Chemical Environment of Ocean Dumping Site in the Yellow Sea

황해 해양투기해역에서의 해양화학환경

To investigate impacts of waste disposal on the marine environment for 9 years since dumping activity commenced in the Yellow Sea, chemical analysis of seawater has been done in and around the ocean dumping site. Results show that biogeochemical changes have occurred locally in the dumping area compared with the reference area, resulting in low dissolved oxygen saturation, low pH, and high accumulation of nutrients in the bottom layer. According to cluster analysis, chemical environment of the study area can be largely divided into surface layer and bottom layer, and again the bottom layer can be divided into that of dumping area where nutrients are accumulated and that of reference area. Low pH, low dissolved oxygen, high COD and accumulation of nutrients mainly characterize the dumping area. Average concentration of total inorganic nitrogen in the bottom layer below the thermocline has increased from $3.7{\mu}M$ to $9.5{\mu}M$, 250% accumulation in the dumping area since 1988. Therefore, the present results clearly show that the dumping site of Yellow Sea has received excessive sewage input beyond the environmental assimilatory capacity during the last decade. It may result in serious aggravation of seawater quality and basic ecosystem, and devastation of overall fishing grounds of Yellow Sea in the near future.

본 연구는 해양투기가 시작된 지 9 년이 지난 현재 황해 투기해역과 주변해역의 해수질 현황을 파악하여 해양투기가 해양환경에 미친 영향을 판단하고, 또한 투기해역 저층의 장기적인 영양염류 축적현상을 파악하여 해양투기의 적정성 여부를 판단하고자 하였다. 투기해역은 주변해역과 비교할 때 영양염류 등이 저층에서 높게 나타나며 pH, 용존산소 포화도 등 기타 화학적 요인의 국지적 변화가 뚜렷하여, 해양투기에 따른 생지화학적 영향이 투기해역에 나타나고 있는 것으로 판단된다. 정점간 화학자료를 통계변수로 하여 수괴에 대한 집괴분석(cluster analysis)을 실시한 결과, 연구해역은 수온약층 상층의 표층수괴와 수온약층 이심의 저층수괴로 크게 2 대분 될 수 있었으며, 저층수괴는 다시 축적현상이 대체로 심화되어 있는 투기해역 저층수괴와 주변해역 저층수괴로 나뉘어 질 수 있었다. 한편 화학종 변수들에 대한 집괴분석 결과, 연구해역의 화학적 특성은 pH, 용존산소 포화도 그리고 COD의 특성과 영양염류 등의 특성에 따라 크게 2 대분 될 수 있었다. 이는 투기해역 저층에서의 유기물 산화에 따른 용존산소의 소비, $CO_2$ 증가에 따른 pH의 감소 그리고 높은 COD와 영양염류 농도의 증가 등의 요인을 반영한다고 볼 수 있다. 따라서 이러한 연구결과는 투기해역이 해양투기에 의해 오염이 심화되고 있다는 사실을 뒷받침하는 것으로 사료된다. 한편 1987년 황해에서 해양투기가 시작되기 직전 투기해역 저층에서 연평균 $3.7{\mu}M$이던 총질소는 88년 해양투기 개시 이후 해마다 축적되어 92년에는 연평균 $5.7{\mu}M$로 증가되었으며, 본 연구가 수행된 96년과 98년에는 연평균 $8.3{\mu}M$에서 $9.5{\mu}M$까지 증가되어, 해양투기 이후 현재까지 영양염류가 약 250% 정도 농축되었다. 따라서 현재 황해의 투기해역은 환경용량을 초과하는 과도한 해양투기를 겪고 있으며, 이는 장기적으로는 황해 전반의 해양환경 및 수산환경에 악영향을 줄 가능성이 큰 것으로 판단된다.