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ISSN : 1229-3431(Print)
ISSN : 2287-3341(Online)
Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety Vol.18 No.1 pp.15-24
DOI :

한국 동해연안의 수질 평가

김영숙*†, 이용화**, 최희구**
*, ** 국립수산과학원 어장환경과

Water Quality Assessment at Coastal Area of the East Sea of Korea

Young-Sug Kim*†, Yong-Hwa Lee**, Hee-Gu Choi**
National Fisheries Research & Development Institute, Marine Environment Research Division, Busan, 619-705, Korea

Abstract

This study aims to investigate characteristics of water quality factors by using survey results of national marine environmentalmonitoring system from 2004 to 2010 at coastal area of the East Sea of Korea. In this study, we chose statistical methods to analyze thecorrelation among water quality parameters and principal component analysis for characteristics of each water environment. In addition tothis, we evaluated each water's pollution level based on eutrophication standard of OECD, Eutrophication Index(EI), and Organic PollutionIndex(OPI). Major factors were chlorophyll a and salt according to the analysis at coastal area of the East Sea. The sea was divided intothe south and the central part by Jukbyeon. Also, Jukbyeon in the central part of the East Sea and Gampo in the southern sea coastalwaters have been classified separately. The nutritional status of coastal area of East Sea presented Mesotrophic to Oligotrophic level andEI showed less than 1. OPI in all of the coastal area at the East Sea represented that the water quality condition was favorable.

HOHGBS_2012_v18n1_15.pdf607.7KB

1. 서 론

 해양은 외부로부터 유입된 물질을 정화하여 낮은 농도로 만드는 자정능력을 갖고 있다. 유입된 오염물질이 해양의 자정능력을 넘어서 해양생태계에 해를 미칠 수 있을 때, 통상 이를 해양 오염이라 부른다.

 유입된 유기화합물은 해양생물들에 의해 상당히 빨리 분해되며(Adams and Spotte, 1980; Styro et al., 2006), 이들 물질의 분해로 발생되는 영양염은 해양생물의 먹이가 되어 생산성을 증가시키기도 하며, 해양에 유입되는 물질이 해양의 자정능력의 한계를 벗어나지 않는다면, 해양오염은 발생되지 않을 수 있다. 따라서 해양의 자정능력을 최대한 활용하면서 유입오염물질이 해양환경에 미치는 영향, 억제할 수 있는 방법 등에 관한 연구를 통하여 해양을 적절하게 관리하는 것이 필요하다.

 수질환경기준은 지속적으로 건전한 수생태계를 유지하고 이용목적에 적합한 수질을 유지하기 위하여 필요한 기준이다. 그리고 그 지역의 환경특성을 최대한 반영하여 설정되어야 한다. 우리나라 해수의 수질환경기준은 부영양화가 사회문제화되면서 영양염류 기준이 추가되었으며(해양환경기준, 1982), 현재 이화학적 항목의 오염도를 기준으로 등급이 설정되어 있다(해양수산부 고시 제2007-160호, 2008). 그러나 현재 사용되고 있는 수질기준의 평가는 오염원 항목 각각의 기준으로 설정되어 있어, 다항목이 복합적으로 영향을 미치는 오염수준을 나타내는 수치로서는 미진한 부분이 있다. 최근 들어 이러한 단점을 보완하여 오염지수, 부영양화도를 종합적으로 평가 할 수 있는 산정 기준이 다양하게 제시되고 있다(Nemrow, 1991;Vollenweider and Kerekes, 1982; Sedish EPA, 2000).

 우리나라에서는 현재 국토해양부령 해양환경관리법 제9조의 1(해양환경측정망)에 근거하여 해양환경측정망을 구성하고 연안의 해양환경현황과 오염원 조사를 하고 있으며, 1997년부터 2010년까지는 국립수산과학원에서 해양환경실태를 정기적으로 조사하였다. 이러한 조사결과는 해양환경관리 및 보전정책 수립을 위한 기본 자료로서 사용되어 왔으며, 이들 물질에 대한 환경오염은 환경기준에 지속적으로 반영하고 관리되어왔다. 본 연구에서는 국가해양환경측정망 사업의 최근 7년간(2004~2010)의 자료를 이용하여 우리나라의 수질환경의 특성과 수질상태를 평가하고자 한다.

