성류굴 내 존재하는 동굴수의 수온, 산도, ORP의 변화 성류굴 내 조사 위치도

 

지난 1년 동안 성류굴에 대한 모니터링을 실시한 결과, 현재 일반인들에게 개방되고 있는 구간의 이산화탄소 분압(partial pressure of carbon dioxide)과 라돈(radon) 함량 농도가 너무 높은 점 등으로 인해 제2의 출구 개발이 필요한 것으로 나타났다.

 

특히 성류굴 내부의 평균 라돈 농도 6.15pCi/L은 한국과 미국의 실내 농도 기준 4pCi/L보다 2.15pCi/L 높은 것으로 조사됐고, 이산화탄소 농도의 변화는 관람객의 수와 계절적인 영향에 따라 뚜렷한 변화를 보이는 것으로 나타났다.  

 

지난 1년간 성류굴에 대해 모니터링을 실시한 (사)한국동굴연구소는 또한 동굴내의 주기적인 오염물질 제거를 위한 환경복원 사업을 동굴 전문기관에 위탁하는 방안, 이벤트성 환경복원 작업이 아닌 장기적이고 체계적인 계획 수립, 방문객센터 또는 동굴전시관의 설립, 동굴의 보존과 관리를 위한 지속적인 모니터링 실시 등을 권고했다.

 

◈동굴 환경 유지를 위한 제2의 출구
성류굴은 그동안 개방되고 있는 1~10광장의 이산화탄소 분압이 매우 높게 나타나면서 동굴 환경 훼손과 관람객의 안전 문제 등이 제기되어 또 다른 출구의 개발이 필요한 것으로 누차 지적되어 왔다.   

 

이에 대해 울진군 관계자는 “동굴 전체 구간 중 8광장이 외부와 가장 가까운 1m 간격을 두고 형성되어 있다. 또 예전부터 이곳에는 작은 구멍이 나 있어 외부의 공기가 조금씩 유입되고 있다. 우선적으로 동굴 전문 기관과의 협의와 자문을 통해 환기구를 뚫어서 내부와 외부의 공기 순환이 자연스럽게 이루어지도록 하는 방법을 검토 중”이라고 말했다.   

 

이어 “전문가들 또한 성류굴 내의 공기 순환을 위해 제2의 출구는 꼭 필요하다고 판단하고 있는 만큼, 향후 성류굴의 관리계획 등에 제2의 출구를 내는 방안을 포함시킬 예정”이라고 덧붙였다. 

 

◈미개방 구간인 11, 12광장의 개방
성류굴은 현재 1광장부터 10광장까지만 일반인들에게 개방되고 있다. 음향동으로 불리는 11광장과 보물섬으로 불리는 12광장은 1976년부터 동굴의 보호를 위한 문화재보존구역으로 선정되면서 일반인들의 출입이 엄격하게 금지되고 있다.   

 

그동안 울진군은 동굴 내 이산화탄소 분압의 증가 등으로 인한 완충 공간 확보를 위해  미개방 구간으로 남아 있는 11, 12광장의 개방을 염두에 두어왔다.   

 

그러나 이번에 실시된 모니터링 용역 보고서에서 동굴연구소는 “11, 12광장을 활용하기 위해서는 장기적이고 종합적인 관리계획이 선행되어야 할 것”이라며, “철저한 학술적 검토 없이 개발이 진행되면 동굴의 내부 환경이 훼손되고 오염물이 발생하여 새로운 구간이 관광자원으로서의 가치를 보여주기보다는 도리어 경관과 자연유산적인 가치를 잃게 될 가능성이 매우 높다”고 경고하고 있다.   

 

이와 관련해 울진군 관계자는 “11광장과 12광장의 전체 구간 개방이 어렵다면 연장 약 50미터인 11광장만이라도 개방이 이뤄졌으면 한다. 그러나 이 구간의 개방을 위해서는 문화재청의 현상 변경 승인 등의 제반 절차를 거쳐야 한다. 모니터링 조사를 수행한 동굴연구소와 향후 방안을 논의하고 협의하여 개방할 것을 검토하고 있다”고 말했다.

 

성수기 기간 중 시간대별 누적 관람 인원에 대한 이산화탄소 분압(8월 1일~6일)

 

◈성류굴 내의 이산화탄소 분압
동굴연구소는 “동굴의 경우 내부의 이산화탄소 분압은 동굴 위를 덮고 있는 토양 내 유기물의 양과 강우량에 의해 차이를 보일 수 있다. 대부분의 자연 동굴 내부는 외부 대기의 이산화탄소 분압과 거의 같거나 약간 높은 360~550ppm의 범위를 보이지만, 일부 특정 동굴 내에서는 토양 지대와 거리가 가까워서 동굴 대기가 영향을 받거나, 유기물이 많은 박쥐의 배설물(구아노) 등이 있는 경우에 이산화탄소 분압이 높게 나타날 수 있다”고 밝히고 있다.  

