The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography ISSN:1226-2978(Print) 2671-8820(Online) 한국해양학회지 바다

해수 염분은 해수 1 kg에 녹아 있는 무기염류의 총량으로 해양 내부 물리 및 화학 특성 변화와 전 지구적 기후에 해양이 미치는 영향을 이해하는 데 중요한 정보를 제공한다. 해양에서 염분 관측은 일반적으로 전기전도도 및 수온 센서를 해수에 직접 넣어 측정된 전기전도도와 수온 값으로 계산한다. 선박에서 고해상도 연직 염분 관측에 주로 사용되는 SBE 4C 센서는 현장 환경에서 높은 정밀도와 안정성을 보이지만, 전기 특성 변화로 월간 최대 ±0.0023 psu의 염분 측정 편차를 일으킨다. 세계해양순환탐사(World Ocean Circulation Expedition, WOCE)가 권장하는 염분 측정 정확도인 ±0.001 psu로 염분을 관측하기 위해서는 센서의 전기 특성 변화 영향을 최소화하기 위해 센서 교정 후 최대 2주 이내로 관측을 수행해야 한다. 또한 연안에서 짧은 기간에 여러 번 관측 하는 경우 센서의 전기 특성 변화에 의한 영향은 적게 받을 수 있으나, 생물 부착 또는 유류등에 의한 영향으로 센서 특성이 물리적으로 변할 수 있어 빈번한 센서 교정이 필수적이다. 그러나 국내에는 SBE 4C 센서 교정을 수행하는 시설이 없어 미국에 있는 센서 제조사인 Sea-Bird electronic에 의뢰해야 하므로 센서 교정에 최소 2개월에서 4개월 정도 걸리기 때문에 교정 후 최소 1개월 이상이 지난 센서를 관측에 사용하거나, 관측 전 주기적인 센서 교정 없이 연속적으로 관측하는 때도 빈번하다. 본 연구에서는 관측 전·후 센서 교정이 어려운 경우 센서의 정상적인 작동 여부를 점검하는 방법, 1개월 이상 관측 할 경우 관측 전·후 센서 교정 상수를 이용한 관측값 보정, 관측 중 채취한 염분 시료 분석값을 이용한 염분 센서 보정 방법에 대해서 실제 관측자료와 함께 제시하였다.

유수지는 점착성 퇴적물이 도심으로부터 유입된 오염물질과 함께 흡착되어 침전되기 쉬운 환경이다. 축적된 오염퇴적물의 거동 및 확산을 평가하기 위해서는 퇴적물 안정도를 파악할 필요가 있다. 본 연구는 인천광역시에 위치한 용현 갯골(학익유수지)에서 유수지 내측(YH1)과 외측(YH2)의 퇴적물 시료를 획득하여, 퇴적물 안정도를 평가하고, 퇴적물의 물성과 중금속 농도를 분석하여, 공간적 차이를 규명하는 것을 목적으로 한다. 분석 결과, YH1 정점이 YH2 정점보다 중앙입도(YH1: 22.1 μm, YH2: 31.8 μm)가 더 세립하였으며, 유기물 함량(YH1: 10.1%, YH2: 5.1%)이 더 높았다. 퇴적물 침식률 실험 결과, YH1 정점이 YH2 정점보다 최초침식한계전단응력(YH1: 0.13 Pa, YH2: 0.19 Pa)이 더 낮고, 침식된 누적 퇴적물량(YH1: 121.3 g/m², YH2: 67.6 g/m²)이 더 높았다. YH1 정점은 인공섬의 영향으로 유속이 약하고, 인근 하수관으로부터 지속적인 유기물 유입으로 인해, 세립질 퇴적물의 압밀이 약화되어 퇴적물 안정도가 상대적으로 낮게 나타난 것으로 보인다. YH2 정점은 배수문 개방 시, 간헐적으로 발생하는 강한 유속에 의해 조립질 퇴적물이 더 우세하게 분포하여, 퇴적물 안정도가 높게 나타난 것으로 해석된다. 또한, YH1 정점은 YH2 정점에 비해 중금속 농도가 높았으며, 구리, 니켈, 아연은 각각 NOAA에서 제시한 Effect Range-Low 기준치 대비 약 1.5배, 1.1배, 2배 이상 초과하였다. 이는 YH1 정점의 퇴적물이 YH2 정점보다 점착성이 높아, 인근 도시 하수관으로부터 유입된 오염물질이 상대적으로 잘 흡착되며, 침식에 의해 외부로 쉽게 유출될 수 있음을 보여준다. 갯골에서 유입된 물질은 인근 항만의 해수 순환에 영향을 미칠 수 있으므로, 본 연구는 오염된 도심 유수지에서 퇴적물 안정도와 오염물질 특성에 대한 규명을 통해 오염퇴적물의 침식 기작 및 확산 가능성을 평가하였다.

