2.1. 연구 지역

연구 지역인 낙동강 유역은 한반도 동남부로서 동경 127°29'19" ~ 129°18'00", 북위 34°59'41" ~ 37°12'52"에 위치 한다. 북쪽으로는 한강 유역, 서쪽으로는 금강 및 섬진강 유역과 접하고 동쪽으로는 태백산맥이 동해안 유역과 분수 령을 형성하고 있고, 남쪽으로는 낙동강 남해권역과 접해있 다(^{Lee et al., 2013}). 그리고 낙동강 유역 면적은 23,384.21 km²이며, 본류 하천연장이 400.7 km, 유로연장이 510.36 km 로서 부산광역시, 대구광역시, 울산광역시, 경상 남·북도, 강원도 등 3개의 광역시와 5개의 도에 분포되어 있다. 최 근 지속적으로 증가되는 용수수요량 대비 부족한 수자원의 확보와 홍수조절 등을 위하여 실시한 4대강 살리기 사업과 관련하여 하도 준설을 실시하고 총 16개의 다기능적인 보 를 건설하였으며, 이 중 낙동강에는 가장 많은 8개의 다기 능보가 건설되어 있다(^{MOLIT, 2009}).

본 연구는 낙동강 수계에서 본류 14개, 지류 10개에 해당 하는 지점 24개를 선정하여 2014년 9, 10월에 걸쳐 표층 퇴 적물을 채취하였다. 본류에 해당하는 지점(Nm) 중 Nm-04, 05, 06, 07, 08, 10, 12는 각각 상주보, 낙단보, 구미보, 칠곡 보, 강정·고령보, 달성보, 합천·창녕보와 인접한 지점이며, 지 류에 해당하는 지점(Nt) 중 Nt-24는 낙동강 하구언에 인접 한 서낙동강에 위치하고 있다. 그리고 퇴적물 시료 채취 당 시 전반적인 수질 환경을 파악하기 위하여 수질 다항목 측 정기인 YSI-600XLM을 이용하여 수심, 수온, DO(dissolved oxygen) 및 pH 측정하였다. 연구 지역의 수심은 전반적으 로 지류에 비해 본류에 해당하는 지점이 깊게 나타났으며, 이중 본류 구간에 건설된 보와 인접한 지역에서 10 m 이 상의 수심이 분포하며, Nm-22와 23에서도 10 m 이상의 비교적 깊은 수심이 나타났다. DO는 평균 8.4 mg/L로서 지점 Nm-05, 16과 Nt-17에서 10 이상의 높은 분포가 나타 났으며, 서낙동강에 위치하는 지점 Nt-24에서 가장 낮은 5.3 mg/L가 나타났다. pH는 평균 7.8로서 지류에 해당하는 지점 Nt-03과 24에서 6.9로 최소 값이, Nt-17에서 9.0으로 최대 값이 나타났다(Table 1).

2.2. 시료 채취 및 분석 방법

낙동강 수계의 전 지역에 걸쳐 총 24개의 지점에서 포나 그랩(ponar grab)을 이용하여 상부 3 cm에 해당하는 표층 퇴적물을 채취하였으며 각 지점에 위치하는 지역에서 좌, 우안 및 중앙에 해당하는 약 5개의 정점을 선정하여 표층 퇴적물을 채취한 후 혼합하였다. 채취된 표층 퇴적물은 입 도(grain size) 분석을 위하여 2 mm 체를 이용하여 체걸음 을 실시한 후 입도 분석에 이용하였고, 중금속 함량(heavy metals contents) 분석을 위하여 200 mesh체를 이용하여 체 걸음을 실시하여 동결 건조를 시킨 후 파쇄기를 이용하여 분말화하여 중금속 함량 분석에 이용하였다.(Fig. 1).

Fig. 1. Map showing sampling sites in the study area.

입도 분석은 퇴적물에 포함된 유기물을 제거하기 위하여 과산화수소(H₂O₂, 6%)를 이용하여 전처리 과정을 거친 후 자동입자크기 분석기인 Microtec S5300을 이용하였다. 입 도 분석 결과는 모래(sand), 실트(silt), 점토(clay)의 세 성분 으로 구분한 누적 비율과 평균입도(Mz; maean grain size) 를 구하였다. 이때, 평균입도는 ^{Folk and Ward (1957)}에 의하여 제안된 방법에 따라 아래의 식 (1)과 같이 계산하 였으며 입자의 직경에 대한 단위는 phi(Φ) = -Log₂ D(size in mm)를 사용하였다.