 조사 해역은 Fig. 1에서 나타내고 있다. 동해연안은 죽변연안을 경계로 이북으로는 동해 중부(Fig. 1의 A), 이남으로는 동해남부(Fig. 1의 B) 해역으로 구분하였다. 현재 사용되고 있는 화학적 산소요구량(COD)를 수질지표로 한 해역수질기준에서 동해안의 수질 등급은 비교적 양호하게 평가되어 왔으나 (국립수산과학원, 2005; 국립수산과학원, 2006; 국립수산과학원, 2007; 국립수산과학원, 2008; 국립수산과학원, 2009; 국립수산과학원, 2010; 국립수산과학원, 2011), 해양의 오염현황을 명확하게 나타내지는 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 해양에서 부영양화와 관련이 있는 질소와 인등 오염도를 포함하는 오염지표를 종합적으로 고려한 산정방법을 이용하여 우리나라 동해중부와 남부연안에서 해역별로 수질환경의 특성을 파악하고, 부영양화와 오염도 상태를 새롭게 평가하고자 한다.

Fig. 1. The maps of the national marine environment monitoring network research area of the east coast of Korea, the middle part of east(Upper right) and the southeast(Lower left).

2. 재료 및 방법

 동해 연안의 이화학적인 수질환경특성을 파악하기 위하여 2004년부터 2010년까지 국가해양환경측정망 사업의 동해연안 15개 해역에 대한 표층 수질자료를 해역별로 2, 5, 8, 그리고 11월 계절별로 평균하여 기본 자료로서 이용하였다.

조사해역은 Fig. 1의 A와 B에서 나타내었으며, 위경도와 코드는 Table 1에서 설명하고 있다. 조사항목은 해양환경공정시험기준(2003, 2005)에 의거 시료채집 및 분석되었으며, 본 연구에서는 수온(T), 염분(S), 수소이온농도(pH), 용존산소(DO), 화학적 산소요구량(COD), 부유성고형물(SS), 총질소(TN), 총인(TP), 용존무기질소(DIN), 용존무기인(DIP), 그리고 클로로필 a(Chl-a)에 대한 값을 사용하였다.

Table 1. Location of sea areas with latitudes and longitudes, and the code number

수질의 환경인자간의 요인 분석을 위하여, 자료의 통계적 분석은 Person의 상관계수를 이용하여 상관관계 분석을 하였으며, 또한 수질의 부영양화 발생, 오염과 관련 있는 환경요인을 알아보기 위하여, 주성분 추출방법(Principal component method)을 사용하여 Varimax 회전방법으로 요인분석을 하였다. 통계처리는 다변량 해석의 SPSS 18.0 프로그램을 이용하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1 수질특성 분석

3.1.1 수질환경 변화

2004년부터 2010년(7년간)의 표층 해수의 분석결과를 계절별로 평균한 값과 표준편차를 Table 2에서 나타내었다. 우리나라는 계절풍의 영향으로 하계는 고온 다습, 동계에는 한랭건조한 온대성 기후의 특성을 나타낸다. 동해연안의 경우에도 2월의 경우에는 갈수기로서 T는 9.8℃, S는 33.9로서 가장 높게 나타났으며, 8월 강우기에 T는 22.8℃, S는 32.7로서 낮은수치를 나타내어 계절풍의 영향을 반영하였다. DO는 전 계절에서 8㎎/L 이상으로 나타났다. COD는 연별 평균 0.85㎎/L로서 1 미만으로 나타내었으며, 하계인 8월에 1.1㎎/L로서 비교적 높게 나타났다. 영양염류인 DIN은 연별 평균 0.065㎎/L으로 2월에 비교적 높게, 5월에 낮은 값을 나타내었으며, DIP는 연별 평균 0.009㎎/L로서 동계인 2월에 비교적 높은 값을 나타내었다. Chl-a는 전반적으로 1~2㎍/L의 범위로서 나타내었다.

