Statistical Analysis on the Quality of Surface Water in Jinhae Bay during Winter and Spring

(1)

Article

Vol. 33(3):291-301

http://dx.doi.org/10.4217/OPR.2011.33.3.291 Ocean and Polar Research September 2011

동계와 춘계 진해만 표층수질에 대한 통계분석

김동선^1*·최현우²·김경희¹·정진현¹·백승호³·김영옥³

1

한국해양연구원 기후·연안재해연구부

2

한국해양연구원 해양자료정보사업단 (426-744) 경기도 안산시 상록구 해안로 787

3

한국해양연구원 남해분원

(656-830) 경상남도 거제시 장목면 장목1길 41

Statistical Analysis on the Quality of Surface Water in Jinhae Bay during Winter and Spring

Dongseon Kim

^1*

, Hyun-Woo Choi

²

, Kyung Hee Kim

¹

, Jin Hyun Jeong

¹

, Seung Ho Baek

³

, and Yong-Ok Kim

³

1

Climate Change & Coastal Disaster Research Department, KORDI

2

Ocean Data and Information Unit, KORDI Ansan P.O. Box 29, Seoul 425-600, Korea

3

South Sea Branch, KORDI Geoje 656-830, Korea

Abstract : To investigate major factors controlling variations in water quality, principal component analysis and cluster analysis were used to analyze data sets of 12 parameters measured at 23 sampling stations of Jinhae Bay during winter and spring. Principal component analysis extracted three major factors controlling variations of water quality during winter and spring. In winter, major factors included freshwater input, polluted material input, and biological activity. Whereas in spring they were polluted material input, freshwater input, and suspended material input. The most distinct difference in the controlling factors between winter and spring was that the freshwater input was more important than the polluted material input in winter, but the polluted material input was more important than the freshwater input in spring. Cluster analysis grouped 23 sampling stations into four clusters in winter and five clusters in spring respectively. In winter, the four clusters were A (station 5), B (stations 1, 2), C (station 4), and D (the remaining stations). In spring, the five clusters included A (station 5), B (station 1), C (station 3), D (station 6), and E (the remaining stations). Intensive management of the water quality of Masan and Hangam bays could improve the water quality of Jinhae Bay since the polluted materials were mainly introduced into Jinhae Bay through Masan and Hangam bays.

Key words : water quality, principal component analysis, cluster analysis, winter, spring, Jinhae Bay

*Corresponding author. E-mail : [email protected]

(2)

1. 서 론

연안해역의수질은사람들의건강과해양생태계에직접 적인영향을미치기때문에지난수십년동안지대한관 심거리가되어왔다

.

^인구가^증가하고^산업이^{발전하면서}

생활하수와산업폐기물과 같은 오염물질들이연안해역으 로유입되는양이점차증가하고있다

.

^최근^{연안해역에서}

양식장

,

^항만

,

^휴양지^개발과^같은 ^인간^활동이^증가하면

서수질은더악화되어가고이에따라해양생태계도점차 황폐화되어가고있다

.

^따라서^연안^{해역에서의}^오염을 ^방

지하고수질을유지하기위해서는현재 수질상태를이해 하고수질의시·공간변화를 파악하기위한수질 모니터 링프로그램이필요하다

(Dixon and Chriwell 1966; Singh

et al. 2004).

^미국과^{유럽에서는}^이미 ^{오래전부터}^다양한

수질모니터링프로그램을 개발하여지속적으로수질 모 니터링을수행하고있다

(Stambuk-Giljanovic 1999; Pesce and Wunderlin 2000; Giordani et al. 2009; Williams et

al. 2009).

^최근^{연구자들이}^연안해역^수질의^{시·공간변화}

특성을 파악하기 위해 주성분분석

(principal component analysis),

^군집분석

(cluster analysis)

^과^같은^{통계분석을}^많

이 이용하고 있다

(Singh et al. 2004; Shrestha and Kazama 2007; Wu and Wang 2007; Zho et al. 2007; Wu

et al. 2010).

