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[기관탐방②]'한국해양과학기술원 남해연구소를 찾아서'<2>세계 최초의 해양시료도서관

글 싣는 순서
①들어가면서-남해연구소 소개와 거제시민의 인지도
②해양시료도서관 소개
③선박평형수연구센터는 무슨일을 하는 곳일까?
④떠다니는 해양연구소 ‘이사부호’
⑤나가면서-사회공헌활동과 거제시민 그리고 거제시<편집자>

세계 최초의 해양시료도서관 
 한국해양과학기술원 남해연구소의 해양시료도서관은 전 세계 해양과학연구시료인 해저퇴적물, 해양광물, 해양생물, 해양환경 시료를 수집.분류.관리.공급 및 연구하는 부서로 이들 시료를 체계적.통합적으로 연구하는 시스템을 갖추고 있다. 이들 시료의 안정적 보존 활용을 위해 웹기반 관리시스템을 운영하고 있으며, 국제적 연구 네트워크 형성에 있어 선진기지 역할을 하고 있다.

시료도서관

시료가 입고되면 정보통합관리시스템에 시료정보가 입력되고 일차적으로 비파괴 분석실에 시료분석하여 자료를 제공하고 국제적 시료공동연구와 시료공유는 물론 시료대여와 시료검색 신청도 받고 있다. 국가적 해양과학의 연구와 인프라 구축을 통한 국내해양과학연구의 국제적 위상 강화 및 선진연구도약을 목표로 해양시료저장고 운영, 시료활용 기반연구, 해양과학 전문 실습교육 등을 통해 시료자원의 안정적 확보와 국가적 공동활용 극대화를 통해 창의적 가치를 재창출하고 있다.

해양시료저장고는 지질(코어/광물)시료로 코어퇴적물 시료 1,020점(2,200section), 표층퇴적물시료 2,100점, 광물시료 3,500점 (미등록 시료 약 1,000점)을 보유하고 있고, 생물시료는 21,992점(채집정점 2,100) 부유생물시료 11,151점, 저서생물시료 10,841점, 환경시료는 5,465점(채집정점 1,085), 생물시료 1,619점, 퇴적물시료 3,846점, 배양주시료는 식물성플랑크톤배양주 2,000주, 규조류 678주, 와편모조류 291주, 기타착편모조류 등 1,031주가 있다.

지질시료저장고
특히 지질시료저장고는 규모 약 1,000평방미터의 저장고로 한 저장고에 약 60km의 코어시료가 보관가능하며 냉방, 제습, 자동화시스템을 이용하여 외부환경인 기온 및 습도변화에 영향 받지않고 항상온도 6℃ 습도 70%로 유지한다. 한반도 연안 및 대양 등 다양한 지역으로부터 채취된 시료가 보관되어 있다. 이 시료저장고는 특허등록(기술명:코어시료저장장치)이 되어 있기도 하다.

지질시료저장고

 생물시료저장고 
규모 약 500평방미터 저장고로 냉방.제습.자동화시스템을 이용하여 외부환경에 영향을 받지 않고 항상온도 20℃, 습도 50~60%로 유지된다. 생물시료저장고에는 주로 고정된 시료를 취급하며 우리나라 연안을 포함한 약 22,000점의 생물시료가 보관되어 있다.

생물시료저장고

 환경시료저장고
규모 약 250평방미터의 저장고로 온도는 -20℃를 유지, 외부환경 요인에 의하여 급격한 변화를 경험한 해역에서 채취/채집한 퇴적물, 생물 등의 시계열 시료가 저장돼 있다.

환경시료저장고

 식물플랑크톤 배양주 저장고
저장고는 15℃, 20℃ 온도와 50%의 습도가 유지되는 2개의 항온, 항습실로 구성되어 있으며 규조류, 와편모조류 등 해양생명자원 및 연구재료로서 가치가 있는 식물플랑크톤을 살아있는 상태로 보존하고 있다. 특히 배양주 저장고의 다단식 플랑크톤 배양기(특허 등록)는 광합성을 통해 성장하는 플랑크톤이 주야에 제한받지 않고 성장 할 수 있는 좋은 환경을 만들어 줄 수 있는 맞춤형 배양기로, 빛의 양과 조사 시간을 다양하게 조성 할 수 있고 각 선반 내 온도를 제어하여 플랑크톤 종에 다른 성장조건을 조정 할 수 있다.

