황도 갯벌 생태계 모니터링 연구용역

- 최종보고 (요약) -

2018. 10

황도 갯벌 생태계 모니터링 연구용역

과업의 개요

❍ 수행기관 : 충남연구원(서해안기후환경연구소)

❍ 용역기간 : 2018년 5월∼2018년 10월(6개월)

❍ 연구목적 : 황도 연륙교 건설(2011년12월)이 주변 갯벌 생태계에 미치는 영향에 대한 정량적 평가

❍ 연구내용

- 충남 태안군 안면읍 황도리에 위치한 황도 인근 갯벌 등 4개 정점에 대한 해양수질, 해저퇴적물, 해양생물 조사 수행(‘18. 5월, 7월 2회)

- 문헌조사 및 현장조사 결과 분석을 통한 연륙교 건설 전·후의 황도 해역환경 시·공간적 변화 분석

❍ 황도교 연혁(‘82년 황도 연도교 건설 → 갯벌 기능 상실(III구역) → ‘11년 황도 연륙교 건설)

	【황도 연륙교 개통 현황】
❍ 1982년 연도교(제방 형식) 설치(이전에는 풍어로 이용, 간조시 도보 왕복) - 황도 연륙교 개통 전(2011년 12월)까지 30년간 황도교 북쪽(IV구역)과 남쪽(III구역)의 해수를 막는 방조제 역할을 함 ❍ 황도교 주변의 건강했던 갯벌이 황도교 건설(방조제) 후 점차 펄이 쌓이면서 황도교 남측(III구역)에 죽뻘(죽은뻘)화가 진행되었음 - 주요 원인은 방조제 건설에 따른 조류흐름 감소, 뻘 퇴적, 영양염류 유입감소임 ❍ 이런 이유로 III구역에서는 패류(조개류)에서 지렁이류가 우점하는 오염된(갯벌 기능이 상실된) 저서 환경으로 변화되었고, 어업활동 지역에서 배제되고 있음 ❍ 2011년 12월 연륙교 건설 완공 후 원활한 해수유통에 의해 갯벌 내 모래함량이 증가하고, 바지락생산량이 증가하는 등 생산성 있는 갯벌로 변화가 진행되고 있음
<황도교 개통 전 연도교>			<황도 연륙교 개통 후 전경>

< 황도 주변 해역 조사 현황 및 공간 구분 >

황도

	【결론 요약】
❍ 연륙교 건설 후(‘11년 12월), 원활한 해수유통에 의한 갯벌로의 모래공급으로 갯벌 저서 환경(특히 죽뻘)이 개선되고 있는 것으로 나타남 - 특히 황도교 남측 갯벌환경이 빠르게 개선(뻘 함량이 줄어듬)되고 있으며, 황도교 주변 다른 지역도 갯벌의 모래 함유량이 서서히 높아지는 것으로 조사됨 -Ⅰ구역 : 56.9→86.5%, Ⅱ구역 : 73.7→81.1%, Ⅲ구역 : 10.7→44.5%, Ⅳ구역 : 43.7→69.4% - 이에 따라 저서 생태계의 개선이 진행되고 있음 ❍ 황도 연륙교 건설 전·후 패류(바지락) 생산량이 개선되고 있음 - 황도 패류 평균 생산량 : 133톤/년(사업 전) → 194톤/년(사업 후), 평균 61톤(46%) 증가 ❍ 황도 갯벌의 환경개선 현황에 대한 지속적인 정기 모니터링이 필요할 것으로 판단됨

황도 연륙교 건설 전·후 환경변화 비교

■ I구역(바지락 체험장 주변 갯벌)

❍ 갯벌 내 모래함량이 대폭 늘어남(바지락 생장환경 개선)

- 연륙교 건설 전(‘10년, 56.9%) → 건설 후(’18년, 86.5%)

■ II구역(바지락 양식장 주변 갯벌)

❍ 갯벌 내 모래함량이 소폭 늘어남(바지락 생장환경 개선)

- 연륙교 건설 전(‘10년, 73.7%) → 건설 후(’18년, 81.1%)

❍ 갯벌 내 저서생물의 출현종수, 서식밀도, 생체량이 연륙교 개통후 지속적으로 늘어남

■ III구역(연륙교 남쪽 갯벌) - 연륙교 영향을 가장 크게 받은 지역

❍ 연륙교 건설 전 연육돌제로 막혀 있어 조류 흐름 저하, 뻘 침전 등에 의해 죽뻘(죽은 뻘)화 되었음(바지락이 사라지고 지렁이류가 우점)

❍ 연륙교 개통 후 갯벌 내 모래 함량 대폭 증가

- 연륙교 건설 전(‘10년, 10.7%) → 건설 후(’18년, 44.5%)

