Heavy metal concentration of Fe, Zn, Cu, Cd and Pb were analysed from seaweeds (Ulva pertusa, Sargassum thunbergii, Caulacanthus okamurae), sediments and seawater at the two experimental sites of Daebul and Sabjin industrial complex in Mokpo coastal area

한반도 동해에서 자연 상태의 해빈(낙산-오산 해빈)과 인공구조물이 설치된 해빈(안목-염전 해빈)의 퇴적물을 조사하고 두 해빈간의 차이를 확인하기 위하여 2004년 홍수기와과 2005년 갈수기에 해빈의 후안 및 전안에 대해 걸쳐 조사를 실시하였다. 낙산-오산 해빈의 후안 및 전안에서는 해빈 남측으로 가면서 평균입도가 세립해지고 분급이 양호해지는 등 퇴적상과 조직변수가 일정하게 변화하였으며 계절간의 변화가 크지 않았다. 그러나 안목-염전 해빈은 낙산-오산 해빈에 비해 후안 및 전안의 평균입도가 조립하고 분급이 불량하며 양의 왜도 값이 많았고 연근해를 포함하여 조직변수의 전체적인 변화 경향성을 찾기가 어려웠다. 이러한 두 해빈의 특징은 해안을 따라 흐르는 연안류가 해안선의 형태에 따라 변화하고 이로 인해 퇴적물의 특성에 영향을 주었기 때문으로 생각된다. 특히 안목-염전 해빈은 인공구조물(안목항)이 연안류의 흐름을 막아 자연 상태와는 다른 퇴적환경의 변화를 일으키는 것으로 생각된다. 또한, 안목-염전지역은 항만의 공사가 추가로 계획되어 있어 향후 지속적인 변화가 있을 것으로 예상된다.

지속적인 환경변화에 따른 중형저서동물 군집의 변동을 살펴보기 위하여, 시화호 방조제 배수갑문 부근의 대부도 방아머리 조간대의 5정점과 인근 조하대 3정점을 택하여, 2000년 3월부터 2001년까지 계절별로 수행되었다. 표층퇴적물의 평균 입도는 조간대에서 사질 퇴적 환경으로 3.16~3.73 Φ, 조하대에서 주로 니질 퇴적 환경으로 5.81~6.67 Φ, 의 퇴적 환경 특성을 나타냈다. 전체 19개의 중형저서동물 분류군이

황해 남동해역의 제주도 연안에 분포하고 있는 퇴적물의 근원지를 조사하기 위해 표층 퇴적물의 입자조직, 지화학 성분 그리고 점토광물 분석이 이루어졌다. 본 연구에서 Ti/AI, Nb/Al 그리고 Rb/Al 비 등을 포함한 특징적인 원소성분도(geochemical discrimination diagram)와 희토류 원소들의 함량 특성은 퇴적물의 근원지를 판단하는데 매우 유용한 지시자들로 제시된다. 이들 결과에 의하면, 연구해역의 세립질 퇴적물은 대부분 증국의 양자강으로부터 기원 · 운반 퇴적되었으며, 조질질 퇴적물은 주변 화산암의 풍화 잔류물인 것으로 해석된다. 창해와 동중국해에서 치근 조사된 해수의 순환 패턴과 물리-화학적 특성은 양자강으로부터 기원된 세립 퇴적물이 연구해역을 포함한 한반도 남해(황해 남동해역) 연안역까지 운반 퇴적될 수 있음을 보여준다.

한반도 3개 해역 중 동해 퇴적물의 점토광물에 관한 연구는 고환경 변화 측면에서의 일부 연구 외에는 거의 이루어진 바가 없다. 이번 연구에서는 2017년부터 2019년까지 강릉-동해 해역에서 상자형 시료채 취기를 이용하여 채취한 120개 퇴적물 시료에 대한 점토광물 특성과 분포 상태를 바탕으로 기원지를 추정하였다. 점토광물 함량은 일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트 순으로 풍부하다. 수심 150 m 이하의 대륙붕 퇴적물은 대륙사면 퇴적물에 비하여 녹니석과 카올리나이트 함량은 많고 일라이트 결정도는 좋은데 반하여 일라이트와 스멕타이트 함량과 S/I 지수는 작다. 대륙붕 퇴적물의 경우 강릉 쪽은 녹니석 함량이 많고, 동해 쪽은 카올리나이트 함량이 많은데 이것은 육상 지질을 반영한 것으로 여겨진다. 이와 같은 점토광물의 여러 특징은 대륙붕 퇴적물과 대륙사면 퇴적물의 기원지가 다른 것을 시사한다. 대륙붕 퇴적물은 주변 하천을 통하여 유입되었고, 대륙사면 퇴적물은 해류에 의하여 남쪽으로부터 이동된 것으로 판단된다.

