About Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy

통영 지역 13개 해변에서 2013년 9월 30일부터 2013년 10월 25일까지 쓰레기 조사를 수행하였다(Fig. 2). 통영의 해안은 도로 정비와 개발 등으로 인하여 많은 부분이 인공해안으로 되어 있으며, 자연 해안의 경우에도 해안선 위로 급경사 절개지가 발달되어 있어(Park et al.[2003]), 조사 가능한 해변을 찾는 것이 쉽지 않았다. 그러나 해양쓰레기 축적은 각 해변의 물리적, 해양적 특성과 오염원과의 지리적 특성 등의 영향을 받는 것으로 추정되므로 본 연구는 통영지역 해변의 다양한 물리·해양적 특성과 오염원과의 거리를 반영할 수 있도록 조사지역을 선택했다. 즉 해변의 물리적인 특성인 모래층, 자갈층, 갈대밭 등의 다양한 지질적인 요소가 포함하도록 하였으며, 오염원의 거리를 고려하여 굴 양식장이 밀집된 지역과 원거리 지점을 포함시켰으며 해변의 정기적인 연안정화 여부도 파악하여 조사지역을 선정하였다(Table 1).

조사는 해변별로 1회씩 실시하였다. 하루에 2~3개 해변을 조사하였는데, 조사일자별 조사지역은 다음과 같다(Fig. 2). 9월 30일: (1) 원평리(Won Pyoung), (2) 손덕마을(Son Deok), (3) 예포마을(Ye Po). 10월 13일: (4) 오륜리 서쪽(Oryun E), (5) 오륜리 동쪽(Oryun W), (6) 저산리(Jeo San). 10월 20일: (7) 공설해수욕장(Gong Seol), (8) 도남해수욕장(Do Nam). 10월 24일: (9) 개미목(Ge Mi Mok), (10) 에덴해변(Eden Beach), (11) 유동해수욕장(Yu Dong). 10월 25일: (12) 해간도 남쪽(Hegan S), (13) 해간도 북쪽(Hegan N).

Fig. 2 
Beach Debris Survey Points in Tongyeong City, Korea. The serial numbers of the survey points were given following the order of survey dates.

수집된 쓰레기는 먼저 크기에 따라 대형 쓰레기(25 mm 이상)와 소형 쓰레기(1 mm~25 mm)로 구분하였다. 세계적으로도 해양쓰레기의 크기를 구분하는 기준은 연구자들마다 다른데, 대형쓰레기는 UNEP/IOC의 권고에 따라 25 mm이상으로 하였다(Cheshire et al.[2009]). 소형의 경우 통영 인근 거제에서 수행되었던 과거 연구사례들(Heo et al.[2013]; Lee et al.[2013])과 비교하기 쉽도록 1 mm~25 mm로 설정하였다. Heo et al.[2013]과 Lee et al.[2013]은 1~5mm의 소형과 5~25mm의 중형으로 구분하였지만, 조사 결과를보면 이 두 그룹의 쓰레기의 상관관계가 높게 나타나는 경황이 있기 때문에(Lee et al.[2013]), 이 둘을 합쳐서 조사하더라도 조사 지역의 쓰레기 오염 정도를 나타내는데 문제가 없을 것으로 보인다.

또한 쓰레기를 각 크기 그룹별로 스티로폼(styrofoam), 경질플라스틱(Hard plastic), 섬유(fiber), 금속(metal), 유리(glass), 목재(wood), 기타(others) 등 7개 재질로 구분하여 조사하였다. 세계적으로 쓰레기의 재질별 분류도 연구자와 연구 목적에 따라 다양한데(HidlagoHidlagoruz et al.[2012]), 본 연구 목적이 스티로폼의 오염실태 파악이기 때문에 전체 플라스틱을 스티로폼, 경질플라스틱, 섬유 등으로 구분하였다. 해양쓰레기의 조성을 연구하는 것은 결국 그 발생 원인을 찾으려는 것인데, 발생 원인을 객관적으로 추정하는 것은 어려운 반면, 재질을 객관적으로 구분하는 것은 쉬운 편이다.

