황해 남동 이질대에서 채취된 51개의 표층퇴적물 시료와 황해로 유입되는 한국과 중국의 하천퇴적물 시료 33개에 대해서 반정량 X선회절분석법을 통한 점토광물의 상대적인 함량을 토대로 주성분분석을 도입하여 해양표층퇴적물의 기원지를 연구하였다. 전체 자료의 98% 이상을 반영하는 제1주 성분과 제2주성분을 이용하여 R 프로그램을 통해 주성분분석을 수행하였다. 황해 남동 이질대 퇴적물의 점토광물 함량은 남부 지역과 북부 지역에서 거의 차이가 나지 않으며, 성분도표상에서의 해양퇴적물 분포는 중국의 황하, 양쯔강 퇴적물보다 한국의 하천퇴적물과 더욱 근접한 양상을 보였다. 이러한 통계적 분석 결과를 바탕으로 황해 남동 이질대는 거의 모두가 한국 하천퇴적물로부터 유래했다는 것을 추정할 수 있다. 또한, 황해 남동 이질대에 한국 하천에서 유출되는 양보다 더 많은 퇴적물이 축적된 이유로는 퇴적물의 침식과 재동에 의한 것으로 판단된다. 주성분분석은 한반도 주변 해역 퇴적물의 기원지 연구에 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

The aim of this study was to investigate the accumulation of metallic elements and the control effect of marine pollution caused by ocean dumping in the sediments at a waste disposal area in the Yellow Sea. In July 2009, concentrations of organic matter and metallic elements (Al, Fe, As, Cd, Cr, Co, Hg, Ni, Mn, Pb, and Zn) were measured in surface sediments at the site. The ignition loss (IL) in the surface sediments showed a mean value of 15.4%, about 1.5 times higher than the mean value of the sediments in the coastal areas of Korea. The chemical oxygen demand (COD) at some disposal sites exceeded 20 ㎎ O2/g·dry, which signifies the initial concentration of marine sediment pollutants in Japan. The disposal sites contain higher concentrations of Cr, Cu and Zn than the sediments of bays and estuaries that might be contaminated. The magnitude of both metal enrichment factors (EF) and adverse biological effects suggest that pollution with Cr and Ni occurred due to the dumping of waste in the study area. In addition, the geoaccumulation index (Igeo) showed that the surface sediments were moderately contaminated. By the mid-2000s, when the amount of waste dumped at this site was the highest, the concentration of metallic elements was higher than ever recorded. On the other hand, in 2008-09, the need for environmental management was relatively low compare with the peak. As a result, the quality of marine sediment has been enhanced, considering the effect of waste reduction and natural dilution in the disposal area.

황해 남동 이질대 51정점(북부 25정점, 남부 25정점)에서 채취된 표층퇴적물과 황해로 유입되는 하천퇴적물 30정점에 대해서 반정량 X선회절분석법에 의하여 점토광물의 상대조성을 구하였으며 일라이트의 광물학적 특성에 대해서도 조사하였다. 점토광물 조성은 일라이트(61~75%), 녹니석(14~24%), 카올리나이트(9~14%), 스멕타이트(1~7%) 순으로 존재한다. 황해 남동 이질대의 북부 지역에서 카올리나이트 함량이 약간 높고, 스멕타이트 함량이 낮은 점을 제외하면, 북부와 남부 지역에서 점토광물 조성은 특별한 차이가 없다. 스멕타이트 함량은 일라이트 함량과 대체적으로 음의 상관관계를 가진다. 일라이트의 광물학적 특징들인 일라이트 결정도(0.18~0.24 δ˚2θ) 역시 북부와 남부 사이에 차이가 없으며, 매우 좁은 범위 내에 속한다. 이번 연구 결과는 황해 남동 이질대의 북부와 남부 퇴적물은 점토광물조성과 일라이트 특성이 거의 유사함을 지시한다. 황해 남동 이질대 퇴적물은 중국의 황하퇴적물보다 한국의 하천퇴적물과 유사한 특성을 가지지만, 추후 양쯔강 퇴적물을 포함한 조사가 필요할 것으로 판단된다. 점토광물 조성으로부터 황해 남동 이질대 퇴적물은 한국 서해안으로 유입되는 하천으로부터 매우 많은 양이 유래한 것으로 판단된다. 황해 남동 이질대의 매우 많은 퇴적물 공급량과 높은 퇴적 속도는 퇴적물들의 침식과 재동에 의한 것으로 간주된다. 황해 남동 이질대 주변의 조류와 지역적인 해류가 이 지역의 침식과 퇴적 과정에 중요한 영향을 미친 것으로 판단된다.

