본 연구에서는 우리나라의 주요하천인 한강, 금강, 영산강, 섬진강 그리고 낙동강의 하구에서 해수중 화학적산소요구량(COD)의 농도를 결정하는 주요 요인과 수질인자에 대해 고찰하였다. 주성분분석으로 얻어진 해수중 COD 농도를 결정하는 주요요인은 염분과 클로로필-a를 중심으로 한 외래성 기원과 자생공급으로 나타났으며, 그 외 해저 퇴적층의 유기물도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하구해역의 COD 농도를 결정하는 수질인자들의 기여도는 회귀식 기울기를 통해 평가하였다. 조사시기별로는 전체적으로 염분의 영향을 많이 받는 것으로 나타났으며, 4월과 8월에는 클로로필-a의 영향도 함께 받는 것으로 나타났다. 하구별로는 낙동강에서는 클로로필-a, 한강과 영산강에서는 염분, 금강에서는 염분과 함께 클로로필-a의 기여도가 각각 큰 것으로 나타났으며, 섬진강에서는 염분과 클로로필-a 모두 낮은 기여를 나타내었다.

자란만 퇴적물 중 유기물과 중금속의 농도분포와 오염현황을 파악하기 위하여 2014년 11월 15개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 입도, 총유기탄소(TOC), 총질소(TN) 및 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)을 분석하였다. 평균입도(Mz)는 8.6-9.8Ø(9.3±0.3Ø) 사이였으며, 니(Mud)와 점토(Clay)의 세립한 퇴적물로 구성되어 있었다. TOC와 TN은 각각 1.51-2.39%(1.74±0.22%), 0.20-0.33%(0.23±0.03%)의 범위로 전반적으로 공간적인 농도차이를 보이지 않았다. 모든 퇴적물에서 C/N 비 값은 5-10 사이를 보여 자란만 표층 퇴적물 중 유기물은 주로 해역 내에서 발생한 해양기원성 유기물인 것으로 파악되었다. 중금속 중 Cr, Fe, Mn은 만의 입구 쪽에서 높고 그 외 중금속(As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn)은 자란만의 안쪽에서 높은 농도를 보였다. 한편, 퇴적물 기준(SQGs), 농축계수(EF), 농집지수(Igeo), 오염부하량지수(PLI), 생태계위해도지수(ERI) 등 다양한 평가기법을 이용하여 자란만 표층 퇴적물의 중금속에 대한 오염정도를 살펴본 결과, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn은 오염되지 않은 상태이거나 일부해역에서 오염된 상태를 보였지만 As는 전 해역에서 높은 오염도를 보였다. 또한, 분석된 모든 중금속 농도를 고려한 전체적인 오염도를 살펴본 결과, 모든 해역에서 중금속에 대하여 오염되었고 특히, 일부 해역에서는 저서생물에 위해성을 줄 수 있는 상태인 것으로 파악되었다. 따라서, 자란만 내 양식 수산물의 안전성 확보와 지속적인 어장 생산성 유지를 위해서 자란만 퇴적물 내 유기물과 중금속의 오염원에 대한 체계적인 관리가 필요하다.

우리나라 남해안의 대표적인 패류양식해역 중에 하나인 고성만 주변 표층 퇴적물 중 유기물과 중금속의 분포 및 오염현황을 이해하기 위해 입도와 총유기탄소(TOC), 총질소(TN), 중금속 9종(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)에 대해 조사하였다. 고성만 주변 퇴적 물은 세립질의 점토(clay)와 니(mud)로 이루어져 있었다. 유기물과 중금속은 만의 입구쪽에서 안쪽으로 갈수록 상대적으로 높은 농도를 보 였다. 특히, 퇴적물중 유기물 및 중금속의 분포와 C/N 비(5-10)를 고려하였을 때, 고성만 퇴적물 중 유기물은 해역 자체 내 생물체에 의해 생성된 해양기원성 유기물의 영향을 크게 받고, 중금속은 만 주변 혹은 만내 산재해 있는 인위적인 오염원의 영향을 크게 받고 있는 것으 로 파악되었다. 4 가지 퇴적물 오염평가 방법을 이용하여 고성만의 중금속 오염현황을 살펴본 결과, 고성만 퇴적물은 전 해역에 걸쳐 중 금속에 대하여 약간 오염된 상태였으며, 만의 북쪽과 북동쪽의 일부 해역은 퇴적물의 중금속 오염도가 높아 퇴적물에 서식하는 저서생물 에 큰 위해를 줄 수 있는 상태인 것으로 나타났다. 따라서, 고성만 주변 퇴적환경 개선을 위한 체계적인 관리계획의 수립과 함께 지속적 인 양식활동 및 양식생물의 안전성 확보를 위한 오염물질에 대한 집중적인 모니터링 연구가 병행되어져야 한다.