스티로폼 부자가 해변 쓰레기에 얼마나 기여하는지를 파악하기 위해, 전체 쓰레기 중 스티로폼 부자의 비율도 추정하였다. 스티로폼은 잘 부서지며, 실제로 해변 쓰레기의 많은 부분은 부서진 스티로폼 조각인데, 조각을 가지고는 그 원래 사용 용도를 알 수 없다. 따라서 원래 부피의 50% 이상이 남아 있어서 원래 용도를 알 수 있는 스티로폼 쓰레기를 ‘완제품’ 쓰레기로 구분하고, 나머지를 ‘조각’ 쓰레기로 구분하였다. 스티로폼 완제품 쓰레기를 다시 부자 완제품과 기타 완제품 쓰레기로 구분함으로써 완제품 쓰레기 중 부자가 차지하는 비율을 산정하였다.

조사구간은 전체해변에서 주로 육지쪽 최상부 인근에서 임의로 선정하였으며 이것은 대형쓰레기들이 주로 해변 최상부에 많이 있었기 때문이다. 각 해변에서 대형 쓰레기를 조사하기 위한 방형구(3 m×3m) 1개를 먼저 설정한 뒤, 이 방형구 내부 중 임의의 지점에 소형 쓰레기를 조사하기 위한 작은 방형구(50 cm×50 cm)를 설치하였다.

대형 방형구 안에서 25 mm이상의 대형쓰레기는 모두 수집하였다. 수집된 쓰레기는 재질별로 구분하고, 스티로폼은 다시 부자 완제품, 기타 완제품, 조각 등 3개 종류로 다시 구분한 후, 갯수, 무게, 부피를 현장에서 측정하였다. 무게의 경우 5 g까지 측정할 수 있는 저울을 이용하였으며, 부피는 쓰레기종량제 봉투(10L단위)를 이용하여 측정하였으며 10L 미만의 부피는 모두 1L로 버림하였다.

소형 쓰레기는 소형 방형구(50 cm×50 cm)에서 2 cm 깊이의 모래와 이물질을 함께 수집하는 방법을 이용하여 수집하였다. 이는 Hidalgo-Ruz et al.[2012]에서 언급한 selective, bulk, volume-reduced 방법 중 bulk sampling 방법의 변형된 형태라고 할 수 있다. 현장에서 모래가 아닌 자갈의 경우 2 cm를 측정하는 것은 거의 불가능하며, 갈대 등 식물과 쓰레기가 섞여 있는 경우에도 2 cm 깊이를 측정하는 것은 매우 어렵다. 그러므로 조사자들은 5리터짜리 철제용기를 준비하여 모래, 자갈, 갈대와 소형 쓰레기 등이 섞인 것을 한꺼번에 5리터(=50 cm×50 cm×2 cm)만큼 쓸어담는 방법을 사용하였다. 이후 이렇게 함께 담긴 표본을 실험실로 가져와, 자갈이나 식물들은 먼저 제거하고 남은 모래 등은 1 mm 채로 쳐서 쓰레기를 걸러냈다. 소형 쓰레기는 수집할 때부터 이물질과 함께 5리터를 채집하였으므로, 부피의 의미는 크지 않아 측정하지 않았으며, 무게는 10^-3g까지 측정할 수 있는 저울로 측정하였다.

통영 지역 13개 해변에서 대형 쓰레기(25mm 이상)의 평균 개수는 29.9개±21.1 개/m²이며, 평균 무게는 1,174.7±1,082.6 g/m², 평균 부피는 36.3±8.7 liter/m²이었다(Table 2). 개수 기준으로 가장 많은 곳은 오륜리 서쪽(Oryun W) 해변(73개/m²)이며, 가장 적은 곳은 공설(Gong Seol)해수욕장(5개/m²)이었다. 무게기준으로 쓰레기가 가장 많은 곳은 원평(Won Pyoung) (2,987 g/m²), 가장 적은 곳은 도남(Do Nam) 해수욕장(151 g/m²)이었으며, 부피 기준으로 쓰레기가 가장 많은 곳도 역시 원평(Won Pyoung) (105 liter/m²)이며, 가장 적은 곳은 동일하게 7 liter/m²를 보인 저산리(Jeo San), 공설 해수욕장(Gong Seol), 도남해수욕장(Do Nam), 해간도 북쪽(Hegan N) 해변이었다.