2010년 해양연구원의 황해 남동부 탐사에서 채취된 67개 표층 퇴적물 시료에 대하여 정량X선 회절분석법을 이용하여 광물조성을 구하였다. 황해 표층 퇴적물은 주구성광물(석영 49.1%, 사장석 13.0%, 알카리 정석 9.3%), 정토광불, 방해석 빛 아라고나이트 등으로 구성되어 있다. 점토광물 중에는 일라이트(9.4%)가 가장 않고, 녹니석(4.6%) 이 두 번째로 많으며, 카올리나이트(0.8%)는 매우 소량 들어 있다. 석영과 알카리장석은 조립질 퇴적물, 각섬석과 점토광물들은 세립질 퇴적물에 농집되는 경향을 나타낸다. 석영, 사장석, 알카라장석, 녹니석 및 카올리나이트 함량은 황해 중앙 니질대의 남단에 해당되는 니질대 1에서 높고, 일라이트 함량은 황해 남동 니질대의 일부인 니질대 2에서 높다. 이와 같은 구성광물의 차이는 세립질 퇴적물의 근원지가 다름을 시사하며, 황해 남동 니질대는 주로 한반도 서해안의 금강과 영산강으로부터 운반되었을 것으로 판단된다.

2000년과 2007년 한국해양연구원에서 채취한 황해남동부, 한국남해 및 제주도 남단 해역의 표층 퇴적물 시료 131정점에 대하여 정량X선 회절분석법을 이용하여 광물조성을 구한 후, 이를 이용하여 각광물의 분포도를 작성하여, 연구 해역 퇴적물의 근원지를 추정하였다. 연구지역 표층퇴적물은 조암광물(석영 37.4%, 사장석 11.7 %, 알카리장석 5.5%, 각섬석 3.1%), 점토광물(일라이트 19.2%, 녹니석 4.7%, 카올리나이트 1.8%) 및 탄산염광물(방해석 10.7%, 아라고나이트 3.4%)로 구성되어 있다. 점토광물의 분포는 세립질 퇴적물의 분포 양상과 거의 비슷한데, 특히 흑산니질대(HSMD: Hucksan Mudbelt Deposit), 한국남해니질대(SSKMD: South Sea of Korea Mudbelt Deposit) 그리고 제주니질대(JJMD: Jeju Mudbelt Deposit)의 분포 양상과 대부분 일치한다. 지난 최후 빙기의 잔류퇴적물로 생각되는 연구지역 내 조립질 퇴적물은 조암광물을 많이 포함하며, 그 상부에 퇴적된 세립질 퇴적물은 점토광물을 많이 포함하고 있다. 연구해역의 점토광물 조성과 주요해류의 흐름 및 지리적인 요소를 고려하면 흑산니 질대와 한국남해니질대는 주로 한반도 기원의 세립질 퇴적물이 퇴적된 것으로 추정되며, 제주니질대는 한반도뿐만 아니라 원양의 부유퇴적물이 복합적으로 퇴적된 것으로 판단된다.

