본 연구에서는 2011년부터 2024년까지 새만금 지역의 4개 주요 지점(만경강, 동진강, 신시갑문, 가력갑문)에서 수집된 수질 자료 를 이용하여 용존산소(DO)와 총유기탄소(TOC) 예측을 위한 XGBoost 기반 모델을 구축하고, SHAP 분석을 통해 변수별 상대적 설명력을 평가하였다. 모델은 DO에서 R² 0.89–0.95, TOC에서 0.88–0.95의 높은 예측 성능과 낮은 평균제곱오차(MSE)를 보여, 예측의 신뢰성을 확 인하였다. SHAP 분석 결과, 하천 지점에서는 pH와 수온이 DO 예측에서 가장 높은 설명력을 보였고, 염분의 영향은 미미하여 외해수 유입 이 제한적임을 나타냈다. 반면, 기수 지점에서는 수온이 DO 예측의 주요 요인으로, 염분은 보조 요인으로 작용하였다. 연도별 분석에서는 하천 지점에서 pH의 기여도가 2016년 이후 감소하고 수온의 비중이 2019년 이후 다소 높아지는 경향이 일부 나타났으나, 전체적으로는 명 확한 증가·감소 추세가 확인되지 않았다. TOC 예측에서는 하천 지점에서 COD와 chlorophyll-a가, 기수 지점에서는 chlorophyll-a와 염분이 상 대적으로 중요한 설명 변수로 확인되었다. COD의 기여도는 2017–2018년에 낮았다가 2019–2021년에 높아진 후 최근 다시 감소하는 등 일부 연도에서 변동이 나타났으나, 뚜렷한 장기 경향은 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 연도별로 변수의 상대적 설명력에 세부적인 변동 은 존재하지만 전체적으로 일관된 추세는 아직 확립되지 않았음을 보여준다. 이처럼 연도별 변동성과 불확실성이 공존하는 환경에서, XGBoost와 SHAP을 결합한 접근법은 각 변수의 상대적 중요도와 시기별 변화를 정량적으로 평가할 수 있는 유용한 분석 틀을 제공한다.

본 연구는 새만금 5개 지점(동진, 가력, 만경, 신시, 계화)의 1시간 간격 수질 시계열 자료를 활용하여 수질 항목 간 인과구조와 변수 중심성을 정량적으로 분석하였다. 이를 위해 상관분석, Granger 인과성, DirectLiNGAM, 중심성 분석을 적용하였다. 상관분석에서는 전 지점에서 수온–DO 간 음의 상관과 염분–DO 간 양의 상관이 공통적으로 나타났으나, 영양염–DO 관계는 지점별 차이를 보였다. Granger 분석은 전반적으로 양방향 연결이 우세했으나, 동진·만경(하천)에서는 수온·탁도·염분이 영양염 및 유기물 지표를 선행하였고, 계 화(기수역)에서는 담수·해수 요인이 결합된 혼합 구조가 드러났다. LiNGAM 분석에서는 동진·만경에서 수온·탁도가 중심 노드로, 계화에 서는 T-N과 TOC가 매개자로, 가력·신시(배수갑문)에서는 DO가 핵심 변수로 확인되었다. 종합하면, 새만금 수질 네트워크는 하천 지점에 서는 유기물 부하 중심, 기수역에서는 질소·유기물의 혼합 중심, 해수유통 지점에서는 DO 중심의 구조가 형성되어 있음을 보여주었다. 이 러한 결과는 새만금과 같은 반폐쇄성 연안에서 수질 항목 간 물리·화학적 인과 메커니즘을 정량적으로 해석하는 데 기여하며, 향후 수질 개선을 위한 조절 변수 선정, 예측 모델 구축, 실시간 관리 전략 수립에 과학적 근거를 제공할 수 있다.