소형 쓰레기(1 mm~25 mm)의 평균 개수는 26,971개±7,028.5/m², 평균 무게는 273.2±61.3였다(Table 2). 개수 기준으로 가장 많은 곳은 욕지도의 에덴해변(Eden Beach) (75,548개/m²)이며, 가장 적은 곳은 예포(Ye Po) 마을(8,260개/m²)이다. 무게 기준으로 가장 많은 곳은 오륜리 동쪽(Oryun E) 해변(819 g/m²)이며, 가장 적은 곳은 저산리(Jeon San) 해변(81 g/m²)이었다.

대형 쓰레기(>25 mm)를 7가지 물질 종류로 나누었을 때 , 스티로폼 쓰레기는 개수로 74.7%, 무게로 66.3%, 부피로 85.7%로서 대다수를 차지하였다(Fig. 3). 그 외 경질플라스틱이 개수로 14.2%로서 2위이며, 주로 어업용 그물이나 부자를 묶는 끈 또는 장갑 등 천을 포함한 섬유가 갯수로 8.2%로서 3위를 차지하였다. 나머지 금속, 유리, 목재, 종이 등 기타 재질들은 갯수로 볼 때 모두 합쳐도 3%도 되지 않았다.

소형 쓰레기(1 mm~25 mm)의 경우 스티로폼은 갯수로 98.1%, 무게로 94.6%로서 대다수를 차지하였다(Fig. 3). 경질플라스틱의 경우 무게기준으로 4.7%를 차지하였을 뿐, 다른 재질들의 비중은 미미하였다.

Fig. 3 
Material types of composition of marine debris on beaches of Tongyeong area. (A) is material ratio of macro (>25 mm) debris and (B) is that of micro (1-25 mm) debris.

스티로폼 재질의 쓰레기 중 원래 부피의 50% 이상이 남아 있어 그 원래 용도를 알 수 있는 쓰레기와 부서져서 원래 용도를 알 수 없는 쓰레기로 구분하여 조사한 결과, 스티로폼 부자는 갯수로 1.9%를 차지하여 미미하였지만, 무게의 88.3%와 부피의 84.5%를 차지하였다(Fig. 4). 반대로 스티로폼 조각의 경우 갯수로는 97.9%로 대부분을 차지하였지만, 무게(11.3%)와 부피(14.7%)에서 차지하는 비중은 크지 않았다.

스티로폼 조각을 제외하여 비율을 살펴보면 부자가 차지하는 비중이 절대적이다(Fig. 4). 부서지지 않은 스티로폼 쓰레기를 부자와 부자 이외의 다른 쓰레기로 나눌 때, 부자가 차지하는 비율은 개수로 92.6%, 무게로 99.6%, 부피로 99.0%를 차지하였다. 부자 이외에 어상자나 일회용 라면 용기 등 일부 스티로폼 쓰레기가 있지만, 개수는 적었으며, 스티로폼 쓰레기의 절대다수는 부자가 차지하고 있었다.

Fig. 4 
Ratio of buoys among styrofoam debris. If more than 50% of the original volume of the debris item is remained, the debris item is classified as intact debris, and the other is classified as fragments for this study. (A) included styrofoam fragments and (B) excluded styrofoam fragments.

13개 통영 해변 조사에서 대형쓰레기 갯수는 평균 29.9개/m²로, 이는 2012년 9월 거제도의 3개 해변에서 조사된 같은 크기(25 mm이상) 쓰레기의 평균 개수인 1.3개/m²(Lee et al.[2013])보다 23배 가량 많은 수준이다. 인근 거제 지역보다 월등히 쓰레기가 많은 이유는 버려지는 쓰레기가 많은 이유도 있겠지만, 조사한 해변들이 거제는 해수욕장이라서 청소가 주기적으로 이루어지는 반면, 통영에서 이번에 조사된 지역들은 청소가 거의 이루어지지 않는 곳이기 때문이다. 같은 이유로 통영에서도 공설해수욕장(Gong Seol)과 도남해수욕장(Do Nam), 유동해수욕장(Yu Dong) 등 주기적인 청소가 이루어지는 곳의 쓰레기 풍도는 가장 낮았다.

