1. 서 론

우리나라는 폐기물의 육상 처리 부담 경감 및 하천·연안 보호 등을 목적으로 1988년부터 육상에서 처리가 곤란한 폐 기물 중 해양환경의 유해성이 비교적 적고 쉽게 분해, 확산 되는 폐기물을 연안에서 멀리 떨어진 3개 해역(동해병, 동해 정 및 서해병)으로 배출하기 시작했다. 1990년대 후반에 이 르러서는 폐기물 배출량이 급격히 증가하여 이로 인한 생태 계의 악영향이 사회·경제 및 국제적 문제로도 부각됨에 따 라 배출해역 중 오염심화구역에 대해 배출을 금지하는 “휴 식년제”가 2006년부터 시행되었으며(MOF, 2006), 2016년부터 는 수산가공잔재물, 원료동식물폐기물, 준설토를 제외한 모 든 폐기물의 해양배출이 전면 금지되고 있다(MOF, 2017a). 이러한 배출 금지 조치에도 불구하고 과거 배출이 집중되었 던 구역은 유기물과 중금속 등의 오염이 심화된 상태를 보 이고 있고 다른 배출 구역들과 비교 시 시간 경과에 따른 자 연정화 현상도 느리게 나타나는 것으로 모니터링 결과 확인 되고 있어 이들 오염심화구역에 대한 정화·복원 필요성이 대두되기 시작하였다. 오염퇴적물의 정화·복원 방법으로는 대표적으로 자연정화, 준설, 현장 피복이 있으며 자연정화는 퇴적물에 함유된 오염물질의 유해성, 독성 등이 자연적인 생화학적 반응 등을 통해 스스로 분해, 정화되는 방법으로 인위적 개입이 없이 해역의 정화 능력이 뒷받침되는 경우 가장 바람직한 방법이라 할 수 있다(Kim and Kim, 2011). 그 러나, 오염물질의 농도가 높은 해역에서는 회복하기까지 장 시간이 소요되며 주변 환경 변화에 매우 민감한 단점이 있 다(Kang et al., 2017). 서해병 폐기물 배출해역의 경우, 모니 터링 결과를 바탕으로 자연정화에 소요되는 시간을 추정해 본 결과 일부 정점들은 회복 수준에 도달하기까지 수십년의 시간이 소요되는 것으로 나타났다(MOF, 2018). 준설은 오염 된 퇴적물을 해저면으로부터 물리적으로 제거하는 방법으 로 고농도의 오염물질을 단기간에 처리 가능한 장점이 있지 만 과다한 비용과 별도의 처리공간 확보가 필요하며(Kang et al., 2017), 오염퇴적물 수거 과정에서 재부유 등으로 인한 2 차 오염 발생 가능성이 높아(Kim et al., 2011) 연안에서 멀리 떨어진 폐기물 배출해역에는 적용 타당성이 낮다. 피복은 오염되지 않은 물질을 오염된 퇴적물 위에 배치하여 오염물 질을 물리 화학적으로 차단하는 방법으로(U.S. EPA, 1998) 단기간에 정화가 가능하고 준설보다 비용이 적게 소요되며 오염퇴적층을 격리시키고 청정한 퇴적층이 제공됨으로써 새로운 생물서식처가 조성되어 정화·복원이 가능해지는 장 점이 있다(Kim and Kim, 2011). 그러나 피복 물질의 종류와 특성, 해역의 생지화학적 특성, 피복 물질의 손실 가능성, 피 복 물질의 이동 또는 침식 가능성 등 많은 요인이 고려되어 야 한다. 우리나라는 항로 유지를 위한 준설 사업 등으로 많은 양의 준설토가 발생하며, 이들을 폐기물이 아닌 자원 으로써 유효 활용하기 위해 서해병 해역의 오염심화구역에 준설토 피복을 이용한 복원 방안이 시범 적용되었다(MOF, 2014). 이에 따라 폐기물 해양배출 처리기준을 통과한 준설 토를 2013, 2014, 2016, 2017년에 오염이 심화된 서해병 휴식 년 구역으로 배출하도록 유도하여 오염 퇴적층을 피복한 바 있다. 본 연구에서는 서해병 해역 내 오염심화구역에 준 설토로 피복된 구역과 비피복된 구역 간 퇴적물의 물리 화 학적 특성, 저서동물상 분석 결과를 바탕으로 오염퇴적물 정화·복원 방안으로써 준설토 피복 효과를 분석하고 평가하 였다.

