한국 해안 플라스틱 오염 조사 결과 번역

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한국 해안 플라스틱 오염 조사 결과 번역에 대해서 알아 보겠습니다(한영번역)

한국 해안 플라스틱 오염 조사 결과 번역(한국어 원본)

낙동강에서 배출된 쓰레기가 축적된다고 알려진 흥남해수욕장에서 2011년 2월에 해안선과 수평 및 수직 방향으로 small plastic debris의 standing-stock 공간 분포를 조사하였다. 해변의 sand를 2 mm sieve로 걸러서 그 위에 남은 plastic debris의 abundance와 mass를 측정하였다. 관측된 plastic의 abundance는 해안선에 수평한 최근의 high-stranded line 및 해안선에 수직 방향의 cross-sectional line에서 각각 평균 976 ± 1281 items/m2와 473 ± 866 items/m2이었다. 특히, expanded polystyrene이 평균 529 ± 927 items/m2으로 가장 많았고, plastic fragment가 평균 16 ± 25 items/m2으로 두 번째로 높은 abundance를 보였다. Small plastic debris 조성비는 high-stranded line 분포와 cross-section 분포 간에 차이를 보였다. plastic의 cross-section 공간 분포는 plastic의 종류에 따라서 상이한 양상을 보였다.

1. Introduction

대부분이 petroleum 또는 natural gas에서 추출된 synthetic polymer인 plastic은 1907년 bakelite라는 이름으로 처음 상용화되었다. 가격이 저렴하고 가볍지만 내구성이 강한 재료로써 (Thompson et al., 2009), 1940년대 이후로 대량 생산되었으며 2009년에 전세계적 생산량이 2억 3천만 톤에 이르고 있다 (PlasticsEurope, 2010). 생산된 plastic 중 일부는 해양으로 유출되어 해변에 표착되게 된다. 환경에 유입된 플라스틱 중 크기가 1 mm 또는 5 mm 미만을 몇몇의 연구자들에 의해 ‘microplastic’이라고 분류되었다 (Thomson et al., 2004; Browne et al., 2010). 크기가 microplastic보다 크고 macroplastic (>25 mm)보다 작은 플라스틱을 mesoplastic으로 구분하기도 한다 (Gregory and Andrady, 2003).
제조된 크기와 해안에 유입된 형태에 따라 microplastic은 1차 (primary; 작은 크기로 제조) 또는 2차 (secondary; 큰 플라스틱이 작게 조각화됨) 플라스틱으로 나뉜다. 지름이 2-5 mm인 plastic resin pellet, 미용 제품 중 하나인 scrubber, 선박의 녹과 페인트를 벗겨내기 위한 air-blasting에 1차 microplastic이 이용되고 있다 (Cole et al., 2011). 이와 달리, 2차 microplastic은 UV에 의한 photo-oxidation (Andrady, 2011; Barnes et al., 2009; Browne et al., 2007; Moore, 2008; Rios et al., 2007), 파도 (Barnes et al., 2009; Browne et al., 2007)등에 의한 물리/화학적 마모로 macroplastic이 작은 크기로 분해되어 생성된다. 해안 지역에서 발견된 1 mm 미만의 microplastic은 영국, 싱가포르, 인도, 벨기에 (Thompson et al., 2004; Ng and Obbard, 2006; Reddy et al., 2006; Claessens et al., 2011)등 에서 존재여부와 분포가 보고되고 있다..
플라스틱은 분자량이 커서 세포막을 침투하지 못하기 때문에 직접적인 영향을 주지 못한다고 알려졌다 (Teuten et al., 2009). 하지만, filter feeder인 Mytilus Edulis가 미세차원의 플라스틱을 섭식하게 되면 microplastic이 hemolymph까지 이동하여 생체 내에 축적된다는 결과가 보고되었다 (Browne et al., 2008). 또한, 작아진 microplastic은 비표면적(surface to volume ratio)이 증가하여, persistent organic pollutants가 다량 흡착되는 문제가 있다. 생물이 플라스틱을 섭취하면, 플라스틱에 흡착 또는 첨가된 오염물질이 생물에게 전이 (Moore, 2008) 되거나 bio-magnification 현상이 나타날 가능성 (Tueten et al., 2007)이 있다고 알려지고 있다.
부유 및 해안에 표착한 mesoplastic 조각은 이미 1970년대부터 관측되었고 (Carpenter and Smith, 1972; Colton et al., 1974; Gregory, 1974), 세계적으로 많은 보고가 이루어졌으나, 한국의 경우 김 등(2002)을 제외하면 전무하며 아시아 지역에서는 매우 제한된 자료가 있다 (Ng and Obbard, 2006).
특히 해안에서 mesoplastic 및 microplastic을 포함하는 작은 플라스틱 쓰레기는 beach에서 매우 불균일하게 분포하는 것으로 알려져 있으나, 이전의 모든 연구가 대부분 high-stranded line 분포에 대해서 집중되어 있었고, 해변의 수직방향으로 cross-section 분포에 대해 알려진 바가 전혀 없다. 다른 나라들과 달리, expanded polystyrene을 양식시설의 buoy로 대량으로 이용하는 한국에서 spherule로 미세화된 expanded polystyerene의 정량적인 분포 및 다른 mesoplastic과의 비교 자료가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 한국에서 2번째로 큰 강인 낙동강으로 유입되는 쓰레기 영향을 직접적으로 받는 거제도의 모래해안인 흥남해수욕장에서 해안에 존재하는 mesoplastic의 현존량을 파악하고, 해안선의 high-stranded line 및 cross-section에 대한 공간 분포양상과 composition을 밝히고자 하였다.

