본 연구는 패류양식업이 밀집한 남해 강진만 해역에서 수하식 및 살포식 양식해역과 비양식해역을 구분하여 양식활동으로 인한 유기물 축적과 저서다모류군집 변화를 파악하고, 어장환경평가 기법을 활용하여 건강도를 평가하고자 수행되었다. 남해 강진만 해역의 평균 입도, 수온, 염분농도, 총유기탄소 등의 시·공간 분포는 정점간에 큰 차이가 없었던 반면, 출현 종수, 개체밀도와 종다양도 등은 살포식 양식 해역의 정점이 다른 해역의 정점과 비교해 상대적으로 낮은 경향을 보였다. 한편 집괴분석과 주요좌표분석 결과에서도 살포식 양식해역 정 점의 저서다모류군집이 나머지 정점의 군집과 뚜렷하게 구분되었다. 수하식 양식해역의 정점과 비양식해역 정점에서는 오염지시종인 Scolectoma longifolia와 Sigambra tentaculata가 우점종으로 출현하였으나, 수심과 해수 유통 등의 물리적인 요인에 의한 영향을 받는 일부 정점 을 제외하면 점유율이 높지 않았다. 강진만 해역의 저서생태계 건강도는 1~2등급으로 양호한 상태였다. 그러나, 다모류군집구조의 시·공간 분 포와 저서생태계 건강도지수를 고려하면 살포식 양식해역의 퇴적환경은 양식으로 인한 물리적인 교란에 영향을 받는 것으로 보여진다.

집약적이고 장기적인 양식어업 활동은 많은 양의 유기물을 발생시켜 퇴적환경과 생태계를 악화시켜왔다. 정부에서는 양식어장 의 환경 보전과 관리를 위해서 어장관리법을 제정하였고 이를 근거로 2014년부터 어류 가두리 양식장에 대한 어장환경평가가 실시되었 다. 따라서 어장환경평가를 위해 국내 환경에 적합한 과학적이고 객관적인 평가방법의 개발이 필요하였다. 이를 위해 저서다모류 군집과 양식장의 주 오염원인 유기물의 관계를 이용한 저서생태계 건강도지수(BHI)를 개발하였고, 본 연구에서는 저서생태계 건강도지수의 개발 과정과 계산방법을 소개하고자 한다. 저서생태계 건강도지수는 국내 연안역과 양식장에서 출현한 225종의 다모류를 대상으로 퇴적물 내 총유기탄소량의 농도 구배와 종별 분포특성을 연관지어 4개의 그룹을 나누고, 각 그룹에 가중치를 부여하는 방식으로 계산된다. 저서생 태계 건강도지수를 이용하여 저서동물군집을 4개의 생태등급(Grade 1: Nomal, Grade 2: Slightly polluted, Grade 3: Moderately polluted, Grade 4: Heavily polluted)으로 나누었다. 개발된 지수를 현장에 적용한 결과, 기존의 평가방법인 다양도 지수나 국외에서 개발된 AMBI와 비교해 보 다 정확하고 계절의 영향을 적게 받아 우리나라 환경을 평가하기에 효과적인 것으로 판단된다. 또한 저서생태계 건강도지수를 사용하면 어장환경을 정량화된 수치에 따라 등급화 할 수 있어 양식장 환경관리에 효율적으로 활용할 수 있을 것이다.

양식장 환경관리를 위하여 여러 나라에서 양식장 환경관리시스템을 구축하고 있으며, 어장환경평가가 그중 하나이다. 2013년에 개정된 국내 어장관리법에는 어류가두리양식장 면허를 연장할 때 어장환경평가를 받도록 명시되어 있다. 어장환경평가는 과학적 분석을 통한 평가를 바탕으로 양식장 환경 개선 조치를 실행하여, 지속 가능한 어업생산 조성, 어장 생산력 증가, 어업인의 소득 증가를 목적으로 한다. 어장환경평가의 평가지표는 저서다모류 군집을 기초로 한 생물지수인 저서동물지수(BHI)와 총유기탄소량(TOC)이며, 두 항목을 점 수화하여 단일등급으로 산출하여 평가에 사용한다. 본 연구는 어장환경평가지표인 BHI와 TOC의 선정 과정과 산출된 평가 등급의 생태학 적 의미를 설명한다.

