덕유산국립공원에서 유기오탁지수(DAIpo)를 이용한 수질 평가

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Journal of National Park Research, Vol. 3, No. 4, pp. 82-85 (2012)

덕유산국립공원에서 유기오탁지수(DAIpo)를 이용한 수질 평가

박정원*

국립공원관리공단 국립공원연구원

An Evaluation of Water Quality using DAIpo index in Deogyusan National Park, Korea

Jung-Won Park *

National Park Research Institute, Korea National Park Service, Namwon 590-811, Korea

요 약 :본 연구는 덕유산 계류를 대상으로 유기오탁지수(DAIpo 지수)를이용한 수질 평가를 위해 봄과 가을에 모두 9개의 정점을선정하여조사를실시하였다. 조사된부착규조류는 50종류였고, 5월은 11~23종류, 9월은 8~21종 류가 출현하였다. 우점종은 대부분의 조사 지점이 Achnanthes convergens, Cocconeis placentula var. lineata, Hannaea arcus, Reimeria sinuata 등호청수성 분류군(saproxenous taxa)이었으나 9월에 파회 지점은 호오탁성 분류 군(saprophilous taxa)인 Navicula minuscula가 우점하였다. 생태군 분류에서 호청수성 분류군의 비율은 5월에 77.79~99.23%, 9월은 22.09~99.28%였고 파회 지점에서 가장 낮았다. DAIpo 지수는 5월이 88.9~99.62, 9월은

24.4~99.64로파회지점이가장 낮았다. 수질등급은 5월에 전조사 지점이매우좋음이었고, 9월은매우좋음, 매우

좋음~좋음그리고좋음~약간좋음이었고, 파회(9월) 지점의수질등급이가장낮았다. 주요어 :덕유산, 부착규조, 생태군, DAIpo 지수, 수질등급

Abstract :This study conducted research selecting total nine points in spring and autumn to evaluate water quality by using the DAIpo index targeting the streams in Mt. Deogyu. Attached diatoms observed are total 50 kinds, and 11 to 23 kinds appear in May while 8 to 21 emerge during September. Regarding dominant species, in most of the investigated points, saproxenous taxa such as Achnanthes convergens, Cocconeis placentula var. lineata, Hannaea arcus, and Reimeria sinuata appeared; however, in Pahoe during September, Navicula minuscula of saprophilous taxa was dominant. Regarding the classification of ecological groups, the ratio of saproxenous taxa was 77.79 to 99.23% in May and was 22.09 to 99.28% in September, and it was the lowest in the point of Pahoe. The DAIpo index was 88.9 to 99.62 in May and was 24.4 to 99.64 in September, and it was the lowest in the point of Pahoe. The water quality was very good in all the investigated points in May and was very good, very good to good, and good to quite good in September, and it was the worst in the point of Pahoe (September).

Key words :Deogyusan, Attached diatom, Ecological groups, DAIpo, Water quality

서 론

부착규조는 주로 수계에 서식하나 토양, 암벽 등 다양한 장소에 서식하고 있다. 수계의 경우에도 돌, 수초의 세포벽, 모래 등 다양한 매질에 이용하여 서식한다(이 2003). 따라서 부착규조류는 가장 다양하고 넓은 장소에 서식하고 전 세계 적으로 분포하므로 담수조류를 연구하는 학자들에게는 매우

흥미있는 생물재료이다.

부착규조류는수중의물리화학적인서식환경의 변화에따 라 반응을 나타내고 넓은 생태적 적응 범위를 가지기 때문 에 하천이나 호수 등의 수질의 상태를 파악하기 위한 지표 종으로 이용되고 있다. 특히 부착규조류는 천이 기간이 짧 고, 산처리를 하여도 피각이 남아 있으며, 넓은 생태적 범위 를 가져 수질의 상태에 따라 분류군을 나눌 수 있다는 점

*Corresponding author E-mail: [email protected]

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덕유산국립공원에서 유기오탁지수(DAIpo)를 이용한 수질 평가 83

등의 장점으로 인해 영국, 일본 등지에서 생물학적 수질평 가에많이이용되고 있다(환경부 2004, 2005, 2006).