중금속 함량 분석은 분말화된 시료를 질산(HNO₃), 과염 소산(HClO₄), 불산(HF)을 순서대로 첨가하여 퇴적물과 산 이 완전히 분해될 때까지 가열하였다. 퇴적물이 완전히 분 해되면 약 20 mL의 질산용액(2 %)를 가하여 휘발시켜 불산을 제거한 후 다시 질산 용액(2 %)을 가하여 용존 시켰다. 이와 같은 전처리 과정을 거친 후 ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry / Varian 720-ES)를 이용하여 퇴적물 내에 Al(aluminium), Li(lithium), Zn(zinc), Pb(lead), Cu(copper), Cr(chrome), Ni(nickel), Cd(cadmium) 등 총 8종류를 분석하였다.

본 연구에 이용된 퇴적물 채취 방법과 입도와 중금속 함 량의 분석 절차 및 방법은 국립환경과학원의 ‘수질 오염 공정 시험 기준’ 중 ‘하천·호소 퇴적물 공정 시험 기준’에 의거하여 실시하였다(^{MOE, 2012}).

2.3. 중금속 오염도 평가 방법

연구 지역에서 분석된 중금속 함량을 미국 오대호 퇴적 물 분류기준, 캐나다 온타리오 퇴적물 환경기준 그리고 국 내의 환경부 국립환경과학원에서 제정한 하천·호소 퇴적물 오염평가 기준을 이용하여 비교 분석을 실시하였다(Table 2). 미국 퇴적물 분류 기준은 미국의 오대호에서 담수 퇴적 물 오염분류를 위한 지역환경보호청의 기준으로서 중금속 각 원소(Zn, Pb, Cu, Ni, Cd)의 함량에 따라 비오염(non polluted), 보통 오염(moderately polluted), 심한 오염(heavily polluted)의 세가지 기준으로 구분하고 있다(^{U.S.EPA., 1999}). 그리고 캐나다 온타리오 환경부 퇴적물 환경기준은 중금속 (Zn, Pb, Cu, Ni, Cd) 함량에 따라 퇴적물이 저서생물에 대 한 악영향을 확률적으로 표현하고 있는 것으로서 NEL(no effect level)은 퇴적물에 서식하는 생물체에 어떠한 영향도 미치지 않는 오염수준, LEL(lowest effect level)은 퇴적물에 서식하는 다수의 생물체에 영향을 미치지 않는 오염수준, SEL(severe effect level)은 저서생물에 악영향을 미칠 수 있 는 심하게 오염된 수준의 세단계로 분류하고 있다(^{CCME, 1995}). 국내에서는 국립환경과학원에서 2012년에 하천·호소 퇴적물 오염평가 기준(^{NIER, 2012})을 발표하였다. 이 기준 은 각 금속류에 해당하는 하나의 기준농도를 명시하여 이 를 초과하면 심각한 오염의 수준으로 분류하는데 그쳤으나 2015년에는 이보다 더 세분화하여 퇴적물의 중금속 함량이 저서생물에 영향을 미치는 영향을 4개의 등급으로 분류한 하천·호소 퇴적물 오염평가 기준을 새로이 발표하였다. 이 기 준에서는 저서생물에 독성이 나타날 가능성이 거의 없는 I 등급, 독성이 나타날 가능성이 있는 II 등급, 독성이 나타날 가능성이 비교적 높은 III 등급, 독성이 나타날 가능성이 매 우 높은 IV 등급의 총 4단계로 분류하고 있다(^{NIER, 2015}).

퇴적물 내 중금속 오염도를 평가하기 위하여 앞서 활용 한 퇴적물 환경 기준과의 비교 방법과 분석된 중금속 함량 을 지각물질 중 금속원소의 함량이나 연구 지역 주변의 오 염되지 않은 지역에서 자연적인 농도와 비교하는 방법이 이용되고 있으며, 이러한 방법들은 분석된 중금속의 함량을 정해진 기준원소와 자연적인 중금속의 함량과의 차이 또는 비율을 이용하여 자연환경에 비해 농축된 양을 추정할 수 있다(^{Kim and Jang, 2014}). 이에 따라 기준이 되는 표준화 원소를 설정하여야 하며, 퇴적물 내 입도의 영향을 배제하 기 위하여 퇴적물 내에 존재하는 주요원소이며 보존성 원 소로서 Al, Fe 및 Li 등이 일반적으로 이용되고 있다. 본 연구에서는 상대적으로 함량 변화가 적고 퇴적물 내에 % 단위로 높은 함량으로 분포하고 있는 Al을 사용하였으며 배경농도는 지각에 평균적으로 존재하는 함량으로 ^{Mason and Moore (1982)}에 의해 제시된 값을 이용하여 중금속 과잉량(EX), 부하 계수(EF), 농집 지수(Igeo) 그리고 오염계 수(CF) 및 오염누적지수인 PLI를 산출하여 오염도를 평가 하였다.

