적조현상에 관한 것과 조류에 관한 질문입니다.

질문 1. 조류란?

 

일단 조류 (algae, 앨지라고 발음하며, 영국, 호주, 뉴질랜드에서는 간혹 앨기라고

 

발음하는 사람도 있습니다)라고 하면 식물분류체계에서 홍조, 황조, 갈조, 녹조문 등에

 

포함되는 생산자 수준의 생물을 의미합니다. 대체로 수환경에서 서식하는 편이구요.

 

광합성이 가능한 색소를 가지고 있으며 (녹조문의 생물과 같은 경우

 

엽록소를 가지고 있고, 그 외의 종류는 대체로 엽록소를 제외한 색소..

 

카로티노이드 계통의 색소를 가지고 광합성을 합니다), 부유성 혹은

 

고착성으로 존재합니다. 우리가 보통 바다나 담수에 존재하는 식물플랑크톤이라고

 

하는 것은 대체로 부유성 식물플랑크톤 (부유성 조류, suspended algae)라고 하는

 

것들이구요, 다시마나 미역같은 종류들은 대형 조류 (macroalgae)라고 해서 고착생활을

 

합니다. 얘들은 헛뿌리가 있어서 뿌리로 뭘 흡수하지는 않지만 돌 같은 곳에 붙어서

 

생활한답니다. 부착조류라고 하는 것들도 있는데요, 얘들은 강이나 연안의 돌 같은

 

것에 보면 파랗게 태가 끼어있는 것들을 의미합니다. 조류가 대부분을 차지하지만,

 

그 군체에는 많은 박테리아와 곰팡이류도 존재합니다. 편의상 돌에 붙어있는 얘들을

 

부착조류라고 부른답니다.

 

즉 조류라고 하는 것은 제법 넓은 분류체계를 가지고 있습니다. 전체

 

종의 수는.. 정확히는 기억이 안나지만 대략 수천여종 정도 된다고 합니다. 참고로,

 

광합성을 하는 것은 모두 조류인가.. 그것은 아닙니다. 세균 중에서도 광합성을 하고

 

(우리가 뉴스 등에서 들을 수 있는 녹조현상은 실제로 남조류라고 하는 세균성 생물이

 

일으키는 현상입니다), 나무도 광합성을 하기 때문이죠.

 

 

 

질문 2. 적조현상과 주범이 되는 조류

 

적조현상은 영어로는 red tide라고 합니다. 적조가 발생하면 붉은색 띠와 같은 것이

 

형성된다고 해서 그렇게 부르는 것이지요. 적조를 일으키는 것은 고착성 조류가 아니라

 

부유성 조류입니다. 즉, 다시마나 미역같은 것이 일으키는 것이 아닙니다.

 

 

 

국립수산과학원 사이트에서 적조현상에 대한 내용을 아래에 인용하였습니다.

 

적조에 대한 설명은 이 내용을 참고하세요,

 

(http://www.nfrdi.re.kr/home/dataroom/language_view.php?bbs_num=1421&currpage=1&mode=1&kkk=10&article_num=4&total_cnt=14&t_sword=&t_eword=&search_value=적조&page_gbn=)

 

 

식물성 플랑크톤(phytoplankton), 특히 와편모조류(dinoflagellate)가 대량으로 번식하여 바닷물 색깔을 적색 혹은 황갈색으로 변화시키는 것을 말한다. 수중에 유기물질이 풍부한 상태에서 일조량과 수온이 적당할 경우 적조가 나타난다. 대량 번식된 플랑크톤의 분해를 위하여 산소가 많이 소비되므로 물고기는 산소부족으로 대량폐사(mass mortality)가 발생한다. 또 대량 번식된 플랑크톤은 물고기의 아가미에 붙어서 물고기를 질식시키기도 하며, 편모조류인 코콜리디니움은 독을 내뿜어 물고기를 죽인다. 적조는 연안해역에서 대부분 발생되며, 표층수의 수온이 상승한 경우나 폭우.장마 등으로 인한 담수의 유입으로 영양염이 크게 증가한 경우 또는 무풍상태가 계속되어 해수의 혼합이 잘 안되는 경우등에 일어나고 있다. 우리나라의 경우 7,8월 장마기간중 육지의 오염물질이 바다로 대량 유입되어 바닷물을 부영양화(eutrophication)시키면서 9월부터 적조가 집중 발생하고 있다.