^{주성분분석은}^수질에^영향을^미치는^주요^요

인들을찾아내서오염문제를해결할수있는수질관리대 책을 마련하는데 많이 이용된다

(Shrestha and Kazama

2007).

^또한

,

^{군집분석은}^비슷한^특성을^지닌^그룹들을^하

나의군집으로묶어서복잡한공간변화를단순화시키는데 주로이용된다

(Wu and Wang 2007).

마산만은창원시

(

^구^마산시

,

^창원시

,

^진해시

)

^로^둘러^쌓

여있고수천개의산업공장이있는자유무역단지가마산 만주위에존재하고있다

. 1960

^년대^이후

,

^매일

97,990

^톤

의생활하수와

76,130

^톤의 ^{산업폐수가}^아무런^처리도^받

지않고한천을통해마산만으로유입되고있다

(Lee and

Min 1990).

^따라서^마산만은^{우리나라에서} ^오염이^가장

심한해역으로알려져있다

;

^매년^여름이면^적조가^발생하

여물고기들이폐사하고저층에서는산소농도가

2 mg l

⁻¹

이하의저산소상태가발생하여저서생물이서식할수없 는환경이된다

(Lim et al. 2006; Lee and Kim 2008).

^마

산만 오염을방지하고 수질을 개선하기 위해서 하루에

280,000

^톤의^하수를^처리할^수^있는 ^규모의 ^마산^하수종

말처리장이

1993

^년에^{건설되었고}

2003

^년에는^{하수처리능}

력이

500,000

^톤으로^{증가하였다}

(Jang et al. 2011).

^또한

,

하루에

60,000

^톤의^하수를^처리할^수^있는^규모의^진해

하수종말처리장이

2001

^년에^{건설되었다}

.

^하지만^마산만

수질은하수종말처리장이건설된이후도크게개선되지 않고주변해역에비해상대적으로악화되어있다

(

^임^등

2007; Jang et al. 2011).

^{지금까지는}^{진해만에서}^수질연구

는오염이심한마산만을중심으로상당히많이수행되었 다

(Lee and Min 1990;

^이^등

1996;

^조와^채

1998;

^조와

채

1999;

^강 ^등

2000;

^조 ^등

2000;

^조 ^등

2002;

^조 ^등

2004; Lim et al. 2006;

^임^등

2007; Lee and Kim 2008;

Jang et al. 2011).

^이들^연구들은^주로^마산만^{오염부하량}

특성파악

,

^마산만^{준설사업과}^{하수종말처리장}^건설에^따

른수질변화

,

^{진해만에서}^장기^{모니터링을}^통한^수질변화

등에집중되었다

.

^하지만^{진해만에서}^{주성분분석이나}^군

집분석과같은 통계분석을통한수질연구는 아직까지수 행되지않았다

.

^따라서^본^{연구에서는}^겨울과^봄에^진해만

표층해수에서얻은수질자료에대하여주성분분석과군집 분석을수행하여진해만에서수질에영향을미치는주요 요인들을파악하고해역별분포특성을파악하고자한다

. 2. 연구 방법

시료채집및 분석방법

겨울조사는

2010

^년

2

^월

8

^일과

9

^일^이틀^동안^수행되었

고봄조사는

2010

^년

5

^월

5

^일과

6

^일^이틀^동안^수행되었

다

.

^연구^해역은^진해만^{전체해역으로}^총^{조사점점은}

23

개이고마산만에

4

^개

,

^행암만에

2

^개

,

^진동만에

3

^개

,

^고현

만에

3

^개^정점이^포함되어^있다

(Fig. 1).

^각^{조사정점에서}

니스킨

(Niskin)

^채수기를^이용하여^{표층해수를}^채집하였

다

.

^수온과 ^염분은 ^다항목 ^{수질측정기}

(Water Quality Sondes; Hydrolab MS5)

^를^이용하여^현장에서^{측정하였다}

.