퇴적물 시료 내에 중금속 과잉량은 식 (2)와 같이 계산하 였으며, 여기서 M_(sediment)와 Al_(sediment)는 퇴적물 시료 중의 해당되는 중금속과 Al의 함량을 의미하며, M_(background)와 Al_(background)는 배경농도의 중금속과 Al의 함량을 의미한다. 또한 산출 결과가 양이면 과잉으로 존재하여 중금속이 농 축되어 있으며 음이면 농축되지 않은 부족함을 의미한다 (^{Brugmann et al., 1992}; ^{Paulson et al., 1993}).

부하 계수는 아래의 식 (3)에 의해 계산되며, (M_metal / M_reference)_sediment는 퇴적물 시료에서의 표준화 원소(Al)에 대 한 중금속 농도의 비이며, (M_metal/M_reference)_{reference value}는 배경 농도에서의 표준화 원소에 대한 중금속의 비를 의미한다 (^{Bruland et al., 1974}). 그리고 부하 계수가 1.0 이하일 경 우 오염이 되지 않은 자연적인 환경임을 의미하고 1.0 이상 일 경우는 대기나 하천을 통한 유입에 의한 인위적인 오염이 있음을 시사한다(^{Hyun et al., 2007}; ^{Zhang and Liu, 2002}).

농집 지수는 금속의 상대적인 농축정도를 나타내는 지수 로서 부하 계수와는 달리 직접 퇴적물의 오염도를 등급화 하여 오염의 정도를 평가하는 데 사용할 수 있다. 농집 지 수는 아래의 식 (4)와 같이 계산되며 M_(sediment)은 해당되는 중금속의 농도이며, M_(background)은 해당 중금속의 배경농도 로 보정을 위하여 상수 1.5를 곱하였다(^{Muller, 1979}).

오염 계수는 해당되는 중금속의 함량인 M_(sediment)과 자연 적 환경상태의 배경농도 M_(background)와의 비율로서 아래의 식 (5)와 같이 계산되며, 이에 따른 결과가 1 미만이면 낮 은 오염, 1 이상 3 미만이면 보통 오염, 3 이상 6 미만이면 상당한 오염 그리고 6 이상이면 매우 높은 오염의 계수로 구분된다(^{Hokason, 1980}; ^{Pekey et al., 2004}; ^{Savvides et al., 1995}).

이러한 오염 계수는 단순히 자연적인 배경농도와 중금속 의 함량의 비를 나타낸 수치로서 분석된 모든 중금속의 오 염 계수를 이용하여 지역 내의 오염도를 반영할 수 있는 오염 누적 지수인 PLI를 산출할 수 있다. PLI는 한 중금속 류에 의한 오염도 평가를 위하여 앞서 산출한 중금속 과잉 량, 농집 지수 및 부화 계수와는 달리 분석된 모든 중금속 을 포함하여 해당 지역에 분포하는 전체적인 오염도를 평 가할 수 있는 방법으로 아래의 식 (6)와 같이 계산되며, PLI 의 값은 0(unpolluted) ~ 10(highly polluted)으로 구분되어지 며 값이 클수록 오염도가 높은 것을 시사한다(^{Tomlinson et al., 1980}).