Table. 2. Seasonal mean results and standard deviation of seawater analysis in the coastal area of East Sea for 7 years(2004-2010)

TN은 전 계절에서 0.3㎎/L 이하로서 미미하지만 동계와 하계에 0.24㎎/L 높게 나타내었으며, TP는 0.03㎎/L이하로 동계와 춘계에 0.03㎎/L로서 높게 나타났다.

 Fig. 2에서는 2004년에서 2010년까지의 연도별, 해역별 수질환경인자의 농도분포를 각각 나타내었는데, 연도별 큰 변동은 나타내지 않았다. 2010년에는 DIP와 TP는 2009년에 비하여 약간 감소하였으나, 그 외는 증가하였으며 TN과 SS, Chl-a는 현저히 높은 농도를 보였다.

Fig. 2. Various area results of seawater analysis in the coastal area of east sea from 2004 to 2010.

해역별로는 동해남부와 중부 해역으로 양분되는 경향을 보였는데, COD와 영양염류는 동해 남부해역인 E9~E15(후포에서 감포까지)에서 동해중부 해역인 E1~E8(거진에서 죽변까지)보다 비교적 낮은 농도 분포를 보였으며, SS와 Chl-a는 높게 나타났다. 특히 Chl-a는 영일만(E13)과 감포연안(E15)에서 전 계절에서 2㎍/L 이상으로 비교적 높은 값을 보였으며, DO는 동해연안 전반적으로 유사한 농도분포를 나타내었다.

동해연안의 영양 상태를 OECD(Vollenweider and Kerekes,1982)의 분류기준으로 평가하면, TN과 Chl-a는 Oligotrophic(Chl-a, 0.3~4.5㎍/L : TN 0.307~1.387㎎/L)으로 구분되었으며, 인은 평균 0.025㎎/L로서 Mesotrophic(0.011~0.096㎎/L) 수준으로 나타났다. 그리고 Håkanson(1994) 등에 의해 분류되어진 기준으로 볼 때, 인과 Chl-a는 Mesotrophic(Chl-a, 1~3㎍/L: TP, 0.01~0.03㎎/L)으로 구분되었으며, TN은 Oligotrophic(<0.26㎎/L) 수준으로 나타났다. 따라서 동해연안의 영양상태는 Oligotrophic~Mesotrophic의 수준으로 평가되었다.

3.1.2 수질환경 인자들의 관련성 분석

 동해연안의 15개 해역에서 조사된 수질환경의 특징을 파악하기 위하여, 통계학적 방법을 이용하여 수질환경 인자들의 상관 분석을 하였다. Table 3은 수질환경 인자들의 상관관계를 나타내고 있으며, 유의적인 상관계수는 ±0.4 이상으로 고려 하였다. 수온은 DO와 SS, Chl-a와는 양의 관계를 나타내었으며, 그 외인자와는 음의 관계를 보였다. S는 Chl-a와는 음의 상관성, 그리고 COD와 영양염류와는 상관성이 없는 것으로 나타났다. DO는 COD를 제외하고 전반적으로 높은 상관계수를 나타내었는데, Chl-a와 SS와는 양의 상관성을 나타내었으며, pH와 영양염류와는 음의 상관성을 나타내었다.

Table 3. Correlation matrix between environmental factors of seawater analysis

 위의 결과를 종합하여 볼 때, 식물플랑크톤의 Chl-a는 수온이 상승할수록 증가하며, 동해연안의 낮은 농도의 영양염류(Mesotrophic~Oligotrophic)로 인하여 식물플랑크톤의 증식에는 수온이 주요 인자로 작용하는 것으로 고려된다. DO는 Chl-a의 농도와 함께 높아짐을 나타내었으나, pH와는 음의 상관성(-0.752)을 나타내었다.

강우 시 담수의 유입정도를 가장 잘 표현할 수 있는 S의 경우에는 Chl-a와는 음의 상관성을 나타내었으나, 그 외인자와는 유의적인 상관성을 보이지 않았다. 이는 단조로운 해안선을 가진 지형의 특성상 담수와 함께 유입되는 물질은 외해로의 확산에 의하여 그 영향은 미미할 것으로 고려된다.