이번에 조사된 통영 지역 13개 해변의 쓰레기 오염 정도는 전 세계적인 연구결과와 비교했을 때 매우 높은 편이다(Table 3). 대형쓰레기(25 mm 이상)의 면적당 평균 밀도는 약 30개/m²로서 50.5개/m²인 일본 Goto Island(Nakashima et al.[2011])를 제외하고는 가장 높은 밀도를 보여주고 있다. 그러나 일본에서 조사대상 쓰레기가 10 mm 이상이었는데, 대체로 해변 플라스틱 크기가 작아질수록 그 숫자가 훨씬 더 많아진다는 사실(Lee et al.[2013])을 고려하면, 통영의 조사 결과가 일본의 조사 결과보다 적다고 단순비교해서 말할 수는 없다.

통영지역 소형쓰레기의 평균 개수는 26,971개/m²로서 이는 2012년 9월 거제도의 3개 해변에서 조사된 같은 크기(1 mm~25 mm)의 쓰레기 개수인 27,843개/m²(Lee et al.[2013])와 비슷한 수준이다. 즉, 대형쓰레기는 거제에 비해 23배나 많은데, 소형쓰레기의 풍도가 비슷한 이유는, 거제 해수욕장에서 청소할 때 대형쓰레기만 줍고 소형쓰레기는 모래나 자갈 사이에 거의 그대로 남아 있기 때문으로 추정할 수 있다. 또한 이는 다른 나라와 비교했을 경우 히로시마(44,155 개/m²)를 제외하고 절대적으로 높은 수치이다.

이번에 조사된 해변에서 쓰레기의 밀도가 높은 데에는 여러 가지 이유가 있을 수 있다. (1) 주변 지역 양식장에서 유입되는 양 자체가 매우 높다. 이번에 조사된 지역은 우리나라에서 굴 양식장의 밀도가 가장 높은 곳으로 볼 수 있다. 또한 굴 양식장의 스티로폼부자 관리가 제대로 되지 않아 유실되거나 투기되는 스티로폼 부자의 양도 매우 많은 것으로 추정된다(Cho[2005]). (2) 이번에 조사된 지역들은 대부분 주기적인 청소가 되지 않는 곳들이다. 이번 조사 지역 중 공설해수욕장과 도남해수욕장, 유동해수욕장을 제외한 10개 해변은 평소 청소가 거의 안되는 곳들이다. 그러므로 여기에는 오랫동안 쓰레기가 쌓였을 가능성이 높다. 특히 거제 조사(Lee et al.[2013])의 조사 지역은 주기적인 청소가 이뤄지는 해수욕장임을 감안할 때 더욱 그렇다. (3) 한 해변에서 조사구를 한 개만 설정했기 때문에 대표성이 부족한 문제가 있을 수도 있다. 해양쓰레기는 한 해변에서 수직으로 볼 때 물과 가까운 쪽보다 제방이나 식생대 등 물가의 반대쪽에 더 많이 쌓이는 경향이 있는데(Heo et al.[2013]), 이번 조사에서는 물가의 반대쪽에 조사구를 설정했다. 특히 거제조사(Lee et al.[2013])에서는 표착선(strandline)에서 조사를 했는데, Heo et al.[2013]에 따르면 표착선보다 상부 제방쪽이 더 많이 쌓이기 때문에, 이번 조사에서 더 많은 쓰레기가 조사된 것일 수도있다.

이번 조사에서 스티로폼 부자가 해변쓰레기 풍도에 기여한 정도는 압도적으로 높다고 할 수 있다. 우선 스티로폼이라는 재질로 볼 때 개수 기준으로 대형에서는 74.7%, 소형에서는 98.1%를 보여주었다. 스티로폼은 플라스틱의 일종일 뿐이고, 세계적인 수준에서 스티로폼의 생산량은 전체 플라스틱의 생산량 중 8.0% 정도만 차지 한다는 점(Plastic Europe, [2009])과, 그 중에서도 스티로폼의 많은 부분은 건축내장재로 사용됨을 고려할 때, 이 결과는 놀라운 것으로 볼 수 있다. 이와 가장 유사한 것은 한국의 국가해양쓰레기 모니터링 조사[MLTM, 2012] 결과인데, 여기서는 부피로 볼 때 경질플라스틱이 약 30%, 스티로폼이 약 30%를 차지한다. 한국에서 스티로폼 쓰레기의 비율이 높은 것은 매우 이례적이며, 이번 조사에서 대형쓰레기에서도 스티로폼이 이렇게 높은 비율을 차지한 것은, 한국 내에서 볼 때도 이례적이다. 특히 국가해양쓰레기 모니터링 통영 정점인 망일봉의 지점에서의 개수 기준으로 스티로폼 재질이 차지하는 비율은 9.4%와 비교했을 때 특출하다(MLTM[2012]).

