적조에 대하여
-
게시물 수정 , 삭제는 로그인 필요
적조에 대하여 알려주세요
1.적조란?
2.적조가 주는 피해
3.적조는 주로 어디에서 발생하는가?
적조에 대하여 알려주세요
1.적조란?
2.적조가 주는 피해
3.적조는 주로 어디에서 발생하는가?
적조에 대하여
익명 작성일 -
아래 글은 저의 주장일 뿐
완벽하다고 말씀드리지 않겠습니다.
다만, 참고하시기를.......
[적조]
물에 영양분이 많아지고 온도도 맞을 때 그 영양분을 먹고사는 플랑크톤 조류가 대량 번식하여 물색이 그 조류의 색깔과 같은 색조를 띠게 되는데, 민물에서는 녹색을 띠는 녹조가 대부분이고 바다에서는 붉은색이나 갈색이나 검붉은 색을 띠는 적조가 대부분이다.
적조 생물의 대량번식은 공기 중에 습기를 많이 포함하는 더운 여름철(온도)에 그늘진 곳에 음식물(영양분)을 남겨놓을 때 곰팡이가 달라붙어 짧은 시간에 번식하는 원리와 비슷하다. 공기 중에서는 곰팡이의 균사가 온도와 습도와 영양분이 맞아서 달라붙었다가 대량 번식하는 것이고, 바다에서는 조류가 온도와 영양분이 맞아서 대량 번식하는 것이다.
여기서 분명히 알고 넘어갈 것은 육지의 공기 중에 곰팡이나 바닷물 속의 조류가 처음부터 그렇게 숫자가 많은 것이 아니라 짧은 순간에 새끼를 친다(번식, 분화)는 것이다.
[플랑크톤]
플랑크톤이란 자체적인 이동능력이 전혀 없거나 거의 못해서 물속에 떠서 모여 사는(군집) 생활을 하는 부유생물이다. 플랑크톤은 ‘방랑자, 방랑당하는 자’라는 뜻의 그리스어 planktos에서 따온 것으로 1887년 독일의 V.헨젠이 처음으로 이름을 붙인 것이다.
플랑크톤에는 ‘플랑크톤으로 태어나서 플랑크톤으로 살다가 플랑크톤으로 죽는’ 규조류·남조류·녹조류·편모조류, 요각류(橈脚類;갑각류)·모악류(毛顎類;화살벌레 등)와 같은 종생플랑크톤과 ‘플랑크톤 형태로 태어나서 물고기나 조개류로 성장하는’ 굴 포자, 장어새끼, 문어새끼 등과 같이 새끼 때만 일시적으로 유영생활을 하는 플랑크톤이 있다.
플랑크톤에는 식물성 플랑크톤과 동물성 플랑크톤이 있는데, 물속에서 생명이 없는 무기물 결정(영양분 덩어리, 고체일 수도 있고 액체일 수도 있음)을 주워 먹거나 빨아먹는 것을 식물성 플랑크톤이라고 하고, 식물성 플랑크톤을 잡아먹는 것을 동물성 플랑크톤이라고 한다.
규조류 · 남조류 · 녹조류 · 편모조류는 식물성 플랑크톤에 속하고, 요각류(橈脚類;갑각류) · 모악류(毛顎類; 화살벌레 등)와 어패류의 부화된 알 또는 치어들이 동물성 플랑크톤에 속한다.
그리고 플랑크톤 중에는 식물성과 동물성의 성격을 동시에 같이 가지고 있는 플랑크톤이 있는데, 그 대표적인 예가 편모조류이다. 학자들에 따라 편모조류를 식물성 플랑크톤 또는 동물성 플랑크톤으로 구분하기도 한다.
규조류 · 남조류 · 녹조류 · 편모조류와 같은 식물성 플랑크톤들은 광합성작용을 한다. 식물성 플랑크톤은 물속에서 영양분을 섭취한 다음 햇볕을 받아 탄소동화작용을 하면서 몸체를 구성한다는 것이고, 이산화탄소를 빨아들이고 산소를 내놓는다는 것이다.
편모조류를 식물성 플랑크톤 또는 동물성 플랑크톤이라고 하는 이유는 편모조류가 식물성플랑크톤만이 할 수 있는 광합성작용을 하기도 하고, 동물성 플랑크톤만이 할 수 있는 식물성 플랑크톤을 잡아먹기도 하기 때문이다.
[ 인 ]
민물에서는 보통 녹색조류가 번성하여 녹색의 색조를 띠는 녹조로 나타나고, 바닷물에서는 붉은색 계통의 적색의 색조를 띠는 적조로 나타나는 이유는 민물에서는 대부분 푸른색 계통의 녹조류나 남조류가 번성하기 때문이고, 바다에서는 붉은색 계통의 카로티노이드라는 색소를 가진 편모조류가 번성하기 때문이다.
근래 들어 학계에서는 (대부분 따뜻한) 물속에 영양분이 풍부해져서 조류가 번성하여 물빛의 색조를 바꾸는 녹조, 남조, 황조, 적조 등을 통 털어서 적조라고 일괄적으로 부르는 추세이다.
육지의 민들에서 생기는 대부분의 녹조는 질소와 인(P) 성분이 주원인데 그 중에서도 인 성분의 비중이 크고, 시골이나 대도시 위의 수계에서는 녹조의 주원이 비료 때문이고 대도시 아랫부분 물에서는 녹조의 주원인이 산업용 인과 비누 샴푸 퐁퐁 같은 세제에서 나오는 인 성분 때문이다.
이때 질소보다 인이 녹조에 영향력을 크게 미치는 이유는 질소 성분은 물속에서도 기체로 변환하여 공기 중으로 날아갈 수 있는데 반하여, 인(P) 성분은 물속에서 기체로 변환이 사실상 어렵고(불가능하고) 인은 물속에서는 액체나 고체 상태로만 존재할 수 있기 때문이다. 쉽게 말해서 사람이 질소를 하수구나 냇물에 버려도 시간이 지나면 질소는 날아가서 물속에 남아있지 않을 수 있는데, 인은 물속에 남아있을 수밖에 없다는 것이다. 이와 같이 인이 물속에서 기체로 변할 수 없는 성질 때문에 쉽게 변하지 못하는 것을 ‘인은 순환이 길다’고 말한다.
그래서 한번 물에 녹은 인(P)은 그 물이 마르지 않은 이상 농수로와 하수구를 타고 강물에 섞여서 바다로 흘러들 수밖에 없고, 바다에 녹아들어간 인은 적조에 크게 영향을 미친다.
인은 적조뿐만 아니라
수산화칼슘과의 결합 반응 능력 때문에
백화현상에도 대단히 큰 영향을 미친다.
상식적으로는 이산화탄소가 ‘온도가 낮을수록 물에 잘 녹고, 압력이 높을수록 물에 잘 녹는’ 성질 때문에 계절이 겨울에서 여름으로 바뀌면서 바닷물의 온도가 높아질수록 바닷물에 탄산칼슘(석회가루)이 석출되는 양이 많아져서 백화현상이 심해져야 정상인데, 겨울이 끝나고 3~4월에 심해졌던 백화현상이 5월경부터 석회가 녹아 없어져서 눈에 안 보이기 시작하는 것은 바로 인(P) 때문이다.
봄에 날이 풀리면 농사를 위해서 논밭에 비료를 뿌리고, 사람들의 활동이 많아지면서 땀 때문에 세탁 목욕 등 세제 사용이 많아지는데, 비료와 세제에 들어 있던 인 성분(인산)이 5월경부터 많이 내리기 시작하는 빗물과 도시의 하수구를 타고 바다로 흘러들어서, 바다에서 인산과 석회수(수산화칼슘 또는 중탄산칼슘)가 만나서 인산칼슘 수용액으로 녹아서 바닷물 속에 분산되어버리기 때문에 5월경부터는 연근해 바다에서 백화현상이 없어지는 것처럼 보이는 것이다.
그러다가 가을이 끝나고 강수량과 하수구로 유입되는 물의 양이 적어지면서 인의 유입량이 줄어들어 차가운 겨울 바닷물 속에서 석회수(수산화칼슘 또는 중탄산칼슘)가 농축되는 것이고, 그러다가 바닷물의 수온이 올라가기 시작하는 3월경부터 과포화 상태의 석회수들이 고체인 탄산칼슘으로 석출되는 것이다.
그리고 다시 5월경부터는 비료와 세제의 유입에 따른 인의 유입량 증가로 3~4월 동안 하얗게 꽃을 피웠던 석회들이 인산칼슘으로 녹아서 바닷물 속에 분산되는 과정을 반복하게 된다.
그러면서, 이러한 과정이 반복되는 가운데 연근해 바닷물 속에서는 계속 인과 석회의 농도는 높아지는 것이다.
[종족번식은 생명체의 본능이다]
적조는 육지의 공기 중의 곰팡이나 박테리아와 같이 자연계에 참으로 유용한 것이다. 만약에 육지의 공기 중에 곰팡이나 박테리아가 없다면 어떻게 되겠는가? 살아있는 것들이 죽어있는 것들 속에서 살아야 할 것이다. 죽어있는 것들이 어마어마하게 더 많을 것이고. 그렇지 않은 것은 곰팡이나 박테리아가 죽어있는 것들을 소화하기 쉽도록 섞여서 먹고, 물러지게 해서 그 물이 땅속에 스며들어서 풀이나 나무도 같이 먹게 하고, 그것들을 다시 작은 곤충들이 잡아먹고, 또 동물들이 잡아먹고....... 더 큰 동물들이 또 잡아먹고....... 순환하기 때문에 자연계가 생생하게 살아있는 것이다.
바다에서도 마찬가지다. 수많은 영양분들이 바다로 흘러들면 그것을 먹어 치워주는 것들이 있어야 바다가 깨끗하게 유지될 수 있다. 세상에서 제일 더러운 것이 영양가 풍부한 것들이 나뒹구는 것인데, 그것을 먹을 만한 것들이 먹어주면 살아있는 자연이 되는 것이다. 바다에서는 플랑크톤 같은 조류가 그 역할을 한다.
그리고 영양분이 한꺼번에 바다로 많이 흘러들었을 때 조류가 한꺼번에 그것을 먹어치운다고 갑자기 번성하는 것이 적조다. 그러다가 먹을거리가 줄거나 떨어지면 죽은 것 같이 몸체를 줄여서 포자상태로 휴면기에 들어가는 것이다.
바다에서 플랑크톤 조류가 번성하는
적조는 옛날부터 있었다.
이것은 우리가 1980년대 이전에 화학비료를 많이 사용하지 않을 때, 장마철에 물이 찬 거의 대부분의 논에 개구리풀이 떠올라서 수면 위를 덮는 것과 같은 이치이다. 개구리풀이 장마철에 온도와 영양분이 풍부한 물이 있을 것을 알고서 ‘씨로 몸체를 줄이고 있다가’ 조건이 맞으니까 한꺼번에 번성한 것인데, 적조를 일으키는 플랑크톤 조류도 온도와 먹을 것이 풍부해지자 ‘바다 밑에 포자(씨주머니, 종자)상태로 죽은 것 같이 휴면기 상태로 있다가’ 떠올라서 몸체를 키우고 순식간에 기하급수적으로 새끼를 치면서 번식하여 종족유지를 하는 것이다.
플랑크톤 조류는 그렇게 종족을 번식해오면서 지구의 바다를 깨끗하게 하고, 지구의 이산화탄소를 흡수하고 산소를 만들어내고, 영양가 덩어리인 자기 몸으로는 수많은 어패류에게 먹이를 공급해왔는데, 피라미드 먹이사슬을 유지할 수밖에 없는 자연의 섭리대로 그 개체 수가 육지에 초식동물의 개체수가 많은 것과 같이 바다에도 식물성 플랑크톤이 많고, 우리나라와 같이 강수량과 4계절의 온도 차이가 뚜렷한 온대지방의 경우 조류의 출현 번식 시기는 대부분 장마철 이후부터 바닷물이 차지는 가을 이전까지의 기간이었다. 여름철 우기가 끝나고 가을이 되면서 강물을 타고 들어오는 먹이가 적어지고 날씨가 추워지면 포자 상태로 가라앉아 휴면기에 들어가는 것이다.
이것은 개구리풀, 제비, 나비, 잠자리, 모기, 곰팡이.......등 육지의 자연계 생물들의 종족번식과 같은 원리이다. 육지의 한해살이풀들은 겨울동안 덜 먹고 안 먹고도 살 수 있는 씨로 있다가 날이 따뜻해지는 봄이 오면 싹을 틔우고 빗물에 높은 곳(山)으로부터 많은 영양분이 씻겨 내려오는 여름철에 무성하게 번성하면서 최대한 오래 살 수 있을 만큼 오래 살다가 가을에 다시 ‘최소한의 에너지 소비로도 버틸 수 있는 몸체인’ 씨로 돌아가서 다음 세대의 종족을 유지하고, 한해살이동물들도 가장 살기 좋고 가장 먹이가 풍부할 때 최대한 무성하게 번성했다가 날씨가 추워지고 먹을 것들이 부족해지면 마찬가지로 최소한의 에너지만으로도 다음 세대를 기약할 수 있는 알로 돌아가서 다음 세대의 종족번식을 기약한다. 우리나라와 같이 사계절이 분명한 온대지방의 바다에서 적조를 일으키는 플랑크톤 조류들도 마찬가지라는 것이다.
플랑크톤 조류는 부정적인 이미지가 가두리 양식장에 피해를 주는 적조이고, 긍정적인 이미지는 영양염류가 풍부한 어장이다. 적조가 사람한테 직접적인 피해를 주기 전까지만 해도 플랑크톤 조류 즉, 영양염류가 풍부한 지역을 황금어장이라고 했다. 그 대표적인 해역들이 강 하류 지역이다. 예를 들면 낙동강, 섬진강, 한강, 금강........ 하구와 같은 지역들이다.
그런데, 지금은 이런 강의 하류지역들이 적조다발지역으로 바뀌고 말았는데, 특히 낙동강 하류의 부유물이 모이는 진해만과 섬진강 하류의 부유물이 모이는 여수와 남해 앞바다와, 여수 앞바다 옆에 고흥 나로도 동쪽 바다와 섬진강과 낙동강 사이에 있는 통영과 거제 앞바다가 대표적인 곳들이다.
[적조와 백화현상 발생지는 겹친다]
그리고 이들 해역은 수심 낮은 다도해 지역으로 백화현상이 나타나는 곳이다. 그러니까 적조가 나타나는 지역이 백화현상이 나타나는 지역과 거의 일치한다는 것을 알 수 있는데, 적조가 나타나는 지역이 백화현상이 나타나는 지역보다 넓고 바다 가운데 부분이다. 그 이유는 플랑크톤 조류가 서해와 같이 심한 뻘물이 일지 않는 어느 정도의 돌밭이 있는 조용한 내만 바다 밑의 돌에 달라붙어 포자 상태로 휴면기를 취하고, 백화현상은 갯바위나 갯바위 앞에 바위에서만 시각적으로 확인할 수 있는데, 적조생물인 플랑크톤 조류는 물에 떠다니는 생물로 조류를 타고 움직일 수 있기 때문이다.
그런데, 한강 하류 해역은 서울과 수도권의 수많은 더 엄청난 부유물이 몰려드는데도 적조가 거의 나타나지 않는 이유는 앞에 [백화현상]에서도 이야기한 것처럼 조금(음력 초하루) 사리와 보름(음력 열닷새) 사리를 전후해서 한 달에 두 번 이상 일어나는 서해안 갯벌의 뻘물 덕분이다. 금강하구와 영산강 하구도 마찬가지다. 이것은 적조발생 시 황토 살포를 생각하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
[1980년대까지만 해도 피해 없는 규조류 적조]
우리나라에서는 1980년대까지만 해도 적조가 양식장의 물고기들한테 직접적인 피해를 거의 주지 않았는데, 1980년대까지만 해도 우리나라 연근해에서 플랑크톤 조류가 발생시키는 적조의 대부분이 규조류에 의한 적조였기 때문이다.
규조류에 의한 적조는 피해가 없는 이유는 규조류 적조생물(플랑크톤)은 ‘지금까지 진화해 온 것처럼’ 거의 자연 상태(또는 자연 상태와 가까운) 먹이들을 먹고 살았기 때문에 규조류 적조생물을 잡아먹은 어패류들도 죽지 않았던 것이다.
규조류는 -
살아서는 붉은색 계통의 황갈색을 띠는 단세포 플랑크톤 조류인데, 물고기와 조개류에게 대단히 중요한 먹이이고, 굴의 먹이도 대부분 규조류이고, 규조류가 죽어서 가라앉아 쌓인 퇴적층이 규조토이다.
규조토는 -
규조류 죽은 껍데기들이 퇴적된 것으로, 규조석은 돌치고는 단단하지 않고 연하고, 가볍고, 미세한 구멍이 많은데, 그 덕분에 공업용 여과기와 흡착제로 많이 사용되는 돌이다. 여러분들 중에서도 본 적이 있을 것이다. 발바닥 죽은 살 미는 떼밀이 돌 중에서 화산석도 아닌 것이 작은 구멍들이 뽕뽕 나있고 석회석도 아닌 것이 가벼운 돌이 있을 것인데, 그것이 규조토로 만든 것이다.
규조토의 성분은 90% 이상이 실리카(SiO2=규산무수질=이산화규산)인데, 실리카는 규사 모래에 가장 많이 들어있는 성분이다. 그러니까 규조류가 죽기 전에 거의 모래 성분을 먹고 살았다는 것을 알 수 있다. 미세한 흙가루 속에서 녹아나온 규산염(결정, 분자) 이온을 섭취하면서 살았다는 것이다. 실제로 규조류는 죽기 전까지 단단한 규산질 껍데기를 이루고 있다.
우리나라는 1960~1970년대부터
본격적으로 콘크리트 도시들이 세워지기 시작했는데 -
낙동강 유역인 부산과 대구에서도 1970년대 초반부터는 본격적으로 콘크리트 도시들의 규모가 커졌는데, 그러면 시멘트를 만들 때 점토 성분에 들어있던 ‘시멘트 성분의 23%에 해당하는’ 실리카(SiO2)도 콜로이드 상태의 규산칼슘수화물(3CaO.2SiO2.3H2O)이 되어 바다에 흘러들 수밖에 없어서 규조류들이 규산칼슘수화물을 섭취했을 것이다.
그래도 규조류들이 번성한 규조류 적조는 물고기들한테 피해를 주지 않은 것은 규산칼슘수화물(3CaO.2SiO2.3H2O)이 비교적 친환경적인 성격을 가지고 있기 때문으로 여겨진다.
[코클로디니움 적조의 숨 막히는 피해]
그런데, 1982년부터 우리나라에서 코클로디니움(Cochlodinium)이라는 편모조류 적조가 처음 발견된 이후로 지금까지 막대한 피해를 입히고 있다.
먼저 뉴스에 나온 코클로디니움 적조에 대한 동영상을 보시라.
