| 초록 |
IV. 연구개발결과 1. 목장해역의 생태계특성 이화학적 환경특성 “통영해역의 바다목장화 개발연구 용역사업” 중 물리ㆍ화학적 환경요인, 중금속, 환경호르몬, 저질 특성, 미생물, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 저서생물 및 생체량 등의 생태계 특성 부분을 연구하고자 2000년 4월부터 2007년 4월까지 11개 정점을 선정하여 통영 바다목장 해역에서 계절별로 조사하였다. 평균 수온 변화는 표층에서 최저 9.5℃, 최고 25.9℃를 보였고, 저층에서 최저 9.4℃, 최고 23.6℃를 보였다. 염분은 표층에서 22.0~34.4psu를, 저층에서 27.7~34.4psu를 나타내었다. pH는 표층에서 8.00~8.09를, 저층에서 7.81~7.88를 보였다. 용존산소는 표층에서 3.92∼8.97 ㎎ㆍℓ-1를, 저층에서 3.02~8.91 ㎎ㆍℓ-1를 나타내었다. 부유물질은 표층에서 2.7∼27.6 ㎎ㆍℓ-1를, 저층에서 7.0~32.2 ㎎ㆍℓ-1를 나타내었고, 투명도는 최저 2m(2006년 10월)에서 최고 11m(2003년 8월)까지 큰 변화폭을 보였다. 영양염류 중 용존무기질소는 표층에서 1.47~47.02μM로 평균 18.23μM를, 저층에서 3.67~77.03μM로 평균 23.58μM를 나타내었다. 인산염은 표층에서 0.15~3.78μM로 평균 0.86μM를, 저층에서 0.29~4.13μM로 1.13μM를 나타내었다. 규산염은 표층에서 0.28~37.12μM로 평균 12.38μM를, 저층에서 0.32~28.46μM로 평균 16.12μM를 보였다. COD는 표층에서 최저 0.47 ㎎ㆍℓ-1(2006년 7월)에서 최고 0.96 ㎎ㆍℓ-1(2006년 10월)를, 저층에서 최저 0.51 ㎎ㆍℓ-1(2005년 10월)에서 최고 1.83 ㎎ㆍℓ-1(2007년 4월)를 나타내었다. Chlorophyll a는 표층에서 0.26~5.29 ㎍ㆍℓ-1를, 저층에서 0.02~7.89 ㎍ㆍℓ-1를 보였다. 결과적으로 영양염류, Chlorophyll a, 투명도로 볼 때, 수질은 부영양화 수준에 있었다. 수중생태계의 중금속 및 환경호르몬는 8월에 물리ㆍ화학적 환경요인의 조사 정점 중 2, 3, 5, 7, 9정점에서 조사를 하였다. 바다목장 해수 수질환경 중 수은(Hg)의 함량은 모든 정점(정점 1 ~ 정점 10)에서 검량곡선 상의 최저 농도인 0.1ppb 이하로 정량 분석 되었고, 페놀류(Phenols)의 함량은 정점간의 큰 변화 없이 검량곡선 상의 최저 농도인 5ppb 미만이었다. 트리부틸주석화합물(Tributyltin: TBT)의 함량은 정점 2와 3에서는 검출이 안 되었으며, 정점 5, 7, 9에서는 0.02ppb~0.03 ppb 로 검출되었다. 카드뮴(Cd), 납(Pb), 크롬(Cr) 및 폴리클로리네이티드비페닐(Polychlorinated biphenyls : PCBs)은 검출이 안되었다. 저서 퇴적 환경요인 중 연질저질토(top sediment)는 내측에서 mud, coarse sand 및 peddle로 구성되었고, 외측에서는 대부분이 mud로 구성되었다. pH는 8.0을 중심으로 계절별, 정점별로 뚜렷한 차이를 보이지 않았으며, ORP 값은 정점에 상관없이 전반적으로 -200mV를 초과함으로 연질저질토가 절대혐기성 상태에 있음을 나타내 주었다. COD, TN, TP는 내측의 일부 정점에서 높은 농도를 보였다. 2002~2003년의 연질저질토는 연명항 인근 해역인 정점 1과 5에서 mud로 나타났으며, 그 외 다른 정점에서는 mud, coarse sand 및 peddle로 구성되어 있었다. 특히 정점 2(봉도 인근)에서는 대부분이 coarse sand와 pebble이 차지하였다. pH는 8.0을 중심으로 계절별, 정점별로 뚜렷한 차이를 보이지 않았으며, ORP 값은 정점 2를 제외하고 -200mV를 초과함으로 연질저질토가 절대혐기성 상태에 있음을 나타내었다. COD, TN, TP는 내측의 일부 정점에서 높은 농도를 보였다. 2003~2004년의 연질저질토에서는 정점 1(연명항)과 정점 7(연대도)에서 mud가 주로 나타났으며, 그 외 정점에서는 coarse sand와 pebble로 구성되었다. 