남강댐 하류역에 위치한 사천만, 진주만, 강진만에서 가화천 방류에 따른 담수 배제의 분배 특성을 평가하기 위하여 입자추적 수치실험을 실험하였다. 가화천을 통해 3개의 방류조건(무방류, 강우시 방류, 홍수시 방류)에서 입자 1000개를 투여하여 노량수도, 대방수 도, 창선해협으로 빠져나가는 입자의 수를 비교하였다. 가화천을 통한 방류량이 늘어날수록 노량수도로의 입자 분배율이 증가하고, 대방 수도로의 분배율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 평소에는 가화천 하류에 위치한 물질의 약 95%가 대방수도를 통해 빠져나가다 가, 강우에 의해 남강댐의 방류량이 증가하면서 노량수도로의 분배율이 증가하며, 홍수시에는 노량수도로의 입자 분배율이 45.5% 까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

새만금 호의 수질 개선을 위하여 국가에서 해수 유통을 증가시킴에 따라 해수 유통 빈도 증가로 인한 새만금 호 내 염분과 저 층수 교환 변화를 알아보기 위하여, EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 이용하였다. 갑문 개폐 횟수를 하루 1회에서 2회로 증 가했을 때, 새만금 호 내부 수위는 최대 약 0.7 m 상승하였다. 염분은 서측 방조제 근방에서 2.12 psu 증가하였으며, 담수 유입 부근에서는 1.18 psu 감소하였다. 입자추적을 이용하여 저층수 교환 정도 분석한 결과, 수심 5m 이하 입자 잔류율은 Case 2(1일 2회 개방)에서 Case 1(1 일 1회 개방)에 비해 2.52% 감소한 것으로 나타났다. 이는 수문 개폐 횟수를 증가시켰을 때, 저층수 교환이 더 활발해 질 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 해수 유통 증가에 따른 염분 및 저층수 교환 증가로 새만금 호의 수질 개선이 될 수 있다고 판단된다.

새만금 내에서는 종종 식물플랑크톤이 증식하기에 알맞은 환경조건이 생성되며 일시에 식물플랑크톤 대증식이 발생하면서 조 류 관리기준을 초과하는 사례가 발생하고 있다. 이를 대비하기 위하여 과학적 예측기법을 토대로, 식물플랑크톤의 종별로 가장 효과적이 고 효율적인 녹조발생 억제 방안을 제안하기 위하여 식물플랑크톤 대증식 가능성을 예측하고, 제어할 수 있는 모델을 개발하였다. 즉, 하 천에서 유입하는 영양염(DIN, PO4-P)을 정책적으로 조절하고, 갑문운영을 통해 호 내 염분을 제어하는 것이다. 먼저 관측치로부터 인공신 경망 알고리즘을 이용해 식물플랑크톤 대증식 가능성을 예측 결과, 모델의 Kappa 수는 0.7889 ~ 1.0000의 범위로, good ~ excellent 수준이었 다. 다음으로 Garson 알고리즘을 이용하여 종별로 설명변수의 중요도를 평가하였고, 또한 DIN 및 염분 값의 변화에 따른 식물플랑크톤 대 량 증식 확률을 예측하였다. 그 결과, 각 종별로 식물플랑크톤의 대증식을 억제할 수 있는 DIN과 염분 농도를 정량적으로 예측할 수 있었 다. 따라서, 향후 새만금과 같은 거대한 인공 호수에서 식물플랑크톤의 대증식을 억제하기 위한 효율적이고 효과적인 대응방안을 마련할 수 있도록 녹조제어모델을 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 당동만을 중심으로 빈산소가 발생하는 물리적 해양환경 특성을 파악하고, 로지스틱 회귀분석을 이용해 빈 산소 발생확률을 예측하였다. 관측 자료를 분석한 결과, 브런트-바이살라 주파수는 수심이 깊은 만 입구보다 수심이 얕은 만 내측에서 더 크게 나타났다. 이는 당동만 내측에서 담수 유입으로 인해 표층 염분이 낮아져 강한 밀도 성층이 형성되었기 때문이다. 시간적으로 는 6월 ~ 9월까지 리차드슨 수와 브런트 바이살라 주파수가 매우 높게 나타났고, 9월 2일 이후로는 성층이 완화되어 감소하는 경향을 보였다. 당동만에서 관측된 용존산소 및 수온, 염분 자료를 분석한 결과, 저층의 용존산소 농도는 공통적으로 표층과 저층의 수온차에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편, 수심차(dz)를 고정된 변수로 두고, 수온차(dt)의 변화에 의한 빈산소의 발생 확률의 변화 를 계산한 결과, 수심차(dz)가 각각 5 m, 10 m, 15 m, 20 m일 경우, 수온차(dt)는 8℃, 7℃, 5℃, 3℃일 때 빈산소 발생확률이 70 %를 상회 하는 것으로 나타났다. 이는 당동만에서 수심차(dz)가 커질수록 빈산소 발생에 필요한 수온차(dt)는 작아지게 된다는 것을 뜻하며, 특 히 당동만에서 수심차(dz)가 20 m 내외인 지역은 빈산소가 발생하기 매우 쉬운 환경이라는 것을 알 수 있었다.

