460
서 론남해안의 여수반도와 돌산도에 사이에 위치한 가막만은 영양 염의 유입과 먹이생물의 번식이 원활하여 전남의 대표적인 굴 생산해역으로 알려져 있으며
(Lee and Cho, 1990; Cho et al., 1996)
, 굴이 생산되는 만의 남부해역은 수출용 패류생산 지정 해역(제4
호)으로서 수산물품질관리법에 의거 정기적인 모니터 링을 통해 관리되고 있다(MIFAFF, 2009b; MIFAFF, 2010)
. 가막만해역은 반폐쇄성 내만으로 패류 양식에 적합한 해역 이기도 하지만 내만의 연안해역은 해수의 흐름이 원활하지 않 아 도심권의 배수유역으로부터 직.간접적으로 배출되는 오염 물질에 의해 쉽게 오염될 수 있다(Lee et al., 2008)
. 특히 여 수시에 인접한 가막만의 북부 내만 선소 연안해역은 지속적인 오.폐수에 의한 오염퇴적물의 축적으로 빈산소 수괴발생 등 부 영양화가 심각한 수준이었다. 이에 연안해역의 수질 및 해양환 경 개선대책의 일환으로 선소연안69 ha
에 대한 오염퇴적물 준설과 선소 연안으로 직접 유입되는 오.폐수를 차집하여 이송 처리할 수 있는 하수처리장의 건설이 추진되었다. 준설이 완료 되고 하수종말처리장이 가동되기 시작한
2006
년 이후 가막만 해역의 수질환경 변화에 대한 관심이 높아지면서 가막만의 해 양환경 모니터링 관련 연구결과들은 보고되어 있었으나(Kim et al., 2008; Oh et al., 2008 )
, 수질상태 변화를 위생지표세균 을 근거로 살펴본 연구결과는 없었다.본 연구에서는
1998
년부터2008
년까지 실시한 가막만해역 의 분변계대장균 모니터링 결과자료를 근거로 장기간에 걸쳐 변화된 가막만 북부와 남부해역의 세균학적 수질상태 및 해역 의 세균학적 수질에 대한 강우의 영향을 평가하고 북부해역 중 오염도가 심각했던 선소 연안해역을 대상으로 실시된 수질환 경 개선사업의 효과를 위생지표세균인 분변계대장균의 수준 변화를 통해 확인함으로써 해역의 위생관리 및 세균학적 수질 개선을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.Article history;
Received 3 September 2012; Revised 21 September 2012; Accepted 11 October 2012
*Corresponding author: Tel: +82. 51. 720. 2622 Fax: +82. 51.720. 2619 E-mail address: [email protected]
Kor J Fish Aquat Sci 45(5) 460-464, October 2012 http://dx.doi.org/10.5657/KFAS.2012.0460 pISSN:0374-8111
ⓒ The Korean Society of Fishereis and Aquatic Science. All rights reserved
가막만해역 해수의 세균학적 수질 평가
권지영 * . 박큰바위
1. 송기철
2. 오은경 . 이희정 . 조미라 . 김지회 . 손광태
The Bacteriological Quality of Seawater in Kamak Bay, Korea
Food and Safety Research Division, National Fisheries Research and Development Institute, Busan 619-705, Korea
1
Southwest Sea Fisheries Research Institute, National Fisheries Research and Development Institute, Yeosu 556-823, Korea
2
West Sea Fisheries Research Institute, National Fisheries Research and Development Institute, Incheon 400-420, Korea From 1998 to 2008, the bacteriological quality of seawater in Kamak Bay, Korea, was monitored. The total and fecal coliforms in seawater were monitored as bacterial indicators, and the level of fecal coliform contamination was used to evaluate seawater quality. In the southern shellfish growing area of Kamak Bay, the observed fecal coliform geometric mean (GM) and estimated 90th percentile did not exceed the quality standards for fecal coliforms in seawater in Korea and th USA (GM<14 MPN/100 mL, 90th percentile<43 MPN/100 mL). The GM and estimated 90th percentile of the fecal coliform levels in the adjacent northern area of Kamak Bay were higher than in the southern area. Stations near wastewater discharge sites and urban areas in the north had the lowest quality and did not meet the bacteriological seawater quality criteria. The high fecal coliform levels in the Seonso coastal region near wastewater discharges and northern urban areas declined significantly following dredging and operation of a sewage treatment plant.