특히 정점 3(봉도)에서는 대부분이 coarse sand와 pebble로 구성되었다. pH는 8.0을 중심으로 계절별, 정점별로 뚜렷한 차이를 보이지 않았으며, ORP 값은 정점에 상관없이 전반적으로 -250~300mV를 초과함으로 연질저질토가 절대혐기성 상태에 있음을 나타내었다. COD, TN, TP는 전 계절에 걸쳐 높은 농도를 보였다. 통영바다목장 해역에서 조사한 종속영양세균은 겨울이나 봄 및 가을에 비하여 해수의 온도가 높은 여름철에 더 많이 검출되었다. 그러나 정점별 종속영양세균의 개체수 변화는 확연한 추세를 나타내지 않았다. 2002년 7월, 2003년 10월 및 2004년 9월에는 태풍과 집중호우의 영향으로 표층수와 저층수의 개체수가 큰 차이를 나타내지 않거나 또는 저층수의 개체수가 표층수보다 높게 나타났다. 종속영양세균의 개체수는 해를 거듭할수록 감소 추세를 나타내었다. 가장 많은 종속영양세균 개체수가 조사된 여름철 결과를 비교하면, 표층수에서 2000년 8월에 2.68×104 cfuㆍ㎖-1가 검출된 이후 점차 감소하는 추세를 보여 2005년 8월에는 2.87×103 cfuㆍ㎖-1로 현저히 감소하였다. 저층수의 개체수 또한 연차적으로 감소하여 2001년 8월에는 5.8×103 cfuㆍ㎖-1 이었으나 2005년 8월에는 1.2×102 cfuㆍ㎖-1로 측정되었다. 2002~2006년 종속영양세균 군집의 종조성은 Pseudomonas fluorescens TY1, Pseudomonas stutzeri TY2, Acinetobacter lwoffii TY3, Sphingomonas paucimobilis TY4, Burkholderia mallei TY5, Pasteurella haemolytica TY6, Pasteurella multocida TY7, Comamonas acidovorans TY8, Actinobacillus ureae TY9 및 Chryseobacterium indologenes TY10로 조사되었고, Pseudomonas fluorescens TY1과 Acinetobacter lwoffii TY3이 우점종으로 분석되었다. 2003년 8월 비브리오속 세균은 표층수의 경우 6개 정점에서 1.0~5.2×10 cfuㆍ㎖-1 수준으로 검출되었으며, 저층수에서는 3개 정점에서 1.0~2.0×10 cfuㆍ㎖-1 수준으로 검출되었을 뿐 그 외 정점에서는 검출되지 않았다. 비브리오속 세균 군집은 Vibrio alginolyticus TY11와 Vibrio parahaemolyticus TY12로 조성되어 있었다. 2003년 8월 정점 3과 4를 제외한 8개 정점의 표층수에서 총 대장균군이 검출되었으나 그 수는 적었으며, 정점 2에서 2.47×102 cfuㆍ㎖-1의 가장 많은 총 대장균군이 조사되었다. 총 대장균군은 대부분 대장균(Escherichia coli)이었으며 Klebsiella속은 검출되지 않았다. 생물군집특성 식물플랑크톤 분류군별로는 돌말류가 217종류, 와편모조류 46종류, 규질편모조류 4종 및 유글레나 1종 등 총 268종류가 출현하였고, 그중 61속 252종 7변종 9품종으로 나타났다. 식물플랑크톤 현존량은 조사월 및 정점별로 차이를 보였는데, 표층에서 최저 5.32×103 cellsㆍℓ-1(2002년 2월)에서 최대 1.44×106 cellsㆍℓ-1(2000년 10월), 저층에서 최저 4.21×103 cellsㆍℓ-1(2001년 12월)에서 최고 9.25×105 cellsㆍℓ-1(2004년 9월)를 나타내었다. 특히 식물플랑크톤 현존량은 표ㆍ저층별 차이를 보였는데, 표층이 평균 3.12×105 cellsㆍℓ-1로 저층의 1.82×105 cellsㆍℓ-1보다 높은 현존량을 나타내었다. 주요 우점종은 계절별로 달랐는데, 봄철에 Leptocylindrus danicus와 Chaetoceros curvisetus, 여름철에 Chaetoceros curvisetus, Pseudo-nitzschia spp., Skeletonema costatum와 Eucampia zodiacus가 주요 우점종으로 나타났고, 가을철에 Chaetoceros socialis와 Chaetoceros curvisetus가 차지하 |