목적: 국내 콘택트렌즈 착용자들의 렌즈 사용 후 폐기처분 방법, 잘못된 폐기방법으로 발생될 수 있는 미세플라스틱에 의한 환경오염에 대한 인식을 알아보고자 하였다. 방법: 성인 261명(남자 124명, 여자 137명, 평균 나이 21.48±3.14세)을 대상으로 콘택트렌즈 주 구매처, 착용 콘택트렌즈 종류, 콘택트렌즈 착용 기간, 콘택트렌즈 폐기방법에 대한 정보나 교육을 받은 적이 있는지 여부, 콘택트렌즈 사용 후 폐기처분 방법, 환경오염 발생에 대한 인식에 대한 온라인 설문조사를 실시하였다. 결과: 콘택트렌즈 주 구매처는 안경원(50.0%), 렌즈샵(48.3%) 순으로 나타났으며, 콘택트렌즈 종류로는 매일착용 렌즈 (52.5%), 일회용 렌즈(38.5%)를 가장 많이 착용하고 있었다. 콘택트렌즈를 착용해 온 기간은 5년 이상(29.3%), 1년 미만(26.0%), 1년 이상~3년 미만(26.0%) 순으로 나타났으며, 1주일 중 콘택트렌즈를 착용하는 기간은 1~2일 착용(32.0%)이 제일 많았고, 1주일 내내(28.0%), 5-6일 착용(22.4%), 3-4일(17.6%) 순으로 응답하였다. 콘택트렌즈 구매처에서 폐기처분에 대한 교육이나 정보를 접했는지 여부는 “아니다(78.3%)”, “그렇다(21.7%)”로 나타났으며, 평소 학교나 공공기관, 인터넷 등 대중매체에서 콘택트렌즈 폐기처분에 대한 교육이나 정보를 접했는지 여부를 묻는 설문에는 교육받은 적 “없다(87.5%)”, “있다(12.5%)”로 나타났다. 폐기처분 방법으로는 매립용 쓰레기(45.6%), 재활용 쓰레기(29.6%), 싱크대나 화장실을 통한 배수구(16.8%) 순으로 응답하였다. 남성이 여성보다 폐기처분에 대한 교육이나 정보를 더 많이 접했지만(t=3.63189, p<0.00001), 여성이 환경오염에 대한 인식이 더 높은 것으로 나타났다(t=2.44269, p=0.01605). 결론: 하수처리 시설에서 분해되지 않고 미세플라스틱으로 변하는 콘택트렌즈로 인한 환경오염 문제를 줄이기 위해 콘택트렌즈 사용 후 올바른 폐기방법에 대한 정보를 제공하고 이에 대한 교육이 시급한 것으로 생각된다.