연안습지는 육상과 해양을 연결하는 전이지대로서 철새를 포함한 다양한 조류의 핵심 서식지로 기능하지만, 매립·개발·기후변화로 급격히 감소하면서 바닷새 개체군의 국제적 감소가 우려되고 있다. 본 연구에서는 2016–2024년 동안 국내 주요 연안습지 35개소를 대상으로 바닷새의 군집 구조와 공간적 분포 특성을 분석하였다. 총 129종 579,635개체의 바닷새가 관찰되었으며, 종 수준에서는 민물도요(Calidris alpina, 20.60%) 및 괭이갈매기(Larus crassirostris, 15.43%), 분류군 수준에서는 도요·물떼새류(54.30%) 및 갈매기류(21.49%)가 우점하였다. 군집 지표 분석 결과, 전라남부 권역은 종수·다양도·균등도가 모두 높아 lognormal형 구조를 보였으나, 제주는 소수 종의 높은 우점으로 hollow-curve형 구조를 나타냈다. NMDS (Non-metric Multidimensional Scaling) 및 PERMANOVA (Permutational Multivariate Analysis of Variance) 분석에서는 바닷새 군집이 서해, 남해, 동해/제주로 뚜렷하게 분리되어, 지리적 거리보다는 권역별 서식지 특성이 군집 구조를 규정함이 확인되었다. 분류군별로는 서해안 갯벌에 도요·물떼새류, 남해안 담수·기수역에 수면성 오리류, 동해안에는 갈매기류 중심의 군집이 형성되었다. 또한 조사 지역의 71.43% (25개소)에서 국제적 중요 지역(Internationally Important Site, IIS) 기준을 충족하였으며, 총 36종(그 중 도요·물떼새류 22종)이 확인되어 국내 연안습지가 EAAF (East Asian–Australasian Flyway) 상에서 높은 생태적 중요성을 지니는 것으로 나타났다. 본 연구에서 확인된 공간적 군집 특성은 향후 권역·해역 수준의 바닷새 서식지 네트워크 보전 전략 수립 시 군집 및 서식지 단위 접근이 고려될 필요가 있음을 제안한다.

본 연구는 최근 수십 년간 기후변화에 따른 서남극 아문젠해의 해양 환경 변화와 빙붕 기저 융해의 변동성을 종합적으로 고찰하였다. 아문젠해는 깊은 해저 골 지형과 상시적인 아문젠해 저기압 등 특수한 지역적 조건으로 인해 환남극 심층수의 대륙붕 유입이 용이하며, 이로 인해 파인아일랜드 빙하와 쓰웨이트 빙하에서 전 지구적으로 가장 빠른 융해와 후퇴가 진행되고 있다. 아문젠해 수괴 구조는 남극 표층수, 겨울수, 변형된 환남극 심층수로 특징지어지며, 특히 환남극 심층수의 부피 및 수온·염분의 변동은 빙붕 기저 용해를 직접적으로 조절한다. 따라서 아문젠해 해양 변동 메커니즘에 대한 이해는 서남극 빙상의 불안정성 및 전 지구 해수면 상승 예측의 불확실성을 줄이기 위해 필수적이다. 그리고 이러한 변동성은 단순한 온난화 추세가 아니라, 대기-해양 상호작용, 해빙-바람 응력 컬(curl), 그리고 남반구 환형모드, 엘니뇨-남방진동과 같은 원격 기후 모드의 영향에 의해 크게 좌우된다. 그러므로 향후 장기 관측과 고해상도 결합 모델을 통한 정밀 분석이 요구되며, 이를 통해 원격 기후 모드와 인위적 강제력의 상호작용을 규명하는 연구가 필요하다. 본 연구는 아문젠해의 해양 변동성에 대한 문헌 고찰을 바탕으로 현 단계의 이해를 종합적으로 정리함으로써, 향후 남극 및 전 지구 기후변화 연구에 중요한 기초자료를 제공한다.

