해상풍력단지 건설은 해양 퇴적물에 어떤 영향을 주나요?

해양퇴적물

해상풍력단지 건설은 해양퇴적물에 어떤 영향을 미치게 될까요?

  • 해상풍력발전단지를 건설하게 되면 해양퇴적물에 어떠한 영향을 미치게 될까요?
  • 대표적인 영향인 퇴적상 변화(조립질→세립질)는 유기물 및 중금속의 농도가 증가할 뿐만 아니라 이동성이 낮은 저서생물의 서식처를 교란하여 결과적으로 군집구조의 영향을 주게 됩니다.
  • 따라서, 퇴적물에 미치는 영향을 평가하기 위한 지속적인 모니터링이 필요합니다.

< 해상풍력단지 건설 과정에 따른 환경변화 >

목록
구분 발생원인 환경변화
건설 시 파일링, 케이블 포설 퇴적물 재부유 및 붕괴퇴적상 변화(세립화)
운영 중 우수처리, 구조물 부식, 세굴, 진동 중금속, 유기물 증가 퇴적상 변화(세립화)




해양퇴적물 영향평가는 어떻게 하나요?

  • 해상풍력단지 건설이 퇴적환경에 미치는 영향을 정확하게 파악하기 위해서는 올바른 평가 항목 설정, 현장 조사 방법 및 분석 방법이 필요합니다.
  • 해양퇴적물 영향평가 항목은 입도, 유기물, 영양염류, 중금속 등을 포함한 총 15개입니다.
  • 분석의 전반적인 과정은 해양환경 공정 시험 기준(국립수산과학원, 2021)을 준수하였으며, 중금속의 경우 정확도 및 정밀도를 확보하기 위해 인증표준물질(CRM)을 시료와 동일하게 분석하였습니다.

< 해양퇴적물 항목 분석개요 >

목록
분석항목 조사 및 분석방법 등 전반적인 과정 비고
입도, 함수율, 강열감량(IL), 산휘발성황화물(AVS), 화학적산소요구량(COD), 총유기탄소(TOC), 중금속류(Cd, Cr, Cu, Pb, Zn, Ni, Li, As, Hg) 해양환경공정시험기준(국립수산과학원, 2021) -


[ 현장조사 장비 ]

목록
반빈그랩 샘플러(Van veen grab sampler)를 이용한 해양퇴적물 채집


[ 퇴적물 분석 장비 ]

목록
중금속 분석장비
(ICP-MS, iCAP RQ, Thermo)		 총유기탄소분석기
(CHNS analyzer, FlashSmart, Thermo)		 레이저회절 입도분석기
(Mastersizer2000, Malvern)		 퇴적물분쇄기
(Ballmill, ProPM04L, ProNEXTECH)
  • 해양퇴적물을 정확하게 평가하기 위해서 해역 특성을 고려한 기준과 비교가 필요합니다.
  • 해양환경 환경기준은 해역별 해양환경 상태 평가, 해양환경 기준 설정, 오염원 관리 정책, 오염된 해역의 복원계획 수립 및 해양오염관리를 위한 의사결정 과정에 필요한 과학, 기술적으로 정보에 활용됩니다(해양수산부, 2018).
  • ◈ 해양환경기준 [해양수산부 고시 제2018-10호, 2018.01.23.] (단위: mg/kg)

< 해양환경기준 >

목록
중금속류 비소 카드뮴 크롬 구리 수은 니켈 납 아연
주의기준(TEL) 14.5 0.75 116 20.5 0.11 47.2 44.0 68.4
관리기준(PEL) 75.5 2.72 181 64.4 0.62 80.5 119 157
(1) 주의 기준 (Threshold Effects Level, TEL): 부정적인 생태 영향이 거의 없을 것으로 예측되는 농도
(2) 관리 기준 (Probable Effects Level, PEL): 부정적인 생태 영향이 발현될 개연성이 매우 높은 농도
(3) 적용 방법 : 금속 농도가 입자 크기에 따라 변화하므로 입자 크기의 변화를 나타낼 수 있는 금속(Li)을 사용하여 보정된 금속 농도를 사용
- As, Cd, Cr, Hg, Ni, Pb는 시료와 각 기준 농도를 직접 비교
- Cu, Zn은 시료의 Li으로 측정 농도를 입도 보정하여 기준 농도와 비교


- 만일 시료의 Li이 33.1 ppm 이하이거나 입도 보정 농도가 음의 값을 보일 경우 별도의 입도보정 없이 주의 기준과 관리 기준에 직접 비교

출처 : 해양수산부

해양퇴적물 영향평가를 위한 연구에 대해 간략히 소개할게요.