환경부는 생물화학적 수질평가의 문제점에 있어서, 화학 적 방법은 시료를 채집한 순간의 수치로서 시차에 따라 수 질 값이 다르게 나타나고, 물속에 서식하는 생물이 가장 먼 저 외부 유입물질의 영향을 받아 반응을 나타난다는 점을 고려하여생물학적수질평가를실시하기로하고 2003년부터 전국 4대강을대상으로생물학적수질평가를실시하고있다 (환경부 2004, 2005, 2006).

생물학적 수질평가는 현재 어류, 저서성대형무척추동물, 수변식물 그리고 수질을 대상으로 실시하고 있으며, 그 중 돌에 부착해서 서식하는 부착규조는 수계의 1차 생산자로 광합성 작용을 하고 먹이사슬의 최하층을 점유하고 있다는 점 등 여러가지 장점이있기 때문에생물학적 수질평가에 이용하고 있다(김 2010).

본 연구는 앞으로 환경부가 실시 예정인 수환경 건강성평 가에 미리 대비하고, 수환경 건강성의 중요성을 환기시키고 자 덕유산국립공원을 대상으로 부착규조 군집의 현황과

DAIpo 지수를 이용하여 생물학적 수질 평가를 실시하였다.

조사방법 1. 조사지 선정

덕유산국립공원 지역의 부착규조류의 채집 시 선정된 장 소와 조사 시기는 다음과 같다(Table 1).

2. 조사 방법

1) 부착규조류의 시료 채집과 종 동정 및 계수

시료는 주로 수심 10~30 cm에 있는 돌중에서 그 정점을 가장 보편적인 상태를 지니고 있는 것으로 추정되는 지름

10~20 cm 정도의 돌을 수 개 채집하여 솔로 수면과 평행한

윗면을 긁어서부착규조류를 채집한 후 원 시료를 잘 혼합 하여사용하였다.

동정과 사진촬영을 위한 시료는 Permanganate method (Hendey, 1974)에 의하여 세정한 후 Pleurax로 봉입하여 영 구 표본을 제작하였으며, Simonsen(1979) 체계에 따라 분류 하였다. 부착규조 군집의 상대빈도 등을 구하기 위하여 임 의로선정된 현미경하의시야에서 300개 이상의 피각을계 수하였다.

2) 생태군 분류 및 생물학적 수질평가

부착규조류의 생태군 분류는 Watanabe(2005)가 제시한 방

법에 따라, 각 출현종을 동정하여 호청수성 분류군, 호오탁 성 분류군 및 광적응성 분류군으로 분류하였고, 각 생태군 별로 상대빈도를 구하였다.

생물학적 수질 평가는 분류된 생태군을 근거하여 DAIpo

(Diatom Assemblage Index to organic water pollution) 방법 (Watanabe, 2005)에 따라 분석하였다(Table 2).

DAIpo = 50 + ½(A−B)

A: 조사 지점에서 출현한 호청수성종의 상대빈도의 합

B: 조사 지점에서 출현한 호오탁성종의 상대빈도의 합

그리고 DAIpo, BOD 및 오탁계급의 상관관계의 값은 표 2와 같다.

결과 및 고찰 1. 출현종수

조사에서 동정된 부착규조류는 모두 50종류였으며, Achnanthes 속과 Navicula속이 각각 9종류, Fragilaria속이 6종류, Gomphonema속이 5종류 그리고 Cymbella속과 Nitzschia속 이 각각 4종류가출현하였으며, 그외 속들은 1~2종류씩출 현하였다.

각 조사 지점에서 출현한 종수에서, 5월은 11~23종류가 출현하였으며 상류 정점인 금포탄과 월하탄에서 가장 적게 출현하였고, 세심대에서 가장많이출현하였다(Table 3). 남 덕유분소지점은 16종류, 안성탐방지원센터는 12종류가출현

하였다. 9월은 10~21종류가 출현하였으며, 월하탄이 가장

적게 출현하였고 세심대 지점이 가장 많이 출현하였다. 남 덕유분소는 8종류, 안성탐방지원센터지점은 12종류가 출현 하였다.

