Changes in The Sensitive Chemical Parameters of the Seawater in EEZ, Yellow Sea during and after the Sand Mining Operation

Eight comprehensive oceanographic cruises on a squared $30{\times}30\;km$ area have been made to investigate the short and long-term impacts on the water qualities due to the sand mining operations at Exclusive Economic Zone (EEZ) in the central Yellow Sea from 2004 to 2007. The area was categorized to 'Sand Mining Zone', 'Potentially Affected Zone', and 'Reference Zone'. The investigation covered suspended solids, nutrients (nitrate, nitrite, ammonium, phosphate), and chlorophyll-a in seawater and several parameters such as water temperature, salinity, pH, and ORP. Additionally, several intensive water collections were made to trace the suspended solids and other parameters along the turbid water by sand mining activities. The comprehensive investigation showed that suspended solids, nitrate, chlorophyll-a and ORP be sensitively responding parameters of seawater by sand mining operations. The intensive collection of seawater near the sand mining operation revealed that each parameter show different distribution pattern: suspended solids showed an oval-shaped distribution of the north-south direction of 8 km wide and the east-west direction of 5 km wide at the surface and bottom layers. On the other hand, phosphate showed so narrow distribution not to traceable. Also ammonium showed a limited distribution, but its boundary was connected to the high nitrate and chlorophyll-a concentrations with high N/P ratios. From the last 4 years of the comprehensive and intensive investigations, we found that suspended solids, ammonium, nitrate, chlorophyll-a, and ORP revealed the sensitive parameters of water quality for tracing the sand mining operations in seawater. Especially suspended solids and ORP would be useful tracers for monitoring the water qualities of remote area like EEZ in Yellow Sea.

서해 EEZ 해역에서 바다모래 채굴에 민감한 해양수질인자들

서해 중부에 위치한 배타적경제수역(EEZ) 내에서 이루어지는 바다모래 채굴로 인한 해양수질의 장단기적 변화를 알아보기 위해 2004년부터 2007년까지 8회에 걸쳐 사방 약 30 km의 장방형 해역에 대한 광역적이고 종합적인 현장 조사를 수행하였다. 전체 대상 해역을 바다모래가 실제 채굴되는 구역과 잠재적인 영향 구역, 그리고 비교 구역으로 나누어 조사하였다. 조사항목은 pH, ORP, 수온, 염분 등과 같은 기본적인 항목과 함께 부유물질(SS), 영양염(질산염, 아질산염, 암모니움염, 인산염)과 엽록소-a에 대하여 분석하였다. 이러한 광역 정점 조사와 함께 바다모래가 채굴되는 선박에 근접하여 실제 부유물질 등이 확산되는 경로를 따라 표층, 중층, 저층에서 관측하는 집중 조사도 수행하였다. 광역 조사의 결과, 바다모래 채굴로 인하여 민감하게 영향을 받는 인자는 부유물질, 암모니움염, 질산염, 엽록소-a, ORP로 나타났다. 또한 채굴선박에 인접하여 발생한 현탁류를 따라 집중 조사한 결과, 주변해역의 평균농도보다 큰범위가 부유물질은 표층과 저층에서 남북방향으로 폭 8 km, 동서방향으로 폭 약 5 km를 가진 타원형 형태로 확산되었으며, 이에 비하여 인산염은 매우 좁은 범위 내에 한정되었다. 또한 암모니움염도 좁은 범위에 국한되었으나, 암모니움염의 확산방향에 연장하여 질산염의 높은 농도가 나타나고, 같은 위치에서 높은 N/P와 높은 엽록소-a 농도가 동반되었다. 지난 4년간의 광역조사와 집중조사를 통해 발견할 수 있었던 가장 중요한 사실은 바다모래 채굴의 영향을 일차적으로 민감하게 나타내는 수질인자는 부유물질, 암모니움염, 질산염 및 ORP이며, 이로 인한 이차적인 효과가 높은 N/P 비율과 높은 엽록소-a 로 감지되었다는 점이다. 이 중 부유물질과 ORP는 부이와 자동 측정장비를 사용하여 원거리에서 자료를 얻을 수 있으므로 바다모래 채굴 해역에 대한 지속적인 모니터링에 매우 유용한 수질인자가 될 수 있을 것으로 생각된다.