2. Materials and Methods

2.1. 조사지역

경상남도 거제시 장목면 시방리에 위치한 흥남해수욕장 (34˚57’37.50” N, 128˚42’54.98” E)은 경사가 gently slope하고 semi-enclosed이며 총 면적이 24,165 m2인 sand beach 이다 (Fig. 1). Sample 채취 당시의 평균 wind speed는 거제 기상관측소 기준으로 1.8 m/s, 풍향은 남동풍이었으며 (기상청 지상관측 자료), 조석은 구조라(Gujora) 조위관측소 기준으로 54-134 cm였다 (국립해양조사원 1시간 조석자료).

2.2. 샘플링 방법

여름철이 되면 낙동강에서 배출된 쓰레기가 해안에 많이 표착하는 것으로 알려진 흥남해수욕장에서 2011년 2월 25일 low tide에 조사가 수행되었다. 조사 정점은 marine debris 가 해안선을 따라 가장 많이 분포한 upper littoral zone에서 high-stranded line으로 50 m 구간에서 random number를 발생하여 10개 quadrat에서 random sampling을 하였다. Quadrat의 너비인 0.28 m2안에서 5 cm 깊이의 sediment를 조사하였다 (Browne et al., 2010의 방법 수정). 이와 더불어, 제방이 있는 backshore부터 foreshore까지 cross-section을 quadrat 간에 간격을 두지 않고 연속적으로 시료를 채취하였다. 방형구안 퇴적물 시료는 현장에서 nominal aperture가 2 mm인 tyler체 (CISA, Spain)로 걸러, 위에 남은 natural particulate material과 plastic debris를 zipper bag에 함께 담아서 laboratory로 가져왔다.

2.3. 시료 분류 방법

실험실로 가져온 샘플에서 자연물 (주로 패각, 씨앗, 나뭇가지 등)을 육안으로 식별하고 제거한다. 이중 크기가 2 mm를 초과한 플라스틱 잔존물만 핀셋을 이용하여 pellet, plastic fragment, others (상태가 온전한 플라스틱), expanded polystyrene (EPS)으로 나눈다. 나누어진 plastic debris 중 펠렛은 다시 transparent, white, color로 구분하고, abundance를 측정하였다. pellet을 제외한 나머지 plastic들은 1 cm 미만, 1-5 cm, 5 cm 초과로 구분한 후 abundance를 측정하였다. 그리고 플라스틱 잔존물의 mass를 구하기 위해, 크기에 상관없이 종류별 (예, pellet, fragment, others, EPS 등 구분)로 모아서 무게를 측정하였다.

2.4. statistical analysis

통계분석에 이용된 프로그램은 SPSS (version 17.0, IBM, USA)였고, 통계적 유의성을 ∝<0.01 수준으로 설정하였다. 검정 방법은 paired t-test로 high-stranded line 및 cross-section에서 플라스틱 category (예, pellet, fragment, others, EPS)들간의 통계적 차이가 나타나는 지 알아보기 위해 수행되었다.

한국 해안 플라스틱 오염 조사 결과 번역(영어 번역본)

The purpose of this study is to investigate the spatial distribution of standing-stock of small plastic debris in the Heungnam bathing beach, where garbage from the Nakdong River is accumulated, horizontally and vertically from the coastline in February 2011. We sifted out the sand in the coast by the 2mm sieves to measure the abundance and mass of the plastic debris on the sieves. The observed abundance of the plastic was 976 ± 1281 items/m2 at the recent high-stranded line horizontal to the coastline and 473 ± 866 items/m2 at the cross-sectional line vertical to the coastline (average). Specifically, expanded polystyrene was highest in the abundance (529 ± 927 items/m2 on average), followed by plastic fragment (16 ± 25 items/m2 on average). The composition of small plastic debris showed difference between high-stranded line and cross-section distribution; the cross-section spatial distribution of the plastic was different based on types of the plastic.