Fig. 1. Study area and sampling stations in Jinhae Bay

(3)

Statistical Analysis on the Surface Water Quality 293

해수

1000 ml

^를

0.7

^µ

m Whatman GF/F

^여과지로 ^거른

후

,

^여과된^해수는^영양염과^{용존유기탄소}^분석을^위해^두

개로나누었으며

,

^영양염^분석용^해수는

HgCl

2를넣어냉 장보관하였고용존유기탄소분석용 해수는냉동보관하였

다

. GF/F

^여과지는^부유물질

,

^엽록소

,

^{입자태유기탄소}^분

석을위해냉동하였다

.

^영양염^분석은^시료를^실험실로^운

반하여

5

^일 ^이내에 ^{수행하였다}

.

^{용존산소는} ^현장에서

manganese chloride

^와

alkaline-iodide

^용액을^시료병에^넣

어고정한후에실험실로 운반하여

3

^일^이내에

Winkler

역적정법

(back-titration)

^을 ^이용하여^{측정하였다}

.

암모니아

,

^질산염

+

^아질산염

(

^이후로^{질산염이라}^줄여서

명함

),

^인산염

,

^규산염 ^농도는 ^{자동이온분석기}

(Proxima,

Alliance)

^를^이용하여^{측정하였으며}

,

^각각의^측정값은^표

준해수시료

(SRM)

^를^이용하여^{검정하였다}

.

^두^번^이상^분

석을통하여얻은질산염

,

^인산염

,

^규산염의^정밀도는

5%

이내였다

.

^엽록소 ^농도는

90%

^아세톤

10 ml

^로

24

^시간

동안 추출한 후에

Turner-designed fluorometer(Turner

BioSystems, USA)

^를^이용하여^{측정하였다}

.

^{입자태유기탄}

소

(particulate organic carbon)

^농도는

GF/F

^여과지

(

^사용

전에

550

^o

C

^에서

5

^시간^태움

)

^를^염산^원액이^들어있는^데

시케이터에

24

^시간^동안^넣어^무기탄소

(inorganic carbon)

을제거한후에

, CNS

^분석기

(EA1110, CE Instrument)

^를

이용하여 분석하였다

.

^{용존유기탄소}

(dissolved organic carbon)

^농도는 ^{지오시스템리서치}

(

^주

)

^에서

HTCO(high- temperature catalytic oxidation)/NDIR(non-dispersive infrared gas analysis)

^의^방법으로^{총유기탄소분석기}

(TOC-5000A, SHIMADZU)

. pH

^는

30 ml

^해수

에

0.01 ml m-cresol purple

^를^넣어^발색한^후에

,

^분광분석

기

(spectrophotometer)

(Dickson et al. 2007).

통계분석

진해만의수질자료에대한주성분분석을수행하기 전 각수질항목의단위와값의차원

(order)

^이^상이하여^평균

과표준편차를이용한표준화를각각수행하였다

.

^주성분

분석시요인수는하나의요인이변수한개이상의분산 을설명할수있는고유치

(eignvalue)

^가

1

^이상을 ^기준으

로결정하고

,

^각^요인에^해당되는^변수를^설명하는^요인부

하량

(loaging factor)

^를^각각^{산출하였다}

.

^또한

,

^변수와^요

인과의관계를명확히파악하기위해직각회전방식중

하나인

Varimax

^회전법을^{적용하였다}

.

^{군집분석은}^가까운

개체들끼리묶어감으로써군집을만드는병합적방법에 의한계층적군집화

(Agglomerative Hierachical Clustering)

방법을 사용하여 수행하였다

.

^군집화를 ^위한 ^비유사도

(dissimilarity)

^는^{유클리디안}^거리

(Euclidean distance)

^척

도를 이용하였고

,

^병합적 ^{방법으로는} ^{평균연결법인}

unweighted pair-group average linkage

^를 ^{사용하였다}

.

^주

성분분석과군집분석을위한제반통계처리는

XLSTAT 2010(AddinSoft

^TM

)

^{프로그램을}^{이용하였다}

.

3. 결 과

겨울철표층수질의공간분포

암모니아는마산만에서

12

^µ

mol l

⁻¹^이상의^매우 ^높은

농도를 나타냈고 마산만 앞에 위치한 정점

7

^에서도

12.1

^µ

mol l

⁻¹^의^높은^농도를^보였으며

,

^그^외^{해역에서는}

3.0

^µ

mol l

⁻¹^이하의^비교적^낮은^농도를^나타냈다

(Fig. 2).