해양퇴적물 전체 시료 내에 존재하는 각 점토광물의 함량비(전대광물조성)와 점토광물들만을 100%로 환산했을 때 각 점토광물의 함량비(상대광물조성)를 구한 후, 지도에 도시하여 그 분포 양상을 비교하여 보았다. 시료는 한국해양연구원의 2001년 황해 2차 탐사에서 채취된 86개 표층 퇴적물 시료를 사용하였으며, 정량X선회절분석법을 이용하여 광물조성을 구하였다. 황해 표층 퇴적물은 주구성광물(석영 평균 44.7%, 사장석 15.9%, 알카리장석 13.9%. 각섬석 2.8%), 점토광물(일라이트 15.3%, 녹니석 2.6%, 카올리나이트 1%), 탄산염광물(방해석 1.7%, 아라고나이트 0.6%) 등으로 구성되어 있다. 점토광물들은 대체로 황해의 가장자리에 적은 분포를 보이고 산동반도 남동쪽에서 제주도 남서쪽을 연결하는 해역에서 높았으며, 세립질 퇴적물의 분포와 거의 일치하는 경향을 나타낸다. 점토광물들의 합을 100으로 가정하고 구한 점토광물의 평균 상대광물조성은 일라이트, 녹니석, 카올리나이트가 각각 80.3%, 14.9%, 4.8%이다. 점토광물들의 상대광물조성을 이용하여 나타낸 분포 양상은 절대광물 조성을 이용하여 구한 그것과 많은 차이를 보이며, 점토광물을 많이 포함하고 있는 세립질 퇴적물의 분포경향과도 정의 상관관계를 보이지 않는다. 그러므로 점토광물들만을 대상으로 상대광물조성을 구하여 퇴적물 근원지 해석 등에 이용할 때에는 상당히 신중을 기한 필요가 있는 것으로 판단된다.

The formation mechanism of the snow cells of the Yellow Sea associated with snowfall over the southwestern part of Korea on 4 February, 2004 has been investigated using special upper-air sounding and radar data obtained for the KEOP (Korea Enhanced Observing Period) Intensive Observing Period (IOP). Results show that the types of snow cells for the selected period are classified into L(Longitudinal)-mode, Low-level convergence, and T(Transverse)-mode with their evolution from L-mode to T-mode. In particular, the existence of low-level warm and humid layer associated with temporally southwesterly inflow for about 4 hours provides a favorable condition in forming the T-mode snow cells. The vertical depth of the T-mode snow cells is deeper than that of L-mode ones due to the southeastward penetration of cold and dry air into relatively warm and humid air. In addition, it is found that wind shear vector between 1000 hPa and 600 hPa is one of the factors which control the orientation of snow cells in formation embedded into the snowbands for the both modes.

2001년 황해 2차 탐사에서 채취된 89개 표층 퇴적물 시료에 대하여 고분해능 X선 회절분석기와 Siroquant v.3.0 프로그램을 이용하여 광물조성을 구하였다. 황해 표층 퇴적물은 주구성광물(석영 57.8%, 사장석 16.0%, 알카리 장석 10.0%), 점토광물 및 방해석 등으로 구성되어 있다. 점토광물 중에는 일라이트(8.7%)가 가장 많고, 녹니석(2.6%)이 두번째로 많으며, 카올리나이트(0.6%)는 매우 소량들어 있고, 스멕타이트는 존재하지 않는 것으로 밝혀졌다. 석영 함량은 황해의 가장자리에 많고, 산동 반도 남동쪽에서 제주도 남서쪽을 연결하는 북서-남동 방향을 따른 해역에서 매우 낮다. 이런 분포 경향은 조립질 퇴적물인 모래의 분포 경향과 일치한다. 이를 통하여 조립질 퇴적물은 많은 양의 석영으로 구성되어 있으며, 황해의 동쪽과 남서쪽으로 많은 양이 유입되었을 가능성이 크다고 추정할 수 있다. 일라이트의 분포는 석영과 반대되며, 세립질 퇴적물과 비슷한 경향을 나타낸다. 이것은 세립질 퇴적물의 상당한 양이 황해의 북서쪽으로부터 공급되었을 가능성을 보여준다. 이번 연구 결과만 가지고 황해 퇴적물의 근원지를 정확하게 규명하는 것은 힘들기 때문에, 이와 비슷한 일련의 연구가 계속되어야 할 것으로 판단된다.

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.