2003.9.6. SBS 뉴스 -
위 동영상을 보면, 현미경으로 관찰한 코클로디니움이란 조류가 한 마리 또는 8마리 정도로 길게 붙어서 빙빙 돌고 있고, 점액질이 있는 코클로디니움이 물고기의 아가미에 가득 붙어서 물고기가 숨을 못 쉬게 하여 1시간 안에 물고기를 죽이는 것을 알 수 있다.
2004.3. 24. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=052&article_id=0000031174
위 동영상을 보면 식물성 플랑크톤인 콜로디니움이 식물성 플랑크톤을 잡아먹는 동물성 플랑크톤의 성질도 가지고 있다는 것을 알 수 있다.
2005.8.2. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=052&article_id=0000086566
위 동영상을 보면 코크로디니움의 개체수가 많아졌을 때 피해를 입히고, 코클로디니움 적조가 전라남도 쪽 바다에서 경상남도 쪽 바다로 넓어지고 있는데 코클로디니움이 조류를 타고 이동한다는 것을 알 수 있고, 코크로디니움이 비가 내려서 육지로부터 영양분이 많이 들어오고 햇볕이 좋을수록 크게 번성할 수 있다는 것을 알 수 있는데, 햇볕이 좋을수록 번성한다는 것은 코클로디니움도 다른 식물성 플랑크톤들과 마찬가지로 광합성작용을 하고 있다는 것을 알 수 있다.
2004.8.6. SBS 뉴스-
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=055&article_id=0000026116
위 동영상을 보면 몇 년을 키워야 상품가치가 있는 물고기를 출하를 할 수 가두리 양식장 사장들한테 1시간 안에 물고기들을 몰살시킬 수 있는 코클로디니움 적조가 공포의 대상이고, 코클로디니움을 황토가루에 묻혀서 가라앉혀버리려고 안간힘을 다해서 황토를 뿌리고 있는 것을 볼 수 있다.
2007.8.10. SBS 뉴스 -
http://blog.daum.net/theword1472/13443448
위 동영상을 보면, 작년 여름에 국지적으로 내린 게릴라성 호우로 섬진강을 통해서 영양분들이 떠내려오자 섬진강 아래에 있는 여수 앞바다에서 코클로디니움 적조가 발생했는데, 청정지역 갯바위 해역에서 진화해서 아가미의 필터 기능이 약한 돌돔이 먼저 죽었고, 그 뒤를 이어 갯벌지대의 암반지대에 서식하는 우럭도 따라 죽는 것을 확인할 수 있다.
2007.8.18. SBS 뉴스 -
위 동영상을 보면, 여수에서 적조가 발생하자 그 옆에 통영에 있는 가두리 양식장 사장이 통영에도 적조 피해를 입을 것을 걱정하면서, 말쥐치가 적조에 약해서 쉽게 죽을 수 있다고 걱정하고 있다. 말쥐치도 돌돔과 같이 암벽지대의 청정해역에서 진화해온 물고기라 아가미의 필터 기능이 약한 것이다.
2007. 9.28. YTN 뉴스 -
위 동영상을 보면, 전남 여수 앞바다에서 코클로디니움 적조가 먼저 발생했고, 그 이후에 비가 많이 온 후에 경남 남해 통영 앞바다에서 코클로디니움 적조가 번성해서 남해안 일대의 가두리 양식장 물고기들이 전멸에 가깝게 몰살을 당했고, 물고기들이 죽은 이유가 코클로디니움이 물고기의 아가미에 달라붙어 숨을 못쉬게 하여 물고기들이 죽었다는 것을 알 수 있다.
2008.1.18. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?office_id=052&article_id=0000181942§ion_id=102
위 동영상을 보면, 코클로디니움 적조로 물고기들이 죽는 것은 생물학적인 것이기 때문에 원인 규명이 어렵고, 실제로 국립수산과학원에서도 미생물의 1%만 알고 99% 모른다고 하고, 물고기들이 떼죽음 하는 이유가 유전자 인지 아니면 감염을 일으키는 곰팡이 유전자 인지, 세균 인지, 바이러스의 유전자인지를 동정을 하겠다고 하면서........ 국립수산과학원에서도 물고기 떼죽음 원인을 모르고 있다는 것을 밝히고 있다.
[코클로디니움 적조의 기록]
국립수산과학원(수산진흥원)의 기록에 의하면,
코클로디니움은 -
- 1964년 북미 대서양연안의 Bargat만 및 미국의 캘리포니아 연안등지에서 적조를 일으켰고,
- 1983년 일본의 Harima nada만과 일본구조 Yatsushiro만에서 대규모 적조를 일으켜 양식방어와 돔의 대량피해를 일으켰는데,
우리나라에서는 -
- 1982년 9월 낙동강 물이 바로 유입되는 부산 가덕도 동부 연안과 거제 칠천도에서 코클로디니움(Cochlodinium)이라는 편모조류 적조가 처음 발견된 이후로,
- 1984년 9월 당동만 및 남해군 남면 지선에서 농도 1,000~2,000마리/ml의 적조를 일으켰으나 큰 피해는 없었고,
- 1989년 통영군 산양면 학림도와 연대도, 사량면 읍덕 지선에서 농도 1,400~1,800 마리/ml의 적조가 발생하여 어류폐사 피해를 일으켰고
- 1990년도 9월에는 남해군 삼동면과 이동면에 2000 마리/ml의 적조가 발생했고,
- 1991년에는 거제군 고현만, 남해군 삼동면과 미조면에서 밀도 3000마리/ml의 적조가 발생하였고,
- 1992년 통영 해역에서 적조 피해를 입혔고,
- 1993년 통영 해역에서 적조 피해를 입혔고,
- 1994년 통영 해역에서 적조 피해를 입혔다.
고 한다.
[코클로디니움 발생 해역의 분석]
이상 코클로디니움 적조 발생 기록들은 -
- 구미-대구-부산을 잇는 낙동강 하구 해역에서 코클로디니움 적조가 가장 먼저 발생했고,
- 다음으로 발전하기 시작한 광양시의 물이 흘러드는 바로 밑에 남해 남면 바다와 광양시와 사천시에서 흘러드는 물이 만나는 남해 삼동-미조-이동 앞바다에서 발생했고,
- 그 다음에는 또 발전하기 시작한 거제 고현 앞바다에서 발생했고,
- 그 다음에는 발전하기 시작한 통영 앞바다로 이어졌다.
는 것을 알 수 있다.
여기서 발전했다는 것은 그 지역들에 광양제철소나 옥포조선소가 세워지면서 그 근처에 아파트와 같은 대규모 콘크리트 건축 구조물들 들어섰다는 것이다.
나는 코클로디니움의 등장과 번성이 콘크리트 시멘트에서 나오는 석회 성분과 ‘한번 물에 녹아들면 휘발성이 없어서’ 순환 주기가 긴 인(원소기호 P)과 결합한 인산염 수화물인 인산석회[=인산2수소칼슘=과인산염= Ca(H2PO4)2] 때문이라고 본다. 인산석회[Ca(H2PO4)2]는 가장 널리 쓰이는 ‘물에 녹는 수용성의’ 인산염 비료이기도 하다.
아래, 적조 발생 해역의 위성사진들을 보라.
▲ 우리나라 최초 발견 1982년 9월 가덕도 동편 콜로디니움 적조 발생. 낙동강 하구 아래에서 물이 맑아지기 시작하는 해역이다. 낙동강 하구 바로 아래에서는 적조가 생기지 않은 이유는 뻘물 때문이다.
▲ 1984년 남해 앞바다 적조. 섬진강 하구 아래에 같이 있으면서도 여수 쪽보다도 남해 남면 아래에 적조가 생긴 것은 여수 쪽 바다와 같은 뻘물이 없어서이고, 동쪽의 삼동면과 미조 앞바다는 사천 쪽에서의 석회수 유입 때문이다.
▲ 1991년 거제 고현 앞바다 코클로디니움 적조. 거제 고현에도 대규모 아파트들이 들어섰다.
▲ 1992,1993,1994년 통영 앞바다 코클로디니움 적조. 통영도 아파트가 들어서는 등 콘크리트 도시 형태를 갖추었다.
이상은 우리나라에서 구미-대구-부산과 같은 콘크리트 도시화가 빠른 낙동강 수계 하류와 남해동부 연안의 콘크리트 도시 형성에 따른 석회수와 인의 유입에 의한 코클로디니움 적조의 초기 발생 지역과 순서를 보여준다.
인은 논밭에 뿌리는 비료와 산업단지의 공장과 가정에서 쓰는 비누-샴퓨-퐁퐁 같은 세제에서도 나와 물을 타고 바다로 흘러 들어오고, 대규모 아파트나 신도시가 들어서면 가정용 세제에서 나오는 인의 양이 많아지고, 가두리 양식장 그물 밑에도 물고기 사료들에 섞인 뼈 가루에서 나온 인이 쌓인다.
[1995년 이후 고흥 나로도 동쪽 해역에서 첫 적조 발생]
그런데, 1995년에는 8월 29일 전남 고흥군에서 코클로디니움이 발견된 이후로 남해안 거의 모든 지역과 동해안 울진까지 적조가 발생하여 우리나라 최대의 어패류를 몰사시키는 피해를 입혔다.
(1995.7.23. 여수 소리도 맨 남쪽 대룡단에서 동쪽으로 8km 떨어진 작도에서 씨프린스호가 좌초되어 기름을 바다 속으로 가라앉혀버리려고 많은 유화제를 뿌린 것으로 아는데, 유화제에 대한 정보가 없어서 시프린스호의 좌초와 그 직후에 1995년 9월에 발생한 엄청난 적조피해를 연관시켜 단정하기 어렵고, 그 이후로 1996년부터 2007년까지의 전체적인 코클로디니움 적조 발생 자료들을 봐서는 씨프린스호 기름유출과는 별개로 코클로디니움이 번성한다는 결론을 내렸다.)
그리고 1995년 이후로는 전남 고흥 나로도 동쪽 바다가 거의 매년 우리나라 코클로디니움 최초 발생지가 되다시피 하고 있다. 1995년 이후로 언론에 나타난 년도별 코클로디니움의 최초 발생 해역 내용들은 아래 뉴스들과 같다.
1997.8.24. 전남 고흥 나로도 연안에서 첫 적조 발생 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=001&oid=015&aid=0000055129
2000-09-02 전남 고흥 나로도 동쪽에서 첫 적조 발생 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=001&aid=0000024314
2002.8.2. 전남 고흥 나로도에서 첫 코클로디니움 적조 발생 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=110&oid=015&aid=0000539439
2004.8.5. 경남 거제해역에서 첫 코클로디니움 적조 발생 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=020&aid=0000199807
2005.7.20. 전남 고흥 나로도에서 첫 코클로디니움 적조 발생
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=022&aid=0000112022
2006.08.7. 전남 고흥 나로도와 여수 앞바다 첫 코클로디니움 적조 주의보 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=022&aid=0000112022
2007.7.31. 전남 고흥 나로도 첫 코클로디니움 적조 발생.
http://imnews.imbc.com/replay/nwtoday/article/2053696_2710.html
[코클로디니움]
코클로드니움이란 적조 생물은 편모조류에 속하고, 편모조류 중에서도 쌍편모조류에 속한다고 일반적으로 알려져 있다.
조류(藻類, algae) 란 -
- 보통 1개의 핵을 가진 단세포생물인 원생생물계에 속하면서 세포에 막으로 싸인 핵을 가진 진핵생물인데,
- 조류 중에서 편모류(편모조류)는 원생동물이기도 하고 원시적인 식물이기도 하면서 동물과 식물의 성격을 동시에 가지고 있고,
- 편모조류에는 동물성 플랑크톤인 편모충류도 포함되고,
- 지구상에 2만 5,000종의 조류가 있는데,
- 그 크기는 3㎛ 정도의 작은 단세포 편모충류(鞭毛蟲類)로부터 3~4미터에 이르는 미역과 다시마와 같은 해조류와 더 크게는 62m에 이르는 잎 모양의 켈프(kelp)와 같은 해조류까지 있고,
- 조류는 광합성작용을 하고, 모양새(형태적으로)는 잎·줄기·뿌리를 갖추었지만 기능적으로는 관다발계가 없어서 잎·줄기·뿌리를 구분할 수 없고,
- 포자(씨주머니)로 번식한다.
편모(鞭毛)란-
몸체에서 뻗어 나온 ‘손발과 입의 역할을 하는 기다란 관(줄기) 같은’ 털(위족)이 하나라는 뜻인데, 이해하기 쉽게 크게 생각해서 보면 개불의 주둥이와 비슷하고,
와(渦)는 -
소용돌이와 같이 빙빙 돈다는 뜻이고,
쌍(雙)은 -
같거나 비슷한 것이 두 개라는 뜻인데,
그러니까 쌍편모는 -
기다란 털(손발과 입의 역할)이 2개라는 뜻으로, 그 모양새를 이해하기 쉽게 생각하면 대합이나 바지락 같은 조개가 두 개의 튀어나온 위족을 가진 것과 비슷하다.
이상을 정리하면
와쌍편모조류인 코클로디니움은 -
뺑뺑 도는 습성이 있고, 다른 편모들은 대부분 손발과 입의 역할을 하는 기다란 관이 하나인데 2개인 것으로 보아 입과 항문이 구분되어 있다는 것을 짐작할 수 있고, 다른 편모들보다 진화된 편모조류이고 공격적이라는 것을 짐작할 수 있다.
이 정도의 개념을 잡고,
위에서 봤던 동영상들을 2개를 다시 한 번 보자.
2003.9.6. SBS 뉴스 -
2004.3. 24. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=052&article_id=0000031174
동영상을 보니까 코클로디니움이 -
정말로 빙빙 돌고 있는데, 현미경으로 확대해서 본 것이니까 실제로는 그 도는 둘레가 0.1m 정도도 안 되는 범위일 수 있고, 다리 2개가 잘 보이는 것은 워낙 작은 놈이라 덜 확대해서 그런데 더 크게 하면 가는 실 같은 다리 2개가 진짜로 있고, 코크로디니움이 다른 식물성 플랑크톤들을 잡아먹고 있다. 노란 놈도 잡아먹고 퍼런 놈도 잡아먹는 것으로 보아 코클로디니움은 ‘진화된 2개나 있는 발’을 이용해서 오징어나 문어와 같은 두족류가 먹이를 잡아먹는 것과 비슷한 방법으로 다른 식물성 플랑크톤들을 잡아먹을 것이란 것을 짐작이 된다.
어마어마한 숫자로 번식하는 코클로디니움이 다른 식물성플랑크톤을 잡아먹는다는 것은 코클로디니움이 번식하는 해역에서는 다른 식물성플랑크톤이 번성할 수 없다는 것을 짐작할 수 있다. 영양염류가 부족하면 코클로디니움이 다른 식물성플랑크톤들을 사냥 나설 것이고, 다른 식물성 플랑크톤이 어마어마하게 번식하면 코클로디니움도 어마어마하게 번식해서 잡아먹어버릴 것이다.
플랑크톤은 부유물로 영양염류가 많이 유입됐을 때 순간적으로 번식했다가 먹이가 없어지면 다시 포자상태로 돌아가서 적조가 가라앉는(없어지는) 것인데, 홍수 등으로 영양염류가 갑자기 몰려 들어와서 다른 식물성 플랑크톤이 코클로디니움과 먹이 경쟁을 해서 같이 번식한다고 해도 먹이감(영양염류)이 떨어지면 코클로디니움은 다른 식물서플랑크톤들을 잡아먹고 더 이상의 먹이가 없을 때야 수면 아래로 가라앉을 것이라고 본다.
이것은 ‘순식간에 어마어마하게 번식할 수 있는’ 코크로디니움이라는 강적이 버티고 있는 한 다른 식물성플랑크톤이 대량 번식하기 어렵고, 폭우 등으로 많은 영양염류가 ‘플랑크톤들의 포자들이 휴면할 수 있는’ 조용한 내만으로 들어와서 처치 곤란할 정도로 먹이가 많아질 때 다른 식물성 플랑크톤들이 코클로디니움과 경쟁을 해서 같이 대량번식을 한다고 해도 먹이가 떨어지는 순간부터 코클로디니움에 잡혀 먹히기 시작하여, 코클로디니움보다 늦게 번성하고 빨리 사그라질 수밖에 없어서, 사실상 코클로디니움이 번성하는 연안에는 다른 식물성플랑크톤이 대량번식하는 적조를 이룰 수 없는 결과가 될 것이다.
나는 이러한 이유 때문에 코클로디니움이 나타난 이후로, 1995년 이후로는 우리나라 연안 바다에서 코클로디니움과의 세력경쟁에서 밀린 다른 식물성 플랑크톤(대부분 규조류)들이 ‘대량 번식하는’ 적조가 나타날 수 없는 것이라고 본다.
그리고 위 두 개의 동영상에서-
- SBS 동영상에 코클리디니움은 기차같이 길쭉한 것들이 돌고 있고,
- YTN 코클리디니움은 작고 많은 동그란 것들이 부지런히 헤엄을 치고 있다.
YTN의 동그란 것들은 코클로디니움이 단독생활을 하는 것이고, SBS의 길쭉하게 돌고 있는 것들은 코클로디니움들 8마리가 군체를 이루어 아메바 운동을 하고 있는 것이다. 코클로디니움이 1마리씩 단독생활도 가능하고 8마리 이하 또는 열 몇 마리씩 길게 달라붙어 하나의 몸과 같이 군체를 이루어 생활할 수도 있다는 것이다.
코클로디니움은 단독생활을 할 때 2개의 손발과 입의 역할을 하는 편모가 있고, 군체를 이루어 아메바(amoeba)와 같이 아메바 운동을 할 때는 편모가 떨어져나가고 헛발이라고 하는 위족을 사용하여 식물성 플랑크톤을 잡아먹거나 수용액 상태의 영양분을 빨아들인다.
위족이란 아메바의 몸 세포에서 일시적으로 튀어나온 돌기인데, 필요할 때만 부풀리는 것 같고, 돌기같이 튀어나온 위족은 물고기의 지느러미와 같이 유영을 돕고 문어의 발과 같이 먹이를 잡아내는 역할을 한다고 생각된다.
그리고 한 마리씩 살고 있던 코클로디니움이 8마리 정도로 달라붙어 하나의 군체를 이룰 수 있는 것은 끈끈이 점액인 한천질(우뭇가사리와 같이 끈적끈적한 점액질, 콜로이드) 덕분이다. 이 끈끈이 점액질의 성분 분석과 공급원을 찾는 것도 코클로디니움 적조를 이해하는데 빼놓을 수 없을 것이다.
[코클로디니움의 아메바 운동]
코클로디니움의 왕성한 번식력을 이해하기 위해서는 아메바 운동을 알아야 한다.
아메바는 위족(僞足)으로 움직이는 원생동물의 일종 또는 다른 동식물의 세포로서 아메바 형태의 시기에 있는 상태를 말한다. 코클로디니움이 1개의 핵을 가진 단세포생물인 원생동물이고, 8마리 정도씩 군체를 이루어 아마바 형태를 이루고 있으니까, 군체의 시기에 있는 코클로디니움도 아메바라고 할 수 있는 것이다.