Key words: Bacteriological seawater quality, Fecal coliform, Shellfish growing area, Kamak Bay
Ji Young Kwon, Kunbawui Park, Ki Cheol Song, Eun Gyoung Oh, Hee Jung Lee, Ji Hoe Kim and Kwang Tae Son
국립수산과학원 식품안전과, 1국립수산과학원 남서해수산연구소 해역산업과, 2국립수산과학원 서해수산연구소 해역산업과
재료 및 방법
조사지점 및 시료채취
해수 조사지점은 가막만의 지형적 여건, 배수유역의 오염원 및 해류 등을 고려하여 만의 남부해역에
28
개(S1-S28)
, 북부 해역에23
개(N1-N23)
를 설정하였고, 각 조사지점의 해수는1998
년1
월부터2008
년12
월까지 매월1
회씩 표층용 채수기 를 사용하여 수면으로부터 약10 cm
깊이에서 채수하였다. 채 취한 모든 해수는10
℃ 이하로 유지하여 실험실로 운반한 후 시험에 사용하였다.미생물시험
대장균군 및 분변계대장균 시험은
Laboratory Procedures for the Examination of Sea water and Shellfish (APHA, 1985)
방법에 따라 실시하였다. 추정과 확정시험에는Lauryl Tryptose Broth (Difco, USA), Brilliant Green Bile Lactose broth (Difco, USA)
및EC broth (Difco, USA)
를 사용하였고 대장균 및 분변계대장균은100 mL
당 최확수(Most Probable Number, MPN)
로 표시하였다.해수의 세균학적 수질평가
해수의 세균학적 수질은 우리나라의 수출용 패류생산해역의 위생관리기준
(MIFAFF, 2009a)
과 미국의 패류양식장에 대한 세균학적 수질기준(U.S. FDA, 2009)
에 준하여 기하학적 평균(Geometric Mean,
이하GM)
및 계산된 백분위의90
번째 값(Estimated 90th percentile,
이하90th percentile)
으로 평가하 였고 상관관계 분석에는SPSS
프로그램(version 17.0)
을 사 용하였다.결과 및 고찰
1998년부터 2008년까지의 세균학적 수질평가
조사기간 동안 가막만해역 해수 중 분변계대장균의 수준은
Fig. 1
에 나타내었다. 가막만 북부해역의23
개 조사지점에서 분변계대장균의GM
과90th percentile
값의 범위는1.8-162.4 MPN/100 mL, 2.4-4288.8 MPN/100 mL
로 조사지점별 위 치에 따라 큰 차이를 보였다. 북부해역 북쪽 상부 선소 연안 의N5, N6, N7
, 여수항 인근의N14
, 연등천 인근의N20
등5
개 지점에서 분변계대장균의 농도는 조사기간 내내 우리나라(MIFAFF, 2009a)
및 미국(U.S. FDA, 2009)
의 세균학적 수질 기준(분변계대장균의GM<14 MPN/100 mL, 90th percentile
<43 MPN/100 mL)
을 초과할 정도로 높았으며 이들 지점 중에 서도 여수 도심권에 인접하여 인구밀도가 높은(86
%)
선소 연 안의N5
지점에서 분변계대장균 수가 가장 높은 것으로 나타났 다(Fig. 1)
. 그러나N5
지점에서 높았던 분변계대장균수는 육Fig. 1. Level of fecal coliform at the sampling stations (A) and horizontal distribution of fecal coliform (B) for seawa- ter in Kamak Bay (1998-2008). Dotted area on the map (A) represent the southern shellfish growing area and arrow on the map (B) indicate the quality standard for fecal coliform in seawater.