질산염은행암만안쪽정점

(

^정점

5)

^에서만

15.3

^µ

mol l

⁻¹^의

최고농도를보였고다른해역에서는

2.2

^µ

mol l

⁻¹^이하의

낮은농도를나타냈다

(Fig. 2).

^암모니아

,

^질산염

,

^아질산

염을 합한 용존무기질소

(dissolved inorganic nitrogen)

^는

암모니아와매우유사한분포형태를나타냈다

.

^인산염은

하수종말처리장에인접한 정점

(

^정점

4)

^에서

1.2

^µ

mol l

⁻¹

의 최고 농도를 보였고 행암만 안쪽정점

(

^정점

5)

^에도

0.77

^µ

mol l

⁻¹^의^높은^농도를^{나타냈으며}

,

^다른^해역에서

는

0.11~0.37

^µ

mol l

⁻¹^의^{농도범위로}^해역에^따라 ^큰^차

이를보이지않았다

(Fig. 2).

^규산염은^행암만^안쪽정점

에서

16.7

^µ

mol l

⁻¹^의^최고 ^농도를^보였고^고성^인근 ^정

점

(

^정점

14)

^에서

9.4

^µ

mol l

⁻¹^의 ^높은 ^농도를 ^나타냈으

며

,

^다른^{해역에서는}

2.9~7.5

^µ

mol l

⁻¹^의^{농도범위로} ^인

산염과 마찬가지로해역에 따라 큰 차이를 보이지않았 다

(Fig. 2).

엽록소는마산만입구정점

(

^정점

3)

^에서

8.3

^µ

g l

⁻¹^의^최

고농도를나타냈으며

,

^{용존무기질소와}^유사한^분포를^나

타냈다

(Fig. 2).

^{입자태유기탄소는}^마산만^안쪽정점

(

^정점

1)

^에서

0.62 mg l

⁻¹^의^최고^농도를^보였고^마산만과^행암

만에서

0.40 mg l

⁻¹^이상의^높은 ^농도를^나타낸^반면

,

^다

른해역에서는

0.20 mg l

⁻¹^내외의^낮은^농도를^나타냈다

(Fig. 2).

^{용존유기탄소는}^행암만^{안쪽정점에서}

1.6 mg l

⁻¹

의최고농도를보였고다른해역에서는

0.88~1.2 mg l

⁻¹

의농도범위로해역에따라큰차이를보이지않았다

(Fig.

2).

^{입자태유기탄소와} ^{용존유기탄소를} ^합한^{총유기탄소}

(total organic carbon)

^는 ^마산만

,

^행암만

,

^{고현만에서}

1.4 mg l

⁻¹^이상의^높은^농도를^나타냈다

.

^{부유물질은}^행암

만안쪽정점

(

^정점

5)

^에서

23.8 mg l

⁻¹^의^매우^높은^농도를

나타냈고다른해역에서는

2.0~7.5 mg l

⁻¹^의^{농도범위로}

해역에따라큰차이를보이지않았다

(Fig. 2).

^{용존산소는}

행암만바깥정점

(

^정점

6)

^에서

12.2 mg l

⁻¹^의^최고^농도를

보였고마산만안쪽정점

(

^정점

1)

^에서

10.3 mg l

⁻¹^의^최저

농도를나타냈으며

,

^해역에^따라^특별한^차이를^보이지^않

았다

. pH

^는

8.15~8.33

^의^범위를^{나타냈으며}

,

^해역에 ^따라

특별한차이를보이지 않았다

(Fig. 2).