3.1. 입도

연구 지역의 입도 분석 결과, 모래는 평균 94.1 %로 가 장 우세하게 나타났으며 실트와 점토는 평균 각각 5.6 %, 0.3 %로 미약한 함량으로 구성되어 있다. 본류에 해당하는 지점 중 보와 인접한 지점에서 비교적 세립한 퇴적물로 구 성되어 있으며 그 중 Nm-07과 08에서 각각 모래 65.5 %, 63.5 %, 실트 33.2 %, 33.4 %와 점토 1.3 %, 3.1 %로 가 장 세립한 퇴적물로 구성되어 있다. 지류는 본류에 비해 비교적 모래의 함량 비율이 높게 구성되어 있으며, 서낙동 강에 위치하는 지점 Nm-24에서 지류에 해당하는 지점 중 실트와 점토의 함량 비율이 가장 높게 나타났다(Fig. 2). 평 균 입도는 모래의 범위에서 변화하며 분포하고 있으며 평 균 1.46Φ로서 중립사(medium sand)에 해당된다. 본류는 지 류에 비해 비교적 넓은 범위에서 분포하고 있으며 보와 인 접한 지점인 Nm-07과 08에서 각 3.78Φ, 3.83Φ으로 극세립 사(very fine sand)에 해당하는 가장 세립한 퇴적물이 분 포하고 있다. 지류에 해당하는 지점은 전반적으로 중립사 (medium sand) 이상의 조립한 퇴적물로 구성되어 있지만 지점 Nt-24에서 세립사(fine sand)에 해당하는 비교적 세립 한 퇴적물로 구성되어 있다(Fig. 3). 하천 퇴적물은 하상경 사를 비롯한 지형상의 특성, 이에 따른 유속과 유량의 변 화, 주변 지질을 구성하는 암석의 성분 및 기후 등이 퇴적 물의 공급과 공간적 변화의 요인으로 작용한다고 알려져 있다(^{Miall, 1977}; ^{You et al., 2000}). 연구 지역은 대부분의 지점에서 모래가 90% 이상의 사질 퇴적물이 분포하고 있 으나 Nm-23(sand: 81.5%, silt: 18.1%, clay: 0.4%)과 Nt-24 (sand: 83.7%, silt: 14.0%, clay: 2.3%)에서 각 3.15Φ, 2.35Φ로서 세립사에서 극세립사에 해당되는 퇴적물로 다른 지 점에 비해 비교적 세립한 입도 분포가 나타나고 있다. 이 러한 결과는 두 지점은 다른 지점에 비해 조석 및 파랑 등 에 의한 영향을 받는 해양과 인접한 지리적인 특성이 원인 인 것으로 생각된다. 그리고 칠곡보와 강정·고령보에 인접 한 지점인 Nm-07과 08에서가장 세립한 입도 분포가 나타 났으며 이 지점들은 다른 지점들과 달리 보와 인접한 지역 에 위치하고 있다. 이와 같은 결과들은 인공적으로 설치된 구조물로 인한 하상경사와 유로의 방향 변화에 따라 유속 이 변화하고 유수의 일시적인 정체가 나타난다는 연구(^{Oh et al., 2003})와 같이 인위적인 영향뿐만 아니라 다른 지점 에 비해 수심이 깊은 지형적인 특성과 기후에 의한 유량 및 유속의 변화가 다른 자연적인 특성에 따라 비교적 세립 한 입도 분포가 나타나고 있는 것으로 판단된다.

Fig. 2. Sediment composition (sand, silt and clay) of surface sediments in the study area (a: main stream, b: tributary stream).

Fig. 3. Mean grain size (Φ) of surface sediments in the study area.