연안오염퇴적물에 함유된 유기물질과 PAHs의 현장정화를 위한 생물활성촉진제의 효능을 파일럿 규모의 현장실험을 통하여 1년간 평가하였다. 실험 해역의 수온은 계절적인 요인으로 인해 16.5°C에서 21°C까지 변화가 있었으나, 파일럿 반응조의 오염퇴적물의 pH는 8.4-8.5로 서 비교적 일정하였다. 파일럿 실험종료 후 바탕시험구와 초산, 황산이온, 질산이온을 함유한 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물의 화학적 산소요구량은 각각 39% 및 79%까지 감소하였으며, 휘발성고형물은 초기 약 15 g/kg에서 7 g/kg 및 2.5 g/kg까지 각각 감소하였다. PAHs는 2- ,3- ,4- ,5-ring 과 6-ring 16PAHs를 평가하였으며, 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물에서 2-ring 화합물인 나프탈렌은 실험시작 2개월 후 100%(바탕시험구의 감소율 55.6%)까지 감소되어 가장 빨랐고, 12개월 후 3-ring 및 4-ring PAHs의 감소율은 모두 100%(바탕시험구의 감 소율 46%-100%)에 달하였다. 5-ring과 6-ring PAHs의 12개월 후의 감소율은 바탕시험구와 생물활성촉진제를 투여한 오염퇴적물에서 각각 26%-87% 및 77%-100%로 평가되었다. 연안오염퇴적물에 투입한 생물활성촉진제는 유기물질 및 난분해물질인 PAHs의 제거속도를 향상시킬 수 있는 것으로 평가되었다.

실험실 규모의 관 실험을 통하여 연안오염퇴적물의 생물정화 효능에 대한 생물활성촉진제 주입 깊이의 영향을 평가하였다. 생물활성 촉진제를 실험관에 충진 된 오염퇴적물의 표면과 표면으로부터 3cm, 6cm, 10cm 위치에 주입한 후 1개월 및 3개월 후 퇴적물의 유기물 및 중금 속의 특성 변화를 조사하였다. 시험 오염퇴적물의 화학적 산소요구량, 총고형물 및 휘발성고형물 함량은 생물활성촉진제를 주입하지 않은 대조 구에 비해 1개월 후 및 3개월 후에서 크게 감소하였으며, 생물활성촉진제 주입 깊이 3cm에서 최대값을 보였다. 그러나, 오염퇴적물에 주입한 생물활성촉진제의 깊이를 6cm 및 10cm로 증가하였을 때 유기오염물질 감량정도는 점차 감소하였다. 중금속 존재형태변화는 생물활성촉진제 주입 깊이 3cm에서 안정한 형태인 유기물 결합분율과 광물내 잔류분율이 현저하게 증가하였다. 오염퇴적물의 현장생물정화를 위한 최적의 생 물활성촉진제 주입 깊이는 퇴적물의 상부 표면으로부터 3cm로 평가되었다.

본 연구에서는 연안어장 준설퇴적물에 대한 영양염류(인공수 중 질산염과 인산염)의 흡착반응에서 흡착제, pH, 이온강도가 미치는 영향을 살펴보았다. 그리고 준설퇴적물을 이용해서 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 평가하고자했다. NO3--N(100μM, 10mM), PO43--P(100μM, 10mM)에 대한 흡착반응은 10분 이내에 완료되었고, 정상상태에서 100μM NO3--N과 100μM PO43--P가 각각 61%, 77% 제거 되었다. 900℃에서 준설퇴적물을 열처리했을 때 영양염류 제거율은 증가하지 않았다. CaO와 MgO 같은 첨가제를 사용하면 질산염의 제거율은 0%까지 감소했으나, 인산염 제거율은 98%까지 증가했다. 질산염과 인산염의 등온흡착은 Freundlich 식에 의해 잘 설명되었다(R2〉0.99). 흡착반응은 pH와 이온강도에 의해 거의 영향을 받지 않았다. 흡착반응시간이 짧고 영양염류 제거율이 상당히 높다는 연구결과는 연안어장 준설퇴적물이 영양염류 제거를 위해 실제로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were investigated in seawater and marine sediment from Anmyundo coastal area after oil spill. The concentrations of total PAHs in surface and bottom of seawater at August were 31.1 to 142.6 ng/L and 5.9 to 50.9 ng/L in August and November, respectively. The concentrations of PAHs in sediment were 21.0 to 102.9 ng/g D.W. and 32.3 to 57.4 ng/g D.W. in August and November, respectively. PAHs concentrations in seawater and sediment in August were higher than those in November about 2.5 and 1.4 times, respectively. Diagnostic ratio (PhA/AnT and FluA/Pyr) were investigated to identify source of PAHs in seawater and sediment. The PAHs in seawater originated from pyrolytic source and those in sediment originated from pyrolytic and petrogenic source. The glass, wood and coal origin was higher than petroleum origin on the combustion origin of PAHs in seawater and sediment. The seawater of Anmyundo costal area recovered from oil spill, but the sediments of that were weakly influenced by oil spill until now. Because this area is developed many fishing grounds, demanded Long Term Environmental Monitoring Program (LTEMP). The concentrations of PAHs on depth of sediments were investigated at station 8 and 10. The concentrations of PAHs were decreased with increasing depth.

