해양학과 김승규 교수

-인천대 연구팀, 강한 조석 환경에서는 미세플라스틱이 다시 바다로 이동할

 가능성 규명

-국내 연구진이 그동안 상식처럼 받아들여져 왔던 ‘연안 퇴적물이 미세플라스틱의 최종 저장소’라는 개념에 새로운 해석을 제시했다.

❍ “연안은 미세플라스틱의 종착지가 아니다”

인천대학교 해양학과 김승규 교수 연구팀은 인천·경기 연안에서 표층수부터 저층수의 6개 수층과 해저 퇴적물을 동시에 조사한 결과, 강한 조석(밀물·썰물)이 지배하는 연안에서는 미세플라스틱이 장기간 퇴적물에 축적되기보다는 지속적으로 재부유(resuspension)되어 조류와 해류를 통해 외해로 이동할 가능성이 크다는 사실을 확인했다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 환경 분야의 세계적인 학술지인 Journal of Hazardous Materials 7월호에 게재되었다. 자세한 연구 내용은 해당 학술지에 게재된 논문(https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142508)을 참조할 수 있다.

❍ “해수와 해저 퇴적물에서의 수평적 공간분포와 다양한 깊이의 수층조사”

지금까지 대부분의 연구에서는 강에서 바다로 유입된 미세플라스틱의 대부분은 연안 퇴적물로 가라앉아 쌓여 장기적으로 축적되는 것으로 여겨져 왔다. 따라서, 연안퇴적물 오염 정도는 해당 연안으로의 배출이나 유입 강도를 평가하고 효과적인 연안 환경 관리 전략을 수립하는 주요 근거가 되어왔다. 하지만 이러한 가설은 실제 연안 전체를 대상으로 표층수, 수층 전체, 퇴적물을 동시에 조사한 연구가 거의 없어 충분히 검증되지 못했다.

연구팀은 한강의 하구이자 서해의 대표적인 대조차 환경인 인천·경기만 연안에서 미세플라스틱의 수평·수직적 분포와 그것에 영향을 미칠 수 있는 다양한 환경 변수들 및 수리수문학적 변수를 함께 조사하였다. 특히, 11개 정점에서 표층수와 해저 퇴적물을 조사하고 그 중 내만과 외만 각각 2지점에서는 표층 아래부터 해저면 위까지 5개 깊이 수층을 추가적으로 조사하여 미세플라스틱의 분포와 연안축적 가능성여부를 평가하였다.

❍ “조석이 미세플라스틱을 계속 흔든다...연안은 저장소가 아니라 통과 지점”

조사 결과는 기존 예상과 달랐다. 표층에서는 지역에 따라 농도 차이가 나타났지만, 표층 아래부터 해저 퇴적물 위까지의 수층에서 미세플라스틱은 거의 균일하게 분포하였다. 이는 하루 두 번 반복되는 강한 조석이 바닷물을 지속적으로 혼합하면서 미세플라스틱을 수층 전체에 고르게 퍼뜨리기 때문으로 해석된다.

반면, 퇴적물 속 미세플라스틱의 분포는 바로 위의 바닷물과 전혀 다른 양상을 보였다. 농도뿐만 아니라 발견된 플라스틱 종류도 일치하지 않았으며, 일부 지점에서는 해수에서의 미세플라스틱 농도가 낮은데도 퇴적물에서의 농도는 높았고, 반대의 경우도 확인됐다. 이는 퇴적물에 가라앉은 미세플라스틱이 조류에 의해 반복적으로 다시 떠오르고 이동하면서 장기적으로 안정적으로 매몰되지 못한다는 것을 의미했다. 

연구진은 퇴적물 전체 유기탄소 중 미세플라스틱 탄소가 차지하는 비율(MP-C)도 함께 계산했다. 그 결과, 퇴적물의 미세플라스틱 탄소 비율은 약 0.03%에 불과했으며 이는 수층에서 관측된 값들보다 10-100배 이상 낮은 수준이었다. 이는 연안 퇴적물이 미세플라스틱을 장기간 저장하는 능력이 생각보다 매우 제한적임을 보여준다. 결과적으로, 연안환경에서의 미세플라스틱은 장기적으로 축적가능한 퇴적물보다는 쉽게 이동확산될 수 있는 수체에 부유하여 존재한다는 것이다. 

❍ “미세플라스틱 관리 전략도 달라져야”

이번 연구는 중요한 정책적 시사점을 제시한다. 지금까지는 연안 퇴적물에 축적된 미세플라스틱 양을 조사하면 해양 지역의 오염 수준을 평가할 수 있다고 여겨져 왔다. 그러나, 조석이 강한 우리나라 서해와 같은 해역에서는 퇴적물이 현재의 오염 상태를 제대로 반영하지 못할 가능성이 크다는 것이다. 따라서 향후 미세플라스틱 관리정책은 퇴적물 조사 뿐 아니라 수층 전체를 함께 조사하는 통합 모니터링 체계가 필요하다고 연구팀은 제안했다.

김승규 교수는 “이번 연구는 연안 퇴적물이 미세플라스틱의 최종 종착지가 아니라는 가능성을 현장 관측으로 제시한 연구입니다. 특히 우리나라 서해처럼 조석이 강한 해역에서는 미세플라스틱이 끊임없이 재부유하며 외해로 이동할 수 있기 때문에, 기존의 연안 축적 개념을 다시 검토할 필요가 있습니다. 다만, 본 연구가 조하대 퇴적물만 대상으로 했다는 한계가 있으니 조간대 퇴적물을 포함한 추가 연구가 필요합니다.”라고 설명했다.

이어 “향후에는 미세플라스틱이 어느 경로를 통해 얼마나 인천연안으로 유입되는지, 또 어느 정도가 연안을 거쳐 외양으로 이동하며 이러한 이동이 해양생태계와 전 지구 해양 순환에 어떤 영향을 미치는지를 규명하는 연구가 필요합니다.”라고 밝혔다.     

인천경기연안 표층해수와 해저퇴적물 수평조사 지점도(A와 B)와 해수층 수직조사방법(C) / 대조차 하구-연안 시스템의 미세플라스틱 분포·이동 양상 모식도