본 연구에서는 어장환경평가가 수행된 어류가두리 양식장의 조사 결과 중 일부를 대상으로 저서동물지수(Benthic Health Index, BHI)를 이용하여 양식장의 건강도를 평가하였으며, 평가 결과로 산출된 각 등급의 양식장 환경 특성을 파악하였다. 평가대상 어류가두리 양식장은 동해, 서해, 남해에 위치한 43개 양식장으로, BHI 1등급은 8개 양식장, 2등급은 4개 양식장, 3등급은 12개 양식장, 4등급은 19개 양식장이 포함되었다. 1등급 어류가두리양식장은 사질 퇴적상, 양식강도가 낮은 양식장이 포함되었으며, 2등급 어류가두리양식장은 해수 유통이 원활한 해역에 위치한 양식장이 속하였다. 3, 4등급이 속한 어류가두리양식장은 높은 강도로 양식 활동이 진행되고 있는 대다수의 양식장이 포함되었다. 3등급과 4등급의 양식장은 총유기탄소는 큰 차이가 없었으나, 다모류 군집분석의 결과는 4등급의 양식장에서의 유 기물 농축이 더 높은 것으로 나타났다.

본 연구에서는 어류가두리양식장 시설의 재배치 이후 기존 양식장 아래 퇴적물의 회복상태를 규명하고자 하였으며, 이를 위하 여 양식장 아래 퇴적물과 저서다모류 군집 조사를 수행하였다. 양식장 철거 이전인 2017년 10월에 사전 조사를 수행하였으며, 양식장 철 거 이후인 2017년 11월부터 2018년 10월까지는 매달, 이후 2020년 10월까지는 2 ~ 3달 간격으로 조사하였다. 조사 정점은 철거된 양식장 위 치에 3개 정점(Farm1 ~ 3)과 양식시설물이 없는 주변 해역에 3개의 대조 정점(Con1 ~ 3)으로 선정하였다. 사전 조사에서 기존 양식장의 총유 기탄소(평균 22.67 mg․g-1 dry weight)는 대조 정점(평균 13.68 mg․g-1 dry weight)보다 높았으나, 양식장 철거 이후 점차 감소하여 약 1년 이 후에는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p<0.05). 저서다모류 군집은 여름철 기존 정점에서 무생물 군집이 출현하였으며, 무생물 시기 이후 오염지시종인 Capitella capitata 단일종이 극우점하는 낮은 다양도의 군집으로 천이하였다. 다음해 여름철 무생물 시기 이전까지 종다양도가 증가하고 오염지시종의 비율이 감소하여 저서다모류 군집이 회복되는 경향을 나타내었으며, 이러한 변화는 매년 반복되었다. 연구 지역은 양식장 아래의 지형학적인 특성으로 인하여 매년 무생물 군집이 출현하고 있으나, 조사가 진행될수록 무생물 발생 기간은 짧아지고, 군집이 회복되는 과정은 빠르게 진행되었다. 어류 양식장의 이전 후 기존 양식장 정점의 퇴적물은 생물학적인 회복이 여전히 진행 중이며, 추가적인 모니터링을 통해 회복의 경향을 연구할 필요가 있다.

본 연구에서는 장기간 운영된 양식장에 휴지기가 주어졌을 때, 양식장 주변 퇴적 환경에서 나타나는 회복상태를 규명하고자 하였으며, 이를 위해 경남 통영의 수하식 굴양식장 일대에서 대형저서다모류 군집을 조사하였다. 2016년 7월부터 2018년 9월까지 20년 간 운영된 후 폐쇄된 양식장(FF), 양식장의 이동으로 새롭게 설치된 양식장(NF), NF와 인접한 비교대상의 굴양식장(CF), 그리고 양식시설이 없는 두 개의 대조지역(Con1, Con2) 등 5개 정점에서 현장조사를 수행하였다. 출현종수와 서식밀도는 여름철에 감소하고 늦가을철 부터 증가하는 계절 변동을 보였으며, 양식장 정점들이 비양식장 정점들에 비해 높았다. 출현종의 상위우점종은 비양식장 정점에서는 Paraprionospio patiens, 양식장 정점에서는 Capitella capitata로 차이를 보였으나, 두 종 모두 유기물이 심한 지역에서 출현하는 잠재적 유기물 오염지시종으로 조사지역 저서환경의 유기물 오염이 상당히 진행되었음을 나타내었다. 다변량분석 결과, FF가 Con1과 군집구조가 유사한 수준으로 변화하였지만 Con1 이상의 상태로 회복을 나타내지 않았다.