(4)

Fig. 2. Surface distribution of ammonia, nitrate, phosphate, silicate, chlorophyll-a (Chl- a ), particulate organic carbon

(POC), dissolved organic carbon (DOC), total organic carbon (TOC), suspended solid (SS), dissolved oxygen

(DO), and pH in the surface waters of Jinhae Bay during winter

(5)

Statistical Analysis on the Surface Water Quality 295

Fig. 3. Surface distribution of ammonia, nitrate, phosphate, silicate, chlorophyll- a (Chl- a ), particulate organic carbon

(POC), dissolved organic carbon (DOC), total organic carbon (TOC), suspended solid (SS), dissolved oxygen

(DO), and pH in the surface waters of Jinhae Bay during spring

(6)

봄철표층수질의 공간분포

암모니아는행암만안쪽정점

(

^정점

5)

^에서

32.0

^µ

mol l

⁻¹

의최고농도를 보였고행암만바깥정점

(

^정점

6)

^에서도

15.7

^µ

mol l

⁻¹^의^높은^농도를^{나타냈으며}

,

^그^밖에^다른^해

역에서는

1.1~3.7

^µ

mol l

⁻¹^의^{농도범위를}^나타내^해역에

따라큰차이를보이지않았다

(Fig. 3).

^질산염도^암모니아

와 유사한 분포를 보여

,

^행암만 ^안쪽정점

(

^정점

5)

^에서

8.2

^µ

mol l

⁻¹^의^최고^농도를^보였고^다른^{해역에서는}

1.0

µ

mol l

⁻¹^이하의^낮은^농도를 ^나타냈다

(Fig. 3).

^용존무기

질소도암모니아와질산염과매우유사한 분포형태를 나 타내

,

^행암만^{안쪽정점에서}

40.2

^µ

mol l

⁻¹^의^최고^농도를

나타냈고그밖에다른해역에서는

2.0

^µ

mol l

⁻¹^내외의

낮은 농도를 보였다

.

^인산염은 ^진해만 ^{전체해역에서}

0.17~0.37

^µ

mol l

⁻¹^의^{농도범위를} ^{나타냈으며}^해역에^따

라뚜렷한변화를보이지않았다

(Fig. 3).

^규산염은^마산만

안쪽정점

(

^정점

1)

^에서

33.4

^µ

mol l

⁻¹^의^최고^농도를^보였

고마산만안쪽에서바깥쪽으로갈수록농도가점차감소 하였으며

,

^마산만^이^외의^{해역에서는}

2.4~9.2

^µ

mol l

⁻¹^의

농도범위로해역에따라큰차이를보이지않았다

(Fig. 3).

엽록소는행암만안쪽정점

(

^정점

5)

^에서

15.0

^µ

g l

⁻¹^의

최고농도를보였고마산만안쪽정점

(

^정점

1)

^에서

12.9

^µ

g l

⁻¹^의 ^높은 ^농도를 ^{나타냈으며}

,

^그 ^외의 ^{해역에서는}

1.7~6.1

^µ

g l

⁻¹^의^{농도범위를}^보였다

(Fig. 3).

^{입자태유기}

탄소는엽록소와유사한분포를보여

,

^마산만과^행안만에

서

1.0 mg l

⁻¹^이상의^높은^농도를^보였고^그^외의^다른해

역에서는

1.0 mg l

⁻¹^이하의 ^낮은 ^농도를^나타냈다

(Fig.

3).

^{용존유기탄소는}^행암만^{안쪽정점과}^고성^인근정점

(

^정

점

14)

^에서

1.2 mg l

⁻¹^의^최고^농도를^보였고^다른^해역에

서는

0.72~1.1 mg l

⁻¹^의^{농도범위로}

,

^해역에^따라^큰^차이

를보이지않았다

(Fig. 3-2-4).

^{총유기탄소는}^{전반적으로}

입자태유기탄소와유사한분포를보였다

(Fig. 3).

^부유물

질은마산만입구정점

(

^정점

3)

^에서

38.0 mg l

⁻¹^의^최고^농

도를나타냈고다른해역에서는

12.8~20.2 mg l

⁻¹^의^농도

범위로해역에따라큰차이를보이지않았다

(Fig. 3).

^용

존산소는행암만바깥정점

(

^정점

6)

^에서

11.8 mg l

⁻¹^의^최

고농도를보였고정점

8

^에서

8.2 mg l

⁻¹^의^{최저농도를}^나

타냈으며

,

^해역에^따라^큰^차이를^보이지^않았다

. pH

^는^마

산만안쪽정점

(

^정점

1)

^에서

8.00

^으로^최고 ^값을^나타냈고

정점

17

^에서

7.52

^로^최소^값을^보였으며

,

^해역에^따라^특

별한차이를보이지않았다

(Fig. 3).