아메바의 몸체는 -
- 표면은 세포막의 일종인 플라스마렘마(Plasma lemma)에 싸여 있는데,
- 내부의 세포질은 비교적 부드러운 끈끈이 점액인 졸(sol) 상태로 쉽게 움직일 수 있는 내질(안쪽질, 속질)과 그 내질을 원통 모양으로 둘러싸는 비교적 단단한 상태의 끈끈이 점액인 겔(gel) 상태의 외질(바깥질, 껍질)로 이루어져 있고,
- 내질은 핵·식포·미토콘드리아·굴절과립·수축포·액포 등을 포함하며,
- 외질은 위족(僞足)의 끝 부분에서 ‘무술하는 사람이 손바닥을 단련하는 것과 같은 원리로 먹이를 강하게 잡을 수 있게’ 내질이 겔화한 것이다.
아베바의 유영 방법은 -
- 외질과 플라스마렘마와의 사이에 투명한 외질의 층을 가지고 있어 4가지 방법(1.세포의 전단과 후단의 졸과 겔의 변환, 2. 선단부의 플라스마렘마의 팽출, 3.내질의 원형질유동, 4.전단부의 플라스마렘마의 부착성)으로 몸을 울룩불룩하게 하면서,
- 꼬리 끝부분에서는 물렁해지는 졸화와 굳어지는 겔화를 반복하며 ‘돌고래의 꼬리 부분의 원리와 같이 위 아래로 퍼덕이면서 강한 추진력으로’ 아메바운동을 하고(위 SBS 동영상을 자세히 보면 확인할 수 있음)
- 이때 지네의 발처럼 (훨씬 짧지만) 양쪽으로 튀어나온 위족들도 위아래로 팔랑팔랑거리면서 물고기의 옆 지느러미와 같은 원리로 유영을 돕는다.
아메바의 먹이 섭취는 -
- 세포내에서 소화를 위하여 세균이나 다른 단세포동물, 또는 식물성 플랑크톤 등을 ‘말미잘이 먹이를 싸는 것과 비슷한 원리와 같이’ 위족으로 감싸고 세포 내로 끌어들여 ‘먹이를 소화하는 세포기관인’ 식포(食胞)를 형성하여 소화시키는 식세포작용(phagocytosis)과
- 바닷물에 녹아있는 수용액상태의 액체영양물을 흡수하는 음세포작용(pinocytosis)을 한다.
이상 [아메바 운동]에 대한 설명들이 위 SBS 동영상에 나온 코클리드니움 군체 상태의 아메바와 맞아 떨어진다. 저 화면을 화면이 선명한 LG나 삼성(SAMSUNG)의 대형 LCD 디지털 텔레비젼에 연결하여 본다면 보다 정확히 알 수 있을 것이다.
그렇다면, 한 마리씩 독자생활을 하던 코클로드니움이 8마리씩 또는 그 이상의 숫자로 아메바로 변하여 아메바 운동을 한다면 다른 식물성 플랑크톤에 대해서 몸체가 훨씬 커지고, 속도도 빨라지고, 지네발처럼 생긴 위족으로 잡아당기고 빨아 당겨서 소화시킬 수 있기 때문에 훨씬 공격적이고 먹이사냥도 효율적이게 될 것이다.
YTN 동영상에서 보는 것처럼 동그란 모양의 코클로드니움(1마리)과 1:1로 붙어도 잡아먹히는 식물성 플랑크톤들이 기차같이 커지고 빙빙 돌면서 포위해서 잡아먹는 코클리드니움 군체(아메바)와 붙어서 살아남는다는 것은 있을 수 없다는 결론이 나온다. 그래서, 우리나라에 코클로드니움이 등장한 이후로 규조류들이 적조를 이루지 못하는 것이다.
코클로디니움 행동양식은 -
- 오전 10시쯤에 표층으로 부상하고 군락(patch)을 형성하다가 오후 4시쯤에 다시 쯤 침강하여 분산한다고 하는데,
- 이것은 코클로디니움이 햇볕이 충분이 쪼일 때만 광합성 작용을 한다는 것을 알게 해주고,
- 이러한 현상은 코클로디니움이 안착할 해역에서 나타나는 현상일 것으로 판단되고,
- 코클로디니움이 수심이 깊지 않은 해역의 내만에서 서식할 것이란 것도 짐작할 수 있게 해준다.
코클로디니움의 성분에 대해서는 -
- 인터넷을 아무리 뒤져봐도 그 성분이 나와 있지 않는데,
- 분명한 것은 코클로디니움이 자체적으로는 독성물질이 없다고 하는데,
코클로디니움 표면의 점액질은 -
- 투명하고,
- 끈적끈적하고
- 물과 알콜에 잘 녹고,
- 물고기의 아기미에 달라붙으면 심한 운동경련과 호흡마비로 물고기들이 죽는다.
코클로디니움 동영상을다시 한 번 보자.
2003.9.6. [물고기 호흡마비 폐사 실험] SBS 뉴스 -
위 동영상에는 코클로디니움 적조 물속에 물고기를 넣자 20분만에 호흡곤란을 일으키고 1시간 안에 모두 죽었는데, 물고기들이 날뛰는 것으로 봐서 건강한 고기가 갑자기 숨구멍이 막혀서 날뛰는 것이다. 오랫동안 아프다가 고생을 많이 한 고기는 비실비실 기우뚱 거리다가 결국 배가 뒤집어져서 죽는데, 저 물고기들은 숨이 막혀 미쳐서 파닥거리다가 그래도 숨구멍이 안 트여서 한순간 뒤집어진 것이다.
2008.1.18. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?office_id=052&article_id=0000181942§ion_id=102
그리고 위 동영상는 올해 초 동영상인데, 국립수산과학원에서 죽은 물고기들의 유전자분석을 해서 폐사원인을 밝혀내겠다고 한다. 이것은 한마디로 잘못된 것이다.
우리나라에서는 1982년에 낙동강 하구 아래 가덕도 동편 바다에서 처음으로 코클로디니움이 발견되고, 그 2년 후인 1984년부터 물고기들이 코클로디니움에 죽기 시작했는데, 벌써 24년 동안 똑같은 원인으로 물고기들이 죽어나가고 있다. 코크로디니움 적조가 나타나면 다른 이유 없이 물고기들이 갑자기 파닥파닥 튀어 오르다가 순식간에 배들 뒤집고 죽어나간 물고기들이 수천만 마리였는데, 그 원인을 분석하지 못하고 죽은 물고기들의 메타게놈 유전자분석을 하겠다는 것이다.
나는 코클로디니움 적조가 올 때마다 국립수산원(과학원)에서 정상적으로 일을 했다면 샘플을 가지고 가서 그 아가미 부분을 뜯어서 세균증식을 시켜봤을 것인데, 24년 동안 단 한 번도 세균증식에 성공하지 못하였을 것이란 생각이 든다. 물고기들이 세균 병균하고는 전혀 관계없이 죽었다는 것이다. 그렇다면 그것은 생물학적 원인이 아니다.
적조가 오면 한 가두리 양식장 안에 물고기들은 전멸 상태로 다 죽어버렸는데, 코클로디니움 적조 시 물고기가 떼죽음 당하는 원인을 죽은 물고기 유전자에서 찾는다는 것은 이치에 맞지 않다. 코클로디니움 적조가 왔을 때 물고기들이 죽은 이유는 생물학적인 원인이 아니고 화학적인 것이고, 시멘트 풀의 원리이다.
이것을 풀기 위해서
코클로디니움에 대한 이해가 더 필요한데,
코클로디니움은 와쌍편모조류 중에서도 와쌍편모충류에 해당한다.
[코클로디니움은 와쌍편모충류]
코클로디니움이 광합성을 한다는 이유 때문에 식물성 풀랑크톤의 성격이 짙은 왕쌍편모조류 계통으로 취급을 하였는데, 코클로디니움은 동물플랑크톤의 대부분을 차지하며 어패류의 천연먹이로 중요한 와쌍편모충류인 것이다.
여기서 충이란 동물성을 뜻한다. 농약에 살균제와 살충제가 있고, 살아 움직이는 비교적 큰 해충을 잡을 때 뿌리는 농약을 살충제라고 하는 것에서 알 수 있듯이, 충(蟲)은 작은 벌레로 동물이다.
그런데도 우리 과학계가 아직까지 코클리디니움이 동물성플랑크톤이라는 개념이 확실하게 정립되지 않은 것 같다.
아래 4년 전 2004.3. 24. YTN 뉴스를 보면-
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=052&article_id=0000031174
그때까지도 우리나라 과학계가 코클리디니움을 식물성플랑크톤으로 잘못 알고 있었고, 코클리디니움이 식물성플랑크콘을 잡아먹는 동물성플랑크톤의 성질이 있다는 것을 4년 전에야 알았다는 것을 알 수 있고,
아래, 올해 초 2008.1.18. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?office_id=052&article_id=0000181942§ion_id=102
YTN 뉴스를 봐도 수산생물의 집단폐사 원인(거의 대부분 코클로디니움 적조에 의한 것임) 규명 노력을 봐도 우리 과학계가 아직도 코클로디니움이 동물성플랑크톤이라는 개념이 정립되지 않았다는 것을 짐작할 수 있다.
백과사전에 보면,
편모충류와 와편모충류에
대해서 다음과 같은 내용들로 설명하고 있다.
편모충류(鞭毛蟲類, Mastigophora)는 -
- 1개의 핵을 가진 단세포 원생생물로써 약 6,900종이 확인되었고,
- 단독생활 또는 군체를 이루고
- 형태는 원통 모양이나 공 모양이고,
- 크기는 1마이크로미터(㎛)에서 2mm까지도 있고,
- 편모 운동을 하는데, 어느 시기에는 편모를 잃거나 아메바 모양의 위족(오징어의 지느러미 모양의 헛발)을 가진 것도 있고,
- 체외피(몸체의 바깥쪽 껍질 부분)에 셀룰로오스질(천연 식물성 섬유질)을 분비하여 두꺼워진 것, 젤라틴(동물의 가죽 ·힘줄 ·연골 등을 구성하는 천연 단백질인 콜라겐을 뜨거운 물로 처리하면 얻어지는 유도 단백질의 일종)이나 칼슘성의 분비물, 갑판·껍질·깃 등 보호 구조를 가진 것도 많다.
와쌍편모충류(渦雙鞭毛蟲類, Dinoflagellia)는 -
- 원생동물 편모충강의 한 목(目)으로써,
- 크기는 10∼200마이크로미터(㎛)의 것이 많으나 최대 1mm 이상의 것도 있고,
- 세포의 바깥쪽은 많은 소판(작은 판)으로 된 셀룰로오스(자연계에 가장 많이 존재하는 유기화합물로 섬유소라고도 하며, 식물세포벽의 기본구조) 모양의 단단한 갑(껍질 형태)으로 싸여 있고,
- 갑에는 가로와 세로에 홈이 있고 2개의 편모(손발과 지느러미와 입과 항문의 역할)가 있는데,
- 편모 중 1개는 (물고기의 꼬리지느러미와 같이) 세로의 홈에서 뒤로 길게 뻗어 있고, 다른 하나는 가로 홈 속을 지나 (물고기의 아가미 옆 지느러미와 같이) 물결 모양의 운동을 하고,
- 갑(껍질)의 작은 구멍으로부터 위족(물렁한 살이 튀어나와서 말미잘의 촉수와 비슷하게 손의 역할)을 내고, 또 수낭이라고 하는 특수한 요부(凹部, 홈처럼 오목하게 들어간 부분)로 미생물을 잡아먹는 것도 있고,
- 몸 빛깔은 카로틴· 페리디닌 같은 색소체를 가져서 암갈색(적조와 같은 붉은 계통임)을 내는 것들도 있고,
- (식물성 조류와 같이) 광합성을 하여 녹말과 지질(기름기)을 형성하고,
- 이분법으로 증식하나 유성생식을 하는 것도 있고,
- 동물플랑크톤의 대부분을 차지하며 어패류의 천연먹이로 중요하다.
이상 편모충류와 와쌍편모충류에 대한 정보는 코클로디니움에 그대로 적용된다. 그러니까 코클로디니움은 편모충류에 속하는데, 편모가 2개인 쌍편모충류이자, 소용돌이처럼 빙빙 도는 와쌍편모충류인 것이다. 식물성 세포벽의 구조를 가지고 있는 것은 광합성작용을 위한 것이다.
그러니까 코클로디니움이
물고기의 아가미 속으로 본의 아니게 빨려 들어갔을 때 -
- 끈적끈적한 점액질을 분비하는 것은 편모충류가 원래부터 가지고 있는 고유한 자기 보호(방어) 기능을 발휘한 것이고,
- 코클로디니움이 분비하는 점액질은 젤라틴이나 칼슘성질의 분비물로 압축되는데, 물과 알콜에 잘 녹는다는 것으로 젤라틴이 아니라 칼슘 성분이라는 것을 알 수 있고,(젤라틴은 찬물에는 팽창만 하고, 온수에는 녹아서 졸(sol)이 되고, 2∼3% 이상의 농도에서는 실온(室溫)에서 탄성이 있는 겔(gel)이 됨)
- 코클로디니움이 물고기의 아가미에서 살아나오기 위해서 셀룰로이스질의 몸체에서 뾰족하게 튀어나온 위족 운동과 돌고래와 비슷한 꼬리운동을 하면서 빙빙 돌 때 섬세한 모세혈관으로 이루어진 물고기의 아가미들이 크게 손상될 것이라는 것을 짐작할 수 있다.
그리고 물고기들도
코클로디니움의 대량번식 시 그 위험성을 알고서 -
‘개미군단이 나타나면 큰 짐승들이 다 피하는 것처럼’ 코클로디니움이 2~5km 길이의 물띠(수괴, 물덩어리)를 이룰 때 자연산 물고기들은 다 피하는데, 가두리에 갇힌 양식장들은 피하지 못하고 몰살을 당하는 것이다.
아래를 눌러서 2007.9.3. 연합뉴스 동영상을 보면 -
가두리 양식장 주인이 "망상어 등 자연산 물고기는 적조가 오면 일찌감치 도망가 버리는데 올해는 양식장 주변에서 망상어까지 죽어 떠오를 정도로 게릴라처럼 양식장을 덮쳤다 빠져나가고 있다"고 하소연했다는 기사가 있는데, 자연산 물고기들이 코클리디니움이 번성하면 무서워서 도망간다는 것을 알 수 있다.
[인산칼슘=인산석회=인산염 비료]
코클로디니움 점액질 성분은 투명하고, 끈적끈적하고, 물과 알콜에 잘 녹는다는 성질로 보아 인산염의 성질을 가졌다는 것을 알 수 있다.
인산의 성질은 -
- 무색·무취의 점성도(粘性度)가 큰 액체인데, 투명하고 끈적끈적하다는 뜻이고,
- 농도가 높아지면 결정화(結晶化)하기 쉬운데, 잘 뭉친다는 것이고,
- 녹는점 42.35℃로 낮은데, 공기 중에서도 쉽게 녹아버린다는 뜻이고,
- 비중 1.834인데, 가볍다는 뜻이고,
- 조해성(潮解性)이 있는데, 물에 녹은 다음에는 퍼지고,
- 100g의 물에 20℃에서 542g 녹는데, 수용액보다 5배나 많이 녹는 것이고,
- 비휘발성인데, 기체로 날아가지 못하여 물속에서 계속 농도가 짙어지고,
- 알코올에도 녹는다.
인산에 대해서 설명하면 -
- 인산염은 인산의 염이고,
- 인산(燐酸, Phosphoric acid)은 오산화인(P2O5)이 수화(水和)하여 생기는 산 (mP2O5·nH2O)의 총칭으로, 바다에서는 물속에 녹아있는 상태이고,
- 오산화인은 인을 충분한 공기 또는 산소 속에서 연소시킬 때 생기는 백색 분말(사람 죽어서 태우고 남은 뼈 가루, 차갑고 사라지지 않는 빛이 남)이고,
- 인(燐, phosphorus, 원소기호 P)은 칼슘 다음으로 체내에 많은 물질인데, 인(P)의 대부분은 인산칼슘으로서 뼈와 이[齒]에 존재하고 나머지는 인(燐)지질·핵산으로서 모든 조직을 구성하고 있는 물질이다.
인산칼슘은 -
- 인과 칼슘의 염으로 인산석회라도고 하는데,
- 인산칼슘에는 인산1수소칼슘, 인산2수소칼슘, 인산3칼슘의 3종이 있고,
- 3종의 인산칼슘 중에서 인산2수소칼슘이 비교적 물에 잘 녹는다.
인산2수소칼슘은 -
- 인산2수소칼슘을 일차인산칼슘(1수화물)이라고도 하고,
- 물에 타서 녹여 쓰는 수용성 비료로 중요하고,
- 무색의 사방정계(斜方晶系) 결정이고,
- 화학식은 Ca(H2PO4)2 이고,
- 물속에서 가수분해 되면 수산화칼슘과 인산으로 분해된다.
그리고 콘크리트 시멘트 석회에서 녹아나온
수산화칼슘의 화학식은 Ca(OH)2이다.
그러니까 인산2수소칼슘은 시멘트에서 녹아나온
수산화칼슘에 인(P)이 결합된 수산화물인 것이다.
인(P)은 공기 중에서 산소를 만나면 5산화인(P2O5)이 되고, 5산화인이 물(H2O)을 만나면 오르토인산(H3PO4)이 되고, 오르토인산 H3PO4이 수산화칼슘Ca(H2PO4)2을 만나면 인산석회(인산2수소칼슘) Ca(H2PO4)2 이 되는 것이다.
그 반응식은 아래와 같다.
오산화인이 수산화칼슘을 만나면 인산2석회가 되는 반응식은 아래와 같고,
2H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca(H2PO4)2 + 2H2O
인산2석회가 물속에서 가수분해 되면, 오르토인산과 수산화칼슘이 되는 반응식은 그 역으로 아래와 같다.
Ca(H2PO4)2 + 2H2O → 2H3PO4 + Ca(OH)2
인산석회[=과인산염=Ca(H2PO4)2]는 인산염 광물에 인산을 가하여 ‘물에 녹는 수용성’ 인산염 비료로 널리 사용하고 있는데, 질소(N)와 칼륨(K)과 함께 비료의 3요소인 인(P)은 식물세포의 원형질(세포질과 세포핵. 동식물의 세포에서 생활에 직접적으로 관계가 있는 물질계로, 핵·세포질을 포함하는 세포 내의 '살아 있는 물질계')을 구성하는 필수원소로서 식물의 성장부분에 필요하다.
식물의 성장에 필요한 비료의 3요소 중에서 -
- 질소(N)는 식물체를 구성하는 단백질이나 핵산 등의 질소화합물을 만드는 원료로 이용되고,
- 인(P)은 식물세포의 원형질을 구성하는 필수원소(성장물질)로 이용되고,
- 칼륨(K)은 광합성이나 아미노산으로부터의 단백질 합성에 필요하다.