식물플랑크톤저장고

 시료도서관 분석장비
국내외 연구자들과 분석장비의 공동활용을 통한 연구활동 증진을 위하여 각종 현미경과 MS SCANNER등의 기초분석 장비를 구축하고 있다. 분석장비와 관련한 특허로는 기술명 '해양주상시추코어 광학촬영자동화시스템 및 촬영방법'과 기술명 '주사전자현미경(SEM)용 시료전처리장치'가 있다.

시료도서관 분석장비들

이 외에도 시료도서관에서는 인터넷 (http://lims.kiost.ac.kr)을 통해 해양시료대여 및 분양방법, 시료검색 및 대여, 분양안내, 기증, 기탁 분석장비 예약 등도 받고 있다
<기 발표된 참고 보도자료>

- KIOST, 중국에서 배출되는 수은의 유입과정 분석 연구결과 발표 -
중국발 수은, 우리나라 서남해 해저퇴적층에 쌓여

한국해양과학기술원(원장 김웅서, 이하 KIOST)은 중국에서 배출되는 수은이 우리나라 서남해 바다로 유입되어 해저퇴적층에 쌓인다는 연구결과를 발표했다.
 
  KIOST 임동일 박사 연구팀은 해양시료도서관*에 보관 중인 약 500개의 해저 퇴적물 시료를 분석하여 황해(서해 연안 포함)와 북동중국해의 해저 퇴적층에서 검출되는 수은의 기원, 운반과 집적과정, 그리고 퇴적 역사를 체계적으로 연구한 결과, 대기를 통해 황해 및 북동중국해로 공급된 중국발 수은이 해수 중 유기물과 결합하여 매년 약 21톤씩 해저로 침적된다는 사실을 밝혔다.
육상에서 하수를 통해 배출되는 수은은 강의 하구나 연안에 쌓이는 것이 일반적이나, 대기를 통해 먼 바다까지 확산된 수은이 황해 및 동중국해의 대륙붕 지역에서 해수 내 유기물과 결합하여 해저퇴적층에 쌓인 것으로 분석된다.
 * 해양시료도서관 : 해양시료의 통합적-체계적 관리와 효율적 활용을 위해 KIOST 남해연구소에 설치, 운영. 현재 약5만점 이상의 해양시료 확보
  이런 연구 결과는 중국에서 대기를 통해 공급되는 상당한 양의 수은이 황해/동중국해를 비롯하여 동해, 남중국해, 태평양 지역 까지 영향을 미칠 수 있다는 것을 뜻하며, 한반도 주변 해양의 환경과 생태계에 수은이 미치는 영향을 해석하는데 중요한 기반자료를 제공할 것으로 기대된다.
  해당 논문**은 해양환경 분야의 저명한 학술지인 ‘Marine Pollution Bulletin’ 최근호에 게재됐다.
 ** 논문정보: Sedimentary mercury (Hg) in the marginal seas adjacent to Chinese high-Hg emissions: Source-to-sink, mass inventory, and accumulation history / Marine Pollution Bulletin, 2018. vol.128:428-437. (김지훈, 임동일, 정도현, 강정원, 정회수, 우한준, 정갑식, Zhaokai Xu)

  수은(mercury)은 강한 독성을 가진 오염 물질중 하나로, 특히 대기 방출을 통해 전 지구적으로 순환하며 육상과 해양 유입을 통해 환경과 생태계에 큰 영향을 미친다.
동아시아에서 매년 대기로 방출되는 수은의 양은 전 지구적 대기 총 방출량의 약 54%(약 1,100톤)를 차지하며, 이중 약 600톤이 매년 중국 대륙에서 방출되고 있다. 또한 매년 약 750톤의 오염 수은이 중국으로부터 주변 해양으로 흘러들어가고 있다.

  한편, KIOST는 해양시료 채취에 소요되는 비용을 절감하고 해양환경 변화 역사를 보존하기 위해 KIOST 남해연구소에 해양시료도서관을 운영하고 있다.
이번 연구결과는 해양시료도서관에 보관되어 있는 퇴적물 시료들을 재분석한 결과로, 해양시료의 효율적인 채집과 보관을 통해 다량의 시료를 확보함으로써 분석결과의 신뢰도를 높이고 해양시료 확보에 소요되는 연구비도 대폭 절감한 의미 있는 연구성과로 더욱 주목받고 있다.