2.우점종

대부분의지역에서우점한종은 Achnanthes convergens H.

Table 1. The Region and sampling data of attaches diatom in Deogyusan National Park.

채집일자 채집장소

05 .22 ~ 05. 25 금포탄, 월하탄, 상오정교, 삼공교, 세심대, 파회, 수성대, 라제분소, 안성탐방지원센터 09. 11 ~ 09. 13 금포탄, 월하탄, 상오정교, 삼공교, 세심대, 파회, 수성대, 라제분소

Table 2. The relationship of DAIpo, BOD and pollution grade (Watanabe, 2005).

DAIpo BOD 오탁계급

100-85 0-0.625 극빈부수성수역(xenosaprobic) 85-70 0.625-1.25 β빈부수성수역(β-oligosaprobic) 70-50 1.25-2.5 α빈부수성수역(α-oligosaprobic) 50-30 2.5-5.0 β중부수성수역(β-mesosaprobic) 30-15 5.0-10.0 α중부수성수역(α-mesosaprobic)

15-0 >10 강부수성수역(polysaprobic)

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Kob. in H. Kob., Nagumo & Mayama 1986였으며, 삼공교 와 세심대 지점의 9월은 Reimeria sinuat, (Greg.) Kociolek

& Stoemer 1987 파회지점은 5월에는 Cocconeis placentula var. lineata (Ehr.) V. H. 1880~1885가, 9월은 Navicula minuscula Grun. in V. H. 1959가, 그리고 안성탐방지원센터 지점은 5월에 Hannaea arcus (Ehr.) Patr. 1966 가 우점종으 로 출현하였다(Table 4). 인위적인 영향을 가장 적게 받는 금포탄, 월하탄상오정교, 수성대, 라제분소, 남덕유분소, 안 성탐방지원센터지점에서출현한우점종은모두동일종이거 나 맑은 수역에서 서식하는 호청수성 분류군이었으며, 파회 지점은 다른 지점과 달리 Navicula minuscula가 우점종으로 출현하였다. 파회는 리조트 지역을 거쳐 내려오는 수계와 합류되는 지점인데 수온이 높은 하계에 Navicula minuscula 가 우점종으로출현하여 내부적인 영향보다 외부적인 영향 이 있을것으로 판단된다. Navicula minuscula는 pH가 중성 인지점을 선호하고, 유기오탁분류군에서대표적인 호오탁 성 분류군중의 하나이다. 금포탄과 월하탄 지류, 상오정교, 삼공교, 세심대 지점에서 출현한 종은 모두 맑은 물에 서식 하는 호청수성 분류군이므로 이 두 지류가 혼합되고 리조트 지류도혼합되는지점인파회에서 9월에 호오탁수성분류군 이 우점종으로 출현하는 것은 리조트 지류의 영향을 받고 있기때문으로 생각된다.

3. 생태군 분류

각 조사 지점의 생태군 출현율에서 금포탄과 월하탄 지점 은 호청수성 분류군의 비율이 65.41~99.23%로 월하탄 지점 이 5월에 가장 높고 9월에 가장 낮은비율을 나타냈다. 호

오탁성분류군은 전혀출현하지 않았다(Table 5).

상오정교, 삼공교 그리고 세심대 지점은 호청수성 분류군 의 비율은 61.15~96.95%였으며, 삼공교에서 9월에 가장 낮 고 상오정교의 5월에 가장 높은 비율을 나타냈다. 호오탁성 분류군의 종의 비율은 상오정교 지점에서 9월에 0.27%, 삼

공교지점과 세심대지점은 9월에각각 0.28%, 2.68%의비

율을나타냈다.