 

지난 2001년 성류굴에서 측정된 이산화탄소 분압은 현재까지 국내의 개방동굴 가운데 가장 높은 측정값으로 조사되고 있다.  

 

이번 조사를 통해 성류굴 내에서는 4월 15일이 가장 낮은 이산화탄소 농도인 일일평균 132.33ppm을 기록하였다.  

 

가장 높은 이산화탄소 농도 측정일은 8월 5일로 일일평균 6,816.25ppm을 기록하여 가장 낮은 이산화탄소 농도를 기록한 4월 15일과는 6,683.92ppm의 편차를 보였다.

 

그리고 성수기 기간인 8월 1일부터 6일까지 144시간에 걸쳐 시간대별로 측정한 자료 중 가장 낮은 이산화탄소 농도는 1,125ppm, 가장 높은 이산화탄소 농도는 9,472ppm으로, 8,347ppm의 편차를 나타냈다.

 

성류굴 내 라돈 농도의 측정 결과

 

◈성류굴 내의 라돈농도의 변화
라돈(radon)은 라듐(Ra)이 방사성 붕괴된 중방사성 기체로 무색, 무취, 무미이며 흔히 폐조직의 DNA를 손상시키며 폐암을 일으키는 것으로 알려지고 있다.  

한국과 미국의 실내 라돈 농도 기준은 4pCi/L(148Bq/㎥)이다.  

 

이번 조사를 통해 동굴연구소는 성류굴 외부와 내부의 각 1개 지점을 선정하여 측정을 실시했다.
이 결과 동굴 외부의 라돈 농도 평균이 0.25pCi/L로 내부의 평균 6.15pCi/L과 5.9pCi/L의 편차를 보였다.  

 

특히 성류굴 내부의 평균 라돈 농도 6.15pCi/L은 한국과 미국의 실내 농도 기준 4pCi/L보다 2.15pCi/L 높은 것으로 조사됐다.  

또 성류굴 내부의 라돈 농도는 겨울철보다 여름철에 높은 값을 나타냈다.  

 

동굴연구소는 “국내 동굴에서의 라돈 함량 조사는 접근성, 조사자의 동굴 탐사 경험, 장비 운반 등의 이유로 매우 제한적으로 이루어지고 있다”며, “이번 조사와 같이 정기적인 모니터링이 실시된다면 보다 폭넓은 자료를 통해 성류굴의 효율적인 관리 방향을 제시해 줄 수 있을 것”으로 내다봤다.

 

동굴의 경사에 따른 동굴 내 기온의 계절 변화 개념도 성수기 기간 중 시간대별 누적 관람 인원에 대한 온도 변화(8월 1일~6일)

 

◈성류굴 내의 온도  

동굴은 태양광선의 영향을 받지 않는 암흑 상태로 태양에너지에 의한 열 공급이 없다.
이에 따라 동굴 내 기온은 동굴 주위의 지중 온도에 의해 결정되며 기온의 일 변화와 계절 변화가 거의 없는 것이 특징이다.  

 

성류굴에 대한 온도 측정기 자료에 따르면, 관람객의 시간대별 증가 또는 1일 누적 관람 인원의 증가, 자연적인 출·입구인 2입구에 인접한 지점에 따른 변화를 받고 있는데, 4월 21일에 가장 낮은 온도인 일일 평균 14.95℃를 기록했다.  

 

가장 높은 온도를 기록한 측정일은 8월 15일로 일일평균 16.33℃를 기록함으로써 가장 낮은 온도를 기록한 4월 21일과는 1.38℃의 편차를 보였다.  

 

또 성수기 기간인 8월 1일부터 6일까지 144시간에 걸쳐 시간대별로 측정한 자료 중 가장 낮은 온도는 15.7℃였고, 가장 높은 온도는 16.6℃로 0.9℃의 편차를 나타냈다.

 

성수기 기간 중 시간대별 누적 관람 인원에 대한 습도 변화(8월 1일~6일)

 

◈성류굴 내의 습도
동굴 내부는 외부의 바람을 받지 않고 다만 동굴 내에서 공기의 밀도 차이에 의한 흐름만 있다.   

 

동굴의 내부 기온과 외부 기온의 차이로 밀도 차이가 생기면 동굴 입구를 통한 공기의 출입이 나타나며 그 양상은 계절적으로 변하게 된다.   

특히 동굴 내 기류의 흐름은 동굴의 입구 위치와 발달 방향에 따라 많은 영향을 받는다.  

 

동굴내의 습도는 동굴 속으로 유입되는 지하수의 영향을 받는데, 연중 강우량과 밀접한 관계를 가진다.
특히 동굴 속으로 공급되는 동굴수는 주로 암석 내의 절리(단층)면이나 층리면을 따라서 공급되는 만큼, 석회암내의 절리면과 단층면의 발달 정도에 따라 많은 영향을 받는다.   