3.2. 중금속 함량

연구 지역 표층 퇴적물의 중금속 함량 분석 결과 각 금속 류의 평균 함량은 Al(12.5%) > Zn(74.4 mg/kg) > Cr(45.3 mg/kg) > Li(26.0 mg/kg) > Pb(17.1 mg/kg) > Ni(10.5 mg/kg) > Cu(7.8 mg/kg) > Cd(0.22 mg/kg) 순으로 분포하 고 있다. 보존성 원소인 Al과 Li의 함량은 전반적으로 같 은 경향으로 분포하고 있으며, Al은 본류와 지류는 큰 차 이가 없었으나 Li은 지류에 비해 본류에 해당되는 지점에 서 비교적 높은 함량 분포를 보이고 있다. 두 금속류 모두 본류에서 가장 세립한 퇴적물이 분포하고 있는 지점인 Nm-07(Al: 15.1%, Li: 47.6 mg/kg), 08(Al: 15.1%, Li: 47.1 mg/.kg)에서 최대 함량이 나타났으며, 지류에서는 Nt-18(Al: 15.8%, Li: 34.4mg/kg)에서 최대 함량이 나타났다. Zn과 Pb 의 함량은 본류와 지류에서 비슷한함량 분포를 보이고 있 으며, 본류에 해당되는 지점 Nm-07(Zn: 123.4 mg/kg, Pb: 20.6 mg/kg), Nm-08(Zn: 134.0 mg/kg, Pb: 23.5 mg/kg)에 서 최대 함량이 나타났다. 그리고 지류에서는 지점 Nt-18(Zn: 107.5 mg/kg, Pb: 18.7 mg/kg)과 Nt-24(Zn: 98.9 mg/kg, Pb: 21.0 mg/kg)에서 비교적 높은 함량이 분포하고 있다. Cu의 함량은 다른 금속류와 같은 경향으로 세립한 퇴적물 로 구성된 지점인 Nm-07과 08에서 각 17.7 mg/kg, 18.0 mg/kg으로 최대 함량이 나타나고 Nt-18과 24에서도 각 15.8 mg/kg, 13.1 mg/kg로 비교적 높은 함량이 나타나고 있다. 그러나 Cr의 함량은 다른 금속류와는 달리 모래가 100%로 조립한 퇴적물로 구성되어 있는 지점인 Nt-12에서 107.7 mg/kg로 최대함량이 나타났지만 다른 금속류와 마찬 가지로 세립한 퇴적물이 구성된 지점에서 비교적 높게 나 타나고 있다. Ni의 함량 역시 세립질 퇴적물로 구성된 지 점 Nm-07, 08, 09에서 각 14.6 mg/kg, 15.8 mg/kg, 19.7 mg/kg으로 나타났지만 지류에 해당되는 지점인 Nt-18에서 24.2 mg/kg으로 최대 함량이 분포하고 있어 다른 금속류와 는 조금 다른 경향이 나타났다. Cd의 함량은 다른 금속류 와 함량과 비슷한 경향으로 본류에서 비교적 높게 분포하고 있으며 지점 Nm-06, 07, 08에서 0.35 mg/kg, 0.31 mg/kg, 0.51 mg/kg의 최대 함량이 분포하며 지류에 해당하는 지점 Nt-15(0.31 mg/kg)에서도 비교적 높은 함량이 나타났다. 대 부분 중금속의 함량은 본류의 칠곡보와 강정·고령보가 위 치한 지점인 Nm-08, 09과 지류로서 낙동강 하류인 하구언 에 위치하고 있는 지점인 Nt-24에서 높은 함량이 분포하고 있는 것으로 나타났다(Fig. 4).

Fig. 4. Heavy metals contents of surface sediments in the study area.

3.3. 상관관계 분석

본 연구에서는 각 항목간의 상관관계를 알아보기 위하여 입도와 중금속 함량 분석 결과를 spss 20.0을 이용하여 피 어슨 상관계수(Pearson’s correlation coefficient) 분석을 실 시하였다(Table 3). 피어슨 상관계수는 두 변수간의 관련성 을 구하기 위해 보편적으로 사용되고 있는 방법으로 상관 계수가 음수이면 음의 상관관계, 양수이면 양의 상관관계를 의미한다. 그리고 상관계수가 1.0과 0.7 사이, 0.7과 0.3 사 이이면 각 강한 양의 상관관계, 뚜렷한 양의 상관관계를 의미하며 -0.1과 0.1 사이이면 무시될 수도 있는 상관관계 를 의미한다. 또한, 상관계수가 -1.0과 -0.7 사이와 -0.7과 -0.3 사이는 각 강한 음의 상관관계와 뚜렷한 음의 상관관 계를 의미한다. 본류 지역에 해당하는 지점들의 각 중금속 함량의 피어슨 상관계수는 강하거나 뚜렷한 양의 상관관계 를 나타내고 있지만 Cr의 함량은 Pb를 제외한 다른 중금속 류와 무시될 수도 있는 약한 상관관계가 나타나고 있다. 지류 지역에 해당하는 지점들의 지점들 역시 각 중금속 함 량 사이에서는 강하거나 뚜렷한 양의 상관관계에 해당하는 계수로 나타나 높은 상관성이 나타난 반면 Cr의 함량은 모 든 중금속류와 약한 상관관계로서 본류와 같은 경향으로 나타났다. 세립질 퇴적물은 높은 비표면적을 가지고 있어 중금속을 포함하는 오염물질이 흡착할 수 있는 자리를 제 공하고 이온 교환량의 증가에 따라 중금속의 함량이 높게 나타나는 것으로 알려져 있다(^{Horowitz, 1991}; ^{Oh, et al., 2010}). 이러한 연구결과들과 같이 본 연구에서도 모든 지 점에서 Cr을 제외한 중금속 함량과 모래의 함량 사이에 강한 음의 상관관계가 나타나 세립질 퇴적물에 중금속 함 량이 높은 것으로 나타났다. 그리고 평균입도와 중금속 함 량은 전반적으로 양의 상관관계가 나타났으며 이 중 본류 에서는 Al(0.753), Cu(0.730), Ni(0.762)의 함량이 강한 양 의 상관관계가 나타난 반면, 지류에서는 평균입도와 강한 양의 상관관계에 해당하는 중금속 함량은 나타나지 않아 본류에 비해 지류에 분포하는 중금속 함량과 입도와의 상 관계수가 비교적 낮은 것으로 나타났다. 연구 지역은 전반 적으로 퇴적물 내에 세립한 입자의 구성성분이 증가할수록 Cr을 제외한 모든 중금속의 함량이 증가하는 것으로 해석 되며, 세립질 퇴적물과 중금속 함량에 나타나는 밀접한 상 관관계로 보아 연구 지역에서는 입도가 중금속 함량을 제 어하는 가장 주된 요인이며 지류에 비해 본류에 해당되는 지점에서 입도에 의한 영향이 비교적 큰 것으로 판단된다. 또한 향후 다른 중금속류에 비해 다른 경향이 나타나는 Cr의 특성에 대한 연구를 추가적으로 실시해야할 것으로 생각된다.

