본 연구는 해양오염퇴적물 정화사업 완료 후 사업의 장기적 실효성을 확보하기 위한 체계적인 오염원 규명 및 모니터링 방안을 제안한다. 정화사업의 성공은 준설뿐만 아니라 육상 유입 오염원의 효과적인 차단에 달려 있으나, 기존 사후관리는 해역 내 모니터링에 치중되어 유입 원인 파악에는 한계가 있었다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 문헌 조사와 현장 조사를 결합한 통합 접근법을 구축하였다. 먼저 전국 오염원 조사 자료 및 토지이용 현황 분석을 통해 배후지의 잠재적 오염원을 파악하는 문헌 조사를 수행하였다. 이어 현장 조사 단계에서는 주요 유입 하천뿐만 아니라, 도시 비점오염원의 핵심인 도로분진을 직접 채취 및 분석하여 실제 해역 유입 경로를 구체화하였다. 구축된 방법론을 부산 용호만 사례에 적용한 결과, 해역 퇴적물과 육상오염원 자료 간 상관성을 확인하였으며, 특히 오염원을 통해 유입되는 특정 오염물질이 정화 구역 재오염의 주요 원인임을 제시하였다. 본 연구는 현장 데이터 기반의 과학적 사후관리 근거를 제공함으로써 향후 정화사업의 지속가능한 관리 전략 수립에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.