513회 오션세미나
유실된 쓰레기 조사:
카보 베르데의 섬 산타 루치아에 쌓인 해양쓰레기 패턴
제 513회 오션 정기세미나에서는 대서양에 위치한 산타 루치아(Santa Luzia) 섬에서 진행된 해양쓰레기 발생 패턴 사례를 다루는 논문을 공부하였다.
<원문>
Sousa-Guedes, Diana, Filipa Bessa, Alberto Queiruga, Leila Teixeira, Vitória Reis, José Alberto Gonçalves, Adolfo Marco, and Neftalí Sillero, 2024. Lost and found: Patterns of marine litter accumulation on the remote Island of Santa Luzia, Cabo Verde. Environmental Pollution 344, p.123338.
연구배경
대서양의 서아프리카 지역 카보베르데(CaboVerde) 군도의 작은 무인도인 산타 루치아는 붉은바다거북의 산란지이며, 주요 파충류 및 조류의 군집이 서식할 뿐 아니라 해양 생물과 식생이 다양하여 통합 자연보호구역이자 해양 보호 구역으로 지정되었다. 그러나 강한 카나리아 해류의 영향으로 흘러와 해안에 축적되는 해양쓰레기의 양이 많으며, 이로 인해 섬의 자연환경이 위협을 받고 있다. 특히, 해안에 쌓이는 해양쓰레기 대부분은 플라스틱으로 이는 바다거북 산란 과정에서 둥지가 화학물질에 노출되고 새끼 바다거북이 바다로 향할 때 장애물로 작용하는 등 심각한 문제를 초래한다. 이에 연구진은 섬 내 정점에서 해양쓰레기의 축적 수준과 공간적 분포 패턴을 파악하여 다양한 유형의 해양쓰레기가 축적되는 패턴을 분석하고자 하였다.
연구 방법
연구진은 산타 루치아 섬에서 다양한 유형의 해양쓰레기가 쌓이는 패턴을 파악하고자 섬 내 주요 여섯 지점을 선정하여 모래 해변 내 해양쓰레기의 축적 수준과 섬 주변의 공간적 분포 패턴을 분석하였다. 분석을 위해 두 가지 샘플링 접근법을 사용하였는데, 우선 1제곱미터의 정사각형 규모에서 모래 샘플을 수집하였고, 그다음으로는 드론을 통해 항공 이미지를 촬영하여 상공에서 보이는 쓰레기를 식별하였다.
모래 샘플링의 경우 각 지점에서 해안선에 1x1m의 정사각형을 표시하고 정사각형 내에 있는 모든 인위적 쓰레기를 정량화하였다. 이때, 모니터링 지점에서 식별한 유형별 항목 수(잔해 조각 수, 카이제곱 테스트)와 항목 길이의 합계(잔해 조각의 길이, 크러스컬-윌리스 테스트)를 분석하였다. 또한, 총 누적량이 지형적 변수에 따라 달라지는지 테스트하기 위해 항목 수를 응답 변수로 사용하는 푸아송 분포를 사용하였다.
연구 결과
모래 샘플링 결과, 1mm 이상의 플라스틱이 총 1,478개 발견되었으며 그중에서도 메조 플라스틱(5-25mm)이 가장 많이 발견되었다. 특히 섬의 북동쪽 지점인 아차도스 해변의 세 지점(A1, A2, A3)에서 대부분의 해양쓰레기를 발견하였으며, 그중에서도 A3(북쪽 해변의 가장 서쪽)에서 가장 많은 쓰레기가 나타났다. 가장 많이 발견된 것은 파편(64~70%)이었으며, 이외에도 펠릿, 필라멘트, 밧줄, 폼, 필름 등 순으로 많이 발견되었다. 카이제곱 테스트 결과, 플라스틱 개수와 길이의 총합 간에 반드시 상관관계가 있는 것이 아니라는 점을 발견하였다.
상공에서 보이는 쓰레기를 식별한 결과, 항공 촬영한 6장의 정사사진에서 총 10,501개의 해양쓰레기를 발견하였다. 1제곱미터당 최대 38개의 거대 쓰레기를 식별하였으며, 그 중 아차도스 해변의 A1(북쪽 해변의 가장 동쪽)에서 가장 많은 거대 쓰레기를 발견하였다. 모래 샘플 접근법과 마찬가지로, 6개의 정사 사진에서 가장 많이 발견된 항목은 플라스틱 조각이었으며, 어망/로프/줄, 가공 목재, 작은 병, 문어 냄비, 기타 용기, 기타/알 수 없음의 항목이 그다음으로 많이 발견되었다.