 

 

 

결국, 적조를 일으키는 종이 따로 존재하기 때문에, 다시마 등이 아무리 자라더라도

 

적조는 발생하지 않게 되지요.

 

 

 

참고로.. 적조현상이 발생하면 동물플랑크톤이 대번성을 일으킨다.. 라고 쓰셨던데요.

 

혹시나 해서 말씀 드리는데, 그건 아닙니다. 산소가 크게 소모되면 산소를 기본적으로

 

활용하는 생물들은 전부 힘들어지게 됩니다. 그 소모량은 실제 엄청나구요. 강물같은

 

경우도 남조류 대번성이 발생하면 대형동물플랑크톤 (물벼룩 같은 것들)은 그 수가

 

급격히 감소하게 됩니다. 물론, 적조와 같은 현상 중에서 먹이원으로 오히려 활발하게

 

활용되는 대번성 현상도 있다고 들었습니다. 하지만, 질문하신 적조현상과는 거리가

 

있기에 여기서는 설명을 생략하도록 하겠습니다.

 

 

도움이 되셨기를 바라면서 이만 줄이겠습니다.

 

 

 

 

추가질문에 대한 답변>

 

자칫하면 못보고 지나칠 뻔했네요 ㅎㅎ.. 이 내용은 상당히 복합적인 현상이 결합되어야

 

설명이 가능합니다. 물론 그리 어렵지 않구요. 논리적으로만 생각해 보시면 쉽게

 

이해하실 수 있을 겁니다.

 

 

일단 적조현상이란 광합성이 가능한 식물플랑크톤 (코콜리디니움과 같은 종류)이

 

대량 번성해서 발생하는 것이라고 앞서 설명드렸습니다. 얘들은 산소부족이라는 현상

 

보다는 어폐류에 침투해서 독성으로 죽이거나 호흡 곤란 (아가미에 들어붙어서

 

괴롭게 만듭니다)을 일으키기 때문에 문제가 되는 것입니다. 그리고 얘들이 호흡을

 

하기 위해서보다는 죽었을 때 분해되는 과정에서 많은 산소가 소모되기 때문에

 

위에서 인용한 내용과 같이 수산과학원에서 설명한 것입니다.

 

 

 

추가질문을 하신 내용은... 제가 전공으로 하였던 담수 식물플랑크톤 대번성을 예로 들어

 

설명을 드리겠습니다. 산소부족현상때문에 생기는 문제가 아니라, 기타의 이유가 있어서

 

문제가 되는 것입니다.

 

 

일단 여름에 남조류가 호수나 강에서 대번성을 하게 되면,

 

용존산소는 엄청난 수치를 기록하게 됩니다. 포화도로 따지만 수온이 30도를 넘어가도

 

140%를 넘어가기도 합니다 (워낙이 광합성을 세게 해대기 때문에 물리적인 포화도

 

100%를 초과해서 산소가 존재하게 됩니다). 이 경우 산소가 많기 때문에 다른 생물들이

 

호흡하는 데에 아무 문제가 없을 거라고 하겠지만, 정 반대입니다. 단, 산소 차원에서가

 

아니라 다른 이유에서 다른 생물들이 살기 힘들어진답니다. 남조류 외의 다른 식물

 

플랑크톤들은 이미 남조류가 많은 이산화탄소를 뽑아서 광합성을 해버렸기 때문에

 

자기들이 사용할 이산화탄소가 없어서 죽기도 하고, 빛을 많이 받아야 하지만 남조류

 

들은 공기주머니가 있어서 표면을 다 덮어버리기 때문에 걔들이 있을만한 자리가

 

없어서 빛을 못받아 죽기도 하고.. 이런 다양한 원인들이 있어서 여타의 식물플랑크톤이

 

성장할 수 없게 됩니다 (네어버 백과사전에서 "부영양화"를 검색하신 후, 거기 어느분의

 

오픈사전 내용 중에 제가 추가 내용을 달아놓은 것에 이에 대한 설명을 좀 자세히

 

해 두었습니다. 귀찮으시겠지만 한번 찾아보세요). 동물플랑크톤의 경우는 좀 다릅니다.