2. 재료 및 방법

2.1 조사지역 및 조사방법

서해병 폐기물 배출해역 오염퇴적물의 정화·복원을 위한 준설토 피복 효과를 평가하기 위해 서해병 해역 휴식년제 시행구역 내의 비피복 정점인 8, 9 정점들을 자연회복구역으 로 설정하였으며, 준설토로 피복된 C-1, 2, 3, 4, 5 정점들을 피복구역으로 설정하였다(Fig. 1). 퇴적물의 물리·화학적 특 성 분석을 위한 시료는 2014~2020년까지 매년 한국해양과학 기술원 소속 온누리호를 활용하여 채취하였다. 선박에 설치 된 Smith Mcintyre grab(0.1 m²)을 이용하여 정점 당 3회씩 채 취하였으며 채취된 시료는 유기물, 중금속 함량 등 각 분석 항목별로 미리 전처리 및 사전 측량한 전용 용기에 담아 측정 성분의 특성에 맞추어 냉동 및 냉장 보관한 뒤 실험실로 옮겨 해양환경공정시험기준(2020)에 따라 분석하였다. 저서동물상 분석을 위한 퇴적물 시료도 Smith Mcintyre grab(0.1 m²)을 이 용하여 정점 당 3회씩 채취하였으며, 채취된 퇴적물은 현장 에서 망목 1 mm체를 이용하여 저서동물을 분리한 후 최종 농도 10 %가 되도록 중성 포르말린으로 고정하여 실험실로 옮겨 분석하였다.

2.2 분석방법

퇴적물의 입도분석은 퇴적물 내의 유기물과 탄산염을 제 거한 후 습식체질에 의해 분류하고 자동입도분석기(Sedigraph 5100)로 분석하였다. 퇴적물의 입도 특성을 나타내는 평균 입도(Mz), 분급도(Sorting)는 컴퓨터를 이용하여 통계 처리하 였으며, 퇴적물의 분류는 Folk(1968)의 방법을 따랐다. COD 분석은 습시료 약 1 g에 KMnO₄와 NaOH를 넣고 1시간 동안 중탕하여 Na₂S₂O₃·H₂O으로 적정하였으며, 함수율(WC; Water Content)을 측정하여 함량을 계산하였다. TOC 및 TN은 전처 리 후 원소분석기(EA 1112 Thermo)로 분석하였다. 중금속 분 석은 질산(HNO₃), 불산(HF), 과염소산(HClO₄)을 이용한 혼합 산으로 시료를 완전히 분해하여 유도결합플라즈마 질량분 석기(ICP-MS, iCAP-Q, Thermo Scientific Co., USA)로 측정하 였고, 수은의 경우, 아말감 가열기화 방식인 자동수은분석 기(Hydra-C, Teledyne Leeman Labs, USA)로 측정하였다. 분석 결과의 신뢰성 확보를 위해 미국 국립표준기술원(NIST)의 SRM 2702 (n=41)를 시료 전처리 과정에 함께 처리하여 회수 율을 검정하였고, 수은은 캐나다 국립연구소(NRC-CNRC)의 표준물질인 MESS-3 (n=41)를 이용하여 회수율을 측정하였다. 검정 결과 회수율은 94~108 % 범위를 나타내었다(Cr: 97 %, Ni: 97 %, Cu: 96 %, Zn: 96 %, As: 103 %, Cd: 108 %, Pb: 95 %, Hg: 100 %).

