| 초록 |
산업발전 및 내연기관의 개발에 따라 증가한 화석연료의 사용과 인구증가를 떠받치기 위한 농업생산력 향상과 연대된 비료사용의 증가로 인해, 대기 중으로 유출되는 질소오염물질의 양은 급격히 증가하였다. 환경규제를 통해 최근 그 정도가 감소하고 있는 유럽과 미국 등과는 달리 동아시아는 최근 수십년간 급격한 증가의 경향을 보였다. 이렇게 배출된 질소오염물질의 일부는 해양으로 유입되고, 해양생산력을 제한하는 질소가 새롭게 해양으로 공급됨에 따라서 해양환경이 영향을 받게 되었다. 질소뿐만 아니라 철 역시 해양생산력을 결정하는 미량원소로 대기를 통한 공급이 가장 중요한 것으로 알려져 있고, 동아시아 지역은 중국 및 몽골의 사막지역에서 기인하는 광물질이 대기를 통해 이동하기 때문에 철의 공급이 중요한 해양지역 가운데 하나이다. 이러한 배경으로 미루어볼 때, 철과 질소의 대기를 통한 해양으로의 침적은 해양생산력을 변화시킬 수 있는 가능성이 있고, 이 해양생산력은 대기 중의 이산화탄소 농도를 조절하는데 핵심적인 부분임을 고려할 때, 인간활동-대기침적-해양생산력-기후변화로 이어지는 중요한 연결고리가 형성된다. 이러한 연구의 중요성을 바탕으로, 본 연구에서는 인간활동의 결과로 발생하는 대기질소침적의 양이 얼마인지 동해안에 위치한 고정정점(울진)에서 강우시료 및 대기 중 총부유물질(TSP, Total suspended particles), PM2.5(Paticulate Matter 2.5)을 수년간 모니터링 하였다. 고정된 정점에 얻은 한정된 자료를 분석하는 것에서 한 단계 더 나가가, 해색(Ocean Color)/기상 위성자료, 대기이동경로(air mass back trajectory), 공개해양관측자료, 해양/대기 재분석(Reanalysis) 자료 등을 폭넓게 활용하여, 지역해(Marginal Sea) 이상의 단위에서 대기침적이 해양환경에 미치는 영향을 분석하였다. 그 예로 남중국해, 미국동부연안, 지중해, 사가소해, 그리고 북서태평양에 대한 연구를 진행하였고, 그 결과 모든 지역에서 대기침적으로 인한 영향이 있는 것으로 나타났다. 따라서, 대기침적과 해양환경 간의 문제가 어느 한 지역의 문제가 아니라 전 지구적인 문제임이 다시 확인되었고, 최근 동아시아에서 증가하고 있는 질소오염물질 생산과 대기 이동에 대한 환경규제가 필요할 것으로 보인다. 언급한 최근의 수십 년간의 증가에도 불구하고, 본 연구를 통해 울진 죽변에서 관측한 자료를 10여 년 전 동해시 망상에서 측정한 자료와 비교했을 때 유사한 값을 주는 것으로 미루어 보아, 동해안 지역에서의 질소침적이 지난 10년간 큰 변화가 없었던 것으로 나타났다. 무기질소침적에는 질산염과 암모늄이 거의 주를 이루었고, 건식/습식이냐에 따라 계절에 따라 변화가 나타났고, 연도 간 변화는 이에 비해 두드러지지 않았다. 국립수산과학원의 정기관측 정선을 따라 동해에서 획득한 자료가 큰 차이를 보이지 않아 울진지역의 침적량 자료가 동해로 유입되는 침적량을 잘 대표한다고 판단할 수 있었다. 질소와 더불어 철의 대기 중 농도도 과거와 크게 다르지 않은 수치를 보인 것으로 나타나서 지난 10여 년간 대기침적이 해양환경에 미치는 영향이 유사한 수준으로 유지되어 왔을 것이라 추정할 수 있었다. 대기 중 질산염의 질소동위원소는 심해 해수의 그것보다 상대적으로 가벼운 값을 보였다. 질산염, 암모늄 등의 이온과 철, 알루미늄 등의 금속원소들의 측정치를 기반으로 요인분석(Factor analysis)를 수행한 결과, 질산염 등은 예상처럼 오염물질 기원인 것으로 추정되었으며, 철 등은 토양성분이 주를 이루고 있는 것으로 나타났다. 한편, 해양지역에 인접한 모니터링 지점의 특성상 해수염(sea salt) 기원의 물질이 상당수 대기시료에 기여하고 있는 것으로 나타났다. 토양기원의 철과 알루미늄 같은 경우에는 용해도가 10% 미만으로 낮았지만 해수에 일반적으로 많이 분포하는 이온들의 Na와 같음 금속이온 같은 경우에는 용해도가 매우 높았다. 질소와철의 침적으로 해양생산력은 증가할 것으로 보여서 해수의 용존무기탄소 성분의 변화가 동반될 것으로 보인다. 한편, 질산염은 질산, 황산염은 황산 기원이기 때문에 이들 성분이 많을수록 대기시료의 산성도가 높아지고 해양으로 유입되었을 때 해양의 알칼리도를 변화시킬 여지가 있어, 결국 대기침적을 통해 해양의 총용존무기탄소 및 알칼리도가 변화하고 해양탄소순환에 영향을 미칠 것이다. 하지만 다행히 대기침적(강우)를 통한 알칼리도 감소는 강우 가운데 평균 수 마이크로몰에 지나지 않아 크게 높지 않았다. 본 연구결과는 향후 대기침적과 해양환경 간의 상호작용, 중국기원의 오염물질을 구별하기 위한 황해해역에 대한 기초해양자료 확보 등을 위한 해양관측연구를 지속해 나아갈 예정이다. ( 출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 3p ) |