금포탄과월하탄 지점과상오정교, 삼공교그리고 세심대 지점은 전혀 다른 지류이나 공통적으로 춘계인 5월에 호청 수성 분류군의 비율이 높고, 하계인 9월에는 낮았다. 호오탁

성 분류군의 비율은 거의무시해도 좋을정도로 낮은비율 이었고, 상오정교와 세심대 지류에서 낮은 비율로 조사되 었다.

파회, 수성대, 라제분소 지점의 호청수성 분류군의 비율은

22.09~96.39%로 조사 지점간 범위의 폭이 넓게 나타났다.

본 조사 지점은 금포탄과 월하탄 지류, 상오정교에서 세심 대 지류 그리고 리조트지류에서 유입되는 계류가 혼합되어 흘러가는 지점들로, 특히파회지점은 1차적으로영향을받 는 지점이다(Table 6).

호오탁성 분류군의비율은 파회에서 9월에 73.3%로높은

비율을 나타냈으며 그 외 지점은 호오탁성 분류군의 종은 전혀 출현하지 않았다.

9월에 금포탄과 상오정교에서 내려오는 지류의 호청수성

분류군의 비율이 61.15~96.95%이고, 리조트 상류 지점은

95.31%인 반면, 리조트계류 주변에 위치한 모텔의 하수가

유입되어 영향을 가장많이 받는리조트 하류지점의 호청 수성 분류군의 비율은 45.16%로 낮았다. 따라서 파회 지점 Table 3. Species number of attached diatoms at each station.

장소 금포탄 월하탄 상오정교 삼공교 세심대 파회 수성대 라제분소 남덕유

분소 안성탐방 지원센터 월 5 9 5 9 5 9 5 9 5 9 5 9 5 9 5 9 4 9 5 출현종수 11 18 11 10 14 12 19 17 23 21 20 16 18 12 12 20 16 8 12

Table 4. The dominant species appeared at each station.

장소 월 우점종 상대빈도(%)

금포탄 5 Achnanthes convergens 64.6

9 Achnanthes convergens 53.71

월하탄 5 Achnanthes convergens 45.63

상오정교 5 Achnanthes convergens 45.41

삼공교 5 Achnanthes convergens 50.79

9 Reimeria sinuata 30.03

세심대 5 Achnanthes convergens 30.31

9 Reimeria sinuata 32.44

파회 5 Cocconeis placentula var. lineata 25.84

9 Navicula minuscula 72.67

수성대 5 Achnanthes convergens 59.44

라제분소 5 Achnanthes convergens 55.68

9 Achnanthes convergens 55.26 남덕유분소 4 Achnanthes convergens 60.05 9 Achnanthes convergens 95.54

안성탐방 5 Hannaea arcus 67.38

Table 5. The Ecological taxa of attached diatom at each station.

장소 금포탄 월하탄 상오정교 삼공교 세심대

월 5 9 5 9 5 9 5 9 5 9

호청수성분류군 87.38 75.02 99.23 65.41 96.95 95.17 92.45 61.15 91.42 64.09 호오탁성분류군 　- -　　- 　- -　 0.27 　- 0.28 -　 2.68

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덕유산국립공원에서 유기오탁지수(DAIpo)를 이용한 수질 평가 85

의 9월에호청수성 분류군의 비율이 낮고호오탁성 분류군 의 비율이 높은 것은 리조트에서 유입되는 계류의 영향과 파회까지 하천 주위에 있는 비점오염원의 영향을 많이 받는 것으로 판단된다. 탐방객이 거의 없는 5월에는 파회지점의

호청수성 분류군의비율이 77.79%로 높아하계에인위적인

영향이더욱높은것으로 판단된다.

남덕유분소지점의호오탁성종의 비율은 89.91~89.91%이 었고, 호오탁성 분류군의 비율은 9월에 0.54%로 매우 낮았 다. 안성탐방지원센터 지점은 호청수성 분류군의 비율이

99.28%로 매우 높았고 호청수성 분류군은 전혀 출현하지

않았다. 두 지점은 자연적인 영향 외에는 인위적인 영향이 거의없기때문에호청수성 분류군의 비율이매우높았다.