저서동물상 분석은 현장에서 채집된 시료를 분류군별로 선별하여 종 단위로 동정 및 계수한 후 채집된 총량을 표시 하였으며, 정점 당 출현 개체수와 생체량은 단위면적(m^-2)으 로 환산하였다. 저서동물의 생태지수는 PRIMER 7(Plymouth Routines Multivariate Ecological Research 7)을 이용하여 다양도 (Shannon and Weaver, 1949), 풍부도(Margalef, 1958), 균등도 (Pielou, 1966) 및 우점도(Simpson, 1949)를 구하였다. 저서건강 상태 평가는 Azti’s 생물지수(AMBI, Azti’s Marine Biotic Index) (Borja et al., 2000)와 저서오염지수(BPI, Benthic Pollution Index) (ME, 1995)를 활용하였고 각 지수값의 등급화를 통한 저서건 강상태 분류방법은 Table 1과 같다. AMBI는 유기물에 대한 민감도를 이용하여 평가하는 방법으로 폐기물 배출 영향, 중금속 오염 영향, 무산소 환경에 의한 영향 등(Borja et al., 2000, 2003;Muxika et al., 2005)과 같이 전 세계적으로 다양한 연구에 적용된 바 있다. BPI는 국내 개발 지수로 저서동물의 섭식유형을 기초로 평가하는 방법이며 국내에서 다양한 연 구들에 적용된 바 있다(Lee et al., 2003;Choi et al., 2003, 2005;Choi and Soe, 2007;Lim et al., 2007;Jung et al., 2014). AMBI와 BPI의 계산식은 다음과 같다.

2.3 통계분석

서해병 폐기물 배출해역 퇴적물의 물리·화학적 특성과 저 서동물상의 피복 및 비피복 구역 간 평균 비교를 위해 2014~ 2020년 측정 결과를 모두 통합한 후 Mann Whitney’s U-test로 1 % 및 5 % 유의수준 하에서 분석하였다(SPSS version 17, IBM). 저서동물 군집구조 분석을 위해 PRIMER 7을 이용하여 출현 종수, 개체수 자료를 제곱근 변환하고 Bray and Curtis(1957) 의 유사도를 이용한 집괴분석, 유사도 행렬을 이용한 다차 원척도법(nMDS)으로 군집 분포 특성을 파악하였다(Clarke et al., 2014). 또한 정점간 유의성 검증과 유사도 및 비유사도에 영향을 미치는 생물종의 기여도 파악을 위해 PRIMER 7의 SIMPER(Similarity Percentages Procedure) 분석을 실시하였다. 퇴적물 물리·화학적 특성 요인과 저서동물상 요인과의 상관 분석을 위해 2014~2020년 원자료를 Spearman의 rank correlation 으로 분석하였다(SPSS version 17, IBM).

2.4 피복 효과 평가 기준 설정

서해병 폐기물 배출해역의 준설토 피복 효과를 평가하기 위해 중금속 함량의 경우 부정적인 생태 영향이 일부 발현 될 개연성이 있는 주의기준(Threshold Effects Level, TEL) 및 부정적인 생태 영향이 발현될 개연성이 매우 높은 관리기준 (Probable Effects Level, PEL) 이하(해양환경관리법 제8조에 따 른 해양환경기준)로 설정하였으며(Table 2), 2014~2020년의 시계열 변화 자료를 바탕으로 감소 혹은 증가 경향을 파악 하였다. 저서동물상의 다양도의 경우 통상적 연안환경의 저 서생태계에서 나타나는 2.0 이상(Gray and Elliott, 2009), 허베 이 스피릿호 기름 유출 사고 시 생태계 회복 기준으로 제안 되었던 2.0 이상(Yim et al., 2020)으로 설정하였다. 저서건강 도(AMBI, BPI)의 경우 건강도 2등급인 AMBI 3.2 (Good) 이하, BPI 40 (Good) 이상으로 설정하였다(Table 1).

3. 결과 및 고찰

3.1 입도분포

2014~2020년 서해병 해역 표층 퇴적물의 입도분석 결과 평균 입도는 자연회복구역에서 5.91~7.64 Φ로 mud가 우세한 세립질이었고, 피복구역에서 1.47~3.01 Φ로 sand가 우세한 조 립질의 퇴적물 조성을 나타내어 준설토 피복으로 인해 퇴적 층이 조립화 된 것으로 판단된다. 일반적으로 오염퇴적물의 정화복원을 위해 피복공법을 적용할 경우 조립질 퇴적물을 많이 사용하며 인근 해역의 모래가 가장 빈번히 사용된다. 이는 모래의 양호한 결정상태와 유기탄소가 오염물질의 이 동 봉쇄 및 화학적 고립을 효과적으로 해주기 때문이다(Kim and Kim, 2011). 분급도는 자연회복구역에서 3.02~3.51 Φ, 피 복구역에서 2.02~5.12 Φ로 두 구역 모두 2.00 Φ 이상(very poorly sorted)으로 나타나 불량한 분급도를 보였으며(Kim and Jang, 2014), 세립질 퇴적물 조성을 나타내는 자연회복구역에 서 피복구역보다 분급도가 더 불량한 것으로 나타났다(Table 3). 일반적으로 퇴적물은 세립한 입자로 구성될수록 표면적 이 커져 유기물 및 중금속의 흡착 능력이 뛰어난 것으로 알 려져 있어(Horowitz, 1991;Hwang et al., 2010) 자연회복구역이 유기물 및 중금속 축적에 유리한 퇴적환경인 것으로 판단된 다. 또한, 일반적으로 대형저서동물은 퇴적물 분급이 불량할 수록 종다양도가 높게 나타나는 경향이 있으며(Gray, 1974;Jung et al., 2014) 본 연구에서도 피복구역에 비해 분급도가 더 불량한 자연회복구역에서 종다양도가 더 높게 나타났다.