 

 

 

【그림1. 퇴적물 시료의 채취 정점】

 

 

 

 









 

【그림2. 퇴적물 내 수은 농도의 분포】











 


위의 그림과 같이 황해-북동중국해 연안 및 대륙붕에서 채취한 약 500개의 퇴적물 시료들의 수은 함량을 분석함. 한반도 주변 연안역 약 300개, 대륙붕 해역 약 200개를 분석함.
 해저 퇴적물 시료들은 지난 약 10여년 동안 한국해양과학기술원에서 수행한 다양한 연구 사업들을 통해 채취됨

본 연구에서는 황해-북동중국해 연안 및 대륙붕의 퇴적물 내 수은의 기원과 유입량 변화를 연구함.
 빨간색을 보이는 지역이 수은의 오염도(자연농도에 대한 상대적 농도비)가 높음. 양자강 주변이 가장 높은 오염도를 보이고 있으며, 강의 하구나 연안 지역이외에 대륙붕 지역에 침적된 수은은 대기의 영향으로 분석됨.
 사각형 안의 숫자는 소 해역별 수은 유입 플럭스(10-5g/㎡/yr)와 총량(ton/yr)
- HH: 황하강, CJR: 양자강, KR: 한국의 강
- 중국 양자강에서 매년 약 23~115톤의 막대한 양이 배출되는 것으로 나타났으며, 중국 황하에서는 약 0.2~5.5톤 그리고 한국의 강 주변에서는 약 0.6톤의 비교적 적은 양이 주변 하구와 연안역에 공급·침적되는 것으로 보고되었다.
 (출처: 1. Ding et al.(2005), Environmental pollution in estuary of the Yangtze River and coastal water-Mercury as an example. Resour. Environ. Yangtze Basin 14, 204-207.
2. Liu et al.(2016), Mercury export from mainland China to adjacent seas and its influence on the marine mercury balance. Environ. Sci. Technol. 50, 6224-6232.
3. Ci et al.(2014), Mass balance of mercury for the Yellow Sea downwind and downstream of East Asian: the preliminary results, uncertainties, and future research priorities. Biogeochemistry 118, 243-255.

【그림3. 해저 퇴적물 내 수은의 오염도 분포 현황 】

 













매년 배출되는 수은의 양(톤/년), 중국은 전 세계에서 가장 많은 수은을 배출하는 국가이다.
(출처 : Atmospheric Environment, 2004)

참고2
해양시료도서관(Library of Marine Samples) 개요
ㅇ 소재지: 한국해양과학기술원 남해연구소(거제시 장목면) 내 위치
ㅇ 규모: 약5,000㎡, 지상 4층
ㅇ 연혁
 - 1994.   해양과학조사법 제정
 - 2008.   해양시료도서관 기획연구 시작
 - 2009.   해양시료도서관 기본설계 및 퇴적물 시료 임시저장고 운영 시작
 - 2012.6.  해양시료도서관 개관 및 시료 대여·분양 시작
 - 2016.1. 해양수산부 지정 ‘해양생명자원 해양식물플랑크톤 기탁등록보존기관’
 - 2016.5. 해양시료도서관 내 해양플랑크톤 보존실 구축
ㅇ 기능 및 역할
 - 전 세계 해양에서 채집된 다양한 해양시료를 확보하고 연구자들이 양질의 분석 데이터를 생산할 수 있도록 박사급 전문가들이 방대한 양의 시료를 직접 큐레이팅하고 있으며, 첨단 분석 장비 지원 및 해양과학 전문 실습-교육을 원내·외 연구자를 대상으로 연2회 제공
 - 웹(web) 기반의 해양시료 정보 관리 시스템을 구축하여, 연구자들이 해양시료도서관에서 관리되고 있는 해양시료를 손쉽게 검색하고 대여 또는 분양 받거나 첨단 분석 장비 사용을 예약할 수 있도록 지원
 - 현재 전 세계 해양에서 채취된 5만점 이상의 해양시료들을 확보하여, 체계적으로 보존-관리하고 있으며 국내 약 50여개 국가연구기관 및 대학에서 공동 활용
ㅇ 기대효과
 - 국가적 시료 도서관 및 해양 자원관으로 활용
 - 국내외 연구 기관들과의 시료 교환 및 공동 연구 창출에 활용
 - 중복투자 방지를 통한 연구비(연구선 사용료, 시료 분석비용, 인건비 등)절약
ㅇ 홈페이지: http://lims.kiost.ac.kr

【사진1. KIOST 해양시료도서관】










 
【사진2. KIOST 해양시료도서관, 퇴적물 시료 보관실】

 

 

 

 

 

박춘광 기자  gjtline@naver.com

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