영일만 해역 표층퇴적물의 금속 분포 특성

Abstract

Semi-enclosed coastal sediments were sampled in summer and winter at and around the Youngil bay, Korea, to assess the distribution characteristics of metals in the sediments. The mean grain size (Mz) values of the sediments were 3φat the Hyungsan river mouth, 4φat the Youngil bay, and 5φat the Old port. The highest organic carbon content (Corg) was observed at the Old port (2.0%). The coefficients of determination (r2) between Mz and Corg were 0.74 and 0.88 in the summer and winter samples, respectively. The average concentrations of Al, Fe, K, Ca, and Sr in the sediments of the Old port were similar to those of the other areas. However, the concentrations of Zn, Cu, Cd, and Sn (370, 115, 4, 6 μg/g) were clearly higher compared to the other areas (87, 11, 0.4, 3 μg/g). The labile fraction was predominant with Pb (83.8%), Zn (82.1%), Cd (78.5%), Cu (72%), Ca (66%), Sn (58.7%), and while the lattice fraction was higher with Al (94.5%), K (94.5%), Cr (78.3%), Li (73.7%), Sr (64.3%), Fe (64.1%). The total concentration of Al, Fe, Cr, and Pb was strongly constrained by the grain size effect. On the other hand, that of Zn, Cu, Cd, and Sn was affected by the process of anaerobic decomposition of organic matters, and metal sulfide formation. The geoaccumulation index, Igeo, indicating relative metal pollution, was lower than 0 for the study area except for the Old port where the Igeo values for Zn, Cu, Cd, and Sn were in the range of 1 to 3. Those high values indicated a severe metal pollution in the Old port area.

영일만 해역 퇴적물내 중금속 오염을 가중시키는 주요 원인을 파악하기 위해 표층퇴적물을 여름과 겨울에 각각 채취하였다. 퇴적물 평균 입도(Mz, mean grain size)는 영일만이 4φ, 구항해역은 5φ, 형산강 하구역은 3φ로 구항해역 시료에서 가장 세립 하였다. 유기탄소 함량은 구항해역에서 2.0%로 가장 높다. 입도(Mz, mean grain size)와 유기탄소(Corg)의 상관관계는 여름철에 r2 = 0.74, 그리고 겨울철에는 r2 = 0.88로 세립토 일수록 유기탄소 농도가 높아지는 경향을 나타냈다. 구항해역 퇴적물중 Al, Fe, K, Ca, Sr의 총금속 평균 농도는 다른 지역과 유사하였으나, Zn, Cu, Cd, Sn (370, 115, 4, 6μg/g)은 영일만의 평균값(87, 11, 0.4, 3μg/g) 보다 매우 높은 값을 나타내었다. 총농도 중 비광물격자 분율(labile fraction)이 큰 금속은 Pb (83.8%), Zn (82.1%), Cd (78.5%), Cu (72%), Ca (66%), Sn (58.7%)순이었으며, 광물격자 분율(lattice fraction)이 높은 금속은 Al=K (94.5%), Cr (78.3%), Li (73.7%), Sr (64.3%), Fe (64.1%)의 순으로 나타났다. Al, Fe, Cr, Pb의 분포 특성은 입도에 의해 좌우되며, Zn, Cu, Cd, Sn은 유기물 함량이 높은 혐기성환경(anaerobic condition)에서 metal sulfide를 형성하는 것으로 나타났다. 중금속의 상대적 오염 정도를 나타내는 Igeo (geoaccumulation index)는 구항 주변을 제외한 나머지 해역에서는 0 이하의 값을 나타내었다. 그러나 구항 주변에서 Zn, Cu, Cd, Sn의 Igeo 값은 1～3으로 높게 나타나, 이 지역의 중금속 오염이 심각한 것으로 나타났다.