 

산소를 원활하게 소모할 수 있을 정도로 용존산소가 높아지지만, 대개의 동물플랑크톤은

 

남조류를 먹기 힘듭니다. 남조류의 생김새가 참으로 먹기에 곤란하게 되어 있기

 

때문이죠. 결국 대형동물플랑크톤의 수는 감소하고, 좀 작은 박테리아성 존재를 섭식하는

 

소형 동물플랑크톤들이 남게 됩니다. 어류의 경우에는 산소가 많기는 하지만, 걔들이

 

선호하는 동물플랑크톤이 사라지게 되니 결국 먹이가 없어서 힘들어지게 됩니다. 어류는

 

그나마 이동성이 뛰어나기 때문에 남조류가 대번성을 일으키 곳에서 피해 나갈수

 

있습니다. 그리고 일부 남조류 종에서는 (우리나라에서는 아직 보고 사례가 없지만)

 

대번성을 일으켰을 때 간이나 신경에 문제를 일으킬 수 있는 독성물질을 분비하기도

 

합니다. 이것이 역시 문제가 된답니다 (호주에서는 실제로 사람이 죽기도 했습니다).

 

즉, 광합성으로 인해 높아진 산소의 농도보다는, 대번성에 의해서 나타나는 부가적인

 

현상들에 의해서 해당 생태계 내의 다른 존재들이 피곤해지는 것이지요.

 

 

 

계절적으로 남조류 대번성이 발생할 만한 시기가 지나게 되면 그때부터 남조류들은

 

죽어나가기 시작하고, 얘들이 분해되면서 많은 양의 산소가 소모됩니다. 그러나

 

이 경우에는 남조류 대신 다른 식물플랑크톤 (대개 녹조류나 규조류가 천이과정에서

 

나타납니다)이 등장하여 광합성 바통을 넘겨 받습니다. 이 시기에는 대체로 용존산소가

 

80-100% 수준을 유지하게 됩니다.

 

 

참고로 한겨울에는 어떤가... 하면, 그리 흔한 예는 아니지만 규조류 중에서 꼭

 

동그란 도시락통 모양을 한 식물플랑크톤이 대번성을 일으키게 됩니다. 요것 역시

 

일어나게 되는 이유가 좀 복잡한데요, 과정은 그냥 생략할게요 ㅡ.ㅡ;;;

 

얘들이 대번성을 하면 역시 엄청나게 광합성을 하고 용존산소는 200%를 넘어가는

 

경우도 발생합니다.

 

 

 

그럼 질문자께서 말씀하신 "가설"을 한번 평가해보도록 하죠.

 

1. 식물성플랑크톤의 호흡량이 광합성량보다 많다.(제가 아는 지식의 반대경우 입니다.)
2. 식물성플랑크톤층이 너무 두텁게 형성되어 윗 부분을 제외한 나머지 플랑크톤이 광합성을 하지 못한다.

3. 물 속의 산소는 조류의 광합성을 통해 생성되기보다는 물과 직접 접촉한 공기를 통해서 녹아드는 것이다.

 

1번의 경우, 대번성을 일으키면 광합성량이 호흡량을 압도합니다 (물론 낮에는 그렇구요,

 

밤에는 얘들도 제법 호흡을 세게 합니다. 그래서 용존산소가 떨어지기도 합니다).

 

2번의 경우, 다른 플랑크톤이 광합성을 하지 못하는 이유가 됩니다만, 이것 말고도

 

다른 이유가 복합적으로 작용을 합니다.

 

3번의 경우, 대기와 접촉하여 산소가 유입되는 양도 있습니다만, 그리 많은 편은

 

아닙니다. 대번성이 발생한 기간 중의 수환경 내에서의 용존산소는 거의 대부분

 

광합성에 의해서 이루어진다고 보시면 됩니다.

 

 

 

추가질문에 대한 답변이 되었는지 모르겠습니다.

 

혹시 더 궁금한 점이 있으시면 쪽지로 알려주세요.

*적조란?
적조란 플랑크톤이 번식하기에 알맞은 환경을 만나 대량 번식한 결과, 이들이 가지고 있는 다양한 색소로 인하여 해수의 색깔이 변화하는 것을 말한다. 흔히 해수의 색깔이 붉게, 혹은 녹색, 갈색으로 변하게 될 때 우리는 이런 현상을 각각 적조(赤潮), 녹조(綠潮), 갈조(褐潮)라 부르며, 통칭 적조라 부르고 있다.