We report the distributions of Sb and As in the surface sediment of the Yellow Sea and the coastal areas of Korea. The mean concentrations of Sb and As range from 0.68 ppm to 1.01 ppm and from 7.4 ppm to 15.8 ppm, respectively, and show relatively the high concentrations at the coast of Weolseong in the East Sea for Sb and at the coast of Gadeok Island in the South Sea for As. This may be due to the anthropogenic input of these elements via river and atmosphere from industry complex and agriculture regions around the study areas. Because of the difference of clay to silt proportion, the correlation between silt plus clay contents and Sb, As in the coastal surface sediment of Korea is not shown, the concentrations of Sb and As vary widely for the sample in which the silt plus clay contents are the same. Therefore, we suggest that the distribution patterns of Sb and As in surface sediment of the Yellow Sea and the coastal areas of Korea are mainly controlled by the anthropogenic inputs and the sediment characteristics. On the other hand, the Sb concentrations are lower than those of the lowest effect level which is the standard of judgment for contamination, while the As concentrations are higher than those of the lowest effect level. This implies that the surface sediments of the Yellow Sea and the coastal areas of Korea are considerably contaminated for As.

To utilize coastal aquaculture ground bottom sediment in which concentrations of harmful pollutants are low and organic content is high as an organic fertilizer alkaline stabilizers such as CaO, Oyster shell, Mg(OH)2 were added to the bottom sediment organic additives of livestock or food wastes. Nutritive qualities of crude fertilizers were measured to examine effects of alkaline stabilizers and organic waste additions. The Mg(OH)2-added crude fertilizer had significantly lower total carbon(T-C) and nitrogen(T-N) content, reflecting the dilution effect due to great amount of Mg(OH)2 addition. However, the addition of oyster shell had no significant effect on the T-C and T-N content of the fertilizer. P2O5 and K2O content was considerably higher in the mixed sample of aquaculture ground bottom sediments and livestock wastes than in the mixture of the sediments and food wastes, resulting from higher P2O5 and K2O content in livestock wastes. Addition of Mg(OH)2 increased the content of MgO in the crude fertilizer but significantly reduced the content of other nutritive elements such as P2O5, K2O and CaO. Addition of oyster shell as an alkaline stabilizer seemed to have the advantage of saving time and expenses for dryness due to its role as a modulator of water content. Moreover, additions of effect Mg(OH)2 decreased the concentrations of heavy metals in the fertilizer by the dilution while additions of oyster shell had no influence on heavy metal concentrations in the fertilizer.

In an attempt to evaluate the possibility of producing an organic fertilizer using sediments from coastal farming areas, the chemical composition, bacteriological quality and heavy metals in the sediments alkalized by quicklime and magnesium hydroxide were analyzed. The optimum reaction was obtained from the following conditions : a 1:4 mixture of dry sediment to food wastes and the addition of 30% quicklime to the mixture. According to the classification standard for compost constituent by Higgins, all composts had a low or intermediate grade in T-N and K2O content, a low grade in P2O5 and a high grade in CaO and MgO content. Stabilization by quicklime and magnesium hydroxide is likely to inhibit the bacterial decomposition of organic matter and the activity of pathogenic organisms. Raising the pH of stabilized sediments to 12 for 2 hours(PSRP criteria of EPA) allowed 99.99% of the coliform group, fecal group and viable cell count to be reduced. The results suggested that the crude fertilizer produced by alkaline stabilization method was innoxious and thereby the sediments from coastal farming areas could be used as organic fertilizer.