3.2 퇴적물 유기물 분석

서해병 해역 표층 퇴적물의 2014~2020년 평균 COD 함량 은 자연회복구역에서 일본 수산생물 보호기준 20 mgO₂/g·dry (Yokoyama, 2000)과 유사한 수준이었으며 2014, 2015, 2019년 일부 정점에서는 기준을 초과하는 함량을 보였다(Fig. 2). TOC는 자연회복구역 및 피복구역 모두 국내 어장환경기준 (MOF, 2017b)인 2.00 % 보다 낮게 나타났다. 피복구역에서는 COD, TOC, TN의 함량이 자연회복구역 대비 약 50 % 수준으 로 낮았고(Fig. 2) 구역 간의 평균 비교에서도 피복구역의 유 기물 함량이 자연회복구역보다 낮은 것으로 보아(p<0.05) 피 복으로 인한 오염물질 차단 효과가 유지되고 있는 것으로 판단된다(Fig. 3).

3.3 퇴적물 중금속 분석

서해병 해역 표층 퇴적물의 2014~2020년 중금속 분석 결 과 피복구역에서는 피복 후 중금속 함량이 주의기준(TEL) 및 관리기준(PEL) 이내였으며 시간 경과에 따른 함량 변화 도 크지 않았다(Fig. 4). 국내 연안의 중금속 함량에 대한 선 행 연구와 비교해 보면 Cr의 경우 평균 53.4 mg/kg, Ni 22.5 mg/kg, Cu 21.9 mg/kg, Zn 76.3 mg/kg, Pb 26.5 mg/kg으로 우리나 라 연안의 평균 함량보다 피복구역 퇴적물의 중금속 함량이 더 낮게 나타났다(Lim et al., 2007). 반면 자연회복구역은 광 양제철소와 여천국가산업단지가 있는 광양만보다 중금속 함량이 높게 나타났다(Hyun et al., 2003). 구역 간 중금속 오 염도의 평균 비교 결과 모든 중금속 항목이 피복구역에서 자연회복구역보다 유의하게 낮은(p<0.05) 것으로 볼 때 준설 토 피복 효과가 있는 것으로 판단된다(Fig. 5).

3.4 저서동물

2014~2020년 서해병 해역의 저서동물상 분석 결과 자연회 복구역에서는 시간 경과에 따라 증감을 반복하는 경향을 보 였으며, 피복구역에서는 출현종수, 풍부도 및 다양도가 피복 이후 4년간 증가하다가 이후 다시 감소하는 경향을 보였다 (Fig. 6). 피복구역에서의 이러한 변화 추이는 피복 초기의 저 서환경 교란으로 인해 성장이 빠르고, 수명이 짧은 기회성 생물종이 출현했기 때문으로 생각되며(Pianka, 1970;Koh et al., 1997) 2016, 2017년 준설토 추가 피복으로 인해 생물 서식 환경이 다시 교란되면서 2017년 이후부터 출현종수, 풍부도 및 다양도가 감소한 것으로 추정된다. 다만 2017년에도 피복 구역에서 다양도가 증가하는 결과는(Fig. 6) 일부 정점(C-4) 에서 이전 해와는 달리 자연회복구역과 유사한 세립질(평균 입도 5.91 Φ, 분급도 3.20 Φ)의 시료가 채취되었고, 저서동물 출현종수(21종) 및 다양도(2.7) 또한 높게 나타난 결과에 기 인한 것으로 판단된다. 그리고 2020년 피복구역에서 출현종 수와 풍부도는 전년도에 비해 증가하였으나 다양도는 감소 하였는데 이는 피복구역의 최우점종인 황금뿔사슴갯지렁이 (Melinna elisabethae)의 서식밀도가 2018년 62.4 %, 2019년 52.8 % 의 점유율을 보이다가 2020년에는 76.1 %로 극우점하여 나타 난 결과로 추정된다. 구역 간 평균 비교 결과에서도 풍부도, 다양도는 피복구역이 자연회복구역보다 낮고(p<0.05) 서식밀 도는 피복구역에서 높았는데(p<0.05)(Fig. 7), 이는 피복구역 에서 황금뿔사슴갯지렁이가 극우점하여 출현했기 때문이다. 국내 연구사례들에서도 서식환경이 교란되거나 불량한 상 태의 저서환경에서 기회종이 대량 출현함에 따라 출현종수 와 생태지수 등이 낮게 나타난 바 있다(Jang and Shin, 2016;Youn et al., 2021).