3.4. 중금속 오염도 평가

3.4.2. EX, EF, Igeo, CF 및 PLI

연구 지역의 중금속 과잉량을 보면, Zn의 함량이 지점 NS-08에서 5.93으로 각 지점에 해당하는 모든 중금속류 중 가장 높은 과잉량으로 농축되어 있으며 그 외 모든 지점에 서는 배경농도에 비해 과잉으로 분포하지 않는 것으로 나 타났다. Pb의 함량은 본류에서 5개 지점(Nm-03, 04, 05, 06, 12) 지류에서 2개 지점(Nt-21, 24)에서에서 과잉으로 존재하여 농축되어 있으며 특히 지점 Nt-21에서 3.50의 높 은 과잉량이 나타났다. Cu, Cr과 Ni의 함량은 모든 지점에 서 음의 값으로 지각의 평균적 함량에 비해 전혀 과잉 되 지 않은 상태로 나타났으며, 지점 Nt-14에서 세 중금속 모 두 최소값이 나타났다. Cd은 본류에 해당되는 지점 2개 (Nm-01, 08)와 지류에 해당되는 지점 1개(Nt-15)에서에서 과잉으로 분포하고 있으나 1이하의 과잉량으로 Zn이나 Pb 에 비해 비교적 낮게 나타났다(Table 5). 연구 지역에서 Zn, Pb, Cd의 함량이 지각 평균 함량에 비해 비교적 과잉 으로 분포하고 있으며, 지점 Nm-08에서 Zn 및 Cd의 함량 이 과잉으로 분포하는 것으로 보아 오염도 가장 높은 지점 으로 해석된다.

Table 5. Metal excesses (EX) of surface sediments in the study area

Metal excess	Zn	Pb	Cu	Cr	Ni	Cd
Min.	-59.53	-11.05	-92.03	-162.47	-129.50	-0.20
(st. name)	(Nm-11)	(Nm-01)	(Nm-14)	(Nt-14)	(Nt-14)	(Nt-18, Nm-23)
Max.	5.93	3.50	-54.19	-35.11	-73.79	0.14
(st. name)	(Nm-08)	(Nt-21)	(Nm-05)	(Nm-12)	(Nm-05)	(Nm-08)
EX > 0 of st. name (EX)	Nm-08 (5.93)	Nm-04(0.81)	N/D	N/D	N/D	Nm-01(0.08) Nm-08(0.14) Nt-15(0.02)
		Nm-05(1.03)
		Nm-06(1.77)
		Nm-12(0.34)
		Nt-03(0.10)
		Nt-21(3.50)
		Nt-24(0.28)

연구 지역에서 부하 계수를 산출한 결과, Zn에서는 지점 Nm-08(1.05)에서 1을 초과하여 인위적 오염이 있는 것으로 나타났으며, 이 지점을 제외한 모든 지점에서 인위적 오염 을 시사하는 값은 나타나지 않았다. Pb에서는 본류의 4개 지점(Nm-04, 05, 06, 12)과 지류 3개 지점(Nt-03, 21, 24)에 서 1을 초과하는 값이 산출되어 연구 지역에서 Pb에 의한 인위적 오염이 가장 높은 곳으로 나타났으며, 특히 지류에 해당되는 지점인 Nt-21에서 1.21로 Pb에 의한 오염도가 가 장 높게 분포하는 것으로 나타났다. Cu, Cr, Ni에서는 모든 지점에서 1을 초과하지 않아 인위적 오염은 없는 것으로 나타났으며, Cd의 경우 지점 Nm-01(1.24)과 Nt-15(1.07)에 서 1을 초과하는 것으로 나타났다. 연구 지역의 인위적 오 염도는 중금속류 중 Pb가 가장 높은 것으로 나타났고 총 14개 지점의 어떠한 중금속류에서도 1을 초과하지 않아 인 위적 오염이 없는 자연적인 환경에 해당하는 것으로 나타 났다. 연구 지역의 표층 퇴적물 내에 Zn, Pb, Cd의 함량은 비교적 인위적 오염이 있는 것으로 나타났으나 인위적 오 염을 시사하는 1.0 수치와 비교적 큰 차이가 없는 것으로 나타나 심각한 상태의 인위적 오염은 분포하지 않는 것으 로 판단된다(Fig. 5).

