Abstract
We incubated marine columnar sediments at $25^{\circ}C$ for 230 days to simulate the responses of phosphorus in the sediment which was exposed to freshwater. The incubation was composed of three different treatments (FW: freshwater, FWA: freshwater under anoxic condition, and SW: seawater as a Control). Six particulate fractions of phosphorus in sediment were obtained through sequential extraction and, for comparison, phosphate concentrations in porewater and superlying water were also determined. After the incubation, evidently higher concentrations of phosphate were found in FW and FWA compared to SW. Mass extinction of living organisms in marine sediment from freshwater shock and consequent decay of their corps probably contributed such high phosphate spike in the overlying water. Higher concentrations of BD-P(lron-bound P) were found in FW compared to SW. After exposure to the freshwater, we could determine that penetration depth of dissolved oxygen in marine sediment will be deeper. A result of increases of ferrous compounds in freshwater where contained less sulfide has been obtained. Because of these phenomena, BD-P was increased in FW. On the contrary, BD-P was decreased in FWA since poor dissolved oxygen concentration. In FWA, total amount of Leachable P(SUM of LOP) has been remarkably increased through the experiment, which strongly suggested the easy conversion of the leachable P into reactive P. This experiment has shown that most of diverse P species in marine sediment were leachable under freshwater and low oxygen condition. Therefore reclamation of natural tidalfalt and consequent freshwater introduction seems to trigger the conversion of diverse P-species to leachable P in the marine sediments, which will exert high benthic load of phosphate to the overlying water.
담수에 노출되었을 때 발생할 수 있는 입자성 인의 거동변화를 연구하기 위하여 해양퇴적물의 주상시료를 230일간 $25^{\circ}C$에서 항온암배양하였다. 배양 실험은 상층수를 해수상태로 유지한 실험군(SW), 담수상태로 유지한 실험군(FW), 그리고 담수상태이면서 빈산소상태로 유지한 실험군(FWA)으로 나누어 진행하였다. 퇴적물은 5 cm 깊이까지 1 cm 간격으로 절단하여 입자성 인의 연속추출방법으로 퇴적물 내 입자성 인의 존재형태를 6가지로 구분하였다. SW 실험군에 비해 FW와 FWA 실험군의 상층수에서 인산염 농도가 크게 증가하였다. 이는 담수와 접촉한 후 퇴적물 내 해양 미생물의 사멸과 함께 유기물이 분해된 결과로 사료된다. 또한 FW 실험군의 퇴적물 표층에서 BD-P(Iron-bound P)의 농도가 크게 증가하였다. 해양퇴적물이 담수와 접촉하면 퇴적물의 산소투과 깊이가 깊어지며, 이로 인해 해수에 비해 황화물이 적은 담수에서 철화합물 형태의 인이 증가한 것으로 사료된다. 그 반면에 FWA 실험군의 BD-P 감소는 상층수의 낮은 산소농도로 인해 인산염이 용출되는 과정을 통해 유실된 것으로 판단된다. 또한 FWA 실험군에서 추출 가능한 인(SUM of LOP)이 크게 증가하는 것으로 판단할 때, 앞으로 이 형태의 인이 상층수로 쉽게 용출되어 반응성 인이 될 것을 예상할 수 있다. 따라서, 갯벌에 함유된 다양한 종류의 입자성 인들이 담수와 접촉하면 상당부분 추출 가능한 인으로 바뀌게 되고, 특히 빈산소 상태에서는 그러한 추출 가능한 인이 더욱 증가하므로 향후 인산염의 형태로 용출되면 상층수의 수질에 악영향을 줄 우려가 있다고 판단된다.
