The Estimation of Environmental Capacity in the Southern Coastal Area of Cheju Island using an Ecosystem Model

생태계 모델을 이용한 제주도 남부연안해역의 환경용량 산정

The field surveys and the seawater analyses were conducted over the southern waters of Cheju island every month from July 1997 to June 1988. The distributions of dissolved inorganic nitrogen(DIN), dissolved inorganic phosphorus(DIP), chemical oxygen demand(COD) and dissolved oxygen(DO) in the southern water area of Cheju island were simulated and reproduced by an ecosystem model. In order to estimate the environmental capacity of the southern coastal area of Cheju island, the simulations for predicting the situation of unfavorable environment in which marine water quality might not be satisfied with Korean standards were performed with an ecosystem model by controlling quantitatively the pollution loads of discharge sources including streams flowing into the sea. The more the loads of 4 major pollution sources flowing into model region increase, the more evident appear the increases of COD, DIN and DIP concentrations around the water areas adjacent to pollution sources. In case the pollution loads of all 4 discharge sources including streams become 3 times as high as the present loads, the concentration of DIN at near-shore waters appears to be increased to about 14.5mmol/m³(=0.20mg/ℓ) which is the third class criterion of Korean standards for marine water quality. In case of 10 times as high as the present loads, COD at near-shore waters appears to be increased to about 1.0mg/ℓ which is the first class criterion of Korean standards. In case of 20 times as high as the present loads, DIP at near-shore waters appears to be increased to about 0.50mmol/m³(=0.015mg/ℓ) which is the second class criterion of Korean standards.

제주도 남부연안해역을 대상으로 1997년 7월부터 1598년 6월 까지 매월 현장 조사와 수질 분석을 실시하였고, 생태계 모델을 이용한 시뮬레이션을 통하여 용존무기질소(DIP), 화학적 산소 요구량(COD) 및 용존산소(DO)의 수층별 분포를 재현하였다. 그리고 제주도 남부연안해역의 환경용량을 산정하기 위하여 해역수질 환경기준을 만족하지 못하는 환경악화 상태를 예측하는 수질 시뮬레이션이 실시되었으며, 이러한 예측 시뮬레이션은 생태계 모델을 이용하여 모델 해역으로 유입하는 주요 하천의 오염부하를 정량적으로 조절하면서 실시되었다. 그 결과 모델 해역으로 유입하는 4개 오염원으로부터의 오염부하가 증가할수록 오염원에 인접한 주변 해역에서 DIN, DIP 및 COD의 농도가 더욱 증가하는 것으로 나타났다. 하천을 포함한 4개 오염원 모두로부터의 오염부하가 현재 부하의 3배에 해당하는 경우, 오염원에 인접한 해역에서의 DIN 농도가 해역수질 환경기준의 3등급 기준인 0.20mg/ℓ까지 증가하는 것으로 예측되었다. 또한 오염원 모두로부터의 오염부하가 현재 부하의 10배에 해당하는 경우, 오염원에 인접한 해역에서의 COD농도가 해역수질 환경기준의 1등급 기준인 1.0mg/ℓ까지 증가하는 것으로 예측되었다. 그리고 오염원 모두로부터의 오염부하가 현재 부하의 20배에 해당하는 경우, 오염원에 인접한 해역에서의 DIP 농도가 해역수질 환경기준의 2등급 기준인 0.015mg/ℓ까지 증가하는 것으로 예측되었다.