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  • 제316회 세미나: 연안 쓰레기 조사에서 유동, 퇴적, 재부유 간의 연계

  • 19.01.22
    조회수 116
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연안 쓰레기 조사에서 유동, 퇴적, 재부유 간의 연계


홍선욱
동아시아 바다공동체 오션 대표
 oceanook@gmail.com

2019년 1월 15일 오션의 316회 세미나에서는 브레난 등의 '연안 쓰레기 조사에서 유동, 퇴적, 재부유 간의 연계'라는 논문을 공부했다.


Eavan Brennan, Chris Wilcox, Britta Denise Hardesty, 2018. Connecting flux, deposition and resuspension in coastal debris surveys,Science of the Total Environment, 644: 1019-1026. 


<요약문 번역>

수십 년 동안 지역 사회 단체와 과학자들은 해안쓰레기의 분포를 이해하고자 해안선을 따라 쓰레기를 수집해왔다. 그러나 쓰레기는 해안으로 떠밀려 오거나 국지적으로 퇴적되는데 기록을 하거나 수거하기 전에 다시 바다로 나가기도 한다. 연안에서 일어나는 작용 중 쓰레기의 움직임을 이해하기 위해 통계 모델을 이용하여 인공쓰레기의 잠재적 흡수원을 확인할 수 있다. 수거와 표시 실험을 반복하여 얻은 자료로 쓰레기의 유입(arrival)과 유출(departure) 모델을 만들었다. 쓰레기의 유입과 유출은 모두 해안선의 기질과 계절 변화(, 가을과 겨울)의 영향을 받았다. 기질이 다르면 축적되는 쓰레기의 종류도 달랐다. 후안, 해안 모양, 바람 노출 모두 쓰레기의 유출에 영향을 주었고 유입에는 영향을 주지 않았다. 축적이 잘되는 지역은 많이 유입되어서가 아니라 유출이 적어서임을 발견하였다. 청소활동을 모니터링에 이용할 때 더러운 장소에서 쓰레기의 개수를 측정하면 인접 해역의 실제 쓰레기 양을 잘못 추정하는 결과가 나올 수 있다. 해풍과 키작은 후안 식생은 쓰레기의 유출(육지쪽으로의 유출, departure)을 증가시킨다는 점을 발견하였다. 후안의 식생은 해양쓰레기의 사라진 중요한 흡수원이 될 수 있다는 것을 의미한다. 해안에서 1회성 조사로 해양의 플라스틱 오염 상태를 추정하는 것은 육상기인 쓰레기의 배출을 과소평가하게 될 것이며 반면 쓰레기를 많이 붙잡아 두는 정점 주변에서의 조사는 해양기인 유입원을 과다평가하게 될 것이다

 

<주요 내용>

최근의 연구에서 매년 바다로 들어가는 플라스틱 쓰레기의 양은 해수표면에 떠다니는 쓰레기는 10배 많은 수준이어서 해수표면추정에서 약 수백만톤의 해양쓰레기가 누락되어 있다. 연안은 매우 역동적인 곳이다. 어떤 정점에 어떤 기간 동안 쓰레기가 남아 있고 어떤 시점에 우리는 이것을 현존량(standing stock)’이라고 표현한다. 그러나 쓰레기는 파랑이나 청소, 바람 등으로 바다로 되돌아가기도 하는데 이를 재부유(resuspension)’라고 부른다. 어떤 시간동안 연속된 유입과 유출을 우리는 유동(flux)’이라고 부른다1회성 조사로는 쓰레기의 유입과 유출을 추정하기가 용이하지 않다. 시간에 따른 유입 유출에 영향을 주는 요인들을 고려하지 못하기 때문에 인접 해역의 유입량을 과소평가할 수밖에 없다. 쓰레기가 연안의 작용과 어떻게 상호작용하는지 이해하는 것이 쓰레기가 어디에 축적되고 그 분포에 영향을 주는 공간적, 사회적 요인, 시간적 요인들을 파악하는 데 중요하다(사회적 요인: 도심, 관광지 근접성, 항로, 하구의 근접성, 지역적 관리; 공간적, 시간적 요인: 기질 유형, 해안선의 굴곡, 후안에 사구 유무, 후안의 식생, 경사, 바람이나 너울에 대한 노출, 계절성 강수, 해류, 파랑에 의한 이동(stokes drift) 등).