저서건강도의 경우 AMBI는 자연회복구역과 피복구역에 서 모두 2등급(Good)이었고, BPI의 경우 피복구역은 2017년 을 제외한 모든 연도에서 1등급(Excellent)으로 자연회복구역 보다 양호한 저서건강상태를 보였다(Fig. 8). BPI에서 구역 간 차이가 발생한 근거는 BPI 생물지수 등급 2에 해당하는 황금뿔사슴갯지렁이가 피복구역에서 매해 우점하여 출현한 반면, 자연회복구역에서는 상대적으로 생물지수 등급이 더 낮은 말발조개(Thyasira tokunagai) 등이 주요 우점종으로 출 현하였기 때문이다. 마산만의 경우도 BPI는 10~67로 극심한 오염상태와 정상상태가 다양하게 나타났으나 AMBI의 경우 2.2~5.5로 중간 수준의 오염상태로 평가되어 본 연구와 유사 하게 BPI가 더 민감한 결과를 나타낸 바 있다(Choi and Seo, 2007). 집괴분석 결과에서는 유사도 약 58 %에서 그룹 1(C-1, C-2, C-3, C-5)과 그룹 2(8, 9, C-4)로 구분되었다. 그룹 1의 최 우점종은 황금뿔사슴갯지렁이, 아우점종은 작은사슴갯지렁 이(Ampharete arctica)로 환형동물 다모류의 출현 비율이 높았 으며, 서식밀도가 그룹 2보다 높았다. 그룹 2의 최우점종은 집갯지렁이류인 Nothria otsuchiensis, 아우점종은 말발조개였 으며, 그룹 1의 경우 모두 피복구역, 그룹 2는 자연회복구역 (C-4 포함)으로 구분되어 피복구역과 자연회복구역 간 군집 에 차이를 보였다(Fig. 9). 2개 그룹의 구분에 기여한 종들의 비율을 보면 그룹 1에서는 유기물 오염에 내성이 있는 황금 뿔사슴갯지렁이(Borja et al., 2000)가 29.3 %로 가장 높았으며, 다음으로 유기물 오염이나 교란이 발생했을 경우 개체수가 감 소하는 민감종인 작은사슴갯지렁이(Borja et al., 2000)의 기여 율이 9.2 %였다. 그룹 2에서는 집갯지렁이류인 N. otsuchiensis가 기여율이 13.6 %로 가장 높았으며, 다음으로 유기물 오염지 시종인 말발조개(Kim et al., 2018)가 12.1 %였다(Table 4). 그룹 별로 퇴적물의 유기물 함량을 비교해 보면 피복구역으로 구 성된 그룹 1이 그룹 2에 비해 평균 약 51 % (48 % (COD) ~ 54 % (TOC)) 낮게 나타났으며, 중금속 함량도 그룹 1이 그룹 2에 비해 평균 약 46 % (19 % (As) ~ 60 % (Hg)) 낮게 나타났다.