그레자이트가 한국에서는 최초로 남동 황해 대륙붕의 준표층 니질퇴적물에서 발견되었다. 이 지역의 수심은 70~80m이며, 표층 퇴적물은 수십cm 두께의 사질과 니질퇴적물이 교호하는 것으로 보아 조류의 영향을 받은 홀로세의 해침에 의하여 형성된 것으로 보인다. 그레자이트 입자는 0.1~2mm의 크기에 구상의 형태로 산출되며 니질퇴적물 내에 산점상으로 산포되어 있거나 0.5cm 정도의 엽리를 형성하고 있다. 이 광물은 강한 자성을 가지고 있으며 육안으로는 검은색을 띄나, 반사현미경하에서는 황백색을 띠며 등방성을 보인다. 그레자이트의 화학조성은 Fe=54.36, S=42.37, As=0.14, Si=2.25 wt.%로서 S=4일 때의 화학식은 Fe2.95S4이다. X-선 회절분석에 의한 단위포의 크기는=9.8635a, V=959.6a3이며 밀도는 4.094 gm/cc이다. 이 광물은 산출상태, 조직적 특징 및 수반광물의 종류로 보아 생물의 활동에 의한 환원조건의 니질퇴적물 내에서 자생한 것으로 추정된다.

Distribution patterns of the chemical species, contained or dissolved in the sediments and porewater, were studied from the submarine environments around Deok-Jeok Island, Yellow Sea. The sediments in the study area are predominantly composed of medium to coarse sands, and consequently of very low organic carbon (0.003% - 0.26% dry weight sediments). As opposed to the strong enrichment of porewater with nutrients and heavy metals in the ordinarily muddy, organic-rich sediments, the porewater enrichment is not intense in this sandy, organic-poor sediments; porewater phosphate is enriched to the maximum of only seven (average two) times over that in the bottom water. Concentrations of the heavy metals dissolved in porewater show a bit greater enrichment than the nutrient: Zn shows the lowest enrichment (7 times that of the bottom water) and Mn the highest (450 times that of tie bottom water). However, these enrichments of the chemical species in porewater arc the natural consequences of decomposition of the organic matter in sediments, and still fall short in the magnitude of those in the muddy, organic-rich sediments. Mining of the sands in the study area may pose a threat to the seawater quality as it causes a large scale porewater discharge to the bottom water. The additional supply of the nutrients by this discharge may develop an eutrophic state and, in consequence, an excessive nutrification of the water column. Since the residence times of the nutrients are much longer than those of the heavy metals, a long-term monitoring of the concentration changes in the porewater nutrients is very important to assess the potential deterioration of the seawater associated with the sand mining in the study area.

It is, as everyone knows, very important for human beings to protect and conserve marine environment. We has believed the ocean is so wide and deep that it cannot be polluted. But it has begun to doubt the capacity of self-purification of the ocean due to pollution arising from marine casualities. It has proved that semi-enclosed sea is likely to be polluted and cannot be restored easily once pollution occurs. Therefore, first of all it is important to take preventive measures for prevention of marine pollution in the semi-enclosed sea like the Yellow Sea. Many of regional conventions for prevention of marine pollution have come into existence. this dissertation was set out for the fact that the Yellow Sea is semi-enclosed sea which is vulnerable to marine pollution. It is desirable not to deal with marine preservation of the Yellow Sea by a single exclusively but to deal with it by cooperation of all coastal states under the present circumstances. I proposed a program of regional cooperation to protect and conserve the Yellow Sea. This program must be progressed with gradual arrangements. First, they must establist a basic cooperation committee to work basic affairs on the protection of marine environment within the Yellow Sea. The Committee Mainly play parts of study and research concerned with pollution of the Yellow Sea in the non-governmental side and consist of legal and scientific experts. Second, they must establish the control Committee to prevent marine pollution of the Yellow Sea substantially. There is a reason that regional cooperation cannot be directly concluded with the regional tready. Because there is a problem of Recognition of States left. In principle, a subject of tready must be a state in the International Law. But they have not made Recognition of State which is demanded by International Law between North and South Koreas. Therefore, the Control committee must play a substantial part of prevention from pollution instead of the treaty. Finally, we concluded tentatively named 「Convention on Regional Cooperation for Protection of Marine Environment of the Yellow Sea from Pollution」 if the matter is settled which is related to Recognition of States in the International Law.