본 연구의 소형(1~25 mm) 쓰레기를 재질별로 분류했을 경우, 스티로폼은 개수로 98.1%, 무게로 94.6%를 차지하고 있었다. 이러한 상황은 2012년 9월 거제도 3개 해변의 상황과 비슷한데, 개수로 볼 때, 소형쓰레기(1~5 mm)의 96%가 스티로폼이었다(Lee et al.[2013]). 스티로폼은 버려지는 양이 많을 뿐 아니라, 다른 재질들에 비해서 휠씬 잘 부서지기 때문에 스티로폼 쓰레기가 소형 쓰레기의 대부분을 차지하는 것은 쉽게 추정할 수 있다.

반면에 세계적으로 볼 때 스티로폼이 해양쓰레기에서 차지하는 비율은 그다지 높지 않다, 일본의 Goto 섬에서 스티로폼이 전체 쓰레기에서 차지하는 비율은 9%, 캐나다 Halifax 항구에서는 12%, 미국 New Jersey에서는 16.4%만 차지하고 있었다(Table 4).

이렇게 이번 조사에서 해변쓰레기 중 스티로폼의 비율이 높은 이유는 주변의 굴 양식장에서 버려진 스티로폼 부자가 가장 큰 원인으로 추정된다. 통영은 굴 양식장의 밀도가 우리 나라에서 가장 높기 때문에 조사 지역 주변에서 버려진 스티로폼 부자들이 해변에 쌓였을 가능성이 매우 높다. 특히 부서지지 않아서 원래 용도를 알아볼 수 있는 스티로폼 대형쓰레기 중 부자와 부자가 아닌 것을 나누어볼 때 부자는 개수 기준으로 92.59%를 보여주었다. 부서진 조각의 경우 그 원천을 알 수 없지만 부서지지 않는 쓰레기의 원천으로 볼 때, 부서진 조각의 원천도 스티로폼 부자가 절대적임을 추정할 수 있다. 한편으로 여름 가을철 태풍 등의 자연재해로 다른지역의 해양쓰레기가 통영지역으로 일시적으로 많은 양의 쓰레기가 유입될 수 있으나 발생원인 측면에서 볼 때 양식장에서의 투기는 같은 행위로 추정된다.

이런 해석은 세계적인 연구 결과와도 일치한다. Abu-Hilal and Al-Najjar[2004]은 해상에 스티로폼이 많은 것은 해상기인활동에 의한 것이라 제시하였다. 특히, Cho(2005)와 Heo et al.[2013]는 한국의 많은 스티로폼 쓰레기가 해안가 주변의 양식장에서 비롯된 것이라 하였으며 Fujieda and Sasaki[2005]는 일본 히로시마(Hiroshima)에서 많은 양의 스티로폼 쓰레기는 주변 굴 양식장에서 비롯된 것이라 하였다. Hinojosa and Thiel [2009]는 칠레 남부지역 전체의 부유쓰레기를 조사하면서, 많은 스티로폼 쓰레기를 발견하여 이는 칠레남부의 Castro와 Calfuco¹⁾ 지역의 홍합양식장에서 나온 것이라 추정하였다.