주성분분석

겨울과봄동안진해만표층해수수질에대한주성분분 석결과를

Table 1

^과

2

^에^나타냈다

.

^겨울철^진해만^표층해

수에서제

1

^주성분은^전체^변동

(variance)

^의

38.2%

^를^차

지하며

,

^질산염

,

^부유물질

,

^규산염

,

^총유기

Table 1. Loadings of environmental variables on the first three Varimax rotated principal components for the water quality data collected in the surface waters of Jinhae Bay during winter (loadings

>0.6 are bolded)

Variable Component

1 2 3

PO

4

0.61 0.08 0.03

NH

4 −

0.10 0.94 0.01

Si 0.89

−

0.19

−

0.18 NO

3

0.95 0.08 0.06

DIN 0.29 0.89 0.03

Chl

a −

0.06 0.65 0.66

DO

−

0.16 0.08 0.79

DOC 0.86 0.32 0.01

POC 0.37 0.72 0.52

TOC 0.66 0.62 0.34

SS 0.91 0.10 0.04

Temp. 0.36

−

0.25 0.65

pH

−

0.17 0.41 0.84

Sal.

−

0.93

−

0.08 0.13

Eigenvalue 5.35 3.40 2.64

% of variance 38.22 24.26 18.85

Cumulative % 38.22 62.48 81.33

Table 2. Loadings of environmental variables on the first three Varimax rotated principal components for the water quality data collected in the surface waters of Jinhae Bay during spring (loadings

>0.6 are bolded)

Variable Component

1 2 3

PO

4

0.13 0.78 0.27

NH

4

0.96 0.00 0.21

Si

−

0.20 0.87 0.24

NO

3

0.93 0.12 0.10

DIN 0.97 0.03 0.19

Chl

a

0.70 0.53 0.41

DO 0.52 0.32 0.38

DOC

−

0.37 0.46

−

0.32 POC 0.37 0.36 0.84

TOC 0.27 0.50 0.76

SS 0.01

−

0.08 0.90

Temp. 0.38 0.12 0.68

pH 0.18 0.67

−

0.05 Sal.

−

0.27

−

0.83

−

0.17 Eigenvalue 4.12 3.51 3.22

% of variance 29.44 25.05 22.99

Cumulative % 29.44 54.49 77.48

(7)

S t a t i s t i c a l A n a l y s i s o n t h e S u r f a c e W a t e r Q u a l i t y 2 9 7

Ta ble 3. Pea rson' s co rrela tio n coe ffi cient m atr ix o f env iro nm en tal pa ra me ters in th e su rfa ce w aters of J inha e Ba y du ring w inter PO