 COD는 T와 S, SS와는 유의적인 상관성을 나타내지 않았으나, 영양염류와는 약하지만 양의 유의성 있는 상관관계를 나타내었다. COD 변화의 주요요인은 식물플랑크톤 성장에 따라 내부에서 생산되는 경우와 외래에서 유입되는 COD로 구분할 수 있는데, 위의 결과로 미루어 볼 때 동해연안 수계의 COD변화는 저층과의 수직혼합 등 수계의 물리적 작용으로 인한 외래성 요인이 주요 요인이 될 것으로 고려된다.

3.1.3 주성분 분석에 의한 수질환경특성

동해연안의 수질환경에 영향을 미치는 주요 성분을 파악하기 위하여, 11개의 인자에 대해 R-mode 요인분석을 실시하였다. 요인 수는 고유치(Eigen value) 기준으로 판단하였으며(Table 4), 이러한 요인의 적재량을 이용하여 Varimax법으로 회전시켜 요인과 수질인자, 그리고 해역별과의 관계를 설명할 수 있게 Fig. 3에서 나타내었다.

Table 4. Eigenvalues, variance and cumulative variance of analytic seawater factors

 동해연안은 고유 값이 1 이상인 2개의 요인으로 총 분산의 76.5%를 설명하고 있다. 요인 1은 전체 57.8%의 수질특성을 설명할 수 있는데 DIN, TN, DIP, TP, COD가 양의 인자 부하량으로, 그리고 Chl-a, SS, DO, T가 음의 인자 부하량으로 높게 적재되어 있다. 이는 식물플랑크톤의 증식과 관련된 내부 생산성 인자들과 외부 유입 영양염류들로 대별되는 것으로 Chl-a를 기준으로 볼 때, 자연적 요인에 해당되는 인자인 T와 DO와는 밀접한 관계를 나타내었으며, 외부에서 기인되는 COD와 영양염류와는 상반되는 관계를 나타내었다.

 요인 2는 S가 음의 인자 부하량으로 높게 적재되어 있으며, S와 pH를 제외한 모든 인자는 양의 인자로 적재되어 있다. 이는 담수유입과 관련된 인자들의 거동을 반영하는 것으로 전체 18.7%의 수질특성을 반영한다. 담수유입에 따라 S는 감소하며, 그 외 인자들과는 상반된 거동을 보이고 있다.

요인과 해역별과의 관계를 보면, 크게 동해중부(E01~E08)연안과 동해남부(E09~E15) 연안으로 수질 환경에 대한 특성이 명확하게 차이를 나타내었다. 요인 1과 2의 특성으로 고려하여 보면, 수온에 따른 식물플랑크톤의 생산력은 동해남부해역에서 높게 나타내었으며, 그리고 영일만(E13)과 감포(E15) 그리고 삼척(E07) 연안은 담수의 유입과 용승 등 해수와의 물리적 혼합에 따라 환경에 미치는 영향이 비교적 큰 해역임을 알 수 있었다(Fig. 3).

Fig. 3. Diagram of the varimax-rotated R-mode factor patterns.

Fig. 4에서는 동해연안의 15개 해역에 대한 계층적 군집분석 결과를 나타내었다. 군집분석은 피어슨(Pearson)의 상관계수를 중심화, 개별집단간 거리 등으로 구하며, 군집화의 수준을 덴드로그램(Dendrogram)으로 판단하였다. 동해연안의 해역별 군집은 Cluster Conbine 10의 분류에서는 동해중부와 남부가 별개의 군으로 나누어지며, Cluster Conbine 5의 분류에서는 동해중부해역에서는 죽변연안(E08), 동해남부해역에서는 감포연안(E15) 해역으로 구분되어, 수질특성 차이가 큰 것으로 판단된다. Cluster Conbine 5 이하에서는 추가적으로 거진(E01)과 삼척(E07)연안과 영일만(E13) 해역으로 분류되었다.

Fig. 4. Dendrogram for 15 stations within cosast of East sea.