어류 양식장 퇴적물 중 유기물과 중금속의 오염상태를 파악하기 위하여 통영-거제 연안 어류 양식장 퇴적물 중 총유기탄소 (TOC), 총질소(TN), 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)을 조사하였다. 양식장 퇴적물 중 TOC와 TN의 평균농도는 각각 22.7 mg/g과 3.4 mg/g로 남해안의 반폐쇄적인 내만보다 높았다. 퇴적물 중 중금속의 평균농도는 비소(As) 10.5 mg/kg, 카드뮴(Cd) 0.37 mg/kg, 크롬(Cr) 82.9 mg/kg, 구리(Cu) 127 mg/kg, 철(Fe) 4.19 %, 수은(Hg) 0.041 mg/kg, 망간(Mn) 596 mg/kg, 납(Pb) 39.5 mg/kg, 아연(Zn) 175 mg/kg였으며, 이중 Cd, Cu의 농도는 인접한 남동해 연안의 패류양식해역보다 3배 이상 높았다. 퇴적물 기준을 이용한 오염평가 결과, 대부분의 어류 양식장에서 TOC와 중금속 중 Cu 농도가 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한, 전체 중금속 농도를 고려한 오염부하량지수(PLI)와 생태계위해 도지수(ERI) 결과는 일부 어류 양식장 퇴적물이 저서생물에 극심한 부정적인 생태 영향을 줄 수 있는 상태(disastrous risk)인 것으로 파악되었다. 따라서, 어류 양식장 퇴적물은 유기물 및 일부 중금속에 의한 오염된 상태를 보이고 있어, 양식장 퇴적환경을 개선하고 퇴적물내 유기물 및 중금속의 주된 오염원을 파악하는 한편 오염부하량을 저감하는 종합적인 관리대책이 필요하다.

본 연구는 거제한산만에 서식하는 대형저서동물의 군집구조와 건강도를 평가하는데 목적이 있다. 대형저서동물의 채집을 위한 현장조사는 2013년 5월(이하 춘계)과 8월(이하 하계)에 실시하였다. 거제한산만에서는 총 300종 7.6 m-2과 75,760개체(1,994개체 m-2)의 대형저서동물이 출현하였고, 다모류가 110종과 49,955개체(1,315개체 m-2)의 밀도를 나타내 가장 우점하는 생물이었다. 거제한산만의 주요 우점종은 다모류의 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia, 299±164개체 m-2), Aphelochaeta monilaris(100±57개체 m-2), 이매패류의 종밋(Musculista senhousia, 91±96개체 m-2) 및 다모류의 꼬리대나무갯지렁이(Praxillella affinis, 80±696개체 m-2)등이었다. 출현 종과 개체수의 자료를 근거로 대형저서동물의 군집구조를 파악한 결과, 대형저서동물 군집은 크게 내만역(산달도 인근 양식어장) 정점군과 수로역(한산도에서 추봉도 해역) 정점군으로 대별되었다. 거제한산만의 건강도를 평가한 결과, 수로역의 정점군과 비교해 내만역에 위치한 산달도 인근 양식어장 정점군에서 환경질이 상대적으로 불량하였다. 또한 3개의 생물 평가지수(다양도 지수, M-AMBI 지수 및 환경보전도지수)는 AMBI 지수와 비교해 상대적으로 효율적인 지수임을 알 수 있었다.

It has been considered that fishing areas for shrimp beam trawl have been in ruin because Korean local governments have permitted trawling into the areas limited by the fisheries local regulations from 1994. Physical and biological effects of the trawling were investigated in the study. Physical effects were investigated by optical methods such as trawling tracking by side scan sonar and comparing the gear both before and after trawling. Biological aspects were investigated by grab sampling of benthic animals, concentration of trace metals in sediment and a flux evaluation of NH4+, PO4-, and SiO2 by coring. The fishing activity had physical impacts on the seabed but these recovered naturally in less than fourty days naturally, which increased the benthic biodiversity, increases the trace metal concentration of and nutrient flux into the seawater, especially phosphate and silicate. This method and these results can help in further studies looking for disturbances by fishing.