*발생원인
첫째, 지형적으로 내만성이고 외양과의 해수교환이 적은 폐쇄성 해역이고,
둘째 물리적 측면에서 볼 때, 적조생물의 생활수온인 15∼20℃가 유지될 수 있는 여름철이어야 한다. 또한 이들 적조생물의 광합성 활동에 필요한 일조량이 풍부해야 하며 안정된 수괴가 형성되어야 하는 것도 한 조건이 된다.
셋째, 육지로부터 강우 등에 의하여 적조생물의 성장과 번식에 필요한 비료성분인 영양염류가 유입되어 바닷물 속에 풍부하게 녹아 있어야 한다. 특히 질산염과 인산염은 적조 미생물의 성장 제한인자로 작용하며 이 외에 비타민복합제, 미량원소 등이 바닷물 속에 녹아있어야 한다

*적조를 예방하기 위한 노력
우선 근본적으로 적조가 발생하는 동기가 되는 육지에서의 오염물질의 유입을 통한 부영양화수역의 발생이 억제되어야 하겠고 어장의 환경을 개선하려는 노력 또한 필요하다. 그 외에 생태계의 균형을 유지하고 있는 먹이사슬의 관계를 이용하여 적조생물의 천적을 적조해역에 대량 살포토록 하는 연구나 원격탐사를 이용하여 적조발생 징후를 미리 파악하고 발생기작인 기상요인 및 환경요인을 제어하여 적조를 방지하는 방법도 있겠다. 다만, 어느 경우나 적조발생을 근본적으로 막아내기 위해서는 오랜 시간의 학문적 연구성과를 통하여 그 발생기전에 대한 철저한 해부, 생태파악으로 원인규명을 통해 구조적인 개선을 하지 않고서는 힘들다고 하겠다.                                                       
사실상 환경 문제의 원인은 우선 근본적으로 인간에게서 기인한다고 보아야 할 것이다. 즉, 자연자체의 상태적 변화가 서서히 오랜 기간에 걸쳐서 충분히 적응할 수 있는 형태로 변화하는 반면에 인간에 의한 환경의 변동은 급격하게 이루어지며 또한 여러 가지 자연물과 접촉하여 화학적 변화를 일으키므로써 공해의 주범이 되고 있으며 한 번 파괴된 자연은 복구가 힘들거나 불가능하게 된다.  적조현상 또한 이와같은 범주에 속한다고 할 수 있다.
 
 

*적조가 일으키는 피해
첫째, 적조의 원인이 되는 식물성 플랑크톤은 점액질이 있어서 어류가 호흡할 때 아가미에 점액질을 포함한 플랑크톤이 축적되어 호흡방해를 초래케 하는 기계적인 피해가 있다.
둘째, 원인종인 플랑크톤이 사멸 후 미생물에게 분해되면서 급격하게 산소를 소비해 산소부족현상이 나타나 어패류가 질식사한다.
셋째, 원인종 플랑크톤이 독소와 같은 유기물질을 분비하여 저서성생물 및 어패류에 치명적인 피해를 주는 경우가 있다.

*적조현상을 일으키는 생물
적색 플랑크톤, 코클로디니움

 윗분이 서명한 것 외의 내용

 

적조현상(red tide)赤潮現象이란 식물성 플랑크톤의 대량 번식으로 바닷물의 색깔이 적색, 황색, 적갈색 등으로 변색되는 자연 현상을 말합니다.

 

  플랑크톤에는 ①남조류(藍藻類), 규조류(珪藻類) ②편모류(鞭毛類) 등 동식물 양생태성 ③원생동물, 갑각류 등이 있다. ②는 어업피해, ①은 남조류가 가지는 지오스민 2-메틸이소볼네올 등의 냄새물지이 호수 등을 수원으로 삼는 수도수로 곰팡이 냄새, 트리할로메탄 오염을 일으키게 하는 원인이 된다.

