Water quality management by bio-purification of bivalve, Mytilus galloprovincialis, in Masan Bay

이매패의 생물정화 기작을 이용한 마산만의 수질개선방안

Masan Bay is a representative semi-closed bay acted as a sedimentation reservoir with a slow current velocity and a poor water circulation in Korea. The pollutants from terrestrial sources into the Masan Bay have apparently environmental pollution problems, such as eutrophication, red tied, and hypoxia. In this study, An ecological modeling work was performed to estimate the material circulation including the growth of bivalve in ecosystem. Furthermore, the effect of water purification was calculated by filter feeding bivalve to particulate organic matter just like COD and phytoplankton. And Water quality management strategy by bio-purification of bivalve is derived through selection of location, quantification of bivalve aquaculture farm. The results showed that the optimum location for bivalve farming is where phytoplankton accumulation by physical processes is maximized and the optimum density and area of bivalve are 35 individuals $m^{-3}$ and ca. 500 hectare, respectively. When assuming conditions for the optimum growth of bivalve, COD could decrease by up to 18% even without other reduction of pollution loads.

마산만은 한국의 대표적인 반 폐쇄성 내만으로 유속이 느리며, 해수의 순환이 제한되어 입자물질의 침강이 주로 일어나고 있다. 특히, 육상기원 오염물질 유입은 환경오염문제를 일으켜, 부영양화, 적조, 저층 빈산소 현상 등의 문제가 빈번히 발생하고 있다. 본 연구에서는 생태계 모델을 이용하여, 이매패류를 포함하는 생태계 시스템에서 물질순환 과정의 계산을 수행하였으며, 여과식자인 이매패류에 의한 COD와 식물플랑크톤 같은 입자유기물질의 제거 효과도 계산하였다. 또한, 이매패류 양식장의 입식위치와 입식량을 산정하여, 생물학적 수질관리에 적용하고자 하였다. 모델결과에서, 최적 입식위치는 해양 물리적 과정을 참고로 하여 식물플랑크톤의 집적이 일어나는 곳을 선정하였으며, 최적 입식밀도는 35 개체/$m^{-3}$였고, 최적 입식 면적은 약 500 ha로 나타났다. 이매패류가 최적의 성장을 보인다고 가정하면, 육상부하의 삭감에 관한 노력 없이도 수중의 COD 농도의 18%의 개선효과가 나타났다.