 동해연안은 한류수와 난류수의 상호작용에 의하여 복잡한 해황을 나타내는데, 용승이 나타나는 남부해역과 북한한류수가 나타나는 중부해역으로 수질의 특성을 달리한다(최 등, 2010). 북한한류는 주문진 이북의 해역에서는 표층에서 연중 지속적으로 존재하며, 묵호 이남해역에서는 동한난류수와 접하여 죽변-축산연안까지 내려오며, 그리고 여름철에 용승으로 인하여 냉수괴가 나타나는 감포 연안을 중심으로 이북과 이남의 해역에서 수질특성을 달리 하는 것으로 볼 수 있다.

3.2 수질환경 평가

3.2.1 부영양화 평가

 부영양화의 발생여부와 진행정도를 평가하는 것은 수질을 나타내는 가장 기초적인 자료로서 연안 수질관리에 있어 중요하다. 부영양화 평가방법은 조사 자료의 정성적, 정량적인 산정, 그리고 지수에 의한 평가방법으로 구분할 수 있는데, 본 연구에서는 부영양화와 상관관계가 높은 주요 수질 인자들을 이용하여 동해연안의 해역별 수질 상태를 지수에 의한 평가방법을 이용하여 계절별로 평가하였다.

Table 5와 Fig. 5~7에서는 최근 7년간 평균 수질인자 자료를 이용하여 영양상태를 산정한 결과를 나타내고 있다. 부영양도(Eutrophication Index) EI는 식(1)과 식(2)로 산정하였다. 식(1)은 Quan et al.(2005)과 Wang et al.(2009)에 의하여 보고된 것으로, EI1 가 1 이상이면 부영양화 상태로서 평가된다.

 EI1  = [(COD×DIN × DIP) / 4500] × 10(1)

Fig. 5. A distribution of the eutrophication index in the seasonal average of each coastal(Left) and the average in 2010(Right).

Fig. 6. Annual distribution of eutrophication Index assessment in the coast of east sea for the 7years(2004 to 2010).

Fig. 7. Seasonal distribution of the N/P ratio an average of 7 years(2004 to 2010) of data.

Table 5. Eutrophication index assessment for the four seasons in the coast of east sea

 罔市(1972)는 일본수산환경수질기준을 이용하여 부영양도를 식(2)로서 표현하였다. EI2 가 1 이상이면 일본수산환경수질기준을 초과하여 수질은 부영양화 상태로서 평가된다.

 EI2  = [COD × 1000 × (DIN× DIP)] / 1,500 (2)

 계절별 평균 부영양화도의 범위는 중국과 일본의 수질기준으로 각각 산정한 EI1 과 EI2 의 값을 비교하였다(Table 5). EI1 은 계절별 평균값이 0.1, EI2 는 0.2~0.4의 범위로서 나타났으며, 추계에 가장 낮게 나타났다. 그 외는 값의 차이는 적지만 동계에서 하계로 갈수록 점차 높아지는 경향으로 나타났다.

해역별로는 전 해역에서 1 이하로서 적조발생 기준치 이하(罔市, 1972)를 나타내었으며, 동해중부에서 남부로 내려올수록 계절별 상이한 양상을 보였다. 거진(E01)과 속초(E02), 양양(E03) 연안에서는 동계에 높은 값을 보였으며, 삼척과 후포(E07~E09)연안에서는 추계에, 그리고 하계에는 월포와 구룡포(E12~E15) 연안에서 비교적 높은 부영양화도를 나타내었다(Fig. 5). 2004~2010년의 연도별 부영양화도 변화를 보면, 미미하지만 점차 낮아지는 경향으로 나타났다(Fig. 6).

Fig. 7에서는 동해연안 해역에서 얻어진 N/P비 분포를 계절별로 비교하였다. 전반적으로 1.2~32의 범위로서, 평균값은 10 미만으로 나타났다. 평균값은 춘계에 가장 낮게, 추계에 가장 높게 나타내었으며, 하계에 가장 큰 폭의 N/P비 범위를 나타내었다.

