내만에서 수질정화장치 가동에 따른 수질변화와 식물플랑크톤 출현양상

Abstract

Sujeong-ri was selected because it has a frequent outbreak of red tide and it is good to install the water purification system, based upon the documentary and field investigation on Dangdong, Dukdong, Sujeong-ri and Obido around Jinhae Bay Seasonal environments of water quality The preparatory investigation of Sujeong-ri, which was selected to locate the water purification system, showed that the nutrient concentration of the sea area had the tendency of being high in winter and lower in spring. This tendency is typical of the sea areas with the occurrence of red tide, meaning that the occurrence of red tide consumes the nutrients of the sea area in spring. The seasonal investigation, which was conducted in 2006 after the installation of the water purification system, showed the same tendency that the nutrients decreased in spring and restored in winter. However, there was no great difference in NH4-N, SiO2-Si and PO4-P, in spite of the great decrease in NO3-N and NO2-N, compared to the period of the preparatory investigation. It meant that the water purification system affects nitrate and nitrite essential to the growth of phytoplankton. On the other hand, the concentration of DO was a little higher inside of the breakwater with the water purification system than outside in spring. Phytoplankton On the other hand, there was no distinct difference in phytoplankton. except for the seasonal change. However, they increased a lot in the spring of March and May, 2006 after the operation of the water purification system in January, 2006. Despite sudden increase of phytoplankton abundance, there was no harmful algal species. Dominant species are diatoms such as Thalassiosira sp. Rhizosolenia setigera, Chaetoceros danicus, Nitzschia, Rhizosolenia delicatula. The synthetic analysis on the distribution of nutrients and the occurrence of phytoplankton showed that the operation of the water purification system supplied the nitrogen source into the sea water, causing the increase of the existent amount of plankton, which got rid of the nitrogen source in the sea water in return.

내만에서 제트수류, 산소, 오존 및 초음파를 발생하는 수질정화장치에 의한 수질환경변화 및 식물플랑크톤 출현양상을 알아보았다. 수질정화장치는 진해만 내외의 당동과 덕동, 수정리, 오비도 해역의 문헌조사 및 현지답사를 통해 적조발생이 빈번하고 장치의 설치가 용이한 수정리를 선정했다. 수질환경 수질정화장치의 설치장소로 선정된 수정리의 예비조사(2003. 08~2005. 04) 결과, 영양염은 겨울철에 높고 봄철에는 감소하는 경향을 나타냈다. 이러한 경향은 봄철 적조발생으로 인해 해수중의 영양염이 소모되는 적조발생해역의 전형적인 특징이다. 수질정화장치 설치 이후에도 이러한 경향을 보였으나, 장치 설치 이전에 비해 질산질소와 아질산질소가 큰 폭으로 감소했다. 총질소(질산질소, 아질산질소, 암모니아질소)는 2005년 8월(장치 가동전)과 2006년 8월(장치 가동후)과의 비교에서 표층에서 평균 31.77 μg-at/L에서 9.56 μg-at/L로 22.21 μg-at/L 약 70% 감소하였으며, 저층에서 평균 43.41 μg-at/L에서 38.89 μg-at/L로 4.52 μg-at/L 약 10% 감소하였다. 인은 동일시기에 표층에서 평균 2.16 μg-at/L에서 0.22 μg-at/L로 1.94 μg-at/L 약 90% 감소했으며, 저층에서 평균 4.00 μg-at/L에서 3.27 μg-at/L로 0.73 μg-at/L 약 18% 감소하였다. 한편 COD는 적조제어장치 가동전후에 표층에서 평균 1.22 mg/L에서 2.18 mg/L로 0.95 mg/L 약 78% 증가했으나, 저층에서 평균 2.16 mg/L와 2.04 mg/L로 0.12 mg/L 약 5.6% 감소했다. 전반적으로 저층 기원의 영양염 및 환경인자들은 계속해서 그 농도를 유지하고 있는 반면, 표층에서는 이를 지속적으로 환원시켜 생태환경을 개선하고 있는 것으로 나타났다. 실험해역에서 용존산소(DO)는 여름에 크게 감소하여 저층에서는 무산소층이 형성되기도 하였으나 수질정화 및 적조제어장치가 설치된 방파제 내측에서는 높게 나타남으로서 장치에 의한 인위적인 DO 상승효과를 관찰할 수 있었다. 즉, DO는 장치 가동전후 표층에서 6.46 mg/L에서 10.88 mg/L로 4.43 mg/L 약 69% 증가했으며, 저층에서 4.90 mg/L에서 7.40 mg/L로 2.50 mg/L 약 51% 증가하였다. 식물플랑크톤 식물플랑크톤 현존량은 수질정화장치 가동 이후 모두 봄과 가을에 증가하고 여름과 겨울에 감소하는 전형적인 계절특성을 나타냈으나, 장치의 가동 이후에는 종 다양성이 감소하고 현존량이 급격하게 증가했다. 그러나 현존량의 급격한 증가에도 불구하고 해역 내에서 발생한 종들이 Thalassiosira sp. Rhizosolenia setigera, Chaetoceros danicus, Nitzschia, Rhizosolenia delicatula와 같은 규조류들이었다. 따라서 수질정화장치는 수정리의 영양염(특히 질산과 아질산염)을 식물플랑크톤이 이용 가능한 형태로 수괴내로 공급했고, 공급된 영양염은 식물플랑크톤 증식에 이용되었다고 볼 수 있을 것이다. 이 결과는 수질정화장치가 단기적으로는 식물플랑크톤 증식 및 적조유발 가능성을 내포하고 있으나, 장기적으로는 수질정화장치 설치 해역의 부영양화를 해소시킬 수 있을 것으로 보인다.