연구팀은 두 방법을 통해 수집한 해양쓰레기 통계를 분석한 결과, 결과 간의 유의미한 상관관계가 항목 수에 있다는 것을 발견하였다. 여기서, 대형 쓰레기가 많이 쌓이는 데 가장 중요한 두 변수는 북향 해변과 높은 고도에 있는 것으로 분석되었다. 이에, 공간 모델링을 통해 분석한 결과, 해변의 해발 고도가 낮고 경사가 높은 곳(즉, 물가나 식생에 가까운 곳, 또는 조수가 물러갈 때 물이 다시 바다로 흘러 들어가는 통로 역할을 하는 해곡(troughs)에 해양 쓰레기가 쌓일 확률이 높은 것으로 예측하였다.
이러한 결과는 북부 해변에서 해양쓰레기가 다량 발견된 카보베르데의 다른 섬에서 나타난 패턴과 유사한 것으로, 이는 섬 내 해양쓰레기의 이동 경로가 해류와 바람의 영향을 크게 받는다는 것을 시사하고 있다. 특히, 섬 주변의 강한 카나리아 해류는 넓은 재순환 구역(recirculation zone)을 형성하여 해안 근처에 해양 쓰레기를 유지하는 역할을 하고 있다는 것을 알 수 있었다. 즉, 산타루치아 섬에서는 주로 동쪽에서 서쪽으로 해류가 흘러가며, 섬에 도착한 대형 쓰레기는 섬의 북동쪽에 쌓이고 해류를 따라 서쪽으로 이동한다는 것이다. 따라서 대형 쓰레기가 해류를 따라 서쪽으로 이동하면서 파편화되었을 것으로 추정된다.
이 연구는 산타루치아가 다른 대서양의 섬과 유사하게 섬의 북측은 해양 플라스틱 쓰레기의 저장고로 떠오르고 있다는 것을 보여주고 있으며, 전 세계적인 쓰레기 관리 대책과 정책적 노력이 절실히 필요하다는 것을 실증적으로 보여주는 사례로 활용될 수 있다.
513회 오션세미나
유실된 쓰레기 조사:
카보 베르데의 섬 산타 루치아에 쌓인 해양쓰레기 패턴
김혜주 ㅣ (사)동아시아바다공동체 오션 연구원 ㅣ hyejukim@osean.net
제 513회 오션 정기세미나에서는 대서양에 위치한 산타 루치아(Santa Luzia) 섬에서 진행된 해양쓰레기 발생 패턴 사례를 다루는 논문을 공부하였다.
<원문>
Sousa-Guedes, Diana, Filipa Bessa, Alberto Queiruga, Leila Teixeira, Vitória Reis, José Alberto Gonçalves, Adolfo Marco, and Neftalí Sillero, 2024. Lost and found: Patterns of marine litter accumulation on the remote Island of Santa Luzia, Cabo Verde. Environmental Pollution 344, p.123338.
연구배경
대서양의 서아프리카 지역 카보베르데(CaboVerde) 군도의 작은 무인도인 산타 루치아는 붉은바다거북의 산란지이며, 주요 파충류 및 조류의 군집이 서식할 뿐 아니라 해양 생물과 식생이 다양하여 통합 자연보호구역이자 해양 보호 구역으로 지정되었다. 그러나 강한 카나리아 해류의 영향으로 흘러와 해안에 축적되는 해양쓰레기의 양이 많으며, 이로 인해 섬의 자연환경이 위협을 받고 있다. 특히, 해안에 쌓이는 해양쓰레기 대부분은 플라스틱으로 이는 바다거북 산란 과정에서 둥지가 화학물질에 노출되고 새끼 바다거북이 바다로 향할 때 장애물로 작용하는 등 심각한 문제를 초래한다. 이에 연구진은 섬 내 정점에서 해양쓰레기의 축적 수준과 공간적 분포 패턴을 파악하여 다양한 유형의 해양쓰레기가 축적되는 패턴을 분석하고자 하였다.
연구 방법
연구진은 산타 루치아 섬에서 다양한 유형의 해양쓰레기가 쌓이는 패턴을 파악하고자 섬 내 주요 여섯 지점을 선정하여 모래 해변 내 해양쓰레기의 축적 수준과 섬 주변의 공간적 분포 패턴을 분석하였다. 분석을 위해 두 가지 샘플링 접근법을 사용하였는데, 우선 1제곱미터의 정사각형 규모에서 모래 샘플을 수집하였고, 그다음으로는 드론을 통해 항공 이미지를 촬영하여 상공에서 보이는 쓰레기를 식별하였다.