 해수의 N/P비는 식물플랑크톤의 증식에 필요한 질소와 인의 비로서, 외해역에서는 질소가 제한된다고 보고되어 있으며(Fisher et al., 1992), 담수에서는 역으로 인이 제한된다고 보고 있다. 동해연안의 경우, 전 계절에서 16 이하로 나타나 DIN이 식물플랑크톤 생장의 제한인자로 작용함을 알 수 있으며(Redfield et al., 1963), 외해역의 특성에 부합되는 양상을 보였다. 또한 N/P비는 같은 해역에서도 계절과 강우의 영향에 따라서도 변화하는데(李等, 1996), 고온 다우인 하계에는 담수의 유입과 식물플랑크톤의 증식으로 인하여 N/P비의 변화도 큰 폭으로 나타났다(Fig. 7).

그리고 해수 중의 N/P비는 영양상태와 밀접하게 관련되어 있어 부영양화도가 높을수록 비율이 감소하고, 낮을수록 증가하는 경향을 보인다(Downing and McCauley, 1992; welch and Lindell, 1992). 동해연안의 경우, 추계에 가장 낮은 영양상태, 가장 높은 N/P비를 나타내었다.

3.2.2 유기물 오염지수 산정

 동해연안의 오염도를 평가하기 위하여 2004~2010년의 수질환경 인자를 계절별로 평균하여 산정하였다. 본 연구에서는 영양상태와 관련된 유기물 오염 지수(Organic Pollution Index, OPI)를 이용하여 다음의 식(3)으로 표현하였다(Wang et al.,2009).

OPI = COD / CODs + DIN/ DINs DIP / DIPs - DO/ DOs (3)

식(3)에서 CODs와 DINs, DIPs는 각 인자의 표준농도(mg/L)를 나타낸다. 우리나라에서는 아직 해양 수질의 표준농도에 대하여 명확하게 설정 되어있지 않기 때문에, 본 연구에서는 주변국인 중국과 일본의 표준농도를 이용한 경우와 비교하여 산정하였다. 중국(OPI2)의 경우에는 수질기준 I 등급(State Bureau of Environmental Protection, 1998)을 표준농도로서 설정하였으며(CODs=2㎎/L, DINs=0.2㎎/L, DIPs = 0.015㎎/L), 그리고 일본(OPI3)은 적조발생 가능 최저농도(일본수산환경수질기준)를 기준으로 CODs=1㎎/L, DINs=0.1㎎/L, DIPs=0.015㎎/L로서 산정하였다. 그리고 DOs는 해양 저서생물의 서식에 영향이 나타날 수 있는 농도를 기준으로 하여 6㎎/L로서 설정하였다(Roenberg et al. 2001). 우리나라의 경우, 중국과 일본의 표준농도와 비교적 유사한 농도를 나타내는 해역수질기준(1982) II등급 수준으로 CODs=2㎎/L, DINs=0.1 ㎎/L, DIPs=0.015㎎/L로서 산정하였으며, DOs는 동일하게 6㎎/L로서 사용하였다. OPI에 기준한 수질상태는 Table 6에서 설명하고 있다.

Table 6. Classified water quality by the organic pollution index

 동해연안에서 얻어진 OPI의 범위 및 해역별 분포를 Table 7과 Fig. 8에서 나타내고 있다. 전 계절에서 OPI1 의 경우-0.95~1.39, OPI2 는 -1.05~1.15, 그리고 OPI3 는 -0.68~1.98의 범위로서 각각 나타내었다. 일부 해역에서 오염 징후(Contaminated)가 나타난 것으로 평가되었으나, 중국과 일본, 그리고 우리나라의 기준을 적용하였을 경우 평균값은 전체적으로 1 이하로서 동해연안의 수질은 양호(Good)한 것으로 평가되었다.

Table 7. Classified water quality by the organic pollution index

Fig. 8. A Distribution of the organic pollution index in the seasonal distribution of each coastal of east sea.