2013년 8월 진해만을 대상으로 표층 퇴적물을 채취하여 미량금속(As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)의 분포를 살펴보고, 오염도를 분석하였다. 미량금속의 평균농도는 As 11.1 mg/kg, Cd 0.52 mg/kg, Co 14.1 mg/kg, Cr 69.8 mg/kg, Cu 57.2 mg/kg, Fe 3.7 %, Hg 0.064 mg/kg, Mn 600 mg/kg, Pb 40.1 mg/kg, Zn 167.2 mg/kg 의 범위로 조사되었다. 미량금속 중 As, Co, Cr, Fe의 농도는 만 전반적으로 균일한 분포를 보였다. 반면, Cd, Hg, Pb, Zn는 마산만을 포함한 진해만의 북쪽 해역, Cu는 진해만 남동쪽의 고현만, Mn은 거제도 북쪽과 마산만 남쪽을 잇는 만 동쪽방면의 외해로 열린 해역에서 국지적으로 높은 농도를 나타냈다. 각 미량금속의 공간적 분포, 퇴적물 입도 및 미량금속 간의 상관관계와 요인분석 결과 등을 종합적으로 검토해봤을 때, Co, Cr, Fe는 퇴적물의 입도, Mn은 퇴적물의 산화환원 상태, 그리고 As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn은 만 주변의 오염활동으로 인한 미량금속 공급에 따라 분포가 지배되는 것으로 파악되었다. 미량금속 중 As, Cd, Cr, Hg, Pb의 농도를 국내 해양 퇴적물 환경기준인 주의기준(TEL), 관리기준(PEL)과 비교 시, Cd, Hg, Pb의 농도가 만의 북쪽인 마산만 주변에서 주의기준을 초과하였다. 각 미량금속의 농축계수 및 농집지수를 계산한 결과, As, Cd, Cu, Hg, Mn, Pb, Zn가 일부 해역에서 인위적 오염을 보였다. 이 중 As, Mn, Zn은 우려할만한 수준의 오염을 보이진 않았으나, 마산만을 포함한 만 북쪽에서는 Cd, Hg, Pb, 만 남동쪽 가장 안쪽의 고현만에서는 Cu로 인한 오염 수준이 비교적 높게 나타나 해당 원소의 농축에 대해 주의가 필요할 것으로 판단된다.

연안환경의 영양염 순환에서 저층에서의 영양염 재생산(regeneration)은 주요한 영양염 공급원 중 하나이다. 진해만 저층 영양염의 거동을 살펴보기 위해 2004년부터 2012년까지 9년간 진해만 내 14개 정점의 수질자료를 분석하였다. 저층의 용존무기질소, 인산염인, 규산염규소는 계절적 변동성을 나타내었고, 하계에 가장 높은 농도를 보였다. 특히, 빈산소 수괴(hypoxia) 형성 시기의 평균 영양염 농도는 정상산소상태(normoxia) 시기에 비해 약 2배 더 높게 나타났다. 하계 진해만의 저층 용존무기질소, 인산염인, 규산염규소의 농도는 재생산에 의해 모두 높은 경향을 보였으나, 공간적 농도 분포는 차이를 나타내었다. 용존무기질소와 인산염인은 마산만에서 가장 높은 농도를 보이는 반면 규산염규소는 마산만 뿐만 아니라 진해만 중심부에서도 높은 농도를 나타내었다. 또한 다른 영양염에 비해 규산염규소는 전 계절 동안 저층에서의 재생산이 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 시계열 분석 결과 9년간 용존무기질소의 농도는 약 14 μM에서 6 μM로 뚜렷한 감소를 나타내었다. 용존무기질소의 감소로 인해 진해만 저층의 Si/N 비는 약 1에서 3으로 증가된 것으로 나타났다.

산업화에 의해 발생되어진 여러 가지 오염물질 가운데 중금속인 니켈, 코발트, 수은은 연안 해역으로 유입 시 극히 미량일지라도 생체 내 축적되어 해양생물의 생리 및 발생에 장애를 일으키는 것으로 알려져 있으며 먹이연쇄 (food chain)를 통해 생물확대 (biomagnification)됨으로써, 해양생태계 전반에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 유용 수산생물로써 조간대 암반 지역에 서식하는 말똥성게 (Hemicentrotus pulcherrimus)를 이용하여 니켈, 코발트, 수은의 생태 위해성을 조사하고자 한다. 성숙한 말똥성게 (H. pulcherrimus)에 0.5 M KCl를 주입하여 방란 및 방정을 유도한 후, 수집한 정자 및 난자를 니켈 (10, 25, 50, 100, 500 ppb), 코발트 (10, 100, 500, 1000, 2500 ppb) 그리고 수은 (10, 25, 50, 100, 500 ppb) 농도에서 10분간 인공수정 한 후, 수정 및 배아발생을 관찰하였다. 실험결과 수정률은 노출 된 각각의 니켈과 코발트 농도에 유의적인 영향을 받지 않았다. 수은은 농도가 증가할수록 농도 의존적으 로 감소하는 경향을 나타내었다. 배아 발생률은 니켈, 코발트 및 수은 농도가 증가 할수록 농도 의존적으 로 유의적인 감소를 나타내었다. 말똥성게 (H. pulcherrimus)의 배아 발생률에 대한 니켈, 코발트 및 수은 의 영향을 독성치로 나타냈을 때, 무영향농도 (NOEC)는 10 ppb로 모두 같은 값으로 나타났고, 최소영향 농도 (LOEC)는 각각 25 ppb, 10 ppb, 10 ppb로 나타났으며, 반수영향농도 (EC50)는 각각 34.19 ppb, 71.84 ppb, 144.66 ppb로 나타났다. 본 연구 결과, H. pulcherrimus의 배아 발생률을 이용한 생태독성 평가시, 니켈>코발트>수은 순으로 독성이 강한 것으로 나타났으며, 이들 중금속이 연안해역에 유입되어 10 ppb를 초과할 경우 연안 생태계 내에 서식하는 생물의 재생산에 유해한 영향을 미칠 것으로 판단된다.