34○45 N
34○42 N
34○40 N
34○37 N
34○35 N 127○37 N 127○40 N 127○42 N 127○45 N
127○37 E 127○40 127○42 127○45
34○35 34○37 34○40 34○42 34○45
지 도심권의 배수유역에서 멀어질수록 현저히 감소하였고 선 소 연안뿐만 아니라 여수항
(N14
지점)
과 연등천 연안(N20
지 점)에서 높았던 분변계대장균수도 여수항과 연등천에서 멀어 질수록 감소한 것으로 나타나 도심권의 배수유역에서 오염물 질과 함께 유입된 위생지표세균은 해역을 통과하는 동안 확산, 침강, 포식 및 불활성화 등에 의해 감소한다는 것을 확인할 수 있었다(Burkhardt et al., 2000)
.도심권의 연안에서 상대적으로 먼 거리에 있는 가막만 남부 해역(수출용 패류생산 지정해역)의 경우, 분변계대장균의
GM
과90th percentile
값의 범위는 각각<1.8-2.2 MPN/100 mL, 2.1-6.5 MPN/100 mL
로 우리나라(MIFAFF, 2009a)
및 미국(U.S. FDA, 2009)
의 세균학적 수질기준을 초과하지 않았고 위생적으로 안전한 수질상태를 유지하고 있었다. 남부해역이 수출용 패류생산 지정해역으로서의 세균학적 수질기준을 유지 할 수 있는 것은 북부해역이 주변에 위치하고 있기 때문이며 북 부해역은 남부해역의 buffer zone으로서의 적절한 역할을 하 는 것으로 판단되었다.강우에 따른 세균학적 수질 평가
가막만해역 해수에 대한 분변계대장균수의 연도별 변화를 살펴본 결과
(Fig. 2)
, 북부해역 해수에서 분변계대장균수는강우량이
2003
년보다 적었던1998
년도(1,696 mm)
에 가장 높았고2008
년도에 가장 낮았던 것으로 나타났다(r=0.617, P=0.043)
. 남부해역에서는 강우량이 가장 많았던2003
년도(2,176 mm)
에 가장 높았고 강우량이 가장 적었던2008
년도(960 mm)
에 가장 낮았으며(r=0.619, P=0.042)
, 강우량이 많 은 해는 높고 강우량이 적은 해는 낮아지는 경향을 나타내었 다.가막만해역 해수의 월별 분변계대장균수는 남부해역의 경우
(Fig. 3, B)
, 강우량이 많았던7
월(318 mm)
과8
월(275 mm)
에 높았고(r=0.788, P=0.002)
북부해역(Fig. 3, A)
에서는7
월,8
월과 태풍 등의 영향으로 집중강우가 있었던9
월에 높았다. 북 부해역은 남부해역과 달리 강우량이 적었던10
월(58 mm)
과11
월(28 mm)
에도 분변계대장균수가 높은 것으로 나타났는데(r=0.453, P=0.139)
이는 지속적인 육상오염원의 유입 및 오 염퇴적물에 의한 부영양화 등 강우 이외의 오염요인에 의한 것 으로 사료된다.가막만해역 해수의 연도별 및 월별 세균학적 수질조사 결과, 분변계대장균의 수준은 강우량이 많은 시기와 다량의 집중강 우가 발생하는 시기에 높아지는 경향을 나타내었다. 이러한 결 과는 강우로 인한 오염물질 유입 증가 때문인 것으로 판단되며
Fig. 2. Annually fecal coliform levels in the northern area
(A) and the southern area (B) of Kamak Bay (1998-2008).
Vertical lines indicate the starting (short dashed line) and completion year (solid line) of dredging and sewage dis- posal plant construction.
Fig. 3. Monthly fecal coliform levels in northern area (A) and the southern area (B) of Kamak Bay (1998-2008).