단순 박스모델을 이용하여 2005~2006년 마산만의 담수 유량, 염분, 영양염, COD등 물질 수지를 산정하였다. 담수수지 계산 결과 계절별로 307.4×103~1,210×103m3/day로 이 시기에는 5 월이 가장 높았다. 하천과 생활하수에 의한 DIP과 DIN의 유입flux는 각각 410.8~795.7kg/day 및 4081.4~6525.3kg/day 범위로 마산만 내부에서 질소의 축적이 예상된다. 순 기초생산(net primary production)은 연 평균 0.028mol/m2/day로 14.4~517.8mgC/m2/day의 범위로 분포하였으며, 평균 330.7mgC/m2/day 였다. 해저 퇴적물로부터의 영양염 공급을 100% 제거할 경우 COD 농도는 2.79mg/L 에서 2.20mg/L로 감소하여 COD의 21.0%의 제거 효과가 있는 것으로 나타났다.

2002년 한일월드컵의 성공적 개최로 인한 축구 열풍으로, 인조잔디구장 조성 붐이 형성되어 급격하게 확대되기 시작한 인조잔디시장은 교육부와 국민체육진흥공단의 생활체육 및 체육시설의 선진화 방안에 따른 인조잔디 조성계획으로 지자체 및 학교 등 공공기관이 수요가 보태지면서 가히 폭발적으로 성장하게 되었다. 인조잔디의 사용연한은 보통 7~8년으로 알려져 있으나, 이용이 빈번한 학교운동장, 공공체육 시설의 경우 평균 3~5년으로 짧은 편이다. 잔디파일의 경우 시간이 지남에 따라 물리적 마모 및 충격에 의해 열화가 진행되며, 파일의 탈락 및 인장강도, 인발력 저하, 고무분말 노출로 인한 분진 발생의 원인이 된다. 인조잔디가 깔린 학교는 전국에 1,580여 곳이며, 이 가운데 200여 곳(12.7%)은 사용연한이 다 됐거나 지났으며, 사용한 지 5년이 넘어 노후된 곳도 613곳(38.8%)이나 되어 폐기 인조잔디 처리가 시급한 문제로 떠오르고 있다. 국내 처리방법은 폐기 인조잔디 발생 시 사업장 폐기물로서 위탁, 소각 후 매립하고 있으며, 소각 후 매립 처분에 있어 대부분의 인조잔디와 충전재(고무분말, 규사)를 구분하지 않고 일괄 소각 후 매립하고 있어 자원의 낭비와 자연환경의 파괴가 우려된다. 이에 본 연구에서는 폐기 인조잔디 충전재의 0.5mm이하 미분쇄 가공을통한 TPV용 소재 개발을 위한 연구를 진행하였으며, 원자재 공급업체와 중가 가공처리업체, 최종 제품 수요업체, 총괄 관리기관 간의 업무분장을 통하여 자원 재활용 네트워크를 구축하였다.