 

그리고 동굴내의 습도는 동굴내의 기온에 따라 영향을 받기도 하는데, 온도가 높아질수록 수분 함유량이 높아지고 습도도 따라서 높아진다.  

 

성류굴관리사무소에서 집계한 관람 인원 현황과 성류굴 내부의 8광장에 설치된 측정기 값을 비교한 관람객의 변화에 대한 성류굴 내 습도의 경우에도 온도와 같이 관람객의 시간대별 증가 또는 1일 누적 관람인원의 증가, 자연적인 출·입구인 2입구와 인접한 지점에 따른 변화를 받고 있는 것으로 조사되었다.  

 

성류굴 내의 습도는 5월 11일에 가장 낮은 습도인 일일평균 94.0%를 기록했다.
가장 높은 습도를 기록한 측정일은 8월 3일로 일일 평균 99.4%를 기록함으로써 가장 낮은 습도를 기록한 5월 11일과 5.4%의 편차를 보였다.  

 

또 성수기인 8월 1일부터 6일까지 144시간에 걸쳐 시간대별로 측정한 자료 중 가장 낮은 습도는 96.8%, 가장 높은 습도는 99.5%로 2.7%의 편차를 보였다.

 

◈성류굴 내의 수질 환경의 변화
성류굴 외부의 왕피천과 내부 호수의 수온을 측정한 결과, 계절적인 변화 양상을 나타냈고, 내부로 들어갈수록 온도의 편차가 줄어들면서 안정적인 수온을 유지하고 있는 것으로 조사되었다.  

 

산도(pH)는 외부 왕피천의 연평균 값이 6.8, 내부의 연평균 값은 6.88로 외부의 연 평균값이 내부의 연평균 값보다 낮은 값을 나타내며 0.8의 편차를 보였다.  

 

ORP(산화환원 전위)의 경우에는 외부 왕피천은 46.1~225mV로 178.9mV 편차 범위를 나타냈고, 내부는 55.6~232mV로 176.4mV의 범위를 나타냈다.

 

 

◈성류굴 내의 녹색·흑색오염
동굴연구소는 “성류굴의 경우 조명등 교체와 2009년 성류굴 환경 복원 보고서를 통해 많은 부분의 녹색오염이 제거됐지만, 일부 구간에서 조명시설의 열과 빛에 의해 녹색오염이 다시 발생하고 있다”고 밝혔다.   

 

동굴연구소는 “녹색오염은 녹색오염을 일으키는 주 생물군인 조류(algae)에서 진화한 선태류인 이끼 등이 환경 복원을 한 후, 일부 남아 있다가 토양의 성분에 수분의 공급, 조명의 조도, 조명등에서 발생하는 열에 의해 동굴 벽면이나 동굴 생성물의 표면에서 성장한 것”으로 판단했다.  

 

이에 따라 동굴연구소는 “녹색오염 등의 환경 복원 작업은 1회에 그치는 이벤트성이 아니라 장기적이고 체계적인 계획을 수립하여 수행되어야 한다”고 권고하며, “약품의 사용에 신중을 기할 것”과, “반드시 관련 전문 기관에 의뢰하여 자문을 받거나 작업하는 것이 바람직하다”는 의견을 전했다.  

 

동굴 생성물의 표면이 검게 변하는 흑색오염은 관람객들이 손으로 만지거나, 먼지, 녹색오염에 의한 2차 오염, 박쥐의 배설물, 지하수 내 유기물 등에 의한 것이다.  

 

동굴연구소는 흑색오염은 주로 동굴 개방에 따른 먼지와 손때가 대부분이므로 주기적으로 물청소를 실시하여 오염 발생을 최소화해야 할 것으로 밝혔다.

 

◈성류굴 내의 시설물
이번 조사를 통해 성류굴 관람 통행로의 미끄러운 발판, 마감 처리가 미흡한 난간 등 일부 시설물의 교체와 보수가 필요할 것으로 지적되었다.  

 

동굴연구소는 “시설물을 설치하거나 보수할 때는 종합적인 대책을 세운 후, 재질과 설치 방향 등에 대해 동굴 관련 전문가의 자문을 받아야 할 것”으로 권고했다.  

 

성류굴 내에 현재 설치되어 있는 경관등과 보행등,  조명등은 국내의 다른 공개 동굴 조명등에 비해서는 양호하지만, 조명등의 열과 빛에 의해 녹색오염이 발생되고 있는 만큼 향후 개선이 필요할 것으로 지적되었다.

 

◈성류굴 내의 동굴 생물
앞서 성류굴과 관련한 각종 조사 보고서를 통해 알려진 성류굴내의 동굴 생물은 모두 10강 24목 43과 49속 54종이었지만, 이번 조사를 합쳐 지금까지 성류굴 내에서 발견된 동굴 생물은 모두 10강 26목 45과 51속 54종으로 2목 2과 2속이 추가됐다.