녹조 발생에 따른 과학적 대응방안

녹조 발생에 따른 과학적 대응방안: 편집국 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2012-09-06 13:35:01

녹조 발생, 대책 마련 시급

최근 기록적인 기온 상승으로 인해 전국의 하천 및 호소에 녹조현상이 발생하고 있으며, 특히 북한강과 낙동강에서의 조류 대발생은 심각한 국가 환경현안으로 인식되고 있다.

조류에 의해 발생되는 이취미 물질에 의한 수돗물 냄새 등 다수의 민원이 발생했으며, 조류가 분비하는 독소물질은 국민의 건강을 직접적으로 위협할 수 있다는 여론이 팽배하여 국가적인 우려를 유발했다.

더욱 걱정스러운 것은 향후 기상이변 등 기후변화에 따른 폭염과 가뭄이 빈번한 주기로 발생할 가능성이 매우 커 기후조건에 민감한 조류가 대 발생할 수 있는 잠재력이 더욱 증가할 수 있다는 것이다.

2,000만 수도권 주민의 젖줄인 한강에는 지난 8월 초순 4년 만에 조류주의보가 발령돼 조류에 대한 모니터링을 강화하고 만약의 사태에 대비하여 조류에 의해 발현 가능성이 있는 독성물질에 대한 분석도 더욱 강화했다.

또한 각 취·정수장에서는 분말활성탄 투입량 증가 및 오존처리 강화 등 기존의 정수처리 때보다 더욱 강화된 정수처리 방법으로 안전한 수돗물 공급에 만전을 가하고 있다.

최근 한강원수에서 ‘아나베나’라는 남조류종의 대사과정에서 생성될 수 있는 독성물질인 아나톡신이 국민의 건강에는 영향을 미치지 못하는 수준이지만 극미량의 농도가 검출된 바 있으나 다행히 정수과정에서는 전혀 검출되지 않아 가슴을 쓸어내린 적이 있다.

이번 한강 녹조발생과 관련해 환경부에서는 국립환경과학원의 모델링 결과를 토대로 국토해양부에 충주댐과 이포보, 여주보에 대한 방류량 증가를 요청했으며, 이에 따라 충주댐의 방류량을 평소 110CMS에서 540CMS로 대폭 증가시켰고, 이러한 방류량 증가와 강우의 복합적인 영향으로 팔당 등 한강 하류에서의 녹조 발생량이 눈에 띄게 감소한 바 있다.

한강뿐만 아니라 낙동강에서도 올해 7월 이후 남조류 발생량이 증가하여 조류에 대한 모니터링을 더욱 강화하고 있으며, 한강 일부 수역과 함께 낙동강의 8개 보 구간에 대해 chl-a 농도, 남조류 세포수, 출현 조류종에 대한 현미경 검경을 매일 실시하고 그 결과를 외부에 공개하고 있다.

최근에는 금강 수계 대청호 상류에서도 조류가 대발생해 조류경보제를 발령한 바 있어 녹조발생은 전국적인 현상으로 확대되고 있다. 이렇게 국가 환경 현안으로까지 대두되고 있는 녹조현상에 대한 근원적인 발생원인을 알아내고, 이에 대한 적절한 대응책을 마련하는 것이 시급하게 해결해야 할 국민적 과제로 대두됐다.

녹조 발생원인 및 조류 제어 방법

녹조현상의 원인인 조류는 수중의 식물성 플랑크톤을 의미하며, 인류의 시작과 함께 기원하여 현존하는 생물체 중 최고(最古)의 생물종 중 하나라고 할 수 있고, 녹조현상은 이러한 조류가 수중에서 과잉 성장하는 현상을 의미한다.

조류는 식물의 일종으로 수생태계에서 1차 생산자(primary product) 역할을 하는 가장 중요한 구성 요소 중 하나이다. 이러한 조류는 성장하는데 필요한 질소, 인 등의 영양물질이 풍부하고, 적절한 온도 유지 및 햇빛에 의한 일사량이 일정 수준 이상 공급되면 언제든지 성장할 수 있으며, 성장 조건이 더욱 충족될 경우에는 이번 녹조현상과 같은 대발생이 일어날 수 있는데 수생태계에서는 매우 자연스러운 현상 중 하나라고 할 수 있다.

특히 이번 녹조현상의 주요 우점종인 남조류(cyanobacteria)에는 마이크로시스틴(microcystin), 아나톡신(anatoxin) 등과 같은 독성물질을 발현시킬 수 있는 조류 종이있다. 이들 독성물질은 간 독소 또는 신경 독소를 유발할 수 있으나 기존의 많은 연구결과에서는 남조류가 모두 독성물질을 분비하는 것은 아니며, 독성물질을 분비할 수 있는 조류종의 경우도 환경조건에 따라 독소의 분비 여부가 결정되는 것으로 보고되고 있다.

조류가 대 발생할 경우에는 조류 사체가 하상에 가라앉아 산소를 다량 소모함으로써 바닥 층에서 산소고갈에 의한 하상의 생태계를 교란시킬 수 있다. 또한 바닥에 가라앉은 조류포자는 발아를 위한 성장 조건이 형성되면 다시 대 발생을 반복할 수 있는 잠재 가능성을 항상 내포하고 있다.

