김여훈
(사)동아시아바다공동체 오션 연구원
yhkim@osean.net

해변입양 프로그램 참가자들이 수집한 데이터 세트가 광범위한 오대호 해변의 쓰레기 변화 연구에 기여하다

제395회 오션 정기세미나에서는 오대호 해변입양(The Adopt-a-Beach) 프로그램에 참여한 자원봉사자들이 수집한 쓰레기 조사 자료를 이용, 오대호 해변에서 발견된 인공쓰레기의 공간적· 시간적 변화 요인을 밝힌 논문을 소개하였다.

초록
담수 환경에도 많은 인공쓰레기들이 있지만 이에 관한 연구는 해양 인공쓰레기 연구와 비교하면 미비한 수준이다. 시카고에 본부를 둔 비영리단체 Alliance for the Great Lakes(이하, AGL)가 주관하는 오대호 해변입양 프로그램은 자원봉사자들이 시민과학자로 참여하여 오대호 해변에 인공쓰레기가 얼마나 있는지 데이터를 수집하고 유지하는 활동이다. 해변입양 데이터의 첫 번째 평가 결과에 따르면 오대호의 모든 해변에서 인공쓰레기의 75% 이상이 플라스틱이었고, 대부분이 해변 방문객과 인근 도심 환경에서 기인한 것으로 보이는 소비재(식품·의류 등의 물품)였다. 인공쓰레기 밀도는 다른 해변보다 도심에 위치하거나 기질이 모래인 해변에서 다소 높게 나타났다. 인공쓰레기 개수는 도심 해변에서 여름 동안 가장 적었고, 다른 해변들은 뚜렷한 계절성을 보이지 않았다. 이 연구는 자원봉사자들이 수집한 자료를 이용한 모델로 인공쓰레기 감소를 극대화하기 위한 쓰레기 유형과 위치의 우선순위를 제공함으로써 관리 정책에 기여할 것으로 보인다.

소개
담수 환경에서 인공쓰레기의 공간적, 시간적 변동 연구는 인공쓰레기 수와 그에 따른 생태학적 영향을 설명하고 종합적인 관리 전략을 세우는 데 필수적이다. 최근 오대호 해변 인공쓰레기에 대한 연구들은 어업이나 해운과 같은 연안 기원보다 지역 해변 이용에서 비롯되었음을 보여준다. 오대호 해변입양 데이터의 1차 평가에서 가장 많이 발견되는 쓰레기 유형에 대한 정보는 확인되었으나, 해변의 기질(공원, 암반, 모래) 또는 토지이용(시골, 교외, 도시)에 따른 인공쓰레기 밀도와 조성 패턴 연구는 수행되지 않았다. 이 논문은 이러한 배경을 바탕으로 1) 인공쓰레기 조성을 정량화하여 해변 기질에 따른 기원을 설명하고 2) 토지이용에 따른 인공쓰레기 밀도 변화 비교, 그리고 3)인공쓰레기 밀도의 계절 변동을 조사하기 위해서 일리노이주와 뉴욕주의 9개 해변에서 인공쓰레기 분포를 분석하였다.

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연구방법
연구 정점은 미시간호 4곳, 이리호 3곳, 온타리오호 1곳, 뉴욕의 나이아가라강 1곳으로 동일한 훈련 교육을 받은 자원봉사자들이 자료 제출을 완료한 해변을 선정하여 봄·여름·가을 총 세 번 해변의 인공쓰레기를 조사하였다. 해변입양의 연안 정화활동은 팀 지도자와 자원봉사자가 한 그룹으로 진행된다. 연안 정화는 참가자 그룹이 해변에 보이는 모든 쓰레기를 줍고 7가지 유형(음식 관련, 흡연 관련, 수로 활동, 의료/개인 위생용품, 투기관련물질, 잡화, 2.5 cm 이하의 소형 쓰레기)로 분류한 후, 수거한 쓰레기의 무게를 측정하여 데이트 시트에 기록하는 과정을 거친다.

또한 연안 정화와 함께 조사한 각 해변의 면적과 지차체 관리 방법, 토지이용, 해변 방문객 수 등 해변의 특징 정보도 수집하여 공공, 온라인 데이터 수집 시스템 입력하게 된다. 연구진들은 이렇게 수집된 인공쓰레기 데이터를 이용하여 해변 면적당 인공쓰레기 수(No./m2)로 인공쓰레기의 밀도를 계산하였고, 해변 간 인공쓰레기 밀도와 계절에 따른 밀도 변동 등을 조사하기 위해 통계분석을 실시했다.

결과
9개 해변에서 가장 많이 나온 인공쓰레기는 음식·흡연과 관련된 쓰레기였다. 특히 일리노이주와 뉴욕주의 해변 인공쓰레기 중 음식 관련 쓰레기(전체 인공쓰레기의 30-50%)가 가장 많았다. 수로활동, 의료/개인 위생용품, 잡화류는 전체 인공쓰레기의 5-10% 정도로 매우 적었다. 소형 쓰레기는 플라스틱 > 발포형 > 유리 순으로 많았고, 전체 해변 인공쓰레기의 4-53%를 차지했다.