4

NH

4

Si NO

3

DIN Ch l

a

DO DOC POC TO C SS Tem p. pH Sal. PO

4−

1.000 NH

4−

0.043

−

1.00 0 Si

−

0.458

*−

0.22 1

−

1.00 0 NO

3−

0.469

*−

0.01 8

−

0.83 0

**−

1.00 0 DIN

−

0.148

−

0.91 7

**−

0.13 0

−

0.41 4

*

1.00 0 Chl

a−

0.190

−

0.55 4

** −

0.31 6

−

0.01 0 0.5 00

*

1.0 00 DO

−

0.227

−

0.08 8

−

0.27 9

−

0.14 2 0.0 24 0.4 94

*

1.00 0 DOC

−

0.548

**−

0.15 0

−

0.64 8

**−

0.79 8

**

0.45 4

*

0.1 46 0.03 4 1.0 00 PO C

−

0.343

−

0.58 1

**−

0.06 5

−

0.42 3

*−

0.69 8

**

0.8 58

**

0.34 2 0.5 54

**

1.00 0 TOC

−

0.491

*−

0.44 2

*−

0.36 5

−

0.66 7

**

0.66 8

**

0.6 16

**

0.23 3 0.8 50

**

0.90 9

**

1.000 SS

−

0.422

* −

0.03 1

−

0.79 3

** −

0.87 7

**

0.37 8 0.0 07

−

0.05 3 0.7 83

**

0.37 6 0.629

**

1.00 0 Te mperatu re

−

0.213

−

0.12 0

−

0.25 1

−

0.45 3

*

0.07 1 0.2 13 0.2 04 0.0 70 0.2 52 0.1 95 0.29 0 1.0 00 pH

−

0.074

−

0.43 0

*−

0.33 3

−

0.06 0 0.3 67 0.7 75

**

0.71 4

**−

0.02 5 0.6 41

**

0.393

−

0.03 3

−

0.37 8 1.0 00 Salin ity

−

0.474

*−

0.02 0

−

0.81 3

**−

0.87 2

**−

0.32 9 0.1 29 0.15 8

−

0.84 5

**−

0.326

−

0.62 8

**−

0.85 0

**−

0.18 4 0.2 57 1.00 0

*p-value <0.05, **p-value <0.01

Ta ble 4. Pea rson' s co rrela tio n coe ffi cient m atr ix o f env iro nm en tal pa ra me ters in th e su rfa ce w aters of J inha e Ba y du ring sprin g PO

4

NH

4

Si NO

3

DIN Ch l

a

DO DO C POC TO C SS Tem p. pH Sal. PO

4

1.00 0 NH

4

0.16 6

−

1.00 0 Si 0.62 8

** −

0.12 9 1.0 00 NO

3

0.22 7

−

0.93 9

**

0.01 1

−

1.00 0 DIN 0.18 0

−

0.99 8

**−

0.10 2

−

0.96 1

**

1.000 Chl

a

0.61 1

**−

0.75 8

**

0.38 9

−

0.72 6

**

0.759

**

1.00 0 DO 0.54 6

** −

0.53 1

**

0.13 5

−

0.34 1 0.498

*

0.73 8

** −

1.0 00 DOC 0.18 6

−

0.32 1 0.3 42

−

0.24 2

−

0.309

−

0.10 1

−

0.2 82

−

1.00 0 PO C 0.5 30

**−

0.53 0

**

0.41 4

*−

0.45 3

*

0.520

*

0.81 0

**

0.64 9

**−

0.20 7 1.0 00 TOC 0.59 3

**−

0.44 9

*

0.51 9

*−

0.39 3 0.442

*

0.79 7

**

0.58 2

**−

0.0 73 0.9 60

**

1.00 0 SS 0.18 1

−

0.22 5 0.1 31

−

0.16 2 0.215 0.33 3 0.1 62

−

0.2 82 0.7 21

**

0.65 5

**

1.00 0 Te mperatu re 0.26 4

−

0.49 5

*

0.28 2

−

0.43 8

*

0.488

*

0.52 7

*

0.40 3

−

0.3 34 0.6 80

**

0.59 8

**

0.46 6

*

1.00 0 pH 0.47 9

* −

0.1 18 0.4 26

* −

0.17 2 0.130 0.46 5

*

0.32 7

−

0.03 0 0.2 81 0.27 8 0.0 24 0.0 14 1.00 0 Salin ity

−

0.60 7

**−

0.29 7

−

0.82 6

**−

0.42 0

*−

0.32 5

−

0.65 6

**−

0.3 16

−

0.12 8

−

0.50 8

*−

0.55 4

**−

0.08 6

−

0.46 2

*−

0.55 4

**

1.0 00

*p-value <0.05, **p-value <0.01

(8)

탄소

,

^인산염^등이^높은^양

(positive)

^의^{요인부하량}

(positive loading factor)

^을^보였고^염분은^높은^음

(negative)

^의^요인

부하량

(negative loading factor)

^을^나타냈다

(Table 1).

^제

2

주성분은전체변동의

24.3%

^를^차지하며

,

^암모니아

,

^용존

무기질소입자태유기탄소

,

^{총유기탄소}^등이^높은^양의^요

인부하량을보였다

.