- 바지락이 서식할 수 있는 퇴적상으로 회복 중

■ IV구역(연륙교 북쪽 갯벌)

❍ 갯벌 내 모래함량이 소폭 늘어남(바지락 생장환경 개선)

- 연륙교 건설 전(‘10년, 43.7%) → 건설 후(’18년, 69.4%)

■ 종합평가

❍ 황도 연륙교 개통에 따른 황도 주변 갯벌의 생산성 향상 효과가 매우 크게 나타나고 있음

❍ 황도 연륙교 건설 전·후 패류(바지락) 생산량을 살펴보면, 건설 전(‘09년∼‘11년) 패류 평균 생산량은 133톤/년으로 건설 후(‘12년∼‘17년) 패류 평균 생산량은 194톤/년으로 61톤/년 증가한 것으로 나타남

❍ 바지락 밀집도 분석결과 모래 함량이 60~70% 이상일 경우 밀집도가 우세한 것으로 조사됨. 현재 연륙교 개통 후 황도주변 모든 갯벌에서 갯벌 내 모래함량이 지속적으로 늘어나고 있음

- 해수순환 단절로 죽뻘화 된 III구역 갯벌의 경우, 퇴적상이 빠르게 회복중임

- III구역 갯벌은 향후 5~7년 이후에는 주변 갯벌과 유사한 수준으로의 회복이 예상되며, 이에 따른 바지락의 서식지 확대가 기대됨

< 황도 주변 갯벌 퇴적물, 생태계 변화, 바지락 생산량 변동 현황 >

결론 및 향후 계획

■ 결론

❍ 황도 연도교 건설(1982년)은 해수를 막는 방조제 역할을 함으로써 방조제 주변 갯벌로의 영양염류 유입 감소, 퇴적성 변화(죽뻘화), 저서생태계 악화가 유발됨

❍ 특히, 바지락 등 상업패류는 모래 함량이 70%이상인 모래펄갯벌에서 서식하나 뻘이 많아진 갯벌에는 패류가 살 수 없는 환경으로 변화됨(지렁이류만 우점)

❍ 연륙교 건설(‘11년 12월) 후에는 원활한 해수유통에 의한 모래공급이 확대되어 황도 주변 갯벌환경이 개선되고 있는 것으로 나타남

- 연륙교 개통 후 황도리 바지락 생산량이 연평균 61톤(46%) 증가함

❍ 현재 바지락이 생산되고 있지 않는 III구역 갯벌의 경우, 퇴적상이 빠르게 회복중임(모래함량 ‘10년 10.7%→ ’18년 49.6%)

- 향후 5∼7년 후에는 바지락 서식이 가능한 저서환경이 조성 될 것으로 예상됨

■ 향후계획

❍ 황도교 개통에 따른 갯벌생태 복원사업의 효과가 나타난 만큼, 황도 갯벌 생태환경에 대한 현장 모니터링의 지속 실시가 필요

- 갯벌생태계의 회복현황 및 바지락 생장환경 조성 가능 여부를 정량적으로 예측/판단 가능

❍ 향후 III구역 갯벌에 대한 바지락 종패 살포를 통한 실제 갯벌 생산구역 확대로 지역주민의 소득향상이 기대됨

붙임 1		2018년 5월, 7월 주변 갯벌 환경조사 결과

【1】해수수질 분석 결과

❍ 2018년 황도 주변 해수 상태(수질평가지수, WQI)를 살펴보면, 5월 조사정점(I구역∼IV구역)에서는 2등급(좋음) ~ 4등급(나쁨), 7월에는 3등급(보통)~5등급(아주 나쁨)을 보임

❍ 공간적으로는 5월에는 III구역과 IV구역에서, 7월에는 I구역과 II구역에서 상대적으로 수질이 나빠진 것으로 나타남

❍ 하계(7월)의 수질악화는 여름철 수온상승에 의한 Chl-a 증식, 저층 용존산소(DO) 감소 등의 영향을 받은 것으로 판단됨

⇨ 특히, 7월에는 강우량 증가에 따른 부남호에서의 방류는 황도 주변 해양수질에 일부 영향을 주었음

❍ 해수 내 미량금속(중금속)은 계절(5월, 7월) 및 공간적(4개 조사정점)으로 해양생태계 보호기준 이하 수준으로 분포하여, 전반적으로 양호한 수준을 보임

해양수질등급:

1등급(매우 좋음), 2등급(좋음), 3등급(보통), 4등급(나쁨), 5등급(매우나쁨)

< 황도 주변 해역 수질 조사·분석 결과 >

【2】해저퇴적물 분석 결과

❍ 바지락 체험장(I구역), 바지락 양식장(II구역), 연륙교 북쪽(IV구역)에서는 모래(자갈 포함) 함량(63.8%∼87.5%)이 펄(실트 포함) 함량(12.5%∼36.2%)보다 높은 편이나 연륙교 남쪽(III구역)에서는 펄 함량(50.4%∼60.6%)이 모래함량(39.4%∼49.6%)보다 높게 조사되었음