인공쓰레기 밀도는 각 주의 해변마다 현저하게 달랐다. 일리노이주의 오하이오 스트리트 해변, 뉴욕주의 이리 분지 정박지에서 가장 높은 인공쓰레기 밀도가 나타났고, 이 해변들은 모두 가장 큰 두 도시에 위치하고 있다. 또한 일리노이주와 뉴욕주는 교외 지역에서 인공쓰레기 밀도가 가장 낮게 나타났으나, 뉴욕주의 시골 해변(골든 힐 스테이트 국립공원)은 교외 지역 해변보다 인공쓰레기 밀도가 다소 높게 나타났다. 각 정점의 인공쓰레기를 계절별, 총 개수별, 유형별로 분석한 결과, 오하이오 스트리트 해변, 포트 셰리던, 그리고 이리 분지 정박지에서만 뚜렷한 계절변화가 확인되었다. 소형 쓰레기는 계절에 따른 변화는 보이지 않았다.

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일리노이주와 뉴욕주에서 여름 동안 인공쓰레기 밀도가 가장 낮았고, 일리노이주는 가을, 뉴욕주는 봄에 다소 높았다. 인공쓰레기 밀도와 주변 환경과의 상관관계를 정량화한 결과, 인구수와 인구밀도, 도시의 면적과 GDP 모두 총 인공쓰레기수, 흡연 관련 쓰레기, 음식 관련 쓰레기와 뚜렷한 양의 상관관계를 보였다. 그 외 쓰레기 유형은 주변 환경 특성과 유의미한 상관관계를 보이지 않았다.

토의
모든 조사 해변에서 소비재가 가장 우세한 항목이고, 이 중 음식과 흡연 관련 쓰레기가 가장 많이 발견되었다. 이러한 결과는 오대호에서 수행된 Hoellein 등의 선행 연구결과들과도 일치한다. 또한 인공쓰레기 조성을 연구한 다른 연구결과들은 플라스틱 쓰레기 군집에 영향을 주는 산업지와 중심지와의 거리가 플라스틱 인공쓰레기 밀도의 공간 변동에 영향을 미친다고 밝혔다. 이처럼 오대호 해변 인공쓰레기의 주요 항목을 식별하고 기원을 추론하는 것은 관리자가 쓰레기 예방과 수거 노력이 우선되어야 할 인공쓰레기 유형을 선정하는 첫걸음이라고 할 수 있다.

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이 연구는 오대호 주변의 인공쓰레기가 토지이용특성과 해변 방문객수와 밀접한 관련이 있고, 해변에서 떨어진 곳의 인공쓰레기는 해변으로 유입되지 않았다고 가정하였다. 따라서 토지이용과 쓰레기 현장 투기 그리고 인공쓰레기 수와 연관성을 분석하기 위해서 추후 해변 방문객수와 현장에서 이들의 행동 연구가 수행되어야 한다.

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소형쓰레기의 경우, 파편화된 쓰레기가 대부분이라 기원을 추적하기 어려우나 소비자와 관련한 물품에서 비롯된 것으로 추정된다. 소형 쓰레기는 일리노이주보다 뉴욕주에서 더 많이 발견되는데, 이는 뉴욕주에 위치한 정점이 산업지, 도심지와의 거리가 가깝고 오대호 내부의 담수 흐름에 의해 이 지역으로 소형쓰레기가 운반되기 때문으로 생각된다.

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오대호 해변에서 여름에 가장 적은 인공쓰레기가 적게 나오는 이유는 해변 방문객이 많이 방문하는 시기라 지자체의 쓰레기 수거 활동이 활발하게 이루어지기 때문이다. 일리노이주 해변의 경우, 해변 방문객이 많은 여름에만 청소하고, 그 후부터는 청소가 이루어지지 않으므로 가을에 인공쓰레기 밀도가 높게 나타난다. 뉴욕주의 해변은 여름부터 가을 중순까지 청소가 이루어지기 때문에 가을에 인공쓰레기 밀도가 다소 낮게 나타난다. 결국 해변청소의 유무와 기간에 따라 해변의 청결도가 뚜렷하게 차이가 나타나기 때문에 지자체의 해변 관리가 매우 중요한 요소라 할 수 있다.

또한 오대호와 같은 담수 해변은 해양 환경과는 달리 인공쓰레기대부분이 인접 지역에서 유입되기 때문에, 이곳만 집중적으로 청소해도 관리가 비교적 쉽다. 추후 지자체에서 쓰레기 수거 기계를 효율적인 구조로 개조하고, 방문객들이 쓰레기를 쉽게 버릴 수 있도록 구조물을 더 설치한다면 더욱 효과적인 해변 관리에 도움이 될 것으로 보인다.

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이 연구는 해변입양 프로그램과 같은 시민과학 활동이 광범위한 지역 연구를 수행하기에 적합함을 잘 보여주고 있다. 또한 교육을 통해 시민들을 전문가로 양성하여 데이터의 질을 높이고 샘플링 시 오류를 줄이며, 참여자의 숙련도를 높이면 시민과학이 양질의 데이터 수집에 중요한 역할을 할 것이라고 강조하고 있다.

• 세미나 유튜브 영상 보기
https://www.youtube.com/watch?v=RWK9IA0pzBA&feature=emb_imp_woyt