모래 샘플링의 경우 각 지점에서 해안선에 1x1m의 정사각형을 표시하고 정사각형 내에 있는 모든 인위적 쓰레기를 정량화하였다. 이때, 모니터링 지점에서 식별한 유형별 항목 수(잔해 조각 수, 카이제곱 테스트)와 항목 길이의 합계(잔해 조각의 길이, 크러스컬-윌리스 테스트)를 분석하였다. 또한, 총 누적량이 지형적 변수에 따라 달라지는지 테스트하기 위해 항목 수를 응답 변수로 사용하는 푸아송 분포를 사용하였다.
연구 결과
모래 샘플링 결과, 1mm 이상의 플라스틱이 총 1,478개 발견되었으며 그중에서도 메조 플라스틱(5-25mm)이 가장 많이 발견되었다. 특히 섬의 북동쪽 지점인 아차도스 해변의 세 지점(A1, A2, A3)에서 대부분의 해양쓰레기를 발견하였으며, 그중에서도 A3(북쪽 해변의 가장 서쪽)에서 가장 많은 쓰레기가 나타났다. 가장 많이 발견된 것은 파편(64~70%)이었으며, 이외에도 펠릿, 필라멘트, 밧줄, 폼, 필름 등 순으로 많이 발견되었다. 카이제곱 테스트 결과, 플라스틱 개수와 길이의 총합 간에 반드시 상관관계가 있는 것이 아니라는 점을 발견하였다.
상공에서 보이는 쓰레기를 식별한 결과, 항공 촬영한 6장의 정사사진에서 총 10,501개의 해양쓰레기를 발견하였다. 1제곱미터당 최대 38개의 거대 쓰레기를 식별하였으며, 그 중 아차도스 해변의 A1(북쪽 해변의 가장 동쪽)에서 가장 많은 거대 쓰레기를 발견하였다. 모래 샘플 접근법과 마찬가지로, 6개의 정사 사진에서 가장 많이 발견된 항목은 플라스틱 조각이었으며, 어망/로프/줄, 가공 목재, 작은 병, 문어 냄비, 기타 용기, 기타/알 수 없음의 항목이 그다음으로 많이 발견되었다.
연구팀은 두 방법을 통해 수집한 해양쓰레기 통계를 분석한 결과, 결과 간의 유의미한 상관관계가 항목 수에 있다는 것을 발견하였다. 여기서, 대형 쓰레기가 많이 쌓이는 데 가장 중요한 두 변수는 북향 해변과 높은 고도에 있는 것으로 분석되었다. 이에, 공간 모델링을 통해 분석한 결과, 해변의 해발 고도가 낮고 경사가 높은 곳(즉, 물가나 식생에 가까운 곳, 또는 조수가 물러갈 때 물이 다시 바다로 흘러 들어가는 통로 역할을 하는 해곡(troughs)에 해양 쓰레기가 쌓일 확률이 높은 것으로 예측하였다.
이러한 결과는 북부 해변에서 해양쓰레기가 다량 발견된 카보베르데의 다른 섬에서 나타난 패턴과 유사한 것으로, 이는 섬 내 해양쓰레기의 이동 경로가 해류와 바람의 영향을 크게 받는다는 것을 시사하고 있다. 특히, 섬 주변의 강한 카나리아 해류는 넓은 재순환 구역(recirculation zone)을 형성하여 해안 근처에 해양 쓰레기를 유지하는 역할을 하고 있다는 것을 알 수 있었다. 즉, 산타루치아 섬에서는 주로 동쪽에서 서쪽으로 해류가 흘러가며, 섬에 도착한 대형 쓰레기는 섬의 북동쪽에 쌓이고 해류를 따라 서쪽으로 이동한다는 것이다. 따라서 대형 쓰레기가 해류를 따라 서쪽으로 이동하면서 파편화되었을 것으로 추정된다.
이 연구는 산타루치아가 다른 대서양의 섬과 유사하게 섬의 북측은 해양 플라스틱 쓰레기의 저장고로 떠오르고 있다는 것을 보여주고 있으며, 전 세계적인 쓰레기 관리 대책과 정책적 노력이 절실히 필요하다는 것을 실증적으로 보여주는 사례로 활용될 수 있다.