주기적인 청소가 이루어지는지 여부도 해변 쓰레기의 밀도에 영향을 미치는 것으로 보인다. 이번 조사 지역 중 욕지도의 에덴해변과 개미목의 경우 양식 밀집 지역에서 20 km 정도 떨어져 있고, 해변의 방향도 양식장과 다른 방향임에도 불구하고 쓰레기의 밀도가 높았던 이유는 오랫동안 청소가 이루어지지 않았기 때문이다. 도서지역일 경우, 해변쓰레기 정화를 분기별 1회씩만 진행하고 있으며, 이동이 힘든 도서지역에 사용할 용도로 제작한 이동식 감용기가 있었지만 사실상 인력과 예산문제로 거의 사용하지 않는다고 하였다(통영시²⁾). 그 결과 도서지역에서는 해변쓰레기 정화활동을 운행하여도 수거작업이 적절히 진행되지 않아 정화작업을 진행한 해변가 조차도 많은 쓰레기들이 방치되어 있다. 그에 반해, 공설해수욕장, 도남해수욕장, 유동해수욕장 등 청소가 이루어지는 곳에서는 대형쓰레기의 밀도가 상대적으로 낮았다. 하지만 청소는 소형쓰레기의 밀도에는 영향이 없는 것으로 보인다. 이번 조사지역에서 소형 쓰레기의 밀도가 청소가 이루어지는 거제 지역 상업적 해변의 소형 쓰레기 밀도보다 그다지 높지 않았다는 것이 이를 보여준다. 청소할 때는 대형 쓰레기만 주로 줍기 때문에 소형쓰레기들은 그대로 해변에 축적되는 것으로 보인다.

그러므로 도서지역은 해류 및 조류의 영향으로 해양쓰레기가 쉽게 모이는 곳임에도 불구하고 예산문제로 정기적인 정화활동이 이루어지지 않아, 해양쓰레기의 취약지점으로 추정되고 있다. 이 문제를 개선하기 위해서는 도서지역의 대표적인 해변을 중심으로 월별 해변쓰레기 모니터링을 실시하여 시기별 해변정화활동의 우선 순위을 결정하는 연구 작업이 필요하다.

본 연구는 우리나라에서 가장 심각한 해양쓰레기 문제 중 하나로 떠오르고 있는 스티로폼 쓰레기의 현황을, 그 발생원인 굴 양식장이 가장 많은 통영 지역에서 조사함으로써 보여주었다는 데 의의가 있다. 결과적으로 통영 지역은 쓰레기의 발생원이면서 그 피해자일 가능성이 매우 크기 때문에, 스티로폼 부자 쓰레기 문제를 해결하기 위한 통영시의 노력이 절실하다.

본 연구에서는 각 해변별로 조사구를 1개씩만 설정했으며, 조사회수도 1회에 그쳤다는 한계를 가지고 있다. 해변의 소형쓰레기들은 이미 많이 축적되어 있고, 청소로도 제거가 안되기 때문에 시간의 흐름과 큰 상관이 없을 가능성이 높기 때문에, 조사 회수의 문제는 크지 않을 수도 있다. 또한 조사구를 1개씩만 했지만, 쓰레기들은 해변의 육지쪽 한계라 할 수 있는 제방이나 식생대 인근에 많이 쌓여 있기 때문에 제방 인근에서 조사구를 설정하면 해변의 쓰레기 오염 중 가장 심각한 면을 강조해서 보여주게 된다. 그러므로 본 연구의 1회 조사는 통영지역 해양쓰레기의 현존량 파악을 가능하나 유입량을 파악하기에는 힘들지만 본 연구는 스티로폼 부자로 인한 통영지역 해변쓰레기의 정량적·정성적 분석이기에 1회 조사로도 통영지역 해변지역의 해변쓰레기의 현존량을 파악은 가능하다. 특히 특정시점의 현존량을 조사하는 것은 항목별 구성과 발생원인, 영향의 범위를 파악할 수 있는 유익한 정보를 제공할 수 있다(Ryan et al.[2009]). 하지만 향후 조사구를 늘려서 해변의 횡단면과 종단면에 따른 쓰레기의 축적이 다른지 여부를 조사하는 것은 과제라고 할 수 있다.

또한 조사된 13개 지역이 통영의 전체 상황을 대표하는지에 대한 의문은 제기될 수 있다. 특히 조사 지역을 선정함에 있어 현장에서 대형쓰레기가 눈에 띄는 경우에 우선적으로 선정했기 때문에, 본 조사 결과는 통영의 여러 해변들보다 쓰레기가 상대적으로 많은 곳에 대한 조사일 수 있고, 그러므로 통영 해변의 오염도를 과장되게 표현할 수도 있다. 그러므로 향후 통영 지역 해변의 쓰레기 오염도를 일반적으로 보여주기 위해서 조사 지역을 늘릴 필요가 있다. 특히 양식장과 가까운 곳과 먼 곳 등을 비교하는 것도 양식장으로 인한 오염 실태를 규명하는 데 도움이 될 것이다.