북극 스피츠베르겐 섬 니알슨에서의 다매체 내 PAHs의 분포 및 특성

Abstract

다환방향족탄화수소 화합물(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)은 대표적인 반휘발성 유기오염물질로 환경 내로 유입된 PAHs는 지속성을 지니며 오염원에서부터 장거리 이동하는 물질로 알려져 있다. 오염원이 제한적인 극지 환경에서는 주로 대기를 통해 장거리 이동한 PAHs가 습․건식 침적을 통해 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 그러나 연구지역인 북극 스발바드 지역의 경우 주 오염원으로는 이전의 석탄채굴과 같은 인위적인 활동과 장거리 이동에 의한 PAHs 오염이 공존하는 것으로 알려져 있다. 북극에서의 PAHs 연구는 다른 지속성 유기오염물질에 비해 극히 제한적이며, 다양한 매질에서의 PAHs 분포에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 북극에 위치한 스피츠베르겐섬 니알슨에서 다양한 환경 매질(토양, 이끼류, 해양퇴적물, 대기, 융설수 등)에서 PAHs를 분석함으로써, 각 매질에서의 PAHs오염 정도를 파악하고 다매체 분포 특성을 파악하고자 하였다. 해양표층퇴적물에서의 16종 PAHs의 농도는 27-321 ng/g수준으로 나타났으며, 토양의 경우 6.6-479 ng/g으로 검출되었다. 이끼에서는 44-622 ng/g으로 각 매질 중에서 가장 높은 농도를 나타내었다. 해양표층퇴적물은 유기탄소함량과 좋은 상관관계(R2=0.89)를 나타내었으며, 토양과 이끼에서의 PAHs 농도는 석탄채굴장 주변과 기지 주변에 위치한 정점에서 가장 높은 농도를 보였다. 해수, 융설수, 눈, 대기에서의 PAHs농도는 주로 저분자량을 제외한 대부분 PAHs가 검출한계 이하로 검출되었으며, 융설수>눈>해수 순으로 나타났다. 대기에서의 PAHs의 농도는 입자상과 증기상에서 각각 평균 0.04±0.00, 0.76±0.08 ng/m3 으로 조사기간 동안 일정한 농도를 나타내었다. 각 매질에서 PAHs 조성과 오염원 판별지수(Anth/178과 Flrt/202)를 이용한 오염원 분석에서 전반적으로 대기를 통한 PAHs의 유입이 확인되었다. 그러나 화석연료에서 많이 존재하는 알킬치환된 PAHs 농도가 높게 나타난 기지 주변 토양과 이끼에서 연구지역내 석탄과 유사하게 C1-페난스렌 피크 중 1-메틸 페난스렌이 60%이상의 높은 비중을 차지하여 지역적인 오염원에 의한 영향이 존재하는 것으로 확인되었다.