  • 서남해 해상풍력 실증단지 건설사업 해역이용 협의 시 수립된 조사계획과 고창 및 부안 지역 주민 의견을 반영하여 공사 전·중·후로 나누어 조사 범위와 정점을 선정하였습니다.
  • 공사 전·중에 비해 공사 후의 정점 수가 적고, 범위가 좁기 때문에 퇴적물 항목별 값의 직접적인 비교 시 해석상 오류가 나타날 수 있어 평균값을 비교하였으며, 타 해역과의 비교분석을 위해 인근 해역에서 수행된 문헌조사 결과와 비교하였습니다.
목록
공사 전·중 정점도 공사 후 정점도 문헌조사 정점(해양환경공단, 2019)

< 공사 전·중·후 조사 시기 >

목록
구분 공사 전 공사 중 공사 후
해역이용협의 해양환경영향조사 해양환경영향조사
1차 2차 3차 4차 5차 1차 2차 3차 4차 5차 6차 1차 2차 3차
해양수질 - - - 14.11 15.08 17.08 17.10 18.04 18.07 19.05 19.08 20.11 21.03 21.09

관측결과를 살펴 볼까요.

  • 해양퇴적물 내 평균 입도는 공사 중에 다소 증가하지만, 전반적으로 비슷합니다.
  • 강열감량 및 대부분의 중금속 항목은 공사 중이 공사 전에 비해 다소 높은 경향을 보였고, 중금속은 모든 시기 및 정점에서 해양 환경기준의 주의 기준 이하입니다.
  • 문헌조사 결과와 비교해 보면 모든 항목에서 주변 해역의 변동 범위 내 수준입니다.

문헌조사 결과

[ 공사 전·중·후의 해양퇴적물 결과 및 문헌 조사와의 비교 ]

목록
평균입도 강열감량
카드뮴(Cd) 크롬(Cr)
입도보정 구리(Cu-Li) 납(Pb)
입도보정 아연(Zn-Li) 니켈(Ni)
비소(As) 수은(Hg)

  • 서남해 해상풍력 실증단지 해역의 퇴적물 평균 입도는 공사 이후 실트와 점토 비율의 증가로 다소 세립해지고 유기물 및 중금속 농도가 다소 증가하였습니다.
  • 퇴적물 입자가 작을수록 표면적이 커지게 되므로 입자가 작은 실트와 점토의 증가는 유기물과 중금속 농도 증가의 원인이 됩니다.


[ 공사 전·중 ·후의 점토와 실트 비율 및 평균입경과 머드 비율 ]



  • 서남해 해상풍력 실증단지 해역과 주변 해역에서 수행된 문헌조사의 퇴적물 변화양상을 비교분석한 결과, 실증단지와 주변 해역이 동일하게 퇴적상의 변화(세립화)를 보여 공통으로 나타나는 특성임을 확인할 수 있었습니다.
  • 결론적으로, 실증단지 퇴적물 내 유기물 및 중금속의 증가 원인은 실증단지 주변 해역에서도 동일하게 일어나고 있는 퇴적상 변화에 따른 것으로 판단되었습니다.

[ 문헌조사의 점토와 실트 비율 및 평균입도와 머드 비율 ]

해양퇴적물 영향평가 결과를 보면 알 수 있어요!

서남해 해상풍력 실증단지 건설에 의한 해양퇴적물에 미치는 영향을 파악하기 위한 본 연구의 결론은 다음과 같습니다.

  • 평균 입도는 공사 전에 비해 공사 중에 다소 증가하였으나 전반적으로 유사
  • 강열감량 및 중금속은 공사 중이 공사 전에 비해 다소 증가하는 경향
  • 중금속은 해양 환경기준의 주의기준을 만족, 기존 조사 결과의 변동 범위 수준
  • 퇴적상 변화양상(세립화)은 실증단지와 주변 해역 모두 유사한 변화 양상
  • 퇴적물 내 유기물 및 중금속의 증가는 퇴적상의 세립화에 의한 것으로 판단

연구 결과 해상풍력 단지 내 퇴적물의 세립화는 주변 해역에서도 나타나는 공통적인 현상으로 판단되지만, 지속적인 모니터링을 통한 환경변화 확인이 중요합니다.

본 연구는 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구(No. 20203030020080, 해상풍력 단지 해양공간 환경 영향 분석 및 데이터베이스 구축, 2020~2024)의 결과입니다(문의 : 한국해상풍력㈜ 박지산 팀장, anode@kowp.co.kr)