Fig. 5. The enrichment factor (EF) of surface sediments in the study area.

농집 지수를 계산할 때, 배경농도는 때로 해당 연구 지역 에서 오염원의 영향을 가장 적게 받는 지역의 농도나 가장 낮은 농도를 사용하는 경우도 있다(^{Hwang et al., 2010}; ^{Lee et al., 2004}). 그러나 본 연구 지역은 낙동강 전반에 걸친 지점으로 어떤 특정 지역을 오염원의 영향을 적게 받 는 지역으로 판단하여 배경농도로 설정하지 못하기에 앞서 중금속 과잉량과 부하 계수에서 사용한 것과 같은 지각 평 균값을 배경농도로 사용하였다. 농집 지수는 총 7가지의 등급으로 구분되며, 연구 지역에서 각 등급에 해당하는 지 점의 중금속은 Table 6과 같다. 연구 지역에서 Zn은 비오 염이거나 중간오염 단계에 해당하는 지점 Nm-01(0.03), 07(0.23), 08(0.35) 및 Nt-18(0.03)의 총 4지점을 제외한 모 든 지점에서 비오염 단계에 해당하는 것으로 나타났다. Pb 은 본류의 Nm-04(0.04), 06(0.15), 07(0.08), 08(0.27)과 지 류의 Nt-21(0.07), 24(0.11)의 총 6지점에서 비오염이거나 중간오염의 상태에 해당하여 모든 중금속류 중 가장 오염 이 높은 것으로 나타났다. Cu, Cr과 Ni은 모든 지점에서 비오염 상태에 해당하며, Cd은 지점 Nm-01(0.45), 06(0.22), 07(0.05), 08(0.77)과 Nt-15(0.05)의 총 5지점에서 비오염이 거나 중간오염의 단계에 해당하는 것으로 나타났다. 연구 지역의 농집 지수 산출 결과 지류에 비해 본류에서 비교적 높은 오염의 단계에 해당되는 지점이 많이 나타났으며 그 중 지점 Nm-07과 08은 Zn, Pb, Cd의 세 중금속류에서 다 른 지점에 비해 비교적 높은 오염의 단계에 해당하는 것으 로 나타나 모든 지점 중 가장 오염도가 높은 지점으로 해 석된다.

Table 6. Level, class and pollution intensity of Igeo (Muller, 1977) and the station name for each Igeo value found in the study area

Igeo	Igeo class	Pollution intensity	Station name for Igeo value
			Zn	Pb	Cu	Cr	Ni	Cd
>5	6	Very strongly polluted	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D
4~5	5	Very strongly / Strongly polluted	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D
3~4	4	Strongly polluted	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D
2~3	3	Strongly / Moderately polluted	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D
1~2	2	Moderately polluted	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D	N/D
0~1	1	Moderately polluted / Practically unpolluted	Nm-01 Nm-07 Nm-08 Nt-18	Nm-04 Nm-06 Nm-07 Nm-08 Nt-21 Nt-24	N/D	N/D	N/D	Nm-01 Nm-06 Nm-07 Nm-08 Nt-15
0	0	Practically unpolluted	Other st.	Other st.	All St.	All St.	All St.	Other st.