[코클로디니움의 섭취 영양분]
코클로디니움은 -
단세포 생물로써 식물성 천연섬유질의 갑(몸체를 이루는 껍질 부분)으로 둘러싸인 몸체를 가지고 광합성작용을 하는 것으로 보아 식물의 특성을 많이 가지고 있어서,
코클로디니움이 휴면기의 포자상태에서는 -
포자상태에서 코클로디니움 성체로 변해야 하므로 질소가 필요할 것이고,
코클로디니움이 대량 번식할 때는 -
몸체를 키워서 2개로 나누어지는 이분법이나 유성생식(정자와 난자 같은 암수의 두 세포가 합체하여 그 결합체에서 알이나 새끼가 나오는 번식법)을 해야 하므로 성장물질인 인이 필요하고,
코크로디니움은 광합성으로는 -
단백질이 아닌 녹말과 지질(기름기)을 형성하므로 칼륨(K)은 많이 필요하지 않은 것이다.
이상을 정리하면, 코클로디니움은 -
코클로디니움이 포자상태에서 깨어나 성체로 태어나기 위해서는 질소 성분의 영양분이 필요하고, 번식을 위해서는 인산염 성분의 영양분이 필요하다는 결론이 나온다.
코클로디니움이 포자상태로 겨울철 휴면기를 보내는 해역은 ‘초여름에 다시 깨어나야 하니까’ 질소가 풍부한 해역이어야 하고, 대량번식하기 위해서는 조류를 타고 인을 찾아다니면서 먹이활동을 할 수 있다는 이야기다.
그래서 코클로디니움이 물고기의 아가미에 달라붙어 물고기들을 죽일 때는 포자가 아닌 성체 상태에서 엄청난 개체수로 번성해 있을 때이므로 인산염 성분을 많이 섭취한 상태라고 볼 수 있는데, 나는 적조 시 물고기를 폐사시키는 코클로디니움의 끈적끈적한 점액물질 성분이 위 반응식의 인산석회[=인산2수소칼슘=Ca(H2PO4)2]에서 분해된 인산(=오르토인산 =H3PO4)이라고 생각한다.
[고흥 나로도 코클로디니움 발생 원인 분석]
나는 1995년 이후로 거의 매년 전국에서 처음으로 전라남도 고흥군 나로도 동쪽에서 코클로디니움 적조가 발생하는 주원인을 나로도 동쪽 해역이 코클로디니움이 포자상태에서 깨어나는 초여름에는 질소 성분의 영양분이 풍부하고, 코클로디니움이 성장과 번식에 필요한 인산염(=인산석회=과인산석회=인산2수소칼슘)의 영양분도 풍부하기 때문이라고 확신한다.
전남 고흥군 나도로 위성사진을 보시라.
▲고흥 나로도 동쪽 코크리디니움 적조 발원지. 1995년 이후로 거의 매년 고흥 나로도 동쪽 바다에서 코클리디니움 적조가 발생하여 동진하는데, 나로도 바로 위쪽에 거대한 간척지가 있다.
1995년 이후 코클로디니움 적조 발원지인 고흥 나로도 위성사진을 보면 [적조발생지] 바로 위 북서편에 [해창만간척지]가 있다.
해창만 간척지는 -
전남 고흥군 점암면(占岩面) ·포두면(浦頭面)이 이어진 해창만에 총면적 2,747 ha(헥타르) 규모로 조성된 간척지로, 1963년에 공사를 시작해 1969년에 물막이 공사와 배수갑문이 준공되고 1993년에 공사가 마무리 됐는데, 그 결과 500ha 크기의 담수호와 해창만 1방조제와 2방조제를 합한 길이 3,464m의 콘크리트 방조제와 방파제가 만들어졌고, 간척지 내에 총연장 171km 정도의 콘크리트 농로가 만들어졌다.
그리고 고흥에는 1993년도에 마무리된 해창만 간척지 콘크리트 공사 말고도 1994년에 콘크리트 교각과 콘크리트 상판 공법으로 [나로1대교]가 완공되고, 그 다음해인 1995년에도 콘크리트 교각과 상판 공법으로 [나로2대교]가 완공되었다. 그 외에도 비슷한 시기에 많은 콘크리트 방파제들이 만들어졌다.
1993년 해창만 간척지 방조제 및 방파제 완공, 1994년 나로1대교 완공, 1995년 나도2대교 완공되고, 그 주변으로도 많은 콘크리트 방파제 같은 구조물들이 완성되었는데, 고흥 나로도 바로 위에서 콘크리트 공사를 할 때 레미콘통과 펌프카의 파이프와 호수에 묻은 시멘트를 씻어낸다고 얼마나 많은 시멘트 씻어낸 물들을 바다로 흘려 넣었을 지 생각해보라.
그 많은 콘크리트를 부어넣을 때, 레미콘통 한통 한통마다 시멘트를 씻어냈을 것이고, 펌프카도 한번 콘크리트를 칠 때마다 그 파이프와 호수에 걸려있는 시멘트들을 닦아낼 수밖에 없었을 것이다. 그리고 그 물을 버렸다. 그리고 바다로 흘러들었다.
바닷가에서 콘크리트 공사 시 -
시멘트가 수경화될 때 수산화칼슘 석회수가 녹아나오는 반응식은 다음과 같고,
규산삼석회 : 2(3CaO.SiO2) + 6H2O --> 3CaO.2SiO2.3H2O +3Ca(OH)2
규산이석회 : 2(2CaO.SiO2) + 4H2O --> 3CaO.2SiO2.3H2O +Ca(OH)2
콘크리트 공사 후에도 물속에 잠겨있는 콘크리트의 표면에서 수산화칼슘이 녹아나올 수 있다. 콘크리트는 공사 후에 시간이 지나면 공기 중의 콘크리트는 탄산칼슘으로 변해서 그 녹은 물은 중탄산칼슘Ca(HCO3)2이 되어 바다로 흘러들고, 물속에 잠긴 콘크리트 표면에서는 수산화칼슘Ca(OH)2으로 녹아나올 수도 있고 중탄산칼슘으로 녹아나올 수도 있기 때문이다.
그리고 바다로 녹아든 석회수들은 화학반응을 일으킬 수 있는 물질(이온 상태의 원자나 분자의 화합물)을 만나지 못하면 포화상태가 될 때까지 농축되게 된다.
간척지 사업은 -
보통 산을 헐어서 땅속 깊은 곳에서 퍼 가져온 흙을 깔게 되는데, 우리나라의 땅속 깊은 흙들은 대부분 산성이라 간척지에서 빨리 농사를 짓기 위해서는 토양을 중성으로 바꾸기 위해서 생석회(CaO)비료를 많이 뿌릴 수밖에 없다.
해창만 경우 1963년에 시작한 간척사업이 1969년에 물막이 공사와 배수갑문 공사가 준공되고, 1993년에 간척사업이 마무리되었으니까 1996년부터 빗물을 가두어 염분을 제거하고, 간척사업이 마무리되는 데로 농사를 짓기 위하여 간척지의 산성토양을 중성화시키기 위하여 많은 양의 생석회 또는 생석회 성분을 뿌렸을 것이고, 1993년 간척사업이 마무리된 직후부터 벼농사를 지으면서 그 드넓은 들판의 논마다 비료의 3요소인 질산염 비료와 인산염비료와 칼륨비료를 뿌리기 시작했을 것이다. 모두 물에 녹는 수용성 비료들이다.
논농사는 -
보통 5월5일 어린이날 전후로 모를 심기 시작해서 6월6일 현충일 전후해서 모두 끝나고, 모심기 직후부터 논에 비료를 주기 시작해서 모가 성장하는 다하는 방학 끝나는 8월 하순경까지 식물의 키를 키우는 질소 성분 비료와 인산염 계통의 비료를 대량 공급할 수밖에 없는데, 비료는 아까운 돈 안 떠내려가고 가능하면 벼가 많이 먹으라고 비가 안 올 때 논물을 가두어 놓고 뿌리는 것이 상식이고, 그러다가 비가 오면 논둑에 가두어져 있던 물이 다 바다로 흘러들어가는 것이다. 물에 녹아있는 수용액 상태로.
고흥 나로도 동편 바다에서는 -
1995년부터 거의 매년 전국에서 최초로 7월과 8월 사이에 코클로디니움 적조의 발원지가 되다시피 하고 있는데, 나로도 바로 위에 해창만에서 1993년 간척사업을 끝내고 농사를 짓기 시작하면서 논에 비료를 뿌리는 시기와 적조 발생하는 시기가 맞아떨어지는 것이다.
그러니까 드넓은 간척지로 농경지가 된 해창만 바로 아래 나로도 동편 바다는 코클로디니움이 포자상태에서 성체로 변이할 때 필요한 질소 성분의 영양분을 질소 성분 비료 녹아든 물에서 때를 맞추어 공급받고, 코크로디니움이 성장과 번식에 필요한 인산염을 과인산석회 비료 녹아서 들어온 물에서 그대로 공급받을 수도 있고,
또 비료 성분에서 녹아든 인의 성분과 콘크리트 시멘트 성분에서 녹아나온 수산화칼슘이 반응하여 만들어진 과인산염에서도 풍부하게 공급받는다는 것이다.
그리고 질소는 물속에 녹아있는 수용액 상태에서도 비교적 쉽게 공기 중으로 날아가 버리고, 인산염은 물속에서 휘발성이 없어서 물속에서 농축되는 성질이 있는데, 이것은 포자상태에서 성체로 변이할 때 질소(N) 성분이 필요한 코클로디니움이 그 발생을 질소의 유입에 맞출 것이란 것을 짐작하게 해준다.
고흥은 섬 같은 반도라 물이 부족한 지역이으로 해창만간척지 같이 넓은 평야에 논물을 다 대기가 쉽지 않을 것인데, 이 말은 해창만 농경지에서는 농사철에 최대한 민물을 가두고 바다로 안 흘려보낼 것이란 뜻이다. 모든 논둑을 막고 최대한으로 유수를 막을 것이다. 논물에 녹아있는 ‘코클로디니움이 포자상태에서 성체로 변할 때 필요한’ 질산염 수용액을 바다로 안 흘려보낸다는 이야기다. 그러면 질산염이 부족해서 코클로디니움이 발생하지 못할 것이다.
그러다가 비가 와서 논에 물이 넘치면 -
그 물이 해창만 담수호로 들어갈 것이고, 해창만 담수호는 그때서야 홍수 피해를 막으려고 썰물 때 수문을 가두고 있던 담수를 바다로 흘려보낼 것이다. 코클로디니움이 발생할 때 필수영양분인 질산염 수용액을 떠내려 보내는 것이다.
코클로디니움이 대기하고 있던 때가 온 것이다. 그래서 나는 고흥 나로도 동편 바다에서 코클로디니움 발생시기는 해창만 담수호 수문에서 물을 흘려보내는 때와 같이 한다고 생각한다. 질산염(인산염도 당연히 포함되어 있음)이 풍부하게 농축된 해창만 담수호 수문을 열고 그 물이 적조발생 해역까지 도착하는 시간을 계산하면 코클로디니움 발생시간을 더 정확하게 알 수 있을 것이다.
코클로디니움 포자들이
질산 성분이 들어오기를 대기하고 있는 해역은 -
해창만 담수호 수문에서 가까우면서도 수심이 낮고, 따뜻하고, 풍랑이 적고, 들어온 물이 가능한 오래 머물 수 있고, 수질이 깨끗한 돌밭 해저일 것이다. 해저에서 갯벌이 끝나고 넓은 돌밭이 시작되는 지형일 가능성이 높다.
그리고 질소 성분의 수용액이 들어오기를 기다리고 있던 코클로디니움들은 ‘질소는 바다와 같이 파도가 치고 따뜻한 물(적조 발생 적적 수온 22℃~26℃)에서는 비교적 빨리 증발해버린다’는 것을 본능적으로 알고는 질산염이 들어왔을 때 가능한 빨리 포자에서 성체로 변이하려고 최대한 빨리 피어날 것이다.
이때 코클리디니움이 포자에서 성체로 발생하는 수량은 질소 성분의 농도와 관계있을 것이라고 본다. 예를 들면, 가뭄이 와서 해창만 간척지의 논들과 수문을 완전히 닫아버리고 담수를 아예 흘려보내지 않으면 코클리디니움은 적조를 일으킬 개체수로 피어나지 못할 것이고, 비가 해창만 논들의 논둑을 간신히 넘길 정도로 찔끔찔끔 와서 해창만 담수호의 수문에서도 민물을 조금씩 조금씩 바다로 흘러보낸다면 코클리디니움도 개체수도 찔끔찔끔 거릴 것이고, 바닷물이 충분히 따뜻해진 7월말이나 8월경에 해창만 막아놓은 모든 논둑을 넘칠 정도로 한꺼번에 비가 많이 와서 해창만 담수호도 역류(홍수)를 예방하기 위하여 모든 수문을 열어서 그동안 가두어놓았던 민물을 최대한으로 바다로 흘러 보낸다면 해창만 아래 뻘물이 사라지는 나로도 동편 돌밭 해역에서는 세상을 만난 코클로디니움이 대량으로 피어날 것이다.
해창만 담수호의 배수갑문에서 수량을 조절하는 것만으로도 적조 발생에 도움을 줄 수 있다. 여름철에 폭우가 쏟아져서 저수량이 많아지면 담수호의 민물을 바다로 흘려보낼 수밖에 없을 것인데, 조절할 수만 있다면 나로도 동편 해역의 수온이 20℃ 이하보다 가능한 많이 떨어질 때 많아진 담수호의 민물을 내보내고, 나로도 동편 바다의 수온이 20℃를 넘어갈 때는 가능하면 수문을 닫고 민물을 흘려보내지 않아야 한다.
코클로디니움은 22℃~26℃의 수온이 발생과 번식의 적기인데, 바닷물이 차가울 때 해창만 담수호를 내보내면 코클로디니움은 질산염 수용액이 들어와도 온도가 맞지 않아 피어나기 힘들 것이고, 그러는 동안 바닷물 속에 녹아있는 질산염 수용액은 파도와 조류 타고 퍼지면서 질소성분은 공기 중으로 증발할 것이고, 바닷물의 온도는 22℃~26℃ 정도로 따뜻해졌는데 질산염 수용액이 몰려들지 않으면 이번에는 먹을 것이 부족해서 코클로디니움이 피어나기 힘들 것이다.
그런데 바닷물이 충분히 따뜻해진 8월경 어느 날 몇 칠 간 폭우가 쏟아져서 해창만 논들의 모든 논둑마다 물이 넘쳐서 나락(모, 벼)의 성장을 위하여 뿌려놓은 비료 녹은 수용액이 담수호로 들어가고, 담수호는 역류를 방지하기 위하여 썰물 때 최대한의 수문을 열어서 ‘그 옆 논둑들에서 흘러넘쳐 들어온 물’들을 바다로 내보낸다면 코클리디니움들은 살판다는 세상을 만나게 될 것이다.
그러면 코클리디니움들은 뻘물(뻘은 코클리디니움을 흡착하여 가라 앉혀버림)이 가라앉고, 물이 맑아지고(물이 맑아야 광합성을 할 수 있음), 파도나 풍랑이 없이 잠잠해지면(떠다니는 플랑크톤들을 파도가 심하면 떠밀리면서 멀미를 하게 돼서 안 좋아함) 질산염을 먹을 수 있을 만큼 먹고서 최대한 많이 포자상태에서 성체로 깨어날 것이다.
그리고 포자상태에서 깨어난 코클리디니움들은 염색체를 이용해서 광합성작용으로 녹말과 지질(기름기)을 만들고, 추진력을 발생시키는 세로 방향 편모와 방향타 역할을 하는 가로 방향 편모로 유영하면서 위족으로 다른 플랑크톤들을 감싸서 잡아먹기도 하고, 한 마리의 성체로 성숙한 이후에는 그 성체들 8~15마리 정도가 하나의 몸과 같은 군체를 이루어 기다란 기차모양의 아메바가 되어 보다 더 적극적이고 효율적으로 식물성플랑크톤들을 잡아먹는 식세포작용(phagocytosis)과 바닷물 속에 녹아있는 수용액상태의 액체영양물을 흡수하는 음세포작용(pinocytosis)을 하면서 번식을 시작할 것이다.
이때 동물성 플랑크톤인 코클로디니움과 코클로디니움 아메바가 잡아먹는 식물성플랑크톤은 규조류가 대부분일 것이고, 수용액상태로 흡수하는 액체영양물은 인산염[=인산석회=과인산석회=인산2수소칼슘=Ca(H2PO4)2]일 것이라고 생각된다.
질소 성분(질소는 식물체를 구성하는 단백질이나 핵산 등의 질소화합물을 만드는 원료로 몸체의 구성을 가능하게 함)의 기운을 받아서 한번 피어난 코클로디니움들이 대량번식을 위해서 이제는 식물세포의 원형질(세포질과 세포핵. 동식물의 세포에서 생활에 직접적으로 관계가 있는 물질계로, 핵·세포질을 포함하는 세포 내의 '살아 있는 물질계')을 구성하는 성장물질인 인(P)이 필요하게 된 것이다.
코클로디니움은 단세포 생물로 몸둥아리가 커지면 몸을 2로 나누어서 종족을 번식하는 2분법으로 번식을 하므로 체중만 키워서 반쪽씩 갈라지면 되는 것이다. 지금까지는 내 한 몸이었지만 이제부터는 반쪽으로 갈라져서....... 저는 지 새끼들 낳고, 나는 또 내 새기들 낳고....... 지 새끼들도 지 어미로부터 갈라져 나와 지 새끼들 낳고....... 나도 다시 또 내 새끼들 낳고, 내 새끼들도 또 지 새끼들 낳고.......
이것은 하등생물계에서 대단히 유용한 종족번식법인데, 코클로디니움은 1마리가 일주일 만에 1만 마리까지 번식할 수 있다고 한다. 여기에는 ‘에너지의 형태가 바뀌는 경우, 외부의 영향을 완전히 차단하면 물리적·화학적 변화가 일어나도 그 변화에 관계없이 전체의 에너지 양은 항상 일정하며, 무(無)에서 에너지를 창조할 수 없다’는 [에너지 보존의 법칙]에 따라 에너지 공급이 이루어져야 가능하다.
그리고 그것을 가능하게 하는 영양분(에너지)이 ‘동식물의 세포에서 생활에 직접적으로 관계가 있는 물질계로, 핵·세포질을 포함하는 세포 내의 살아 있는 물질계’를 구성하는 필수원소인 인(P)이다.
그리고 그 인(P)은 반응성이 커서
자연계에서 독단적으로 존재하지 못하고,
바닷물에서 인산염 Ca(H2PO4)2의 형태로 존재한다.