한국 해역에서의 해양 방사능 조사는 구소련(러시아)의 동해 핵폐기물 투기를 시작으로 핵실험 기원의 방사성 핵종, 원자력 발전소 방출, 그리고 2011년 후쿠시마 원전 사고 및 2023년 후쿠시마 오염수 방류에 이르기까지 다양한 요인에 의해 지속적으로 수행되어 왔다. 특히 후쿠시마 원전 사고 이후 방사성 세슘(Cs-134, 137)을 비롯한 다양한 방사성 핵종의 해양과 대기, 그리고 한반도 주변 해역으로의 직, 간접적 유입 및 다양한 경로를 통한 영향과 그 분포 변화에 대한 연구가 활발히 진행되었으며 해양 환경 및 생물에 미치는 영향에 대한 관심도 크게 증가하였다. 또한, 한반도 주변 해역에는 한국, 일본, 중국을 포함한 300기 이상의 원자력 발전소 건설이 계획되고 있어 북서태평양 해역의 핵안전성에 대한 국민적 관심이 높아지고 있으며 최근 일본 정부는 후쿠시마 오염수를 해양으로 여러 차례 방류하였고 향후 30년에 걸쳐 해양 방류할 계획이다. 이러한 오염수의 해양 방류는 국내외적으로 우려와 관심을 불러일으키고 있다. 최근에는 해수 뿐만 아니라 해양 퇴적물, 저서생물, 어류 등에 축적된 방사성 핵종의 장기적인 거동과 생물학적 농축, 생지화학적 순환 과정에 대한 연구가 확대되고 있다. 이러한 연구는 국민 건강 보호는 물론 해양 생태계의 안정성 확보와 연안 수산물의 방사능오염 안전 관리를 위한 필수적인 과학적 기반을 제공한다. 또한 해양 방사능은 단순한 환경 이슈를 넘어 국제적 협력과 정보 공유가 요구되는 중요한 분야로 실시간 감시 체계의 구축과 과학 기반의 조기 대응 시스템 마련이 시급하다. 본 논문에서는 후쿠시마 원전 사고 이후 국내해에서 수행된 해양환경 방사능 관련 연구 결과와 최근 연구 동향을 종합적으로 소개하고 해양방사능 신속탐지 체계 구축의 필요성 등 향후 지속 가능한 감시 및 대응 체계 구축을 위한 방향성을 제시하고자 한다.

국제해사기구(IMO)는 선박평형수를 통한 외래종 유입을 방지하기 위해 2004년 선박평형수관리협약을 채택하였고, 동 협약은 2017년에 발효하였다. 현재 국제해사기구는 협약 개정을 2026년까지 완료하고, 2028년부터 시행할 계획이다. 미국은 2008년 선박일반허가(VGP)를 통해 선박평형수 규제를 시작하였다. 2018년 선박부수배출법(Vessel Incidental Discharge Act, VIDA) 제정 이후 미국 환경보호청(EPA)은 2024년에 최종 규정을 발표하였고, 해당 규정은 같은 해에 발효되었다. 미국 해안경비대(USCG)는 이를 바탕으로 2026년까지 시행규칙을 확정하고, 2027년부터 본격 시행할 예정이다. 국제해사기구는 2017년부터 경험축적기(EBP)를 통해 수집한 선박평형수관리설비(BWMS) 운전자료를 분석하였다. 그 결과 조사 선박의 약 15%가 배출수 기준(D-2 기준)을 충족하지 못하였으며, 그 주요 원인은 장비의 유지관리 미흡, 성능 검증 부족, 선원 교육 미비 등이었다. 아울러 소독부산물(DBPs)에 대한 우려도 제기되어, 향후 협약 개정을 통해 이에 대한 관리 방안을 마련할 예정이다. 미국 또한 선박부수배출법을 통해 주마다 다른 배출수 기준을 국가 표준으로 통일하고, 장비 기술 발달에 따라 배출수 기준을 신속히 강화할 수 있는 체계를 구축하고자 한다. 본 논문은 이러한 국제적 동향과 제도 변화 추이를 분석하여, 정책 수립과 산업계 전략 마련에 기초자료를 제공하고, 선박평형수 관리의 실효성과 해양환경 보호에 대한 시사점을 도출하고자 한다.