❍ 퇴적물 내 유기물 오염지수인 화학적산소요구량(COD: 20mg/g 기준치)은 2.16∼7.96mg/g, 강열감량(IL)은 2.22∼4.33%, 산휘발성황화물(AVS: 0.2mg/g 기준치)은 0∼0.01mg/g로 조사 정점에서 모두 기준치 이하로 조사되어 해저퇴적물 내 유기물 오염은 양호한 상태로 판단되었음

❍ 퇴적물 내 C/N비(10이상인 경우 육상기인 유기물로 판단)는 춘계(5월: 10.5∼18.1) 및 하계(7월: 15.2∼22.2)에 전체적으로 10 이상의 값을 보여 퇴적물 내 유기물이 육상유래 기여도가 높은 것으로 나타남

❍ 퇴적물 내 유기물의 양적인 면(농도)에서 오염도는 양호하나 질적인 면(유기물 기원)에서는 육상유래 유기물의 기여가 높아 주변 육상 오염원의 영향을 받고 있음

❍ 퇴적물 내 중금속 분포 결과는 대부분 중금속에서 국내외 기준(주의기준)을 하회하는 것으로 분석되었으나, 부남호의 방류에 따른 영향 가능성이 있음

유기물(COD, IL, AVS)은 퇴적물 조사 및 정화·복원 규정(2013)과 퇴적물 내 중금속 기준은 해양환경기준(2011) 적용
< 황도 주변 퇴적물 조사·분석 결과 >

【3】해양생물 분석 결과

❍ 대형저서동물의 조사결과 출현종수는 5월(27종)이 7월(20종)보다 많았으며, 서식밀도와 생체량은 일부 종(환형동물과 연체동물)에서 시기적인 변동 폭을 보임. 생물다양성은 5월과 7월에서 비슷한 경향을 보임

⇨ 서식밀도에서는 환형동물이, 생체량에서는 연체동물의 기여가 큼

❍ 대형저서동물의 군집분포를 보면 크게 두 집단(A, B)으로 구분이 됨. A 집단(III구역)과 B집단(I, II, IV구역)으로 나뉨.

❍ 2018년 조사결과를 보면 III구역에서 출현종수, 서식밀도, 생체량이 다른 구역(I, II, IV구역)에 비해 상대적으로 낮은 결과를 보여주고 있음

- III구역에도 패류(연체동물)가 서식하나 바지락 등 상업패류의 비중은 낮음

■ 대형저서동물조사 결과: 환형동물과 연체동물이 저서동물 조성에 큰 기여

☞ 대형저서동물인 경우 환형동물과 연체동물이 모든 항목(출현종수, 서식밀도, 생체량 등)에서 큰 기여를 하고 있음

❍ 패류 자원(바지락) 조성 조사결과, III구역에서만 바지락이 생존하지 않았음

- 기타 지역에서는 바지락이 우점하는 분포특성이 나타나며, 서식밀도(5월:118개체 > 7월: 89개체), 비만도(5월: 0.79 > 7월: 0.71), 각장(5월: 34.12mm > 7월: 29.95mm), 전중량(5월: 8.03g > 7월: 6.50g) 모두 7월보다 5월에서 높게 나타남

⇨ 갯벌 퇴적상 복원이 III구역에서 지속적으로 진행되면, 바지락 서식이 가능할 것으로 판단됨

❍ 연륙교 건설 후 해수 흐름 복원은 바지락 생장환경에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단됨

■ 패류자원(바지락) 조사 결과: 바지락은 하계(7월)보다 춘계(5월)에 높은 값을 보임

< 황도 주변 해양생물 조사·결과 >

☞ 패류자원(바지락)조사에서는 III 구역(바지락 없음)을 제외한 I, II, IV구역에서 공간적·계절적 일부 차이를 보였으며 이는 바지락의 생리·생태적 특성(산란, 먹이활동 등)에 의한 결과로 판단됨

붙임 2		해양환경 기준

□ 해양환경 기준(해양환경관리법 제8조, 2011.12)

□ 해수수질

● 생활환경 기준

항목	수소이온농도 (pH)	총대장균군 (총대장균군수/100mL)	용매추출유분 (㎎/L)
기준	6.5-8.5	1,000 이하	0.01 이하

● 생태기반 해수수질 기준

등급	수질평가 지수값(Water Quality Index)
Ⅰ(매우좋음)	23 이하
Ⅱ(좋음)	24 - 33
Ⅲ(보통)	34 - 46
Ⅳ(나쁨)	47 - 59
Ⅴ(아주나쁨)	60 이상