3.5 저서동물과 퇴적물 물리·화학적 특성요인과의 상관분석

서해병 배출해역 퇴적물의 저서동물상과 물리·화학적 특 성요인과의 상관분석 결과 출현종수는 Ni, Zn, Cd 함량과 유 의한 양의 상관성을 보였으며, 서식밀도는 TOC, TN 함량과 유의한 음의 상관성을, 생체량은 상관성이 없는 것으로 나 타났다(Table 5). 전체적으로 중금속 함량이 높을수록 출현종 수도 높게 나타나는 자연회복구역 정점들의 상관성을 반영 하는 결과로 볼 수 있다. Yoon et al.(2009)은 울산만의 저서환 경요인과 저서동물 군집분포를 연구한 바 있으며 만 중앙부 정점(정점4)에서 Cu, Zn, As, Cd, Pb의 연평균 함량이 본 연구 정점들에서 가장 높은 함량을 보이는 자연회복구역보다 평 균 3.8배 높고 주의기준(TEL)도 초과하는 수준이었으며, 피 복구역과 비교 시 평균 7.7배 높은 수준이었다. 저서동물 출 현종수와 종다양도 지수는 Yoon et al.(2009)의 정점4에서 평 균 10종/0.1 m², 1.1이었고, 본 연구에서는 자연회복구역이 평 균 15종/0.3 m², 2.2, 피복구역이 평균 11종/0.3 m², 1.5로 더 높 게 나타났다. 동해 연안의 만 해역과 서해 외해역이라는 지 역적 차이와 채집강도에서 차이가 있으나 중금속 오염도 차 이에 비해 저서동물의 종다양도에는 큰 차이가 없었다. 따 라서, 본 연구에서 중금속 함량이 높을수록 출현종수가 높 게 나타나는 상관분석 결과는 일반적으로 중금속이 생물에 게 필수적인 요소이나 함량이 높을 경우 종다양도가 감소한 다는 결과(Chapman et al., 1987;Warwick, 2001;Mucha et al., 2005)와는 달리 피복구역에서 자연회복구역보다 중금속 함 량이 낮게 나타났으나 준설토 피복으로 인한 저서환경 교란 과 같은 다른 요인으로 인해 출현종수 및 종다양도가 낮아 지는 결과가 반영된 것으로 추정된다.

3.6 피복 효과 평가

퇴적물 중금속 해양환경기준(해양수산부고시 제2018-10호, 주의기준(TEL) 및 관리기준(PEL))과 비교하면 자연회복구역 은 Cr, Cu, Zn 함량이 주의기준을 초과하였으나 피복구역에 서는 모든 항목이 주의 및 관리기준 이하로 나타나 준설토 피복으로 인한 오염물질 차단 효과를 보이는 것으로 판단된 다(Fig. 4). 저서동물의 다양도는 통상적 연안 환경 저서생태 계(Gray and Elliott, 2009), 허베이스피릿호 기름 유출 사고 시 회복 기준으로 제시한 2.0 이상(Yim et al., 2020)을 기준으로 설정하여 준설토 피복 효과를 평가하였다. 자연회복구역에 서는 모든 연도에서 2.0 이상으로 나타났고, 피복구역에서는 2.0 이하로 나타났다. 피복구역은 2013, 2014년 피복으로 인 해 생물 서식환경이 교란되면서 다양도가 자연회복구역 대 비 50 % 수준까지 낮아졌고 이후 환경이 점차 안정되면서 다양도가 증가했다. 그러나 2017년 추가적인 준설토 피복으 로 인한 재교란으로 2018년부터 다시 다양도가 감소한 것으 로 판단된다(Fig. 6). 인위적인 교란이 저서동물군집에 미치 는 영향에 대한 연구에서는 교란 초기 저서생태계의 회복 과정은 빠르게 성장하는 기회종에 의해 먼저 회복이 시작되 고, 점차 안정적인 환경이 만들어지면서 다양도가 증가하는 것으로 보고된 바 있다(Sarda et al., 2000). 한편 저서건강도 기준(AMBI: 3.2 이하, BPI: 40.0 이상)으로 준설토 피복 효과 를 평가한 결과 AMBI는 자연회복 및 피복구역에서 모두 2 등급(Good)으로 나타났고, BPI는 피복구역에서 2017년 이후 1등급(Excellent)을 유지하고 있어 자연회복구역(1~2등급)보다 양호한 저서건강상태를 보였다(Fig. 8). 이러한 결과는 자연 회복구역에서는 BPI 생물지수 등급 4에 해당하는 말발조개 가 주요 우점종으로 출현하였고, 피복구역에서는 BPI 생물 지수 등급 2에 해당하는 황금뿔사슴갯지렁이가 주요 우점종 이었기 때문에 나타난 결과로 판단된다. 폐기물 배출해역에 서 과거 배출이 집중되어 오염 부하가 장기간 지속되고 있 는 구역에서는 저서생태계의 회복에 보다 많은 시간이 소요 될 것으로 예상되므로 준설토 피복과 같은 정화 복원 방안 의 적용이 타당할 것으로 판단되며 피복 효과를 평가하기 위해서는 피복 전·후 퇴적환경의 물리·화학적, 생물학적 측 면 뿐만 아니라 생태독성의 장기적인 모니터링도 필요할 것 으로 판단된다.