 

 플랑크톤은 영양단계(trophic level), 크기(size) 및 분포(distribution)에 의하여 분류된다. 독립영양생물(autotrophs)은 식물플랑크톤(phytoplankton)을, 종속영양생물(heterotrophs)은 박테리아플랑크톤(bacterioplankton)과 동물플랑크톤(zooplankton)을 구성한다. 크기에 의한 분류는 플랑크톤 그물(nets)과 필터(filter)의 그물코 크기(mesh size)와 관련 있다. 하지만 정해진 표준크기는 없다. 보통 초미세플랑크톤(picoplankton;〈2㎛), 미소플랑크톤(nanoplankton;2~20㎛), 소형플랑크톤(microplankton;20~200㎛), 중형플랑크톤(mesoplankton;0.2~20mm), 대형플랑크eroplankton)은 생활사의 일부에서 플랑크톤 시기를 거치며, 그 외에는 부착생활과 저서생활을 한다

. 우리나라의 어느바다에서 적조현상이 일었났는가

 

 가.   최근 5년간의 상황을 보면 남해안 대부분 연안에서 거의 매년 적조가 발생

 

 나.   조선실록을 보면 1403년 8월과 10월(태종 3년)에 경남 기장, 고성, 거제연안 및 진해만 일대에서 해수가 적색으로 변하며서 고기가 떼죽음 당했다는 기록이 있고, 1412년에는 순천연안에서, 1423년에는 거제도 연안에서, 1928년에는 마산 앞바다에서 해수가 붉게 변하여 고기가 죽었다는 기록이 있다.

 

2. 적조현상이란 무엇인가 ?

 식물성 플랑크톤의 대량 번식으로 바닷물의 색깔이 적색, 황색, 적갈색 등으로 변색되는 자연 현상을 말합니다.

적조는 일조량, 수온, 염분, 영양염류 등 적조생물의 대량번식에 알맞은 해양환경이 조성되면 나타납니다.

 

3. 적조현상 예방방법과 없애는 방법

  가.   환경기초시설의 확충, 어장정화 및 오염퇴적물 준설등

     (가) 하수도 정비 및 하수종말처리시설 건설

   (나) 분뇨종말처리시설 건설

   (다) 산업폐수종말처리시설 건설

   (라) 축산폐수 공공처리시설 건설

 

나.  공공수역을 관리하여 홍수나, 강우시 오염된 호소나 하천물이 직접 바다로 흘러드러가지 안게 해야한다. 

  가)호소(다목적댐) ; 호소의 수질관리를 위해서는 담수하기 전에 반드시 하수처리장 등의 환경기초시설을 완비하여 유역으로부터 오염물질의 유입을 근원적으로 차단하여야한다.

  나) 하천 ; 하천의 수질보전은 사업단지 폐수 종말처리 시설의 설치운영, 수질오염행위 감시단속, 수질오염사고예방 등의 방지 대책이 성행되어야하고, 오염하천을 정화하고, 수생생태계의 서식지를 보호하는 한편, 시민들이 하천을 편안한 휴식공간으로 이용할 수 있도록 쾌적한 환경을 조성해야 한다.

 

4.  적조현상이 우리에게 주는 피해와 좋은점

 

 가. 적조현상이 우리에게 주는 피해

   연안 양식어장의 양식 어류의 대량 폐사에 의한 피해

   대량 번식된 식물 플랑크톤의 분해를 위하여 산소가 많이 소비되므로 물고기는 산소부족으로 대량폐사(mass mortality)가 발생한다. 또 대량 번식된 플랑크톤은 물고기의 아가미에 붙어서 물고기를 질식시키기도 하며, 편모조류인 코콜리디니움은 독을 내뿜어 물고기를 죽인다.

 현재 세계 20억 이상의 인구가 소비하는 동물성 단백질의 50% 가량이 바다에서 공급되는데, 농축된 폐기물은 이러한 식량자원에 심각한 영향을 미친다.

 

나. 좋은점 ; 

생물분해성 유기화합물은 해양생물들에 의해 상당히 빨리 분해된다. 또 이들 물질의 분해로 발생되는 영양염은 해양생물의 먹이가 되어 생산성을 증가시키기도 한다

 식물 프랭크톤은 어류 등의 먹이가 되며, 생태계 먹이 연쇄에서 가장 밑바닥을 형성하는 중요한 존재이다.