그러나 식물성 플랑크톤인 조류는 종류가 매우 다양하고 각 종 마다의 속성이 상이해 녹조발생이라는 수생태계의 자연현상에 대한 원인을 명확히 규명하는 것은 거의 불가능하다고 할 수 있다.

녹조 발생에 대한 현실적인 억제 방법은 조류 성장의 필수 영양물질 중 하나인 인(P)에 대한 수체 유입을 억제하는 것이며 이를 위해 하수처리장과 같은 환경기초시설의 고도처리, 비점오염원 유입차단 등의 인위적인 조치가 우선적으로 취해져야 한다.

환경부에서는 하수처리장에 대한 방류수 기준농도 강화와 함께 비점 저감시설 설치를 통한 수질개선에 많은 노력과 예산을 확대하고 있으나 이번 녹조 현상과 같은 유례없는 폭염과 가뭄이 동시에 수반될 때에는 대자연의 힘 앞에 무기력하게 한계를 드러낼 수밖에 없다.

이처럼 조류가 대발생하면 수면관리자가 현실적으로 대처할 수 있는 응급 대책 중 일반적으로 가장 널리 시행되고 있는 해결책은 황토살포이다. 황토는 적조가 발생한 바다에서도 널리 사용되고 있는 보편적 처리방법으로 황토의 콜로이드성 입자의 성질을 이용해 수중에 발생된 조류를 응집 처리하는 직접적인 제어와 함께 조류의 먹이가 되는 인(P)을 응집 침전시켜 조류의 생성 자체를 억제시키는 원천적 제어 효과를 동시에 거둘 수 있는 효율적인 처리방법이라고 할 수 있다.

그러나 조류 대 발생 시 황토 자체의 성분에 대한 정확한 정보 없이 긴급히 살포함으로써 황토 살포로 인한 수생태계에 미치는 이차적인 영향에 대한 우려의 목소리가 높다. 황토 외에 일반적으로 사용되고 있는 수처리 응집제 등 조류제어물질의 경우도 마찬가지로 성분에 대한 면밀한 검토 없이 살포되고 있어 살포 전에 반드시 수생태계에 미칠 수 있는 악영향에 대한 검토가 선행돼야 할 것이다.

‘국가조류R&D센터’와 같은 연구기관 설립 필요

환경부에서는 지난 6월에 ‘조류제어물질 설치 운영 및 살포용 조류제어물질 사용지침’을 환경부 예규로써 제정한 바 있으며, 수면관리자가 조류 제거 시에는 반드시 조류제어 물질에 대한 기본정보와 수생태에 미치는 독성평가 자료 등을 첨부한 기본조사계획서를 제출 후 국립환경과학원장의 승인을 받아야만 조류제어물질을 살포할 수 있도록 법제화 했다.

이러한 조치가 다소 늦은 감은 있으나 현실적으로 매우 중요하고 반드시 선행돼야 할 조치라고 할 수 있으며 조류제거에 따른 수생태계에 미치는 부정적인 영향을 최소화 할 수 있을 것으로 예상된다.

또한 현재까지 알려진 조류제어 또는 저감기술은 황토 살포 외에도 수많은 물리·화학·생물학적 처리방법들이 있으며, 천적관계를 이용한 생물학적 제어방법, 미세입자를 이용한 포자 부상방법 등 친환경적 처리방법 등도 많이 개발돼 있다.

그러나 대부분 처리방법들이 매우 소규모의 제한적 공간을 대상으로 하여 대규모 댐호나 강과 같은 대하천에서 높은 처리 효율을 나타내는 실용화 기술은 매우 제한적이다. 수생태계에 전혀 문제가 되지 않고 동시에 유해조류를 완벽히 제어할 수 있는 실용화 기술이 조속한 시일 내에 개발돼야 할 것이다.

녹조 현상은 비단 우리나라만의 문제는 아니며, 미국, 호주 등 선진국에서도 녹조가 사람과 동물에 심각한 위해성 문제를 야기시켜 사회적 논란이 된 사례가 다수 있었다. 특히 미국의 경우에는 금년 유례없는 폭염으로 인해 우리나라와 마찬가지로 주요 강과 하천에서 조류가 대발생된 것으로 알려져 있다.

서두에서도 언급했듯이 기후변화에 민감한 조류는 향후더욱 빈번한 주기로 대발생할 잠재 가능성이 매우 커 조류 발생현상에 대한 과학적 원인 규명이 시급하며, 조류의 에너지화 등 경제적 가치를 가진 자원으로서 이용 가능성도 검토할 필요가 있다.

이를 위해 조류의 체계적, 과학적 접근을 위한 컨트롤 타워 역할을 할 수 있는 국가 연구기관의설립이 시급하다고 할 수 있으며, ‘국가 조류 R&D 센터(가칭)’와 같은 연구기관의 조속한 설립만이 금년과 같은 녹조 대발생을 사전에 예방함과 동시에 선제적으로 대응할 수 있는 유일한 대안이라고 할 수 있다.