4. 결 론

과거 폐기물이 집중적으로 배출되었던 서해병 해역 내 오 염심화구역의 정화 복원 방안으로써 준설토 피복을 통한 오 염 저감 효과를 분석하고 평가하였다. 자연회복구역의 퇴적 물은 mud가 우세한 세립질, 피복구역은 sand가 우세한 조립 질의 퇴적상이었고 유기물 평균 함량은 COD, TOC, TN 모두 피복구역에서 자연회복구역보다 낮았다(p<0.05). 시계열 변 화에서도 피복구역의 COD, TOC, TN은 낮은 농도로 유지되 고 있어 피복으로 인한 오염물질 차단 효과가 유지되고 있 는 것으로 판단된다. 중금속 함량도 모든 항목이 피복구역 에서 자연회복구역보다 낮았다(p<0.05). 해양환경기준에 따 라 정화·복원 효과를 평가해 본 결과 자연회복구역에서 Cr, Cu, Zn의 함량이 주의기준을 초과하였으며, 피복구역은 모 든 중금속 항목이 기준 이하의 낮은 함량을 나타내어 준설 토 피복 효과가 있는 것으로 판단된다. 저서동물의 출현종 수는 피복구역보다 자연회복구역에서 많았고, 서식밀도는 피복구역에서 황금뿔사슴갯지렁이의 대량 출현으로 인해 자연회복구역보다 높았다. 이러한 황금뿔사슴갯지렁이의 높 은 점유율로 인해 풍부도, 균등도 및 다양도는 피복구역에 서 자연회복구역보다 낮았다(p<0.05). 집괴분석 결과 피복구 역과 자연회복구역의 집단 간 차이가 나타났으며 평균 입 도, 유기물 함량 등의 차이가 주원인인 것으로 판단된다. 피 복구역의 저서동물 출현종수, 풍부도, 다양도는 2013~2014년 준설토 피복 초기에 생물 서식환경 교란으로 다양도 및 풍 부도가 낮았으나 이후 환경이 안정화되면서 4년간 증가하다 가 2017년 준설토 추가 피복으로 인해 다시 감소한 것으로 판단된다. 저서동물의 다양도와 저서건강도(AMBI, BPI)를 기준으로 준설토 피복 효과를 평가해 보면 다양도의 경우 자연회복구역에서는 모든 연도에서 기준값(2.0) 이상으로 나 타났고, 피복구역에서는 2.0 이하로 나타났다. 저서건강도는 AMBI 2등급, BPI 1~2등급으로 자연회복구역 및 피복구역에 서 건강한 저서상태로 평가되었으나, BPI 지수에서는 피복 구역에서 2017년 이후 1등급을 유지하고 있어 자연회복구역 (1~2등급)보다 양호한 저서건강상태를 나타내었다. 서해병 폐기물 배출해역 내 오염심화구역의 준설토 피복을 통한 정 화 복원은 화학적 측면에서는 효과가 있는 것으로 판단되며 저서생태계 회복 효과는 생태독성 분야의 모니터링 추가 및 10년 수준의 장기적인 모니터링을 통해 평가되어야 할 것으 로 생각된다. 그리고 퇴적물 중금속의 경우 해양환경기준과 의 비교 외에 금속원소와 입도와의 관련성이 높은 보존성 원소를 이용하여 농축정도 및 오염상태를 평가하는 농축계 수(Enrichment Factor, EF)(Bruland et al., 1974)도 적용해 볼 필 요가 있을 것으로 판단된다. 또한, 향후 폐기물 배출해역 정 화 복원 사업의 확대 적용 시에는 사업계획 수립, 이행, 모 니터링 및 평가, 개선점 환류를 통해 생태계를 관리하는 적 응적 관리(Adaptive management) 개념을 도입, 적용할 필요가 있을 것으로 판단된다(Park et al., 2019).