 계절별로는 동계에서 하계로 갈수록 점차 높아지는 경향을 보였으며, 추계에 가장 낮은 값으로 나타났다. 하계에 높아지는 유기오염 현상은 부영양화도와 유사하게 나타났는데, 이는 식물플랑크톤과 미생물에 의한 내부 생산효율(이, 2001)의 증가에 따라 영양상태가 저하되며, 다량의 강우로 인한 영양염 유입과 용승에 의하여 증가하는 외부요인이 복합적으로 작용하여 나타나는 것으로 볼 수 있다. 동해연안의 하계에 나타난 비교적 높은 영양상태는 용승 등 외부요인이 크게 작용한 것으로 고려된다.

 해역별로는 OPI1 의 경우 부영양화도(EI)와 유사한 경향을 보였는데, 동해중부에서 남부로 남하할수록 동계, 추계, 하계에 오염도 지수가 각각 높게 나타나 계절별로 천이하는 양상을 보였다. 전 계절에서 동계에 양양연안(E03), 그리고 하계에 영일만(E13), 감포(E14), 구룡포연안(E15)에서 OPI가 1 이상으로 III 단계를 보였으며, 그 외는 II 이하로 양호한 상태로서 평가되었다(Fig. 8). 이는 동해연안에서의 무늬연잎성게의 초기 배 발생을 기준으로 한 생물검정을 통하여 해역수질기준I~II 등급으로 양호한 상태로 평가된 결과(유 등, 1999)와 유사한 경향으로 평가되었다.

 동해연안의 연도별 OPI를 Fig. 9에서 나타내고 있다. 2004년에 0.23으로 가장 높은 값을 보였으며, 2009년까지 점차 낮아지는 경향으로 나타났다. 2010년에는 2009년에 비하여 약간 높은 값을 보였으나, 전 연도에서 II 단계 이하로서 나타내었다

Fig. 9. A Distribution of the organic pollution index for the 7 years in the coast of east sea.

4. 요약 및 결론

본 연구에서는 동해연안의 수질을 파악하기 위하여 최근 7년간(2004~2010)의 국가해양환경측정망 조사결과를 이용하여 오염상태를 평가하였다. 동해연안의 영양상태는 OECD의 분류기준에서 Oligotrophic~Mesotrophic 수준으로 비교적 양호한 상태로서 평가되었다. 각 수질 인자의 연도별 변동은 전 연도에서 유사한 농도 수준으로 뚜렷하지 않았으나, 2010년에 전년에 비하여 TN과 SS, Chl-a는 높은 농도를 나타내었다.

 통계적 방법을 이용하여 수질환경 인자들의 변동 특성을 분석하였는데, Pearson 상관관계 분포에서 Chl-a은 T와 DO, SS와는 양의 상관관계를 나타내었으며, S와 DIP와는 음의 관계를 보였다. COD와 DIP 외 영양염류와는 상관성이 없는 것으로 나타났다. 주성분분석에서는 2개의 요인으로 설명되었는데, 요인 1은 Chl-a의 내부 생산과 관련하여 DO와 영양염류 등이 함께 복합적으로 작용하는 것으로 전체 57.8%의 수질특성을 설명할 수 있었으며, 요인 2는 담수유입에 따른 S와 해수와의 물리적 혼합으로 나타나는 COD와 영양염류의 변화로 설명되는 요인으로 전체 18.7%의 수질특성을 반영하였다. 동해연안의 15개 해역에 대한 계층적 군집분석에서는 동해중부와 남부가 별개의 군으로 분류되었으며, 세부적으로는 죽변과 감포, 그리고 거진, 삼척 영일만으로 분류되었다.

 동해연안 해수중의 N/P비는 전 계절에서 16 이하로 나타내었으며, 추계에 가장 낮은 영양상태와 가장 높은 N/P비를 나타내었다. 유기오염 평가지수는 부영양화도와 유사하게 나타났는데, 계절별로는 동계에서 하계로 갈수록 점차 높아지는 경향을 보였으며, 추계에 가장 낮은 값으로 나타났다. 전반적으로 부영양화도 1 이하, 유기오염지수 II 등급 이하로서 양호한 상태로 평가 되었다.

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국가해양환경 측정망 사업에 참여한 모든 연구원들께 깊은 감사를 드리며, 본 원고의 질적 개선을 위하여 세심하게 지적하여 주신 심사위원들께도 감사를 드립니다.

Reference

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