우리나라 연안해역의 해저쓰레기 성상 및 공간 분포 특성에 관한 연구

Abstract

해저쓰레기의 조사는 90년 초반에는 연안 부유쓰레기 중심으로 이루어지다가 90년대 중반부터 본격적으로 항만, 어항, 주요어장 등을 중심으로 수산자원회복, 생태계보전, 선박의 해난사고 예방 등을 이슈로 이루어졌다. 조사방법에 있어 부유쓰레기 조사와 달리 해저에 침적되어 있는 해저쓰레기는 조사선, 양방향음파탐지장비, 인양틀, 잠수조사 등 조사 전용장비를 활용되어 왔다. 그러나 바다 속에 가라앉은 해저쓰레기의 설계물량과 실제 사업시행 시 수거물량과의 차이점으로 인해 어려움을 겪여 왔던 것은 사실이다. 이를 개선하기 위한 방안으로 양방향음파탐사기로 전체적인 조사 layout를 구성한 후 이를 통해서 인양틀 예인조사, 잠수조사를 병행하여 조사의 신뢰성 확보에 주력하였다. 그럼에도 불구하고 설계물량과 수거물량의 차이점이 있는 이유로는 조사장비가 해저면의 표층만을 조사할 수밖에 없는 한계성 때문이다. 이를 해결하기 위한 조사방안은 우선 조사장비의 일정(등) 간격으로 조사하는 방안 정립이 되어야 하며, 양방향음파탐사기 조사, 인양틀 예인조사, 잠수조사 후 표본지역을 선정하여 오렌지 필 그랩을 이용하여 해저퇴적물에 묻힌 해저쓰레기를 조사하는 방법이 최근 주목을 받고 있다. 기존의 조사장비 및 조사방법은 해저 표층에 산재되어 있는 쓰레기를 2차원적인 조사의 한계로 실제 넓은 조사대상해역을 표본 조사하여 전체면적에 반영하는 것을 설계단계에서 이루어져 왔다. 설계 후 실제 수거 시에는 설계 시 정해진 위경도 좌표 값에 오렌지 필 그랩 등을 활용하여 3차원적인 수거작업을 하게 된다. 이에 따라 항상 조사된 설계물량과 수거물량의 차이가 발생하여 논쟁의 여지가 있어왔다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선하기 위하여 오렌지 필 그랩을 활용하여 2차원조사 결과 해저 연직방향의 조사결과를 반영하는 3차원 조사를 수행하였다. 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 2000년~2010년(11년)동안 해저쓰레기 조사결과를 바탕으로 해양에 산재된 해저쓰레기 총 물량으로 추정된 “400,000 ton”에 대하여 동·서·남해별, 항만 및 해역별로 분리하여 조사․분석하였으며, 그 결과 단위면적당 해저쓰레기양이 동해가 0.08 ton/ha로 서해의 0.04 ton/ha보다 약 2배가량 높은 것으로 추정되었으며, 항만 및 해역별로는 항만이 7.82 ton/ha로 연안해역 0.03 ton/ha에 비해 월등히 높은 것으로 추정되었다. 오렌지 필 그랩 조사 결과를 활용하여 연안해역에 산재된 해저쓰레기양을 재산정한 결과 약 418,685 ton으로 오렌지 필 그랩 조사를 제외한 401,531 ton에 비해 약 4.3% 증가된 양을 나타났다. (2) 동·남해안 해저쓰레기 조사의 대상해역인 18개소에 대해 SSS, 인양틀 및 잠수조사 결과와 실제 수거물량에 대한 오차를 파악하기 위하여 OPG 조사를 수행하였다. 기존의 조사된 SSS 및 잠수 조사물량에 OPG 조사 자료를 합산하여 상관분석을 실시하였으며, 수직적인 조사방법에 대한 가중치로 선형회귀식을 산정하여 기존의 조사방법에 대한 폐기물량의 오차를 줄이고자 하였다. 분석결과는 상관계수(r)이 0.990 으로 정의 상관관계를 나타냈으며, 결정계수(r2) 0.981, 선형회귀식은 Y=1.0991X+1.054 로 잠수조사 결과와 유사한 분석결과가 나타났다. 산출된 선형회귀식을 사용하여 동·남해안 18개소 총 추정물량 986 ton에 적용하여 재산정되면 18개소에 대한 물량을 산정한 결과 기존 조사물량 9.9%가 늘어난 1,083 ton으로 나타났다. 또한 2000~2010년 우리나라 동․남해안 81개소와 2012년 동․남해안 18개소를 합한 총 99개소의 12년 조사결과로 총 추정물량 260,256 ton에 선형회귀식을 적용 재산정하면 4.2%가 늘어난 271,065 ton으로 재산정할 수 있다. 본 연구에서는 해저쓰레기의 현장조사에서 활용되고 있는 양방향음파탐지장비, 인양틀, 잠수조사 등에 대한 특성에 대하여 기술하였고, 취득한 자료를 기반으로 비우심해역, 우심해역 등을 선정하여 향후 수거 시 정확한 위치 정보, 물량, 해저쓰레기의 성상 등을 사전에 알 수 있도록 정보를 제공하였다. 또한 본 연구에서 시도한 오렌지 필 그랩 조사는 기존의 양방향음파탐사기조사, 인양틀조사 및 잠수조사와 같은 해저면에 놓여 있는 수평적인 2차원 조사에서 보다 낳은 신뢰도 있는 자료를 획득하기 위하여 해저면에 연직방향으로 침적되어있는 물량에 대한 선형회귀식을 도출하고 3차원적인 해저쓰레기 조사물량이 산정될 수 있도록 하였다. 이러한 노력은 그동안 현장조사를 통해 얻은 조사물량과 설계 시의 물량 및 실제 수거물량의 차이점을 줄이는데 기여할 것으로 사료된다. 향후 좀 더 많은 오렌지 필 그랩 조사를 통해 database를 구축하여 해역별, 이용특성별로 적용 가능한 정량적인 연구가 보완되어야 한다.

At the beginning of 1990, the surveys for the ocean waste were mainly carried out about floating debris in coastal area. Since in the middle of 1990, it was investigated in order to the restoration of the fishery products, the preservation of the ocean-ecosystem and prevention of the maritime accidents in port, fishing port and ground. Unlike the floating debris, the surveys for the seabed marine litters were applied specialized equipments such as vessel, side scan sonar, towing hook and dive systems.

On the other hand, these equipments had limitations because 2 dimensional waste surveys on the seabed were performed. It was applied to design for the seabed marine litters that 2 dimensional surveys behaved sample investigation and adapted to the entire in wide area. After design, the marine waste disposal projects conducted using orange peel grab excavated into the seabed in 3 dimensional. It was always disputable that waste quantities and were difference between the design step and the project.

In order to solve these problems, we have conducted 3 dimensional orange peel grab survey in 6 sites among 18 sites of East and South Sea and applied the previous survey results in 18 sites of East and South Sea, Korea. The reliability of survey results was improved by deriving the linear regression equation, Y = 1.0991X + 1.054.

Depending on the seabed marine litters in the total coastal area approximately 400,000 tons, it is applied to the linear regression equation 420,173 tons, approximately 4.3% increased. Also, survey weight of seabed marine litters and results of applied linear regression equation at 18 sites in East and South Sea each were 986 and 1,083 tons, approximately 9.9% increased. In East and South Sea during 2000 to 2010 also 2012, waste weight, 271,065 tons, applied linear regression equation of 99 sites were increased 4.2% than survey weight, 260,256 tons.