^제

3

^주성분은^전체^변동의

18.9%

^를

차지하며

, pH,

^용존산소

,

^엽록소

,

^수온^등이^높은^양의^요

인부하량을보였다

.

봄철 진해만 표층해수에서 제

1

^주성분은 ^전체 ^변동

(variance)

^의

29.4%

^를^차지하며

,

^{용존무기질소}

,

^암모니아

,

질산염

,

^엽록소 ^등이 ^높은 ^양의 ^{요인부하량을} ^보였다

(Table 2).

^제

2

^주성분은^전체 ^변동의

25.1%

^를^차지하며

,

규산염

,

^인산염

, pH

^등이^높은^양의^{요인부하량을}^보였고

염분은높은음의요인부하량을보였다

.

^제

3

^주성분은^전

체변동의

23.0%

^를^차지하며

,

^부유물질

,

^{입자태유기탄소}

,

총유기탄소

,

^수온 ^등이^높은 ^양의^{요인부하량을}^보였다

.

군집분석

조사정점사이의유사성을찾아그룹을만들기위해군 집분석을 실시하여 비유사도를 표시한 댄드로그램

(dendrogram)

^을

Fig. 4

^에^나타냈다

.

^{댄드로그램에서}^비유

사도를

5

^이하로^하여^{조사정점들을}^군집으로^나누었다

.

겨울에진해만에서조사된

23

^개의^정점은

4

^개의^군집으로

분류된다

. A

^군집에는^정점

5, B

1

^과

2, C

군집에는정점

4, D

^군집에는^그^외^나머지^정점들이^포

함된다

(Fig. 4a).

^봄에^{진해만에서}^조사된

23

^개의^정점은

5

^개의^군집으로^분류된다

. A

5, B

^군집에

는정점

1, C

3, D

6, E

^군

집에는그외 나머지정점들이 포함된다

(Fig. 4b).

4. 토 의

진해만수질에영향을 미치는주요요인

겨울철진해만표층해수에서주성분분석을한결과

,

^제

1

^{주성분에는}^질산염

,

^부유물질

,

^규산염

,

^총

유기탄소

,

^인산염^등이^높은^양의^{요인부하량을}^보였고^염

분은높은음의요인부하량을나타냈다

(Table 1).

^일반적

으로질산염

,

^인산염

,

^규산염

,

^부유물질^등은^주로^강이나

하천을통해해양으로유입되는것으로알려져있다

.

^따라

서제

1

^주성분이^질산염

,

^규산염

,

^인산염과^높은^양의^상관

관계를나타냈고염분과높은음의상관관계를보인것으 로보아담수유입의영향인것으로판단된다

.

^염분이^높

은음의요인부하량을받은것은하천을통해담수가진해 만표층해수로많이유입될수록염분은감소하기때문이 다

.

^제

1

^주성분에^{총유기탄소와}^{용존유기탄소가}^높은^상관

관계를보인것은겨울철진해만표층해수에서총유기탄 소는수층에서생물생산에의해생성되기보다는하천을 통해표층해수로유입되는것을지시해준다

.

^제

2

^주성분에

는암모니아

,

^{용존무기질소}^{입자태유기탄소}^등이^높은^양

의요인부하량을보였다

(Table 1).

^제

2

^주성분은^암모니아

와높은상관관계를보인것으로보아오염물질유입에의 한영향으로판단된다

.

^{일반적으로}^{암모니아가}^{생활하수나}

공장폐수에많이포함되었기때문에오염물질유입을지 시해준다

(Wu and Wang 2007).

^{입자태유기탄소가}^제

2

^주

성분에서높은양의요인부하량을보인것으로보아

,

^겨울

철진해만표층해수에서는입자태유기탄소가생물생산력 에의해생성된것보다생활하수와같은오염물질에포함 되어더 많이유입된 것으로 생각된다

.

^제

3

^{주성분에는}

pH,

^용존산소

,

^엽록소

,

^수온^등이^높은^양의^{요인부하량을}

보였다

(Table 1).

^제

3

^주성분이 ^용존산소

,

^엽록소와^높은

양의상관관계를보인것으로보아생물활동에의한영향 인것으로생각된다