코클로디니움은 한 번 성체가 되고 나면 종족번식의 본능에 따라 허천나게 인을 처먹을 수밖에 없는데, 고흥 나로도 앞바다에는 해창만 농경지에서 질산염만 들어오는 것이 아니라 질산염이 들어올 때 ‘나락 포기의 발육을 최대화하기 위하여 7월과 8월 햇볕 쨍쨍할 때 물 댄 논들마다 풍부하게 뿌려놓은’ 인산염비료인 과인산석회 녹은 물도 폭우 때 같이 몰려들어 오는 것이다. 그래서 고흥 나로도 동쪽 연안은 코클리디니움 종족에게 발생(질산염)과 성장(인산염)을 동시에 할 수 있는 여건을 조성해주게 되는 것이다.
그뿐만 아니라 고흥 나로도 동쪽 연안에는 해창만 콘크리트 방조제 및 방파제와 나로1대교 콘크리트 다리와 나로1대교 콘크리트 다리와 주변의 많은 방파제들에서 1년 내내 시멘트 석회성분 수용액들(수산화칼슘 또는 중탄산칼슘)이 녹아나오는데, 그것들이 바다에서 대기하고 있다가 인을 만나면 인산염Ca(H2PO4)2으로 반응하여, 코클리드니움의 성장에 필요한 더 풍부한 인산염을 공급하게 되어, 코클리드니움 종족이 번성할 수 있는 기반을 마련해 주는 것이다.
그래서 결론을 내려서 정리하면,
전라남도 고흥군 나로도 동쪽 바다에서 1995년 이후로 7월말~8월말, 9월초 사이에 전국에서 가장 먼저 코클리디니움 적조가 발생하는 주원인은 -
- 나로도 동쪽 바다 바로 위에 ‘1993년 간척사업이 끝난 해창만 간척지 농경지에서 벼농사 지으면서 나락 포기의 조직구성을 위하여 6,7,8월에 집중적으로 뿌리는 질산염이 폭우 때 나로도 동족 바다로 흘러들어 코클리디니움의 포자에서 성체로의 변이를 가능하게 하는 영양분을 공급하고,
- 나락포기의 성장을 위하여 6,7,8월에 집중적으로 뿌려놓은 인산염 비료 녹은 물 역시 질산염과 동시에 흘러들어 포자에서 성체로 변한 코클리디니움의 성장에 필요한 영양분을 바로 공급하고,
- 이들 화학비료뿐만 아니라, 해창만의 콘크리트 방조제 및 방파제와 주변 콘크리트 구조물에서 녹아나온 시멘트 녹은 물들과 인 성분이 만나서 보다 많은 인산염 수용액을 만들어내서, 코클리디니움이 대량번식을 성공했을 때만 나타날 수 있는 적조가,
- 1995년 이후로 전국에서 거의 매년 처음으로 발생하는 코클리디니움 적조 발원지가 된 것이다.
[종족번성을 위한 코클로디니움의 동진]
고흥 나로도 동쪽 바다에서 발생과 성장과 대량번식에 일단 성공한 코클로디니움 종족은 더 많은 종족번식을 위해서 더 많은 먹이를 찾아 유목의 길을 떠나게 된다.
조류를 타고 남동부 해안의 양식장으로. 양식장 밑에는 인이 많이 깔려 있으니까. 가능하면 서편으로는 진행하지 않는다. 서쪽 바다에는 갯벌이 있어서 가다가 풍랑이라도 만나면 거기서 일어나는 뻘물에 묻어서 종족번식에 성공하기도 전에 가라앉아 파묻혀서 전멸당할 수 있다는 것을 본능적으로 아니까. 순천만과 여수만이 가까이 있고 영양분이 풍부하기는 마찬가지여도 안쪽 깊이 못 들어가는 이유가 순천만과 여수만의 뻘 때문이다.
그래서 코클리디니움은 종족 전멸의 위험이 적은 물이 맑은 동쪽 바다로 진로를 잡게 되는데, 남해-여수-욕지-통영-거제-부산-기장-울산-포항까지가 코클로디니움의 번성해역이고, 바닷물이 따뜻하면 울진 삼척까지 올라간다.
▲코클로디니움의 동진. 1995년 이후로 매년 8월경 나로동 동쪽에서 발원한 코클로디니움 적조는 여수-남해-욕지도-통영-거제-가덕도-진해만-부산-기장-울산-포항을 거쳐 심하면 울진 삼척까지 동진해서 올라간다.
코클로디니움이 퍼질 때 벌이 새끼를 치면 분봉하는 것처럼 그 자리에 남을 부족은 남고 떠날 부족들은 분파를 나누어 갈라지는데, 동진을 하면서도 계속 번식을 하여 철새떼가 무리를 이루어 이동하는 것처럼 2~5km의 띠를 이루고 동진을 하는데 이것은 천적으로부터 잡혀먹지 않기 위한 보호수단이라고 볼 수 있다.
그리고 코클로디니움의 번식지는 가두리 양식장의 환경과 거의 흡사한 환경을 가지고 있는데, 일단 풍랑 덜 타고 조류 소통 좋고 뻘물이 안 일어나는 깨끗한 바다이다. 그리고 양시장 밑에 가면 수많은 먹을거리들이 있다. 물고기 사료 찌꺼기에서 나온 인 성분인 것이다.
인(P)은 동물의 뼈에서 칼슘 다음으로 많은 성분으로 가두리 양식장이 경우 값싼 물고기나 죽은 물고기들을 갈아서 사료로 만드는 경우가 많은데, 물고기들이 뿌려준 사료를 다 먹지 못하고 가두리 양식장 그물 밑으로 쌓인 것들은 인 성분을 배출하게 된다. 그리고 그 인은 백화현상이 나타날 정도로 농도가 높아진 우리나라 연안에 농축된 석회수와 반응하여 코클로디니움이 종족번식 수단의 영양분으로 빨아들이는(음세포작용, pinocytosis) 수용액 상태의 액체영양분인 인산염이 되는 것이다.
이때 양식장 밑에 사료로 사용된 죽은 물고기의 뼈 성분에서 나오는 인산은 수산화칼슘과 반응하여 대부분 인산2수소칼슘 Ca(H2PO4)2의 화합물이 될 것이고, 일부는 ‘석회와 마찬가지로 이산화탄소가 녹아 있는’ 물에 녹아서 인산3칼슘 Ca3(PO4)2이 될 수도 있을 것이다.
인산3칼슘도 식물의 생장 필요한 요소인데, 코클로디니움의 세포구조가 식물성 세포구조로 광합성작용을 하고 인산2수소칼슘 Ca(H2PO4)2과 인산3칼슘 Ca3(PO4)2의 성분구조가 비슷하여, 나는 코클로디니움이 인산3칼슘도 섭취할 것으로 생각한다.
▲우리나라 적조 다발해역. 적조다발해역의 특징은 바닷물이 물이 맑고, 콘크리트 도시들이 발전한 강하구 유역이나 바닷가에 인구가 밀집한 콘크리트 도시들이 발전한 해역이다.
그래서 코클로디니움이 바닥에 인이 쌓여있을 수밖에 없는 가두리양식장을 만나면 환장을 하고 달려들 수밖에 없는 것이고, 우리나라에서 코클리디니움 적조 다발지역은 위에 사진에서처럼 사실상 연근해 가두리양식장 지역과 일치하기도 한다.
그래서 가두리 양식장에서 피해가 심한 것인데, 인산염은 수용액 상태로, 수용액은 물에 퍼지는 해리성(조해성)이 있어서 바닥에만 깔려있는 것이 아니라 수심 낮은 가두리 양식장 주변의 바닷물에 골고루 녹아 있어서, 원래 물 위에 떠서 생활하는 부유성 플랑크톤인 코클로디니움이 물속에 골고루 녹아있는 인산염 결정을 쫓아다니면서 빨아들인다고 가두리 양식장 안에까지 들어와서 물고기들을 죽어나게 하는 것이다.
그리고 적조가 심할 때는 강원도 울진 삼척지역까지 올라갈 때도 있는데, 그것은 수온이 충분히 따뜻하다는 조건에서 이루어질 수 있는 것으로, 삼척까지 올라가면 삼척에는 시멘트 공장이 많이 있어서 그 주변 바다에는 석회가루들이 백화현상으로 범벅이 되어 있고, 인은 순환이 길어서, 석회가루들 녹은 물들과 인이 만나서 만들어지는 인산염이 풍부해서, 그것을 먹으려고 따뜻한 바다에 사는 코클로디니움들이 기를 쓰고 삼척까지 올라가려고 하는 것이다.
[코클로디니움의 휴면기 최적 환경]
코클로디니움의 발원지 환경에 정리할 필요가 있을 것 같다.
1995년 이후로 고흥 나로도 동쪽 바다가 거의 매년 우리나라에서 코클로디니움의 발원지가 되다시피 하고 있는데, 그곳이 코클로디니움들이 포자상태의 휴면기를 보냈다가 발원하는 서식지로 적합한 조건을 갖추고 있는 것은 질산 성분과 인산염이 주기적으로 풍부하게 공급되는 것 말고도, 비교적 바람이 적은 내만 해역에 해당하고, 수심이 낮고, 바다 밑바닥이 돌밭이고, 물이 깨끗한 덕분이다.
바람이 적은 내만지역을 서식장소를 택하는 이유는 -
코클로디니움도 플랑크톤이라 부유생활을 해야 하기 때문에 바람이 심한 지역의 경우 풍랑이 심해서 멀미 같은 것을 해서 대량 번식에 적합하지 않기 때문인데, 저 위 사진에서 나로도 동편 해역이 내만 해역에 속하는 것으로 확인할 수 있고,
수심이 낮은 해역을 택하는 이유는 -
코클로디니움은 동물성플랑크톤이지만 광합성작용을 하는 식물성플랑크톤의 성격을 가지고 있어서, 수심이 깊으면 일조량이 적어지고, 아침에 일어나서 떠오르고 해질녘에 집에 들어가기 위해서 가라앉을 때 시간이 많이 걸려서 적합하지 않기 때문인데, 저 위 사진의 바닷물 색깔만으로도 저 지역이 수심이 깊지 않다는 것을 알 수 있고(실제로 낚시를 가보면 나로도는 수심이 낮음)
바다 밑바닥이 돌밭인 해역을 선택하는 이유는 -
돌에 달라붙어야 파도에 안 떠내려가기 때문이고, 만약에 뻘밭의 경우 코클로드니움이 뻘가루에 묻혀버리거나 파도나 조류가 일어날 때 뻘물에 쓸려 가버리기 때문에 적합하지 않고, 저 위 사진에서 코클로디니움이 더 잔잔한 바다인 순천만을 택하지 않는 것도 바닥이 뻘투성이인 순천만의 뻘물을 피하기 위한 것이고(실제로 낚시를 가보면 나로도 동쪽 해저는 낮은 갯바위와 연결된 돌밭 투성이임)
물이 깨끗한 바다를 택한다는 것은 -
저 위 사진으로 알 수 있다. 저 위 사진에 고흥 나로도 동편 바다도 청정해역이다.
그런데 많은 사람들이 적조 생물이 깨끗한 물보다는 더러운 물을 좋아한다고 잘못된 선입견을 가지고 있는 것이다. 그렇지 않고, 바다에서 서식하는 플랑크톤들은 원래 영양분이 많으면서도 깨끗한 물을 좋아한다.
깨끗한 물에 황금어장이 형성되지 않는가? 황금어장이 형성되는 이유는 깨끗한 바다를 전제로 그 바다에 해류들이 부딪히거나 섞이거나 맴돌이하면서 플랑크톤이 풍부하기 때문인데, 그 플랑크톤들이 모두 코클로디니움 같은 동물성 플랑크톤과 동물성플랑크톤의 먹이가 되는 식물성 플랑크톤이다.
사람들이 적조생물이 더러운 물을 좋아한다는 선입견을 갖는 것은 장마철이나 홍수 이후에 적조가 빈번하게 발생하는 것을 보고 섣부르게 판단한 때문이고, 적조생물들 입장에서는 강물을 통해서 많은 먹이들이 떠밀려 내려오니까 그것들을 주서 먹는 것일 뿐이고, 적조생물들도 깨끗한 물을 좋아하는 것은 모든 생명체와 마찬가지다.
만약에 적조생물이 더러운 물에 포자를 까고 휴면기를 보낸다고 한다면 적조가 가장 빈번하게 발생해야 할 바다는 부산에서 서면에서 온갖 더러운 물이 다 들어가서 꽉 막히고 잔잔한 바닷물에 고이는 부산항이 되어야 할 것인데, 영도에서부터 중앙동-초량-좌천동-범일동-문현동-감만동으로 둘러싸인 부산항에는 적조가 일어나지 않지 않는가? 부산 수영만 하구도 마찬가지이다.
1995년부터 고흥 나로도 동편에서 거의 공식적으로 우리나라에서 가장 먼저 코클로디니움이 일어나는 이유도 깨끗한 물을 전제로, 질소 성분과 인산염 성분의 수용액 같은 풍부한 먹이가 흘러들고, 광합성하기 좋은 낮은 수심과 뻘물에 안 쓸려가는 돌밭과 파도가 심하지 않는 내만의 조건이 맞아 떨어졌기 때문인 것이다.
[코클로디니움 적조의 인체 무해성]
코클로디니움은 독성물질이 없는 동물성플랑크톤에 불과하고, 코클로디니움이 분비하는 점액물질은 지금까지의 추론 결과, 나는 인산염(인산칼슘)일 수밖에 없다고 본다.
인산은 생물계에서는 인산염 또는 인산 에스테르의 형태로 핵산·인단백질·인지질 등 생체의 주요 구성성분을 형성한다. 고에너지 인산결합을 만들어 에너지 운반체[擔體]의 구실을 하는 등, 생화학상 중요한 역할을 한다고 한다. 사람 몸에 좋은 것이다.
과학자들이 확인하려고 하면, 코클로디니움이 분비하는 점액물질이 인산칼슘인지 아닌지는 쉽게 확인할 수 있을 것이다. 인산염 비료공장에 물어보면 확실하게 알 수 있을 것이다.
코클로디니움 적조가 밀려들 때 숨을 못 쉬어 순식간에 죽은 물고기들은 깨끗하고 싱싱한 물고기들이다. 전염병 아니다. 코클로디니움이 몰려와서 물고기들이 동시다발적으로 죽어나갈 때 빨리 냉장처리만 하면 그 고기들은 바다에서 그물로 막 걷어 올린 물고기들과 다름없다.
[코클로디니움 적조 물고기 떼죽음 원인 분석]
앞서도 이야기했지만 코클로디니움이 양식장 가두리 안의 물고기를 죽이려고 해서 죽이는 것이 아니고, 코클리디니움은 원치 않는데 물고기가 물을 빨아들여 아가미 호흡을 하려고 할 때 물고기의 아가미 속으로 어쩔 수 없이 빨려 들어가 코클로디니움이 빠져나와 살려고 발버둥 치면서 자기방어를 하다가 물고기를 죽이는 것이다.
코클로디니움이 대량번식하면 물고기의 아가미에 달라붙어 끈끈한 점액질을 분비하여 물고기들이 숨을 못 쉬어 죽게 하는 것이라는 것은 1984년경부터 벌써 24년 동안 알려져 온 사실이다. 그런데도 정확한 이유를 밝혀내지 못하고 해결책을 제시하지 못하고 있는 상태인데, 정확한 원인을 분석할 수 있으면 피해를 예방할 수 있다.
적조주의보는 코클로디니움의 농도가 물 1밀리리터(1ml, 1cc=가로x세로x높이 각각 1cm의 물 크기, 1입방센치미터의 물)당 300개체 이상이면 발령되고, 적조경보는 1,000개체 이상 되면 내려진다.
코크로디니움이 바닷물 1cc에 3,000마리 정도가 되면 물고기가 호흡장애로 죽기 시작한다고 하는데, 동아일보에 의하면 작년 2007년 여름의 경우 적조가 심할 때 코클로디니움 농도가 바닷물 ml당 3만2500개체에 이르렀다고 한다. 엄청난 마리수이다.
그런데 이러한 정보들을 뒤집어보면, 적조경보를 기준하여 바닷물 1리터당 코클로디니움이 1백만 마리농도)를 넘어가지 않으면 피해가 없다는 말이고, 1ml에 3,000마리가 넘어가면서부터 물고기가 죽기 시작한다고 하니까 ‘500cc 콜라병 2개인, 1리터의 물에 코클로디니움이 3백만 마리’라는 엄청난 농도의 개체 수를 넘어가야 물고기를 죽이기 시작한다는 것이다. 조개류는 코클로디니움 적조에 물고기보다 훨씬 강하다.
그렇다면 최소한 코클로디니움이 1리터의 물에 백만 마리를 넘어서기 전까지는, 쉽게 말해 과다하게 많아지기 전까지는 코클로디니움이 동물성 플랑크톤으로 물고기의 영양분이 될 것이라는 것을 알 수 있다. 편모충류의 동물성 플랑크톤들은 코클로디니움이라는 적조생물이 나타나기 이전부터 젤라틴이나 칼슘성의 분비물과 갑판·껍질·깃 등 보호 구조를 가지고 있으면서도 본디 어패류의 중요한 천연먹이가 되고 왔고, 그동안 밝혀진 코클리디니움의 점액질 또한 무독성이기 때문이다. 그리고 모든 생명체는 어느 날 도깨비 방망이로 뚝딱 만들어진 것이 아니고 진화의 연장선상에서 그 종이 가지고 있는 보편적인 형질들을 고스란히 가지고 있을 수밖에 없고, 특히 미생물의 경우 수 억 년 전의 모습과 지금의 모습이 차이가 없을 정도이고, 코클로디니움도 단세포 원생생물에 속하는 미생물일 뿐이다.
그러니까 코클로디니움 적조의 발생으로 물고기들이 떼죽음을 당하는 것은 어떤 새로운 독성물질의 출현이나 특별한 원리 때문이 아니라 편모충류 동물성 플랑크톤들이 본래부터 진화시켜온 고유한 자기방어나 종족번식의 원리에 당하는 것이다. 코클리디니움을 잡아먹고 사는 천적인 물고기들이 코클리디니움에 죽음을 당하는 것은 숫자싸움의 원리이다.
코클로디니움을 포함한 편모충류 동물성플랑크톤들은 본디부터 종족보호의 수단으로 진화되어 오기를 물고기 같은 천적에 잡아먹히려고 할 경우 물고기의 아가미에 속에서 젤라틴이나 칼슘성분의 끈끈한 점액질을 분비하도록 진화되어왔고, 그 몸체 또한 갑판·껍질·깃 등 보호 구조를 갖추도록 진화되어 왔는데, 천적에 대하여 종족보존을 위한 방어방법은 뭉치면 살고 흩어지면 죽는다는 것이다.
코클로디니움 같이 작은 미생물인 편모충류들이 한 마리씩 흩어져 있거나 그 양이 적으면 물고기 밥이 될 수 있는데, 편모충류들이 모여서 많아질 경우 뭉치면 분비하는 끈끈한 점액질의 위력이 발휘되어 아가미 호흡방법으로 진화되어온 물고기의 공격 시에 물고기의 아가미 모세혈관을 막아서 숨을 못 쉬게 해서 죽일 수 있다. 또 아메바로 변이한 코클로디니움 군체의 경우 물고기의 아가미 속에서 빙빙 돌면서 상하로 치대는 아메바의 꼬리와 단단하게 튀어나온 돌출부위인 위족으로 섬세하고 부드러운 물고기의 모세혈관을 터트리고 긁어서 물고기의 호흡기관을 파괴할 수도 있다. 물고기들도 진화의 과정에서 편모충류의 이러한 특성을 알고 있을 것이다.