1. Introduction

Plastic, a synthetic polymer usually extracted from petroleum or natural gas, was first commercialized as the name of Bakelite in 1907. As a cheap, light, durable material (Thompson et al., 2009), it has been mass-produced since 1940s and the total production in 2009 was 230 million tons (PlasticsEurope, 2010). Some of the produced plastic is discharged into the sea to be cast ashore. Plastic debris into the environment whose size is from 1mm to less than 5mm is categorized to be “microplastic” by researchers (Thomson et al., 2004; Browne et al., 2010). Plastic whose size is more than microplastic and less than macroplastic (>25 mm) is divided as mesoplastic (Gregory and Andrady, 2003).
Microplastic is divided into primary plastic (produced at small sizes) and secondary plastic (big ones broken into pieces) based on production sizes and types cast ashore). The primary microplastic is used in plastic resin pellet (2 to 5mm in diameter), scrubber as a beauty product, and air-blasting for removing the rust and paint of ships (Cole et al., 2011). On the other hand, the secondary microplastic is from macroplastic fragmented by photo-oxidation by UV (Andrady, 2011; Barnes et al., 2009; Browne et al., 2007; Moore, 2008; Rios et al., 2007) or waves (Barnes et al., 2009; Browne et al., 2007) due to physico-chemical weathering processes. The microplastic of less than 1mm found on the coast has been reported to be found and distributed in England, Singapore, India, and Belgium (Thompson et al., 2004; Ng and Obbard, 2006; Reddy et al., 2006; Claessens et al., 2011).
Although plastic has been known not to affect species directly because it cannot pass through the cell membrane due to its higher molecular weight (Teuten et al., 2009), it is reported that when Mytilus Edulis as a filter feeder eats microplastic it is moved to hemolymph and accumulated in vivo (Browne et al., 2008). Also, persistent organic pollutants are absorbed plentifully because microplastic increases in surface to volume ratio when becoming smaller. It is known that when a creature feeds on plastic the pollutants absorbed or added to the plastic are spread to the creature (Moore, 2008) or cause bio-magnification (Tueten et al., 2007).
Mesoplastic pieces floating or cast ashore had already been observed since 1970s (Carpenter and Smith, 1972; Colton et al., 1974; Gregory, 1974) and has been reported around the world. However, there have been few researches as for Korea except for Kim et al. (2002) and the data in Asia has been sufficiently restricted 있다 (Ng and Obbard, 2006).
In particular smaller plastic debris including mesoplastic and microplastic on the shore has been known to be distributed sufficiently heterogeneously on the beach, but almost all previous studies have focused on the high-stranded line distribution and the cross-section distribution vertically to the beach has been hardly investigated. Data of quantitative distribution and comparison with other mesoplastic of expanded polystyerene grinded finely into spherules are needed in the context of Korean environment because Korea, unlike other countries, uses a large amount of expanded polystyrene as buoy at aquafarms. Thus, the authors in this study was to identify the actual amount of mesoplastic on the Heungnam bathing beach, the sandy coast in the Geojedo where garbage into the Nakdong River (the second longest river in Korea) directly affect, and to investigate the spatial distribution and composition for high-stranded line and cross-section of the coastline.

2. Materials and Methods

2.1. Research area

The Heungnam bathing beach (34˚57’37.50” N, 128˚42’54.98” E) is gently sloped, semi-enclosed sand beach of a total 24,165 m2, located in Sibangri, Jangmok-myeon, Geojesi, Gyeongsangnam-do (Fig. 1). On collecting the samples, the average wind speed was 1.8 m/s and the direction of the wind was southeast (the Geoje weather observation station; data of terrestrial observation from the Meteorological Administration), and the tide was 54-134 cm based on the Gujora tide station (data of one-hour tide from the Korea Hydrographic and Oceanographic Administration).

2.2. Method of sampling

We conducted the investigation at the Heungnam bathing beach, where the debris discharged from the Nakdong River is known to be cast ashore in summer, at low tide on February 25, 2011. As for research fixed point, after generating random number at 50m interval from the upper littoral zone to the high-stranded line where the marine debris was mostly distributed along the coastline, we performed random sampling at 10 quadrates. We investigated the sediment of 5cm in depth within 0.28 m2 as the width of the quadrate (a method adjusted from the one by Browne et al., 2010). Meanwhile, we successively collected samples from the cross-section between the backshore with the banks and the foreshore without intervals among the quadrates. The sediment within the quadrates was filtered by the tyler sifts (CISA, Spain) whose nominal aperture was 2 mm on the site, and the natural particulate material and plastic debris on the sifts were poured into zipper bags to bring to the laboratory.

2.3. Classification of samples

In the laboratory, the natural objects in the samples (such as shells, seeds, twigs) were identified with the naked eye for removing. The plastic remnants more than 2mm were divided into pellet, plastic fragment, others (plastics of intact form), and expanded polystyrene (EPS) by using tweezers. Among the divided plastic debris, the pellets were divided again based on transparent, white, and color, for measuring abundance. Other plastic except for the pellets were divided into less than 1cm, between 1 and 5cm, and more than 5cm for measuring abundance. In order to evaluate the mass of plastic remnants, the debris was categorized by types (e.g. pellet, fragment, others, EPS, etc.) regardless of size for measuring weight.

2.4. Statistical analysis

The SPSS (version 17.0, IBM, USA) was used for statistical analysis, and ∝<0.01 was considered to be statistically significant. Paired t-test was conducted to identify statistical differences among the plastic categories (such as pellet, fragment, others, EPS, etc.) in the high-stranded line and cross-section.

이상 한국해양과학기술원에서 의뢰한 한국 해안 플라스틱 오염 조사 결과 번역(한영번역)의 일부를 살펴 보았습니다.
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