전·후로 구분하여 나타낸 것이다. 카드뮴(1개소 제외: 구봉솔숲해수욕장), 수은, 6가크롬은 모든 지역에서 불검출(ND: Not Detected)로 나타났으며, 비소와 납은 기준에는 적합했으나 모든 해수욕장에서 일정량 이상 검출되었다.
후속연구
납의 경우 Table 3을 참고하여 비소와 동일한 통계기준을 적용하면 구봉솔숲해수욕장, 궁평리해수욕장, 국화도해수욕장은 개장 전·후 농도변화를 나타냈으며, 방아머리해수욕장과 제부도해수욕장은 농도변화가 없는 것으로 나타났다. 시기별 농도변화에 대한 정확한 통계값과 신뢰도 높은 유의미한 값을 검증하기 위해서는 더 많은 시료 지점과 분석횟수를 추가한 추후 연구가 필요하다고 생각된다.
그러나 전국 270개소(2019년 기준) 해수욕장 중 비교적 넒은 면적과 인구를 자랑하는 경기도는 지정해수욕장이 단 1개소도 없다. 이러한 현실을 고려할 때 본 연구는 해수욕장 이용객에게 최소한의 알 권리를 충족시키고 향후 시설정비를 통하여 지정해수욕장 준비를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
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