우리나라는 2012년을 기준으로 약 1,300여개소의 군부대 사격장, 15개 경기 사격장, 17개 레져용 사격장, 미군부대에서 사용하는 95개 훈련장 사격장이 운용되고 있다. 최근 국방부와 환경부가 공동으로 19개 사격장을 대상으로 토양 오염도를 조사한 결과를 보면, 모든 사격장의 토양이 발사된 탄두의 영향으로 납, 구리, 크롬 등의 중금속으로 심각하게 오염된 사실이 확인된 바 있다. 토양 중 중금속의 존재 형태는 여러 가지로 나타날 수 있는데, 일반적으로 탄피의 작은 알갱이 형태인 중금속 분말 형태와, 분말로 용출되어 토양입자에 흡착 또는 침전물 형태의 복잡한 화합물로 존재한다. 유기물과는 달리 중금속은 장기간 경과 후에도 그 양은 변화지 않으며, 단지 주변 조건에 따라 여러 가지 형태의 다양한 모습으로 존재한다. 대표적인 처리방법에는 물리적, 화학적 방법에 의한 분리 기술과 고정화 또는 안정화 방법에 의한 위해성 저감 등이 있다. 기존 사격장의 중금속오염 토양의 정화를 위하여, 소석회와, 석회석으로 구성된 연속 칼럼 반응조를 통과시킨 다음, pH를 중성으로 조절하기 위하여 pH 조정조를 통과시키는 지하수의 정화방법(시트르산, 아세트산, 옥살산과 같은 저분자 유기산을 주성분으로 하는 용출제용 조성물을 이용하여 토양 중에 투입하여 중금속을 부착시킨 후 제거하는 중금속 오염 토양의 정화방법) 등이 제안되어 왔으나, 이들 방법은 모두 사후적 정화방법에 관한 것으로 완전한 정화가 불가능할 뿐만 아니라 정화에 많은 노력과 시간이 소요된다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 발사된 탄두를 연소 및 화재의 위험과 토양의 중금속 오염 없이 재활용이 가능한 피탄 받이용(탄두회수용) 충진재 개발을 진행하였다. 이를 통하여 탄두를 원형 그대로 회수함에 따른 고비용 탄두의 재활용이 가능하며, 탄두에 의한 토양 중금속 오염문제를 원천적으로 봉쇄할 수 있을 것으로 기대된다.

고무와 폐플라스틱의 경우 재활용에 있어서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 단순 소각을 통한 열원이용으로 그 경제성은 매우 형편없는 실정이다. 자원 재활용에 있어서 경제성은 매우 중요한 척도이다. 위와 같은 열원이용은 그 처리규모와 폐자원의 형태 및 기능에 대한 제한은 없지만 초기 시설투자비용이 높고 일차원적 소각처리라는 점에서 경제적으로 많은 문제점을 지닌다. 이에 대한 대안으로 90년대 폐타이어의 가공이용 방법이 부각되기 시작하였고 고무블록 및 매트 제작을 통한 탄성바닥포장 재활용 제품으로 각광받기 시작하였다. 그러나 이 역시 폐타이어 재활용 사업을 고부가가치 사업으로 이끌기에는 부족했으며 중국산 수입 고무 칩의 무분별한 사용으로 인한 인체 유해성 문제로 그 시장이 축소되기에 이르렀다. 타이어의 구성요소인 고무와 강철은 현대 산업사회를 이끌어 가는 중요한 자원으로 이를 재자원화 하는 방안은 매우 시급한 실정이다. 현재 해외 선진사례에서는 폐타이어 고무 칩의 미 분쇄를 통하여 이를 재자원화하는 연구개발이 이루어지고 있다. 특히 폐자원을 활용한 복합신소재 개발은 자동차 부품 및 스포츠 용품, 의료용 소재, 기계부품 등과 같은 다양한 분야에 응용이 시도되고 있다. 본 연구에서는 폐타이어 재활용에 일반적으로 사용되고 있던 Cutting방식에 Shear방식을 도입, 칼날의 모양 및 분쇄드럼 개선을 통하여 기존 분쇄기보다 효율성을 증대시켜 미세 분말(0.5 mm이하) 형태의 고무플라스틱 재생 원료를 생산하는 기술을 개발하였고 또한 폐타이어에 함유된 철심은 재자원화가 가능하도록 하는 분리･선별 process를 구축하였다.

The three-dimensional eco-hydrodynamic model was applied to estimate the autochthonous COD caused by production of phytoplankton in Jinhae Bay. A residual current was simulated, using a hydrodynamic model, to have a sightly complicated pattern in the inner part of the bay, ranging from 0.001 to 5 cm/s. In the outer part of the bay, the simulated current flowed out to the south sea with a southward flow at a maximum of 25 cm/s. The results of the ecological model simulation of COD levels showed high concentrations, exceeding 4 mg/L, in the inner bay of Masan, an area of wastewater discharge, and lower levels, approaching less than 1 mg/L, closer to the outer part of the bay. The simulation results of Autochthonous COD by two methods using ecological modeling, showed high ratio over 70% of total COD. Therefore, it is more important to consider nutrients than organic matters in the region for control COD standard.