오염 계수 산출 결과, 평균적으로 Cu, Cr, Ni은 본류와 지류 모든 지점에서 1이하의 값으로 오염이 되지 않은 상 태에 해당하며, Zn, Pb, Cd은 1 이상의 값으로 보통 오염 의 상태에 해당되는 것으로 나타났다. Zn은 본류(1.06)와 지류(1.08)에서 큰 차이는 나타나지 않았으며 본류에 해당 하는 지점 Nm-07과 Nm-08에서 각 1.76, 1.91으로 비교적 높은 오염의 상태에 해당하는 것으로 나타났다. Pb 역시 본류(1.35)와 지류(1.31)에서 큰 차이는 나타나지 않았지만 모든 중금속류 중 가장 오염도가 높게 나타났다. 특히 2 지점(Nm-01, Nt-17)을 제외한 모든 지점에서 보통 오염에 해당하며 지점 Nm-08에서 1.81의 값으로 가장 높게 나타 났다. Cd는 지류(1.13)에 비해 본류(1.18)에서 비교적 높은 값으로 나타났으며 본류에 해당하는 지점인 Nm-01과 08에 서 각 2.05, 2.55로 나타나 가장 높은 오염의 상태에 해당 하는 것으로 나타났다. PLI는 연구 지역에서 본류(0.47)와 지류(0.46)에서 같은 경향으로 나타났으며 지점 Nm-08에서 0.83으로 다른 지점에 비해 중금속에 의한 전체적인 오염 이 비교적 높은 것으로 나타났지만 모든 지점(avg. 0.47)에 서 1 이하의 값으로 오염이 없는 상태에 해당하는 것으로 나타났다(Table 7).

Table 7. Contamination factors of heavy metals (Zn, Pb, Cu, Cr, Ni and Cd) and the pollution load index of the sampling sites included in this study

Station name	Contamination factors						PLI
	Zn	Pb	Cu	Cr	Ni	Cd
Nm-01	1.54	0.81	0.05	0.09	0.04	2.05	0.28
Nm-02	0.61	1.11	0.08	0.20	0.10	0.60	0.29
Nm-04	1.12	1.54	0.17	0.31	0.14	1.35	0.51
Nm-05	0.69	1.18	0.12	0.29	0.12	0.65	0.36
Nm-06	1.43	1.67	0.24	0.55	0.19	1.75	0.69
Nm-07	1.76	1.58	0.32	0.38	0.21	1.55	0.69
Nm-08	1.91	1.81	0.33	0.45	0.26	2.55	0.83
Nm-10	0.60	1.08	0.07	0.36	0.13	0.75	0.34
Nm-11	0.57	1.15	0.06	0.41	0.11	0.55	0.32
Nm-12	1.01	1.45	0.16	1.08	0.15	1.10	0.59
Nm-16	0.78	1.22	0.10	0.43	0.13	0.80	0.41
Nm-20	0.68	1.18	0.06	0.51	0.11	0.60	0.34
Nm-22	0.99	1.46	0.17	0.49	0.13	1.10	0.51
Nm-23	1.07	1.28	0.18	0.32	0.16	0.70	0.46
Avg.	1.06	1.35	0.15	0.45	0.14	1.18	0.47
Nt-03	0.63	1.22	0.09	0.31	0.12	0.55	0.33
Nt-09	1.12	1.15	0.23	0.41	0.18	1.20	0.54
Nt-13	1.05	1.38	0.08	0.19	0.05	0.95	0.32
Nt-14	1.41	1.47	0.11	0.15	0.05	0.95	0.34
Nt-15	1.19	1.34	0.09	0.65	0.12	1.55	0.51
Nt-17	0.88	0.90	0.09	0.59	0.18	0.85	0.43
Nt-18	1.54	1.44	0.29	0.76	0.32	0.90	0.72
Nt-19	0.76	1.04	0.04	0.75	0.12	1.05	0.37
Nt-21	0.76	1.57	0.05	0.77	0.10	0.90	0.40
Nt-24	1.41	1.62	0.24	0.41	0.13	1.35	0.59
Avg.	1.08	1.31	0.13	0.50	0.14	1.03	0.46

연구 지역의 오염도 평가를 위해 중금속 과잉량, 부화 계수, 농집 지수, 오염 계수 및 PLI를 산출한 결과 중금속 류 중 Zn, Pb, Cd의 함량이 다소 높게 나타나 오염도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용한 배경 농도는 지각에 함유되어 있는 중금속의 평균적인 농도로서 오염의 유무를 수치적으로 판단할 수 있는 환경 기준에 비 하여 낮게 설정되어 있기에 Pb은 퇴적물 환경 기준과 비교 한 결과와는 다르게 비교적 높은 오염도가 내재되어 있는 것으로 나타났다. 그리고 본류에 해당되는 지점 Nm-08은 자연 상태의 중금속 함량에 비해 가장 높은 과잉량이 나 타나고 비오염 상태가 아닌 보통 오염의 상태에 해당하는 것으로 나타났다. 또한, 이 지점은 분석된 모든 중금속류 에 의한 전체적인 오염도가 가장 높은 것으로 나타나 중 금속에 의한 인위적인 오염이 내재되어 있는 상태이며 연 구 지역의 지점 중에서 오염도가 가장 높은 지점으로 판 단된다.