 

이 논문에서는 해안선으로 쓰레기가 유입되거나 밖으로 유출되는데 영향을 주는 공간적 시간적 요인들을 실험하였다. 호주의 뉴사우스웨일즈 주에 있는 무라마랑 국립공원 해안을 따라 조사구를 선정하고 한 조사구에서는 쓰레기를 제거하고 또 다른 조사구에서 쓰레기에 표시하고 다시 발견되는 것을 조사하는 방식을 반복하였다. 쓰레기의 유동과 유출을 별도로 테스트하고 이 과정에 영향을 주는 주요 변수들을 구분할 수 있었다. 또 쓰레기의 유입을 추론하기 위해 유동과 유출을 추정하였고 이것은 인접 해역의 쓰레기 유입량이 반영된 것으로 보았다. 


<방법>

1. 무라마랑 국립공원의 20km 해안을 따라 96개의 조사구를 무작위로 선정하였다. 관광시즌을 피해 4월 1일~5월 6일, 6월 24일~7월 30일에 1, 2, 4, 8, 16, 32일의 간격으로 조사하였다. 

2. 한 조사구는 2m 폭으로 해안선에 수직한 방향, 물가로부터 식생 너머 2m까지 선정하였으며 1cm 이상의쓰레기를 분류 기록하였다. 기질과 쓰레기 종류를 기록하였으며 한 정점당 2개의 조사구를 선정하였는데, 하나는 표시 후 재수거 실험, 나머지는 수거 실험에 할당하였다. 표시 후 재수거 실험구는 조사구 내 모든 쓰레기에 유성펜으로 표시를 하고 발견한 자리에 되돌려 놓고 숫자를 기록하였다. 다음 조사 때 다시 발견되는 항목을 기록하였다. 두 개의 조사구는 5m 간격이다. 현존량은 각 조사구에서 각 시간 간격에 걸친 쓰레기 수, 수거 조사구에 도달한 모든 갯수와 표시후 재수거 조사구에 도달한 표시없는 모든 개수는 서로 맞먹는 것(equivalent)으로 간주하였다. (현존량은 시간개념이 없는 것인데 여기서는 stock을 count over time interval로 정의하고 있음. 용어의 혼돈) 시간에 따른 표시 항목의 유출률(departure rate=각 조사일에 해변에 남아있는 표시 항목과 다음 조사에서 다시 발견된 표시항목 개수의 차)을 표시 후 재수거 조사구에서 계산하였다. 표시한 항목이 다음 조사 전에 재부유되거나 제거되었다면 동일한 2m 조사구에 다시 퇴적되지는 않는다고 가정하였다. 

3. 추가자료로 해변의 길이, 후안, 해안선의 모양, 기질, GPS 위치, 경사, 풍속, 풍향 등을 기록하였다. 파랑에 의한 이동효과를 stokes drift와 너울에 대한 조사구의 노출로 추정하였다. (너울의 높이, 주기, 방향 등 기록) 

4. 모델링과 통계 분석은 R i3.4.0으로 실시, 일반화선형모형(GLMs)을 이용하여 모든 조사구에서의 순현존량(net stock), 표시후 재수거 조사구에서 사라진 항목 수 모델, 항목의 현존량은 유입량과 유출량의 조합으로, R에서 제공하는 엠시지브이 패키지를 이용하여 조사구당 샘플에서 사라진 표시 항목의 수를 모델로 만들었다. 보다 잘 설명할 수 있는 모델을 찾기 위한 시도이다. 위 각 변수들과 분포를 잘 설명하는 모델들을 찾기 위해 에이아이시(AIC, Akaike Information Criterion)를 이용하였다. 


<토론한 내용>

1. 저자들은 해안쓰레기의 유입과 유출, 유동에 영향을 주는 요인들 중 해양환경적 요인들을 해석하는 데 집중하였다. 이 중 해안 내에서의 상호이동에 대해서는 고려하지 않았고 2m 조사구 2개만을 조사하여 전체의 영향요인을 해석하였다. 

2. 이전 논문들에서도 유사한 오류가 있었는데, 통계 결과를 실제 수치와 다르게 해석하고 있다. 예를 들어 유출에 영향을 주는 요인 중 해풍에 대한 노출정도가 있는데 통계적으로 전혀 유의한 수치를 보여주지 못함에도 중요한 요인인 것처럼 해석하고 있다. 

3. 용어가 이중으로 되어 있다. Arrival=deposition, departure=resuspension. 하나의 용어로 일관되게 사용하는 게 바람직하다.

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