그래서 코클로디니움이 많아진다 싶으면 물고기들이 코클로디니움 번성지로 들어가지 못하고, 코클로디니움이 떼로 몰려다니면 물고기들도 도망치는 상황이 벌어지는 것이다. 그런데, 가두리 양식장 물고기는 도망갈 수 없다. 자연산 물고기는 도망갈 수 있으니까 죽음을 피할 수 있는데, 가두리 양식장은 도망갈 수 없으니까 죽는 것이다.
사람의 손에 부화돼서 키워진 양식장 물고기들도 척추동물로서 단세포 생물인 코클로디니움보다는 훨씬 고등 동물로서 불편한 것과 위험한 것은 본능적으로 감지할 수 있는 생존본능 유전자는 충분히 보존하고 있어서, 코클리디니움이 대량으로 번성하는 적조 시에는 피하고 싶을 것인데, 양식장 주인이 사업 안 망하려고 안 풀어주니까 가두리 양식장에 갇힌 채 그래도 숨은 쉬어야 하니까, 어쩔 수없이 ‘1입방센치미터의 물에 수천마리 또는 3만5천 마리까지 번식하는’ 끈끈이 알갱이(결정)들을 입을 통해서 아가미로 빨아들일 수밖에 없고, 그러다가 죽고 마는 것이다.
그래서 코클로디니움 적조에 가두리 양식장의 물고기들이 떼죽음을 당하는 것은 인간이 만들어낸 현상이라고 볼 수 있다.
그리고 코클로디니움이 바닷물의 색깔을 변화시킬 만큼 대량 번식할 수 있는 것도 인간이 콘크리트 시멘트와 같은 석회성분에서 녹아나온 영양분들을 집적하여 공급하는 덕분이므로 이 또한 코클로디니움 적조는 인간이 만들어낸 현상이라고 볼 수 있다.
물고기는 아가미 호흡을 한다.
물고기의 아가미 뚜껑을 열어보면 빗자루 같은 형태의 여러 개의 골조에 수건의 털실 같은 것들이 빽빽하게 들어차 있는데, 그 가늘고 빨갛게 빽빽하게 들어차 있는 것이 아가미의 모세혈관이다.
물고기는 그 모세혈관을 통해서 호흡을 한다. 물고기는 ‘기체는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다’는 기체의 농도 확산의 원리를 이용하여 몸속에 많이 생성된 이산화탄소를 그 모세혈관을 통해서 밖으로 내보내고, 산소를 빨아들일 때도 기체 확산의 원리를 이용하여 입으로 빨아들인 물을 아가미로 보내서, 아가미로 보낸 물들을 빗자루 형태의 여러 개의 판과 털실 사이를 통과시켜서, 그때 물이 싸릿대 울타리와 같이 늘어선 수많은 모세혈관을 통과하면서 표면적이 커져서 압력이 낮아질 때 물(H2O)에서 추출되는 산소(O)를 모세혈관을 통해서 몸속으로 들여보내는 것이다.
그런데 이때, 물 말고도 1cc에 수천~수만 마리씩의 농도로 코클로디니움들이 빨려들어와 모세혈관에 걸려서, 코클로디니움들이 끈적끈적한 석회성분의 점액질을 분비하고, 코크로디니움이 물고기의 아가미에서 살아나가려고 식물성 플랑크톤을 잡아먹을 때 사용하는 오징어 모양의 위족을 세우고 돌고래의 꼬리같이 상하로 움직이는 꼬리를 흔들면서 와편모충류의 특성대로 빙빙 돌면서 발버둥을 친다고 생각해보라. 섬세한 수많은 모세혈관의 숨구멍들이 코를로디니움이 분비하는 석회성분 점액질에 막혀버리고, 요동을 치는 코클로디니움의 꼬리와 위족에 호흡기관인 모세혈관이 긁히고 터져서 기능을 잃어버릴 것이다.
그래서 적조 시에 코클로디니움이 아가미에 달라붙을 때, 물고기들이 숨을 못 쉬어 답답하고 모세혈관이 파괴되는 고통으로 지금까지 봐왔던 동영상에서처럼 코클로디니움이 아가미에 달라붙으면 물고기들이 미친 듯이 경련을 일으키면서 발버둥을 치다가 한 순간 떼죽음을 당하는 것이다. 그런데 이러한 원인들이, 코클로디니움이 워낙 작다보니 눈으로는 안 보이는 것이다.
코클로디니움이 물고기의 아가미에 달라붙는 것은 생물학적인 것이지만, 점액질이 아가미 모세혈관의 숨구멍을 막아버리고 코클로디니움의 꼬리와 위족으로 물고기의 아가미 모세혈관을 파괴시키는 것은 물리적인 것이다. 그러니까 물고기들이 코클로디니움에 떼죽음을 당하는 것은 모르고 보면 생물학적인 원인 같지만 근본적으로는 물리적인 원인이란 뜻이다.
그리고 나는 코클로디니움 적조 시에 화학적인 원인도 동반될 수 있다고 본다.
앞에 [백화현상]에서 봤던 동영상을 다시 보자.
2006.9.6. [흑산도 양식장 물고기 떼죽음] SBS 동영상 -
2006.9.12. [통영, 거제 물고기 떼죽음] SBS 동영상 -
위 뉴스 동영상들은 적조도 없었는데,
적조 이상으로 물고기들을 떼죽음시킨 내용이다.
나는 [백화현상]에서 밝힌 바와 같이, 적조가 없었는데도 가두리양식장 안의 물고기들이 떼죽음을 당한 것은 콘크리트 시멘트에서 녹아나온 석회성분들이 물고기의 아가미에서 시멘트풀의 역할을 한 때문이라고 보고 있다.
그리고 적조도
콘크리트 시멘트 성분 유입이 많은 해역에서 발생하고 있다.
결과적으로 원인은 콘크리트 시멘트에서 녹아나온 석회성분 때문에 코클로디니움 적조가 발생할 수 있는 것인데, 지금까지의 연구 결과 코클로디니움은 시멘트에서 녹아나온 성분 중 25%에 해당하는 수산화칼슘의 화합물인 인산염에서 영양분을 취하고 있다.
시멘트는 물과 수화 시 60%의 규산칼슘수화물(규산석회)과 25% 정도의 수산화칼슘과 기타 첨가제 역할을 하는 15%의 성분을 배출한다. 그리고 이때 첨가제 15%는 종류별로 있는 여러 가지 화합물들의 비율을 모두 합한 값으로 각 종류별로 따지면 큰 영향력이 없다고 볼 수 있다.
그렇다면 시멘트에서 녹아나온 성분 중 25%를 차지하는 수산화칼슘이 인과 결합한 화합물인 인산염을 먹고 코클로디니움이 그만큼 번성을 했으니까 수산화칼슘 있는 해역에는 규산칼슘도 같이 유입되었다고 볼 수 있는데, 규산칼슘수화물을 먹어치울 식물성 플랑크톤인 규조류 적조는 코클로디니움 적조 시에 거의 자취를 감추고 있으니까, 규산화칼슘은 콜로이드 상태로 바닷물에 분포되어 있어야 한다는 결론이 나온다.
그리고 그때, 즉 코클로디니움이 바닷물에서 수산화칼슘(인산염 속에 포함되어 있음) 이온을 섭취하고 규산화칼슘수화물은 바닷물 속에 농축되어 있는 상태에서, 물고기들이 물을 빨아들여 기체의 농도확산에 의한 호흡을 하려고 아가미에서 물의 표면적을 넓힐 때 코클로디니움이 물고기의 아가미에 걸려서 끈끈한 점액질(인산염)을 분비할 때, 규산화칼슘수화물도 인산염에 같이 달라붙어서 시멘트풀의 효과를 가중시킬 수 있다는 생각이 든다.
시멘트 풀에 있어서 규산칼슘수화물도 시멘트의 점성을 높이는 본질이고 물에도 완전히 녹지 않아서 이온화 상태로 되지 못하고 끈끈한 상태인 콜로이드로 존재하는데, ‘수산화칼슘 Ca(OH)2 성분과 거의 다름없는 코클로디니움 점액질 성분인’ 인산염 Ca(H2PO4)2이 물고기의 아가미에 달라붙을 때 규산칼슘수화물이 인산염 덩어리들을 만나서 충분히 시멘트 풀의 기능을 재발휘할 수 있다는 생각이 들기 때문이다.
그 결과 무색·무취의 점성도(粘性度)가 큰 액체로 농도가 높아지면 결정화(結晶化) 되기 쉬운 인산염에 시멘트풀의 본체인 규산칼슘수화물이 결합되어, 규산칼슘수화물과 수산화칼슘 수화물이 결합되어 시멘트 풀이 되는 것과 같은 강력한 본드의 역할을 하게 될 수도 있다는 생각이 든다. 그렇다면 이것은 화학적인 원인이다.
인산염과 규산칼슘수화물의 결합에 따른 점성도와 경화 속도는 시멘트 회사들에 물어보면 잘 알 수 있을 것인데, 내가 이런 생각을 갖는 이유는 아무리 편모충류가 분비하는 무독성의 점액질이 성능이 좋아서 아무리 끈끈하다고 해도 살아있는 생물에서 나오는 인산염 한 가지 성분의 점액질만으로는 그렇게 많은 물고기들을 한순간에 떼죽음시키기 어렵다는 생각이 들어서이다.
그래서 나는 적조 시에 코클로디니움들이 물고기의 아가미에 달라붙었을 때 물고기들이 떼죽음 당하는 이유를 위에서 말한 물리적인 원인들과 화학적인 원인이 결합된 것이라고 보는 것이다.
[코를로디니움 적조 피해 예방 대책]
내가 적조에 대해서 연구하면서, 적조 피해의 방지책에 대해서 연구를 같이 해봤는데 떠오르는 데로 몇 가지만 간단히 적어보겠다.
1. 고흥군 해창만 담수호 물 관리를 잘해야 한다.
앞에서 말한 대로 적조 발생 적합시기에 가능하면 우리나라 코클로디니움 적조 발원지인 전남 고흥군 나로도 위에 해창만 간척지 담수호의 비료 녹아있는 물을 바다로 유입되지 않도록 해야 한다. 현실적으로 거기서 농사짓는 분들한테 질소 비료와 인산염 성분의 비료를 줄이라고 말하기 어렵다.
2. 바다로 흘러드는 석회성분의 양을 줄여야 한다.
이것도 농사짓는 분들한테 생석회 비료 쓰지 말라기에는 어렵고, 바닷가에 콘크리트 구조물 설치하는 것을 신중하게 고려하고 줄여야 한다는 것이다.
특히 바닷 속에 콘크리트 인공어초는 이제 그만 빠트려야 한다. 바다를 살리려는 인공어초들이 콘크리트가 되다보니 오히려 바다를 조지는 것이다.
그리고 바다로 흘러드는 강가에 설치되는 콘크리트 구조물도 줄여야 한다. 녹아서, 눈에 보이지는 않지만 고스란히 바다로 흘러들어간다.
만약에 대운하가 낙동강 하구에서부터 문경까지 콘크리트 구조물로 건설된다면 건설과정과 건설 후에도 거기에서 녹아나온 시멘트 성분이 부산 앞바다는 물론이고 남해동부와 동해남부 바다까지 죽이는 결과를 가져올 것이다.
3. 바다에서 석회성분을 건져내야 한다.
적조의 원인은 바다에 석회성분이 지나치게 많아서 그런 것이니까, 연안에 굴 양식장을 많이 설치하면 굴 껍데기로 어마어마한 석회 덩어리들을 건져낼 수 있다. 굴 양식장을 통한 굴 껍데기의 대량생산 대량수확은 [백화현상]과 [수온상승/지구온난화]과 [적조]를 근본적으로 예방하고 해결하는 가장 확실한 방법이다.
갑오징어를 인공 부화시켜 적조 다발해역에 방류하였다가 잡아내다 팔면 연안의 비교적 깊고 먼 바다에서도 많은 석회를 건져낼 수 있다. 갑오징어는 몸에 석회덩어리가 들어 있다. 갑오징어 새끼들은 그물질로 못 잡게 해야 한다.
4. 적조 발원지인 고흥 나로도 바다에 문어 새끼들을 방류하는 방법도 좋을 것이다.
문어는 수심 13~30m 정도의 낮은 연안에서 한번 알을 낳을 때 암문어 한 마리가 2만~10만개의 알을 낳는데, 알에서 깨어난 유생(새끼)은 유생은 물 표면으로 헤엄쳐 올라와28~90일 동안 떠다니며 살고, 몸길이 5cm와 몸무게 3~5g 정도 되면 바다 밑으로 생활한다고 한다.
문어 새끼들이 떠다니면서 생활한다고 하는데, 이것은 문어 새끼들이 플랑크톤과 같은 생활을 하면서 적조생물인 코클로디니움 같은 플랑크톤을 잡아먹으면서 유생시기를 보낸다는 것을 알 수 있다.
그리고 문어나 오징어와 낙지 같은 두족류들은 사방팔방으로 움직일 수 있는 손발이 많아서 이빨이나 아가미 사이에 엿 같이 끈적끈적한 무독성의 점액질을 분비하는 코클로디니움 덩어리들이 끼거나 달라붙어도 8개나 달린 손발로 빼낼 수 있으니까, 손발이 없는 물고기들처럼 아가미에 코클로디니움이 끼어서 몰살을 당하는 일이 없을 것이라는 생각이 든다.
그래서 문어 새끼 자체는 작지만 코클로디니움 같은 단세포 플랑크톤보다는 비교할 수 없이 커서, 문어 유생이 많은 양의 코클로디니움을 잡아먹을 수 있을 것 같고,
오징어나 낚지나 쭈꾸미나 꼴뚜기 같은 두족류들은 알을 수 십 개에서 2~3백 개 정도밖에 못 낳는 것과 비교할 때 문어는 엄청난 양의 알을 낳으므로 인공부화만 할 수 있으면 엄청난 개체 수의 문어 유생을 확보할 수 있어서 경제성이 있고,
인공부화장에서 수온 조절과 산소공급으로 문어 유생의 부화시기를 적조 발생 직전 시기에 맞추어서,문어유생이 알에서 깨어났을 때 배양한 코클로디니움을 잡아먹도록 몇 칠 간 훈련시킨 후에, 바다에 고흥 나로도 동편 방파제에 집중적으로 방류하면 코클로디니움의 대량번식을 막아서 적조를 예방할 수 있다는 생각이 든다. 문어는 먹이가 부족하면 자기 동료도 잡아먹을 정도로 식탐이 많은 종족인데, 코클로디니움 동물플랑크톤이 넘쳐나면 문어들이 그것들을 가만 나두지 않을 것으로 생각된다.
그리고 문어가 크면 잡아서 먹거나 팔면 되고, 다음해 적조 시기 직전에 또 문어를 인공 부화시켜 그 유생들을 코클로디니움을 잡아먹도록 몇 칠 간 훈련시켜 방류하면 되는 것이다.
학계에서는 적조 방지를 위해서 코클로디니움을 잡아먹는 또 다른 미생물을 연구하고 있는 것으로 아는데, 확인되지 않는 미생물은 또 어떤 피해를 일으킬 지 알 수 없는 것이다. 그에 비해 문어의 경우는 환경피해가 없다는 것이 이미 확인되었고, 문어의 개체수가 많아서 다른 어패류를 많이 잡아먹을 것 같으면 문어의 임무가 끝나고 적조가 확실히 둔화되는 9월 말경 이후로 그물로 잡아내면 되는 것이다.
5. 적조 비상시, 가두리 양식장 피해 예방 비상조치
코클로디니운 적조 떼가 일단 물고기의 아가미에 달라붙으면 물고기들이 숨을 못 쉬어 짧은 순간에 죽어나가므로 어떻게 해서든지 코클로디니움이 물고기들이 들어있는 가두리 양식장 안으로 들어오지 못하게 해야 한다.
[적조 시 가두리 양식장 비상조치]
적조 시 가두리 양식장 물고기 보호 방법은 간단하다.
- 물고기가 빠져나가지 못하도록 쳐놓은 가두리 양식장 그물 위로, 가두리 양식장 내부의 오목한 그물 형태(대부분 바구니 안쪽 모양일 것임)의 공간에 맞추어 두껍고 질긴 비닐 천막을 제작해서,
- 그 바구니 안쪽 공간과 비슷한 형태의 비닐 천막을 가두리 양식장 그물 고정시킨 자리에 걸치고 고정시켜서,
- 그 비닐 천막 위로 적조에 오염되지 않은 물을 채워 넣는데, 천막이 그물과 같이 모서리에 튼튼하게 고정된 채로 펼쳐져 있으면 천막 윗부분이 개방되어 있으므로 공기 부력을 받지 않아 천천히 물을 부어넣으면 천막 안의 물이 바깥쪽물과 수평을 이루면서 비닐천막을 계속 밑으로 가라앉으면서 비닐천막이 그물에 닿아서 걸릴 때까지 물을 채워 넣을 수 있고, 그렇게 해서 비닐 천막의 바깥과 안쪽의 수면 높이가 같아지면 가두리 양식장 그물에도 하중도 걸리지 않게 되는데,(이때 비닐 천막을 충분히 여유 있게 하면, 하중은 물의 무게는 걸리지 않고 비닐 천막의 무게만 걸리게 됨)
- 그렇게 해서 그 안에 물고기를 집어넣으면, 물고기들이 코클로디니움 적조로부터 안전하게 되는 것이다.
- 그리고 비닐천막으로 보호되는 물속에 산소발생기를 하나 넣어서 산소를 충분히 발생시키면 보다 많은 물고기를 임시로 넣을 수 있는 것이다.
- 이때, 그 비닐 천막은 천막집에 주문하면 돈 몇 푼 들지 않고 만들 수 있고, 돈을 조금 더 주면 전문가들이 와서 설치까지 해줄 것이고,
- 천막 안에 물을 확실하게 안전한 물을 채워 넣으려면 바닷물이 아닌 민물(담수)을 배로 싣고 오던지 오수로 끌어와서 퍼부어 넣은 다음에 전남 신안에서 오래되지 않은 천일염(소금)을 사다가 녹여서 바닷물과 염도를 맞추면 될 것이고,
- 비닐천막을 가두리 양식장 그물 위로 설치할 때는 모든 틀마다 할 필요 없이 가운데 틀 몇 개만 설치해서, 옆 그물틀에 있는 고기들을 뜰채로 떠서 옮기면 될 것이다.
- 그리고 고기가 한꺼번에 너무 많이 들어갔다 싶으면 산소발생기 2개를 넣어주면 적조가 물러갈 때까지 임시로 물고기를 안전하게 보호할 수 있는 것이다.