- 수질평가지수(수질평가지수 항목별 점수를 이용하여 계산)

수질평가지수(WQI, Water Quality Index)

= 10 × [ 저층산소포화도(DO)] + 6 × [(식물플랑크톤 농도(Chl-a) + 투명도(SD))/2] + 4 × [(용존무기질소 농도(DIN) + 용존무기인 농도(DIP))/2]

● 해양생태계 보호 기준

(단위 : μg/L)

중금속류	구리	납	아연	비소	카드뮴	크롬 (6가)	수은	니켈
단기기준*	3.0	7.6	34	9.4	19	200	1.8	11
장기기준**	1.2	1.6	11	3.4	2.2	2.8	1.0	1.8

* : 단기기준 : 1회성 관측값과 비교 적용

** : 연간평균값 (최소 사계절 조사 자료)과 비교 적용

□ 해저퇴적물

해양환경기준	As	Cd	Cr	Cu	Hg	Ni	Pb	Zn
주의기준 (TEL)	14.5	0.75	116	20.6	0.11	47.2	44.0	68.4
관리기준 (PEL)	75.5	2.72	181	64.4	0.62	80.5	119	157

(1) 주의기준 (Threshold Effects Level, TEL): 부정적인 생태 영향이 거의 없을 것으로 예측되는 농도

(2) 관리기준 (Probable Effects Level, PEL): 부정적인 생태영향이 발현될 개연성이 매우 높은 농도

□ 환경부 해역 생활환경 수질 기준(환경부, 2000.8)

(1) 생활환경
등급	기준
	수소이온 농도 (pH)	화학적산소요구량 (COD) (㎎/L)	용존 산소량 (DO) (㎎/L)	총대장균군 (총대장균군수/100mL)	용매추출유분 (㎎/L)	총질소 (㎎/L)	총인 (㎎/L)
Ⅰ	7.8-8.3	1 이하	7.5 이상	1,000 이하	0.01 이하	0.3 이하	0.03 이하
Ⅱ	6.5-8.5	2 이하	5 이상	1,000 이하	0.01 이하	0.6 이하	0.05 이하
Ⅲ	6.5-8.5	4 이하	2 이상			1.0 이하	0.09 이하

비고

1. 등급Ⅰ은 참돔·방어 및 미역 등 수산생물의 서식·양식 및 해수욕에 적합한 수질을 말한다.

2. 등급Ⅱ는 해양에서의 관광 및 여가선용과 숭어 및 김 등 등급Ⅰ의 해역에서 서식·양식에 적합한 수산생물 외의 수산생물의 서식·양식에 적합한 수질을 말한다.

3. 등급Ⅲ은 공업용 냉각수, 선박의 정박 등 기타 용도로 이용되는 수질을 말한다.

참고		해양환경 용어집

용어	정의
용존산소 (DO, Dissolved oxygen)	물속에 녹아 있는 산소의 양 (DO값이 2㎎/L이하이면 빈산소상태임)
강열감량 (IL, ignition loss)	강열(550℃)에 의해 퇴적물에 포함된 휘발성분(유기물)이 제거되어 시료질량에 대한 백분율 (유기물 오염도의 지표)
AVS (Acid Volatile Sulfide 산휘발성황화물)	퇴적물 내에 존재하는 황화물의 양 (값이 높으면 퇴적물 내 산소가 적은 상태를 말함)
TOC (Total organic carbon 총 유기탄소)	대상에 함유된 유기물을 구성하는 탄소의 총량 (수중 유기물 오염도를 나타내는 지표)
COD (Chemical oxygen demand 화학적산소요구량)	대상을 화학적으로 산화시키는 데에 필요한 산소의 양 (수중 유기물 오염도를 나타내는 지표)
클로로필 a (Chl-a)	세균을 제외한 모든 광합성 생물에 존재하며, 특히 수계환경 내의 식물플랑크톤 세포에서 가장 보편적이고 많이 분포함 (수중 유기물 오염도를 나타내는 지표)
C/N 비 (Total Organic Carbon/Total Nitrogen 비)	총유기탄소 대 총질소의 비율을 말함. 일반적으로 육상유래유기물은 10이상의 C/N비를 나타냄 (유기물의 기원 해석에 사용하는 지표)
환형동물	후생동물의 한문으로 좌우 대칭, 열체강성의 진체강이 있는 선구동물 (갯지렁류:마모류, 지렁이류: 빈모류, 거머리류: 질류)
연체동물	동물계에서 절지동물문 다음으로 많은 종을 포함하는 동물문 (패류, 굴류, 고둥, 오징어, 문어 등이 포함됨)
절지동물	등뼈가 없는 무척추동물 중 몸이 딱딱한 외골격으로 싸여 있으며, 몸과 다리에 마디가 있는 동물무리 (게, 새우류 등 갑각류가 포함됨)