현재 북극은 전 지구에서 가장 빠른 속도로 온난화가 진행되면서 해빙이 급속히 소멸하고 있으며, 이는 기후 시스템과 해양환경, 생태계 전반에 중대한 영향을 미치고 있다. 이러한 변화는 단순한 환경 문제가 아니라 기후변화, 수산자원, 북극항로, 자원개발, 국제 지정학 등과 밀접하게 연관된 복합적 이슈로서, 전 지구 기후 안정성에 직접적인 영향을 미친다. 본 종설 논문은 쇄빙연구선 아라온을 활용한 서북극해 장기 현장관측, 해양계류장비, 퇴적물 트랩, eDNA 분석, 위성자료, 모델링 등 다중자료를 기반으로 북극 온난화가 초래한 서북극해의 해양환경‧생태계 변화를 통합적으로 정리하였다. 연구를 통해 북극해의 대서양화가 서북극해 동시베리아까지 확장되었으며, 대서양수 확장이 해빙소멸을 가속화할수 있는 핵심 메커니즘임을 세계 최초로 확인하였다. 서북극해 식물플랑크톤은 규조류 중심에서 소형 편모조류 중심 구조로 전환되고 있었으며, 해빙하 대번성과 엽록소 최대층이 실제 일차 생산에 크게 기여함을 규명하였고, 해빙하 생태계가 북극해 탄소플럭스에 중요한 역할을 함을 제시하였다. 또한 조사해역에서 저산소‧고산성화 수괴 등 새로운 생지화학적 이상 현상을 세계 최초로 규명하였으며, 대서양수 유입‧담수화‧해빙 감소 변화가 복합적으로 작용하여 서북극해 산성화가 빠르게 심화되고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 북극해가 물리‧화학‧생태계가 동시에 변화하는 전환기에 있음을 보여주고 있다. 향후 연구는 북극해 장기 모니터링 체계의 고도화, 국제공동연구 강화, 데이터 상호운용성 확보를 통해 예측 기반을 확립하고, 2029년 건조 예정인 차세대 쇄빙연구선을 활용한 집중 탐사를 통해 지속가능한 북극해 관리와 기후변화 대응을 선도하는 과학적 기반을 마련할 것이다.

서남극 아문젠해는 지구상에서 가장 급격한 온난화가 진행되는 해역 중 하나로 남극에서도 빙붕이 가장 빠르게 녹고있는 동시에 생산성이 높은 연안으로 잘 알려져 있다. 하지만 오랜 기간 동안 접근의 어려움과 지리적 고립으로 인하여 연구의 사각지대에 놓여 있었다. 2000년대 초반 위성 데이터를 통하여 남극 연안에서 가장 일차생산이 높은 아문젠해 폴리냐의 존재가 밝혀진 후 국제적인 관심과 수 많은 탐사가 이어져 왔다. 특히 대한민국의 쇄빙연구선 아라온호는 2010년부터 다년간에 걸친 탐사를 수행하였다. 이 탐사를 통해 아문젠해의 식물플랑크톤 군집 분포, 생물량, 일차생산, 생리 특성이 밝혀졌으며, 계절적, 경년 변동 특성을 이해하는 데에 중요한 역할을 하였다. 아문젠해 식물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 해양의 물리, 화학적 환경 변화에 민감하게 반응하였고, 이러한 일차생산자의 변화는 생지화학 순환과 먹이망 구조에 직접적인 영향을 미쳤다. 이는 가속화되는 온난화 속에서 아문젠해의 생태계 변화와 탄소 순환 조절자로서 식물플랑크톤의 역할을 규명하기 위한 후속 연구의 중요성을 강조한다.