- 그렇게 하면, 비닐 천막을 사이에 두고 바깥 물과 안쪽 물의 교류가 안 되지만 온도는 전도(열전달)가 되어서 비닐천막 안의 수온이 크게 올라가지 않을 것으로 생각되고, 만약에 온도가 올라간다 싶으면 얼음 덩어리 몇 개 넣어주면 수량이 제한적이어서 오히려 당분간은 수온관리를 쉽게 할 수 있는 장점도 있다.
- 그리고 이때 비닐 천막이 터져도 그물에 감싸여 있어서 물고기들이 도망간다고 해봐야 도로 그물 안에 갇혀있는 꼴이니까 크게 걱정할 필요가 없고,
- 요새 투명하면서도 질기고 제법 두꺼운 비닐(포장마차 헛유리로 쓰는 비닐) 잘 나오니까 그 정도 비닐이면 고주파로 쏘아놓으면 웬만해서는 터지지 않고,
- 조금 터진다고 해봐야 안쪽 물과 바깥쪽의 수면 높이가 같으면 압력이 거의 같아서 바깥물이 안쪽으로 쉽게 들어올 수 없으니까 크게 걱정할 필요 없고,
- 파도가 조금 인다 싶으면, 파도 반대쪽 비닐을 수면 위보다 조금 높게 구멍을 몇 개 뚫어놓으면 물이 정량이상을 차서 그물이 터지는 사고를 막을 수 있고,
- 만약에 태풍과 같은 큰 파도가 온다고 하면 비닐 천막을 거둬내야 할 것이다. 통째로 떠내려 가버릴 수 있으니까. 그리고 태풍이 온다고 하면, 태풍이 오기 전에 코클로디니움들이 알아서 숨거나 없어질 것이니까 코클로디니움이 없어진 것을 확인한 다음에 비닐천막을 거두어내면 물고기들을 안전하게 보호할 수 있게 될 것이다.
그렇지만 비닐천막으로
적조 피해를 막은 것은 비상조치에 불과하다.
적조가 대량 발생하거나 대량 몰려왔을 때, 적조의 소멸 시까지만 임시방편으로 사용할 수 있는 비상조치에 불과하다는 뜻이다. 그래도 일주일에서 길게는 한 달 정도만 고생하면 2~3년 또는 3~4년 키워야 출하할 수 있는 물고기들을 그동안 키워낸다고 고생한 보람이 헛되지 않을 것이다.
가두리 양식장 사업은 -
6년을 키워야 상품의 인삼을 출하할 수 있는 인삼농사와 비교할 수 있다. 월급생활 하는 사람들은 1달에 한번은 월급을 받아야 정상적인 생활이 유지되고, 두 달째 월급을 못 받으면 불화가 생기고, 석 달째 월급이 안 들어오면 생활이 파탄 날 사람들이 부지기수이고, 1년을 넘기면 호적까지 바꿔질 수도 있는 현실이다.
그런데 2년 3년 동안 돈 나오는 것 없이 들어가기만 했고, 이 걱정 저 걱정 다해가면서 온갖 노력과 정성을 다 부어놨는데, 출하를 앞두고 하루아침에 물고기들이 숨을 못 쉬어서 경련을 일으키고 몸들 뒤틀다가 떼죽음을 당해서, 떠오르자 썩어들기 시작하는 여름날 뜨거운 뙤약볕에 아래 허연 배를 뒤집고 둥둥 떠오르면 그 아픔을 누가 알리요? 모쪼록 나의 제안이 가두리 양식장 사장님들께 실질적인 도움이 되기를 바라는 마음, 간절하다.
부산 해운대에서
윤승환 올립니다.
아래 글은 저의 주장일 뿐
완벽하다고 말씀드리지 않겠습니다.
다만, 참고하시기를.......
[적조]
물에 영양분이 많아지고 온도도 맞을 때 그 영양분을 먹고사는 플랑크톤 조류가 대량 번식하여 물색이 그 조류의 색깔과 같은 색조를 띠게 되는데, 민물에서는 녹색을 띠는 녹조가 대부분이고 바다에서는 붉은색이나 갈색이나 검붉은 색을 띠는 적조가 대부분이다.
적조 생물의 대량번식은 공기 중에 습기를 많이 포함하는 더운 여름철(온도)에 그늘진 곳에 음식물(영양분)을 남겨놓을 때 곰팡이가 달라붙어 짧은 시간에 번식하는 원리와 비슷하다. 공기 중에서는 곰팡이의 균사가 온도와 습도와 영양분이 맞아서 달라붙었다가 대량 번식하는 것이고, 바다에서는 조류가 온도와 영양분이 맞아서 대량 번식하는 것이다.
여기서 분명히 알고 넘어갈 것은 육지의 공기 중에 곰팡이나 바닷물 속의 조류가 처음부터 그렇게 숫자가 많은 것이 아니라 짧은 순간에 새끼를 친다(번식, 분화)는 것이다.
[플랑크톤]
플랑크톤이란 자체적인 이동능력이 전혀 없거나 거의 못해서 물속에 떠서 모여 사는(군집) 생활을 하는 부유생물이다. 플랑크톤은 ‘방랑자, 방랑당하는 자’라는 뜻의 그리스어 planktos에서 따온 것으로 1887년 독일의 V.헨젠이 처음으로 이름을 붙인 것이다.
플랑크톤에는 ‘플랑크톤으로 태어나서 플랑크톤으로 살다가 플랑크톤으로 죽는’ 규조류·남조류·녹조류·편모조류, 요각류(橈脚類;갑각류)·모악류(毛顎類;화살벌레 등)와 같은 종생플랑크톤과 ‘플랑크톤 형태로 태어나서 물고기나 조개류로 성장하는’ 굴 포자, 장어새끼, 문어새끼 등과 같이 새끼 때만 일시적으로 유영생활을 하는 플랑크톤이 있다.
플랑크톤에는 식물성 플랑크톤과 동물성 플랑크톤이 있는데, 물속에서 생명이 없는 무기물 결정(영양분 덩어리, 고체일 수도 있고 액체일 수도 있음)을 주워 먹거나 빨아먹는 것을 식물성 플랑크톤이라고 하고, 식물성 플랑크톤을 잡아먹는 것을 동물성 플랑크톤이라고 한다.
규조류 · 남조류 · 녹조류 · 편모조류는 식물성 플랑크톤에 속하고, 요각류(橈脚類;갑각류) · 모악류(毛顎類; 화살벌레 등)와 어패류의 부화된 알 또는 치어들이 동물성 플랑크톤에 속한다.
그리고 플랑크톤 중에는 식물성과 동물성의 성격을 동시에 같이 가지고 있는 플랑크톤이 있는데, 그 대표적인 예가 편모조류이다. 학자들에 따라 편모조류를 식물성 플랑크톤 또는 동물성 플랑크톤으로 구분하기도 한다.
규조류 · 남조류 · 녹조류 · 편모조류와 같은 식물성 플랑크톤들은 광합성작용을 한다. 식물성 플랑크톤은 물속에서 영양분을 섭취한 다음 햇볕을 받아 탄소동화작용을 하면서 몸체를 구성한다는 것이고, 이산화탄소를 빨아들이고 산소를 내놓는다는 것이다.
편모조류를 식물성 플랑크톤 또는 동물성 플랑크톤이라고 하는 이유는 편모조류가 식물성플랑크톤만이 할 수 있는 광합성작용을 하기도 하고, 동물성 플랑크톤만이 할 수 있는 식물성 플랑크톤을 잡아먹기도 하기 때문이다.
[ 인 ]
민물에서는 보통 녹색조류가 번성하여 녹색의 색조를 띠는 녹조로 나타나고, 바닷물에서는 붉은색 계통의 적색의 색조를 띠는 적조로 나타나는 이유는 민물에서는 대부분 푸른색 계통의 녹조류나 남조류가 번성하기 때문이고, 바다에서는 붉은색 계통의 카로티노이드라는 색소를 가진 편모조류가 번성하기 때문이다.
근래 들어 학계에서는 (대부분 따뜻한) 물속에 영양분이 풍부해져서 조류가 번성하여 물빛의 색조를 바꾸는 녹조, 남조, 황조, 적조 등을 통 털어서 적조라고 일괄적으로 부르는 추세이다.
육지의 민들에서 생기는 대부분의 녹조는 질소와 인(P) 성분이 주원인데 그 중에서도 인 성분의 비중이 크고, 시골이나 대도시 위의 수계에서는 녹조의 주원이 비료 때문이고 대도시 아랫부분 물에서는 녹조의 주원인이 산업용 인과 비누 샴푸 퐁퐁 같은 세제에서 나오는 인 성분 때문이다.
이때 질소보다 인이 녹조에 영향력을 크게 미치는 이유는 질소 성분은 물속에서도 기체로 변환하여 공기 중으로 날아갈 수 있는데 반하여, 인(P) 성분은 물속에서 기체로 변환이 사실상 어렵고(불가능하고) 인은 물속에서는 액체나 고체 상태로만 존재할 수 있기 때문이다. 쉽게 말해서 사람이 질소를 하수구나 냇물에 버려도 시간이 지나면 질소는 날아가서 물속에 남아있지 않을 수 있는데, 인은 물속에 남아있을 수밖에 없다는 것이다. 이와 같이 인이 물속에서 기체로 변할 수 없는 성질 때문에 쉽게 변하지 못하는 것을 ‘인은 순환이 길다’고 말한다.
그래서 한번 물에 녹은 인(P)은 그 물이 마르지 않은 이상 농수로와 하수구를 타고 강물에 섞여서 바다로 흘러들 수밖에 없고, 바다에 녹아들어간 인은 적조에 크게 영향을 미친다.
인은 적조뿐만 아니라
수산화칼슘과의 결합 반응 능력 때문에
백화현상에도 대단히 큰 영향을 미친다.
상식적으로는 이산화탄소가 ‘온도가 낮을수록 물에 잘 녹고, 압력이 높을수록 물에 잘 녹는’ 성질 때문에 계절이 겨울에서 여름으로 바뀌면서 바닷물의 온도가 높아질수록 바닷물에 탄산칼슘(석회가루)이 석출되는 양이 많아져서 백화현상이 심해져야 정상인데, 겨울이 끝나고 3~4월에 심해졌던 백화현상이 5월경부터 석회가 녹아 없어져서 눈에 안 보이기 시작하는 것은 바로 인(P) 때문이다.
봄에 날이 풀리면 농사를 위해서 논밭에 비료를 뿌리고, 사람들의 활동이 많아지면서 땀 때문에 세탁 목욕 등 세제 사용이 많아지는데, 비료와 세제에 들어 있던 인 성분(인산)이 5월경부터 많이 내리기 시작하는 빗물과 도시의 하수구를 타고 바다로 흘러들어서, 바다에서 인산과 석회수(수산화칼슘 또는 중탄산칼슘)가 만나서 인산칼슘 수용액으로 녹아서 바닷물 속에 분산되어버리기 때문에 5월경부터는 연근해 바다에서 백화현상이 없어지는 것처럼 보이는 것이다.
그러다가 가을이 끝나고 강수량과 하수구로 유입되는 물의 양이 적어지면서 인의 유입량이 줄어들어 차가운 겨울 바닷물 속에서 석회수(수산화칼슘 또는 중탄산칼슘)가 농축되는 것이고, 그러다가 바닷물의 수온이 올라가기 시작하는 3월경부터 과포화 상태의 석회수들이 고체인 탄산칼슘으로 석출되는 것이다.
그리고 다시 5월경부터는 비료와 세제의 유입에 따른 인의 유입량 증가로 3~4월 동안 하얗게 꽃을 피웠던 석회들이 인산칼슘으로 녹아서 바닷물 속에 분산되는 과정을 반복하게 된다.
그러면서, 이러한 과정이 반복되는 가운데 연근해 바닷물 속에서는 계속 인과 석회의 농도는 높아지는 것이다.
[종족번식은 생명체의 본능이다]
적조는 육지의 공기 중의 곰팡이나 박테리아와 같이 자연계에 참으로 유용한 것이다. 만약에 육지의 공기 중에 곰팡이나 박테리아가 없다면 어떻게 되겠는가? 살아있는 것들이 죽어있는 것들 속에서 살아야 할 것이다. 죽어있는 것들이 어마어마하게 더 많을 것이고. 그렇지 않은 것은 곰팡이나 박테리아가 죽어있는 것들을 소화하기 쉽도록 섞여서 먹고, 물러지게 해서 그 물이 땅속에 스며들어서 풀이나 나무도 같이 먹게 하고, 그것들을 다시 작은 곤충들이 잡아먹고, 또 동물들이 잡아먹고....... 더 큰 동물들이 또 잡아먹고....... 순환하기 때문에 자연계가 생생하게 살아있는 것이다.
바다에서도 마찬가지다. 수많은 영양분들이 바다로 흘러들면 그것을 먹어 치워주는 것들이 있어야 바다가 깨끗하게 유지될 수 있다. 세상에서 제일 더러운 것이 영양가 풍부한 것들이 나뒹구는 것인데, 그것을 먹을 만한 것들이 먹어주면 살아있는 자연이 되는 것이다. 바다에서는 플랑크톤 같은 조류가 그 역할을 한다.
그리고 영양분이 한꺼번에 바다로 많이 흘러들었을 때 조류가 한꺼번에 그것을 먹어치운다고 갑자기 번성하는 것이 적조다. 그러다가 먹을거리가 줄거나 떨어지면 죽은 것 같이 몸체를 줄여서 포자상태로 휴면기에 들어가는 것이다.
바다에서 플랑크톤 조류가 번성하는
적조는 옛날부터 있었다.
이것은 우리가 1980년대 이전에 화학비료를 많이 사용하지 않을 때, 장마철에 물이 찬 거의 대부분의 논에 개구리풀이 떠올라서 수면 위를 덮는 것과 같은 이치이다. 개구리풀이 장마철에 온도와 영양분이 풍부한 물이 있을 것을 알고서 ‘씨로 몸체를 줄이고 있다가’ 조건이 맞으니까 한꺼번에 번성한 것인데, 적조를 일으키는 플랑크톤 조류도 온도와 먹을 것이 풍부해지자 ‘바다 밑에 포자(씨주머니, 종자)상태로 죽은 것 같이 휴면기 상태로 있다가’ 떠올라서 몸체를 키우고 순식간에 기하급수적으로 새끼를 치면서 번식하여 종족유지를 하는 것이다.
플랑크톤 조류는 그렇게 종족을 번식해오면서 지구의 바다를 깨끗하게 하고, 지구의 이산화탄소를 흡수하고 산소를 만들어내고, 영양가 덩어리인 자기 몸으로는 수많은 어패류에게 먹이를 공급해왔는데, 피라미드 먹이사슬을 유지할 수밖에 없는 자연의 섭리대로 그 개체 수가 육지에 초식동물의 개체수가 많은 것과 같이 바다에도 식물성 플랑크톤이 많고, 우리나라와 같이 강수량과 4계절의 온도 차이가 뚜렷한 온대지방의 경우 조류의 출현 번식 시기는 대부분 장마철 이후부터 바닷물이 차지는 가을 이전까지의 기간이었다. 여름철 우기가 끝나고 가을이 되면서 강물을 타고 들어오는 먹이가 적어지고 날씨가 추워지면 포자 상태로 가라앉아 휴면기에 들어가는 것이다.
이것은 개구리풀, 제비, 나비, 잠자리, 모기, 곰팡이.......등 육지의 자연계 생물들의 종족번식과 같은 원리이다. 육지의 한해살이풀들은 겨울동안 덜 먹고 안 먹고도 살 수 있는 씨로 있다가 날이 따뜻해지는 봄이 오면 싹을 틔우고 빗물에 높은 곳(山)으로부터 많은 영양분이 씻겨 내려오는 여름철에 무성하게 번성하면서 최대한 오래 살 수 있을 만큼 오래 살다가 가을에 다시 ‘최소한의 에너지 소비로도 버틸 수 있는 몸체인’ 씨로 돌아가서 다음 세대의 종족을 유지하고, 한해살이동물들도 가장 살기 좋고 가장 먹이가 풍부할 때 최대한 무성하게 번성했다가 날씨가 추워지고 먹을 것들이 부족해지면 마찬가지로 최소한의 에너지만으로도 다음 세대를 기약할 수 있는 알로 돌아가서 다음 세대의 종족번식을 기약한다. 우리나라와 같이 사계절이 분명한 온대지방의 바다에서 적조를 일으키는 플랑크톤 조류들도 마찬가지라는 것이다.
플랑크톤 조류는 부정적인 이미지가 가두리 양식장에 피해를 주는 적조이고, 긍정적인 이미지는 영양염류가 풍부한 어장이다. 적조가 사람한테 직접적인 피해를 주기 전까지만 해도 플랑크톤 조류 즉, 영양염류가 풍부한 지역을 황금어장이라고 했다. 그 대표적인 해역들이 강 하류 지역이다. 예를 들면 낙동강, 섬진강, 한강, 금강........ 하구와 같은 지역들이다.
그런데, 지금은 이런 강의 하류지역들이 적조다발지역으로 바뀌고 말았는데, 특히 낙동강 하류의 부유물이 모이는 진해만과 섬진강 하류의 부유물이 모이는 여수와 남해 앞바다와, 여수 앞바다 옆에 고흥 나로도 동쪽 바다와 섬진강과 낙동강 사이에 있는 통영과 거제 앞바다가 대표적인 곳들이다.
[적조와 백화현상 발생지는 겹친다]
그리고 이들 해역은 수심 낮은 다도해 지역으로 백화현상이 나타나는 곳이다. 그러니까 적조가 나타나는 지역이 백화현상이 나타나는 지역과 거의 일치한다는 것을 알 수 있는데, 적조가 나타나는 지역이 백화현상이 나타나는 지역보다 넓고 바다 가운데 부분이다. 그 이유는 플랑크톤 조류가 서해와 같이 심한 뻘물이 일지 않는 어느 정도의 돌밭이 있는 조용한 내만 바다 밑의 돌에 달라붙어 포자 상태로 휴면기를 취하고, 백화현상은 갯바위나 갯바위 앞에 바위에서만 시각적으로 확인할 수 있는데, 적조생물인 플랑크톤 조류는 물에 떠다니는 생물로 조류를 타고 움직일 수 있기 때문이다.
그런데, 한강 하류 해역은 서울과 수도권의 수많은 더 엄청난 부유물이 몰려드는데도 적조가 거의 나타나지 않는 이유는 앞에 [백화현상]에서도 이야기한 것처럼 조금(음력 초하루) 사리와 보름(음력 열닷새) 사리를 전후해서 한 달에 두 번 이상 일어나는 서해안 갯벌의 뻘물 덕분이다. 금강하구와 영산강 하구도 마찬가지다. 이것은 적조발생 시 황토 살포를 생각하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
[1980년대까지만 해도 피해 없는 규조류 적조]
우리나라에서는 1980년대까지만 해도 적조가 양식장의 물고기들한테 직접적인 피해를 거의 주지 않았는데, 1980년대까지만 해도 우리나라 연근해에서 플랑크톤 조류가 발생시키는 적조의 대부분이 규조류에 의한 적조였기 때문이다.
