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HOC 퇴적물-물의 흐름은 “확산” 때문인가 또는 잘 혼합된 층이 존재하나?

전문가 제언: ○ 소수성 유기 화합물의 퇴적물-물 흐름의 모델로 본문은 퇴적물의 침식/축적은 퇴적물 이동 모델로 명시적으로 표시하고 그 외의 흐름의 요소는 뭉뚱그려서 “확산” 모델로 표현하여 그 해답을 얻은 것이다. 여기에 한데 합쳐져 표현된 요소로는 분자 확산, 수중 생물이 퇴적층에 굴을 파고 생존함에 따라 나타나는 생물학적 교란과 지표수의 흐름 등이 있다.

– 그런데 이 확산 흐름은 퇴적층 위로 두께, h의 잘 혼합된 오염물질(HOC) 층을 가정하는 물질전달 개략을 사용하는데 이 h의 계량화는 실험 결과나 이론에 의존하지 않고 현장 결과가 일치하는데 까지 이를 조정하여 얻는데 문제가 있다.

○ 분명한 것은 분자 확산이 잘 혼합된 층의 원인은 아니라는 것이다. 일반적으로 HOC 농도는 깊이에 따라 계단식 함수가 아닌 거의 기하급수적으로 부드럽게 감소하는 것이 보통이다. 본문에서 유기 오염물질이 일 년 동안 확산하는 효과적 깊이는 몇 ㎜ 단위이며 100년 동안 오직 몇 센티미터 증가한다고 하니 퇴적층의 침식/축적을 제외하면 그 효과는 지극히 미미하며 일정한 상수로 보아도 크게 틀리지 않는 것이 확실하다.

○ 본문에서 다룬 해양 오염의 특징은 처음에는 연안 해역에 일어난 국지 오염이 해류에 의해 확산되며 해양 전역으로 넓어진다는 점이다. 이에 비해 해저로 향한 수직 확산은 수평 방향에 비해 진행이 늦다. 이것은 수온의 수평 분포가 해면에서 높고 깊을수록 낮아지며 반대로 해수의 밀도는 해면에서 작고 심층에서 크기 때문이다. 즉 표층의 물은 가벼우나 깊어질수록 무거워지므로 해수는 수평 방향으로 안전한 성층 구조를 가지며 해면에서만 물의 혼합이 일어난다. 그러나 해양의 표면은 3.6×108㎢나 되는데 비하여 해양의 깊이는 평균 3,800m이다. 따라서 수평 방향의 확산속도가 느리다 하더라도 오염물질이 해면에서 해저로 확산시간은 비교적 빠르다. 해면에서 6,000m의 심해까지 방사선 물질이 도달하는데 필요한 시간이 6년이란 데이터도 있다. 본문은 이 수평 방향의 확산을 다룬다는 데 의의가 크다.

저자: Lick, W
자료유형: 학술정보