4. DAIpo 지수를 이용한 생물학적 수질평가

DAIpo 지수(부착규조군집을 이용한 유기오탁내성지수)을

이용한 생물학적 수질평가에서 금포탄과 월하탄 지점은 82.2~99.62였으며, 금포탄의 5월과 9월, 월하탄의 5월은 매 우 좋음이었고, 9월에만 매우 좋음~좋음이었다(Table 7).

BOD 수치로는 0~1.25 mg/L였으며특히금포탄과월하탄의

5월은 DAIpo가 93.7~99.62로 매우 높아 수질의 상태가 매

우 양호한 것으로 나타났다.

상오정교에서 세심대 지점은 DAIpo가 80.71~97.48이었으 며, 수질등급은 삼공교와 세심대의 9월이 매우 좋음~좋음이 었고나머지조사시에는매우좋음으로나타났다. 전반적으 로 수질등급은 양호한 것으로판단되었고, 상오정교, 삼공 교와세심대의 5월은매우양호하였다.

파회에서 라제분소까지 DAIpo 지수는 24.4~98.2의 범위 였으며, 파회의 9월은 다른 조사지점에 비해 매우 낮은 값 을 나타냈다(Table 8). 파회의 9월은 호청수성 분류군의 비 율도 낮아, 전반적으로 계절적인 영향(탐방객 유입, 비점오 염원)을많이 받고 있는것으로판단된다. 파회 지점의수질 등급은 보통이었고, 그 외지점은매우좋음으로 수질은양 호하였다.

남덕유분소과 안성탐방지원센터 지점은 DAIpo 지수가

94.9~99.64로 수질 등급은 모두 매우 좋음으로 평가되어 전

형적인 산간 계류의 특성을 지니고 있는 것으로 판단된다.

인용문헌

이인규. 2003. 조류생물학. 월드사이언스. 서울. Pp. 1-398.

김영환. 2010. 조류학. 바이오사이언스. 서울. Pp. 1-616.

환경부. 2004. 물환경종합평가방법개발조사연구(I). Pp. 1-557.

환경부. 2005. 물환경종합평가방법개발조사연구(II). Pp. 1-641.

환경부. 2006. 물환경종합평가방법개발조사연구(III). Pp. 1-551.

Hendey NI. 1974. The permanganate method for cleaning freshly gathered diatom. Microscopy. 32: 423-426.

Simonsen R. 1979. The diatom system: Ideas on phylogeny.

Bacillaria. 2: 9-71.

Watanabe T. 2005. Picture Books and Ecology of the Freshwater Diatoms. Uchida Rokakuho, Tokyo. Pp. 1-666.

(2012년 12월 5일 접수; 2012년 11월 15일 채택) Table 6. The Ecological taxa of attached diatom at each station.

장소 파회 수성대 라제분소 남덕유분소 안성탐방

지원센터

월 5 9 5 9 5 9 4 9 5

호청수성분류군 77.79 22.09 84.97 89.67 96.39 86.87 89.81 98.59 99.28 호오탁성분류군 -　 73.3 　- 　- 　- 　- 　- 0.54 -　

Table 7. The Relationship of DAIpo index and water quality at each station.

장소 금포탄 월하탄 상오정교 삼공교 세심대

월 5 9 5 9 5 9 5 9 5 9

DAIpo 93.7 87.5 99.62 82.2 97.48 97.6 96.2 80.4 95.7 80.71

수질등급 매우좋음 매우좋음 매우좋음 매우좋음

~좋음 매우좋음 매우좋음　매우좋음　 매우좋음

~좋음　　매우좋음 매우좋음

~좋음　　

Table 8. The Relationship of DAIpo index and water quality at each station.

장소 파회 수성대 라제분소 남덕유분소 안성탐방

지원센터

월 5 9 5 9 5 9 4 9 5

DAIpo 88.9 24.4 92.5 84.8 98.2 93.4 94.9 99 99.64

수질등급 매우좋음 보통　 매우좋음　 매우좋음 매우좋음　 매우좋음　 매우좋음　 매우좋음　 매우좋음　