Year
Month
Log MPN/100 mL Rainfall (mm) Rainfall (mm)
Log MPN/100 mL
(A)
(B)
98 99 00 01 02 03 04 05 06 07
98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08
08 3
3
3 2
2 1
1 0
0
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 2500
2500 2000
2000 1500
1500 1000
1000 500
500 0
0
GM
GM
GM
GM 90th percentile
90th percentile
90th percentile
90th percentile Rainfall
Rainfall
Rainfall
Rainfall
3 2
2 1
1 0
0
Log MPN/100 mL Log MPN/100 mL
350 300 250 200 150 100 50 0
Rainfall (mm)
350 300 250 200 150 100 50 0
Rainfall (mm)
다른 해역에 대한 세균학적 수질조사 결과
(Chang et al., 1998;
Song et al., 2008; Ha et al., 2009; Shim et al., 2009; Byun et al., 2010)
와도 일치하였다. 강우는 해역의 세균학적 수질 에 큰 영향을 미치는 요인으로서 수질 평가기준인 분변계대장 균의 수준과 밀접한 관계가 있으며(Ackerman and Weisberg, 2003; Chigbu et al., 2004; Kwon et al., 2008)
, 분변계대장균 의 수준과 검출율은 강우량뿐만 아니라 강우시간의 경과에도 영향을 받는 것으로 보고되어 있다(Ha et al., 2009)
. 그러나 오 염원이 상재하는 육상인접 해역의 경우에는 강우량이 적은 시 기에도 해수 중 분변계대장균의 수준이 높게 유지되는 것으로 나타나 오염 우심해역의 세균학적 수질은 강우뿐만 아니라 다 양한 오염요인에 의해 영향을 받는 것으로 생각된다.수질환경 개선사업에 의한 세균학적 수질 변화
가막만 북부해역 중 오염이 심각했던 선소 연안해역의 수질 을 개선하기 위하여2001
년부터2006
년2
월까지 선소 연안69 ha
에 대한 오염퇴적물 준설과 선소 연안으로 직접 유입되는 오.폐수를 이송 처리할 수 있는 하수처리장의 건설이 추진 되었다. 본 연구에서는 가막만 북부 선소 연안해역의 수질환 경 개선사업이 가막만해역의 세균학적 수질에 미치는 영향을 확인하고자 준설 및 하수처리장 건설 전
(1998
년-2000
년)
, 준 설 및 하수처리장 건설 진행 중(2001
년-2005
년)
, 준설 및 하 수처리장 건설 완료 이후(2006
년-2008
년)
로 나누어 선소 연 안, 북부해역 및 남부해역에서 분변계대장균수의 변화를 살펴 보았다(Fig. 4)
.선소 연안해역은 북부해역 상부에서
N5, N6, N7, N8, N9
지 점이 위치한 해역으로 준설과 하수처리장 건설이 완료되어 가 동되기 시작한 이후 선소 연안해역 해수의 분변계대장균수는 준설 및 하수처리장 건설 전보다 현저히 낮아졌고 분변계대장 균의 기준초과 검출율은20
% 감소하였다. 선소 연안해역은 준 설이 실시된 해당해역으로서 준설에 의한 오염퇴적물 제거 및 하수처리장 운영에 따른 생활 오.폐수의 유입 차단 효과가 가 장 큰 것으로 나타났다(r=0.994, P=0.001)
. 이러한 결과는 항 구 인근 해역과 강하구의 준설 이후 대장균 및 분변계대장균 의 농도가 현저히 감소하였다는 보고(Coleman et al., 2009;
Hong et al., 2010)
와도 일치하는 것이었다.북부해역에서 분변계대장균수는 준설과 하수처리장 운영 이 후 크게 감소한 반면
(r=0.860, P=0.001)
, 남부해역에서 분 변계대장균수의 변화는 북부해역보다 크지 않았다(r=0.483, P=0.001).
가막만 북부 선소 연안해역에서 실시된 수질환경 개선사업의 효과는 육상오염원으로부터 멀리 떨어진 남부해역보다 도심오 염원의 직접적인 영향권 하에 있는 북부해역에서 큰 것으로 나 타났으며, 미생물학적 지표세균의 농도 및 개체 수 증가 요인 으로 알려진
(Concosa and Pinilla 1999; Garrido-Perez et al., 2008; Lee et al., 2008)
오염퇴적물의 제거와 육상기인 오염물질의 유입 차단은 가막만 북부해역의 세균학적 수질개선을 위 한 직접적인 수단이 될 수 있음을 확인하였다.
이상으로 안전한 수산물 생산을 위한 해역의 위생학적 안전 성을 확보하기 위해서는 해역별 세균학적 수질평가를 통해 해 역의 상태와 수질에 영향을 미치는 요인을 파악한 후 해역의 특 성에 맞는 오염원관리 및 수질환경 개선사업이 수행되어야 할 것으로 판단되며 본 연구결과는 수산물 및 패류생산해역의 세 균학적 수질평가 및 위생관리 대책 수립에 활용될 수 있을 것 으로 생각된다.
사 사
본 연구는 국립수산과학원(수출패류 생산해역 및 수산물 위 생조사,
RP-2012-FS-002)
의 지원에 의해 수행되었으며 이에 감사드립니다.참고문헌
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Fig. 4. Variation of fecal coliform levels by dredging and sewage disposal plant operation in Kamak Bay. Before, 1998-2000; During, 2001-2005; After, 2006-2008.
Log MPN/100 mL
4
3
2
1
0 Before During After
Dredging and sewage disposal plant operation
Southern area GM Nothern area GM Seonso area GM Seonso area 90th Southern area 90th Nothern area 90th
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