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한중수 ( Jung-soo Han ),왕주현 ( Joo-hyoun Wang ),김정은 ( Jeong-eun Kim ),정진호 ( Jin-ho Jung ),배연재 ( Yeon-jae Bae ),이황구 ( Hwang-goo Lee ) 한국환경생태학회 2016 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2016 No.2
온배수란 발전소에서 사용한 냉각수 및 온천, 폐수처리장등에서 이용되는 방류수를 의미한다(Kim, 2000). 온배수의 방류는 하천과 호소 등의 수온을 상승시키며(Kim, 2000), 이러한 수온 상승은 겨울철에 하천이 얼지 않는 현상 또는 온배수 방류지역에 안개가 빈번해지는 현상 등이 일어난다(Waite, 1981; Whitehouse, 1971). 방류수 수온이 하천 생태계에 순기능의 역할을 하는 경우, 수온이 낮은 겨울철에 동·식물들의 활동을 활발하게 하며, 반면에 역기능을 유발하는 경우에는 어류의 카드뮴과 납의 섭취가 증가하게 되고, 빠른 성장으로 인하여 조기 사망이 발생하게 된다 (Moore, 1958; Sin, 1995). 담수무척추동물은 하천에 서식하는 여러 생물군 중에서 하천 생태계의 주요 변화요인인 물리·화학적 요인 및 생물학적 요인 등에 민감하게 반응하고, 급격한 환경변화에 능동적으로 대처하는 능력이 낮아수환경을 평가하는 지표생물로써 매우 효과적으로 이용되고 있다(Im, 2015). 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 2월까지 온배수의 영향이 가장 높게 나타나는 저수온기를 고려하여 실시하였다. 조사대상지는 온배수 배출시설에서 온배수가 유입되는 경기도 포천시 영북면에 위치한 부소천 일대에서 조사를 실시하였으며, 온배수가 유입되어 혼합되는 혼합역과 혼합역을 기준으로 상·하류 지점을 선정하여 수질 분석 및 담수무척추동물의 종조성, EPT-group 개체 비율, 군집분석, 기능군 분석, 생물학적 수질을 평가하였다. 담수무척추동물의 정량채집은 Suber net (30㎝x 30㎝, 망목 0.2㎜)을 이용하여 조사를 실시하였고, 다양한 미소서식처에 서식하는 담수무척추동물상을 파악하기 위하여 Bottom kick net 및 Hand net (지름 18㎜, 망목 0.5㎜)를 이용하여 정성채집을 병행하였다. 수질분석 결과 수온은 상류지점에서 평균 2.83(±1.89)으로 가장 낮은 것으로 분석되었으며, 혼합역에서 평균 6.31 (±2.83)로 가장 높은 것으로 분석되었다. 용존산소(DO)는 상류에서 평균 14.61 (±1.83)로 가장 높은 것으로 분석되었고, COD는 조사지점별로 유사하게 분석되었다. 총 질소(T-N)는 평균 2.98 (±1.01), 총 인(T-P)은 평균 0.13(±0.14)으로 혼합역에서 가장 높은 것으로 분석되었고, 상류지점 보다 하류지점에서 T-N, T-P가 높은 것으로 분석되었다. 조사기간 동안 총 3문 4강 11목 30과 50종 4,015개체의 담수무척추동물이 출현하였으며, 종비율은 하루살이목이 6과 16종(32.0%), 출현비율은 파리목이 1,848개체(46.03%)로 가장 높게 나타났다. 조사기간 동안 하루살이목-강도래목-날도래목(EPT-group)은 총 17과 32종 1,876개체(46.72%)가 출현하였다. 하류지점에서 평균 65.66(±30.27)%로 가장 높은 것으로 분석되었으며, 조사기간 동안 혼합역에서 평균 19.05(±9.58)%로 가장 낮은 EPT-group 개체 출현율을 나타내는 것으로 분석되었다. 군집분석 결과 우점도지수는 평균 0.63 (±0.11), 다양도지수는 평균 1.82 (±0.24), 균등도지수는 평균 0.64 (±0.08), 풍부도지수는 평균 2.94 (±0.33)로 분석되었다. 우점종 및 아우점종 분석결과 혼합역에서는 비교적 넓은 수온대를 차지하는 실지렁이(Limnodrilus gotoi)와 깔따구류(Chironomidae spp.)가 조사시기별 우점하였으나 상·하류 지점에서는 민하루살이(Cincticostella levanidovae), 민강도래 KUa (Nemoura KUa) 등 냉수성종 및 민감종이 우점종으로 조사되어 혼합역과 다소 차이가 나타나는 것으로 분석되었다. 섭식기능군분석결과 상류와 혼합역에서 Gathering-Collectors, 하류에서는 Filtering-Collectors의 비율이 가장 높은 것으로 분석되었고, 상류에서 하류로 갈수록 Shredders의 비율이 감소하였다. 서식기능군은 Clingers와 Burrowers가 조사지점별대부분을 차지하였으며, 상류에서 하류로 갈수록 Clingers의 비율이 높아지고, Sprawlers와 Swimmers는 조사지점별로 유사한 출현율을 나타내는 것으로 분석되었다. 조사시기별 한국오수생물지수(KSI) 분석 결과 상류에서 평균 1.12(±1.25, B등급), 혼합역에서 평균 2.73 (±0.41, C등급), 하류에서 평균 0.71 (±0.38, A등급)로 하류에서 가장 양호한 하천상태를 나타내고, 혼합역에서 가장 불량한 상태를 나타내고 있는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 출현한 담수무척추동물과 수온과의 대응분석 결과 상류와 하류는 수온과EPT-group과의 관련성이 있는 것으로 나타났으며, 혼합역은 높은 수온으로 인하여 EPT-group과의 관련성이 적은 것으로 분석되었다. 특히 냉수성 종인 애우묵날도래 KUa (Apatania KUa)와 녹색강도래(Sweltsa nikkoensis) 등은 낮은 수온과 관련성이 깊은 것으로 분석되었다. 수온과 개체수, 종수, 군집지수, EPT-group, 냉수성종과의 상관성 분석결과, 우점도지수 및 개체수, EPT-group 개체 비율, 냉수성종은 음의 상관성을 나타내는 것으로 분석되었으며, 다양도지수, 균등도지수, 종수는 수온과 양의 상관성을 나타내었다. 온배수의 유입으로 인한 수온의 변화는 EPT-Group, 냉수성 종 및 민감종의 분포를 제한하는 중요 요인인 것으로 생각되며, 급격한 환경 변화에 능동적으로 대처하는 능력이낮은 담수무척추동물의 종 분포 및 군집에 부정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.
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