규조류에 의한 적조는 피해가 없는 이유는 규조류 적조생물(플랑크톤)은 ‘지금까지 진화해 온 것처럼’ 거의 자연 상태(또는 자연 상태와 가까운) 먹이들을 먹고 살았기 때문에 규조류 적조생물을 잡아먹은 어패류들도 죽지 않았던 것이다.
규조류는 -
살아서는 붉은색 계통의 황갈색을 띠는 단세포 플랑크톤 조류인데, 물고기와 조개류에게 대단히 중요한 먹이이고, 굴의 먹이도 대부분 규조류이고, 규조류가 죽어서 가라앉아 쌓인 퇴적층이 규조토이다.
규조토는 -
규조류 죽은 껍데기들이 퇴적된 것으로, 규조석은 돌치고는 단단하지 않고 연하고, 가볍고, 미세한 구멍이 많은데, 그 덕분에 공업용 여과기와 흡착제로 많이 사용되는 돌이다. 여러분들 중에서도 본 적이 있을 것이다. 발바닥 죽은 살 미는 떼밀이 돌 중에서 화산석도 아닌 것이 작은 구멍들이 뽕뽕 나있고 석회석도 아닌 것이 가벼운 돌이 있을 것인데, 그것이 규조토로 만든 것이다.
규조토의 성분은 90% 이상이 실리카(SiO2=규산무수질=이산화규산)인데, 실리카는 규사 모래에 가장 많이 들어있는 성분이다. 그러니까 규조류가 죽기 전에 거의 모래 성분을 먹고 살았다는 것을 알 수 있다. 미세한 흙가루 속에서 녹아나온 규산염(결정, 분자) 이온을 섭취하면서 살았다는 것이다. 실제로 규조류는 죽기 전까지 단단한 규산질 껍데기를 이루고 있다.
우리나라는 1960~1970년대부터
본격적으로 콘크리트 도시들이 세워지기 시작했는데 -
낙동강 유역인 부산과 대구에서도 1970년대 초반부터는 본격적으로 콘크리트 도시들의 규모가 커졌는데, 그러면 시멘트를 만들 때 점토 성분에 들어있던 ‘시멘트 성분의 23%에 해당하는’ 실리카(SiO2)도 콜로이드 상태의 규산칼슘수화물(3CaO.2SiO2.3H2O)이 되어 바다에 흘러들 수밖에 없어서 규조류들이 규산칼슘수화물을 섭취했을 것이다.
그래도 규조류들이 번성한 규조류 적조는 물고기들한테 피해를 주지 않은 것은 규산칼슘수화물(3CaO.2SiO2.3H2O)이 비교적 친환경적인 성격을 가지고 있기 때문으로 여겨진다.
[코클로디니움 적조의 숨 막히는 피해]
그런데, 1982년부터 우리나라에서 코클로디니움(Cochlodinium)이라는 편모조류 적조가 처음 발견된 이후로 지금까지 막대한 피해를 입히고 있다.
먼저 뉴스에 나온 코클로디니움 적조에 대한 동영상을 보시라.
2003.9.6. SBS 뉴스 -
위 동영상을 보면, 현미경으로 관찰한 코클로디니움이란 조류가 한 마리 또는 8마리 정도로 길게 붙어서 빙빙 돌고 있고, 점액질이 있는 코클로디니움이 물고기의 아가미에 가득 붙어서 물고기가 숨을 못 쉬게 하여 1시간 안에 물고기를 죽이는 것을 알 수 있다.
2004.3. 24. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=052&article_id=0000031174
위 동영상을 보면 식물성 플랑크톤인 콜로디니움이 식물성 플랑크톤을 잡아먹는 동물성 플랑크톤의 성질도 가지고 있다는 것을 알 수 있다.
2005.8.2. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=052&article_id=0000086566
위 동영상을 보면 코크로디니움의 개체수가 많아졌을 때 피해를 입히고, 코클로디니움 적조가 전라남도 쪽 바다에서 경상남도 쪽 바다로 넓어지고 있는데 코클로디니움이 조류를 타고 이동한다는 것을 알 수 있고, 코크로디니움이 비가 내려서 육지로부터 영양분이 많이 들어오고 햇볕이 좋을수록 크게 번성할 수 있다는 것을 알 수 있는데, 햇볕이 좋을수록 번성한다는 것은 코클로디니움도 다른 식물성 플랑크톤들과 마찬가지로 광합성작용을 하고 있다는 것을 알 수 있다.
2004.8.6. SBS 뉴스-
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=055&article_id=0000026116
위 동영상을 보면 몇 년을 키워야 상품가치가 있는 물고기를 출하를 할 수 가두리 양식장 사장들한테 1시간 안에 물고기들을 몰살시킬 수 있는 코클로디니움 적조가 공포의 대상이고, 코클로디니움을 황토가루에 묻혀서 가라앉혀버리려고 안간힘을 다해서 황토를 뿌리고 있는 것을 볼 수 있다.
2007.8.10. SBS 뉴스 -
http://blog.daum.net/theword1472/13443448
위 동영상을 보면, 작년 여름에 국지적으로 내린 게릴라성 호우로 섬진강을 통해서 영양분들이 떠내려오자 섬진강 아래에 있는 여수 앞바다에서 코클로디니움 적조가 발생했는데, 청정지역 갯바위 해역에서 진화해서 아가미의 필터 기능이 약한 돌돔이 먼저 죽었고, 그 뒤를 이어 갯벌지대의 암반지대에 서식하는 우럭도 따라 죽는 것을 확인할 수 있다.
2007.8.18. SBS 뉴스 -
위 동영상을 보면, 여수에서 적조가 발생하자 그 옆에 통영에 있는 가두리 양식장 사장이 통영에도 적조 피해를 입을 것을 걱정하면서, 말쥐치가 적조에 약해서 쉽게 죽을 수 있다고 걱정하고 있다. 말쥐치도 돌돔과 같이 암벽지대의 청정해역에서 진화해온 물고기라 아가미의 필터 기능이 약한 것이다.
2007. 9.28. YTN 뉴스 -
위 동영상을 보면, 전남 여수 앞바다에서 코클로디니움 적조가 먼저 발생했고, 그 이후에 비가 많이 온 후에 경남 남해 통영 앞바다에서 코클로디니움 적조가 번성해서 남해안 일대의 가두리 양식장 물고기들이 전멸에 가깝게 몰살을 당했고, 물고기들이 죽은 이유가 코클로디니움이 물고기의 아가미에 달라붙어 숨을 못쉬게 하여 물고기들이 죽었다는 것을 알 수 있다.
2008.1.18. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?office_id=052&article_id=0000181942§ion_id=102
위 동영상을 보면, 코클로디니움 적조로 물고기들이 죽는 것은 생물학적인 것이기 때문에 원인 규명이 어렵고, 실제로 국립수산과학원에서도 미생물의 1%만 알고 99% 모른다고 하고, 물고기들이 떼죽음 하는 이유가 유전자 인지 아니면 감염을 일으키는 곰팡이 유전자 인지, 세균 인지, 바이러스의 유전자인지를 동정을 하겠다고 하면서........ 국립수산과학원에서도 물고기 떼죽음 원인을 모르고 있다는 것을 밝히고 있다.
[코클로디니움 적조의 기록]
국립수산과학원(수산진흥원)의 기록에 의하면,
코클로디니움은 -
- 1964년 북미 대서양연안의 Bargat만 및 미국의 캘리포니아 연안등지에서 적조를 일으켰고,
- 1983년 일본의 Harima nada만과 일본구조 Yatsushiro만에서 대규모 적조를 일으켜 양식방어와 돔의 대량피해를 일으켰는데,
우리나라에서는 -
- 1982년 9월 낙동강 물이 바로 유입되는 부산 가덕도 동부 연안과 거제 칠천도에서 코클로디니움(Cochlodinium)이라는 편모조류 적조가 처음 발견된 이후로,
- 1984년 9월 당동만 및 남해군 남면 지선에서 농도 1,000~2,000마리/ml의 적조를 일으켰으나 큰 피해는 없었고,
- 1989년 통영군 산양면 학림도와 연대도, 사량면 읍덕 지선에서 농도 1,400~1,800 마리/ml의 적조가 발생하여 어류폐사 피해를 일으켰고
- 1990년도 9월에는 남해군 삼동면과 이동면에 2000 마리/ml의 적조가 발생했고,
- 1991년에는 거제군 고현만, 남해군 삼동면과 미조면에서 밀도 3000마리/ml의 적조가 발생하였고,
- 1992년 통영 해역에서 적조 피해를 입혔고,
- 1993년 통영 해역에서 적조 피해를 입혔고,
- 1994년 통영 해역에서 적조 피해를 입혔다.
고 한다.
[코클로디니움 발생 해역의 분석]
이상 코클로디니움 적조 발생 기록들은 -
- 구미-대구-부산을 잇는 낙동강 하구 해역에서 코클로디니움 적조가 가장 먼저 발생했고,
- 다음으로 발전하기 시작한 광양시의 물이 흘러드는 바로 밑에 남해 남면 바다와 광양시와 사천시에서 흘러드는 물이 만나는 남해 삼동-미조-이동 앞바다에서 발생했고,
- 그 다음에는 또 발전하기 시작한 거제 고현 앞바다에서 발생했고,
- 그 다음에는 발전하기 시작한 통영 앞바다로 이어졌다.
는 것을 알 수 있다.
여기서 발전했다는 것은 그 지역들에 광양제철소나 옥포조선소가 세워지면서 그 근처에 아파트와 같은 대규모 콘크리트 건축 구조물들 들어섰다는 것이다.
나는 코클로디니움의 등장과 번성이 콘크리트 시멘트에서 나오는 석회 성분과 ‘한번 물에 녹아들면 휘발성이 없어서’ 순환 주기가 긴 인(원소기호 P)과 결합한 인산염 수화물인 인산석회[=인산2수소칼슘=과인산염= Ca(H2PO4)2] 때문이라고 본다. 인산석회[Ca(H2PO4)2]는 가장 널리 쓰이는 ‘물에 녹는 수용성의’ 인산염 비료이기도 하다.
아래, 적조 발생 해역의 위성사진들을 보라.
▲ 우리나라 최초 발견 1982년 9월 가덕도 동편 콜로디니움 적조 발생. 낙동강 하구 아래에서 물이 맑아지기 시작하는 해역이다. 낙동강 하구 바로 아래에서는 적조가 생기지 않은 이유는 뻘물 때문이다.
▲ 1984년 남해 앞바다 적조. 섬진강 하구 아래에 같이 있으면서도 여수 쪽보다도 남해 남면 아래에 적조가 생긴 것은 여수 쪽 바다와 같은 뻘물이 없어서이고, 동쪽의 삼동면과 미조 앞바다는 사천 쪽에서의 석회수 유입 때문이다.
▲ 1991년 거제 고현 앞바다 코클로디니움 적조. 거제 고현에도 대규모 아파트들이 들어섰다.
▲ 1992,1993,1994년 통영 앞바다 코클로디니움 적조. 통영도 아파트가 들어서는 등 콘크리트 도시 형태를 갖추었다.
이상은 우리나라에서 구미-대구-부산과 같은 콘크리트 도시화가 빠른 낙동강 수계 하류와 남해동부 연안의 콘크리트 도시 형성에 따른 석회수와 인의 유입에 의한 코클로디니움 적조의 초기 발생 지역과 순서를 보여준다.
인은 논밭에 뿌리는 비료와 산업단지의 공장과 가정에서 쓰는 비누-샴퓨-퐁퐁 같은 세제에서도 나와 물을 타고 바다로 흘러 들어오고, 대규모 아파트나 신도시가 들어서면 가정용 세제에서 나오는 인의 양이 많아지고, 가두리 양식장 그물 밑에도 물고기 사료들에 섞인 뼈 가루에서 나온 인이 쌓인다.
[1995년 이후 고흥 나로도 동쪽 해역에서 첫 적조 발생]
그런데, 1995년에는 8월 29일 전남 고흥군에서 코클로디니움이 발견된 이후로 남해안 거의 모든 지역과 동해안 울진까지 적조가 발생하여 우리나라 최대의 어패류를 몰사시키는 피해를 입혔다.
(1995.7.23. 여수 소리도 맨 남쪽 대룡단에서 동쪽으로 8km 떨어진 작도에서 씨프린스호가 좌초되어 기름을 바다 속으로 가라앉혀버리려고 많은 유화제를 뿌린 것으로 아는데, 유화제에 대한 정보가 없어서 시프린스호의 좌초와 그 직후에 1995년 9월에 발생한 엄청난 적조피해를 연관시켜 단정하기 어렵고, 그 이후로 1996년부터 2007년까지의 전체적인 코클로디니움 적조 발생 자료들을 봐서는 씨프린스호 기름유출과는 별개로 코클로디니움이 번성한다는 결론을 내렸다.)
그리고 1995년 이후로는 전남 고흥 나로도 동쪽 바다가 거의 매년 우리나라 코클로디니움 최초 발생지가 되다시피 하고 있다. 1995년 이후로 언론에 나타난 년도별 코클로디니움의 최초 발생 해역 내용들은 아래 뉴스들과 같다.
1997.8.24. 전남 고흥 나로도 연안에서 첫 적조 발생 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=001&oid=015&aid=0000055129
2000-09-02 전남 고흥 나로도 동쪽에서 첫 적조 발생 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=001&aid=0000024314
2002.8.2. 전남 고흥 나로도에서 첫 코클로디니움 적조 발생 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=110&oid=015&aid=0000539439
2004.8.5. 경남 거제해역에서 첫 코클로디니움 적조 발생 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=020&aid=0000199807
2005.7.20. 전남 고흥 나로도에서 첫 코클로디니움 적조 발생
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=022&aid=0000112022
2006.08.7. 전남 고흥 나로도와 여수 앞바다 첫 코클로디니움 적조 주의보 -
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=022&aid=0000112022
2007.7.31. 전남 고흥 나로도 첫 코클로디니움 적조 발생.
http://imnews.imbc.com/replay/nwtoday/article/2053696_2710.html
[코클로디니움]
코클로드니움이란 적조 생물은 편모조류에 속하고, 편모조류 중에서도 쌍편모조류에 속한다고 일반적으로 알려져 있다.
조류(藻類, algae) 란 -
- 보통 1개의 핵을 가진 단세포생물인 원생생물계에 속하면서 세포에 막으로 싸인 핵을 가진 진핵생물인데,
- 조류 중에서 편모류(편모조류)는 원생동물이기도 하고 원시적인 식물이기도 하면서 동물과 식물의 성격을 동시에 가지고 있고,
- 편모조류에는 동물성 플랑크톤인 편모충류도 포함되고,
- 지구상에 2만 5,000종의 조류가 있는데,
- 그 크기는 3㎛ 정도의 작은 단세포 편모충류(鞭毛蟲類)로부터 3~4미터에 이르는 미역과 다시마와 같은 해조류와 더 크게는 62m에 이르는 잎 모양의 켈프(kelp)와 같은 해조류까지 있고,
- 조류는 광합성작용을 하고, 모양새(형태적으로)는 잎·줄기·뿌리를 갖추었지만 기능적으로는 관다발계가 없어서 잎·줄기·뿌리를 구분할 수 없고,
- 포자(씨주머니)로 번식한다.
편모(鞭毛)란-
몸체에서 뻗어 나온 ‘손발과 입의 역할을 하는 기다란 관(줄기) 같은’ 털(위족)이 하나라는 뜻인데, 이해하기 쉽게 크게 생각해서 보면 개불의 주둥이와 비슷하고,
와(渦)는 -
소용돌이와 같이 빙빙 돈다는 뜻이고,
쌍(雙)은 -
같거나 비슷한 것이 두 개라는 뜻인데,
그러니까 쌍편모는 -
기다란 털(손발과 입의 역할)이 2개라는 뜻으로, 그 모양새를 이해하기 쉽게 생각하면 대합이나 바지락 같은 조개가 두 개의 튀어나온 위족을 가진 것과 비슷하다.
이상을 정리하면
와쌍편모조류인 코클로디니움은 -
뺑뺑 도는 습성이 있고, 다른 편모들은 대부분 손발과 입의 역할을 하는 기다란 관이 하나인데 2개인 것으로 보아 입과 항문이 구분되어 있다는 것을 짐작할 수 있고, 다른 편모들보다 진화된 편모조류이고 공격적이라는 것을 짐작할 수 있다.
이 정도의 개념을 잡고,
위에서 봤던 동영상들을 2개를 다시 한 번 보자.
2003.9.6. SBS 뉴스 -
2004.3. 24. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=052&article_id=0000031174
동영상을 보니까 코클로디니움이 -
정말로 빙빙 돌고 있는데, 현미경으로 확대해서 본 것이니까 실제로는 그 도는 둘레가 0.1m 정도도 안 되는 범위일 수 있고, 다리 2개가 잘 보이는 것은 워낙 작은 놈이라 덜 확대해서 그런데 더 크게 하면 가는 실 같은 다리 2개가 진짜로 있고, 코크로디니움이 다른 식물성 플랑크톤들을 잡아먹고 있다. 노란 놈도 잡아먹고 퍼런 놈도 잡아먹는 것으로 보아 코클로디니움은 ‘진화된 2개나 있는 발’을 이용해서 오징어나 문어와 같은 두족류가 먹이를 잡아먹는 것과 비슷한 방법으로 다른 식물성 플랑크톤들을 잡아먹을 것이란 것을 짐작이 된다.
어마어마한 숫자로 번식하는 코클로디니움이 다른 식물성플랑크톤을 잡아먹는다는 것은 코클로디니움이 번식하는 해역에서는 다른 식물성플랑크톤이 번성할 수 없다는 것을 짐작할 수 있다. 영양염류가 부족하면 코클로디니움이 다른 식물성플랑크톤들을 사냥 나설 것이고, 다른 식물성 플랑크톤이 어마어마하게 번식하면 코클로디니움도 어마어마하게 번식해서 잡아먹어버릴 것이다.
플랑크톤은 부유물로 영양염류가 많이 유입됐을 때 순간적으로 번식했다가 먹이가 없어지면 다시 포자상태로 돌아가서 적조가 가라앉는(없어지는) 것인데, 홍수 등으로 영양염류가 갑자기 몰려 들어와서 다른 식물성 플랑크톤이 코클로디니움과 먹이 경쟁을 해서 같이 번식한다고 해도 먹이감(영양염류)이 떨어지면 코클로디니움은 다른 식물서플랑크톤들을 잡아먹고 더 이상의 먹이가 없을 때야 수면 아래로 가라앉을 것이라고 본다.
이것은 ‘순식간에 어마어마하게 번식할 수 있는’ 코크로디니움이라는 강적이 버티고 있는 한 다른 식물성플랑크톤이 대량 번식하기 어렵고, 폭우 등으로 많은 영양염류가 ‘플랑크톤들의 포자들이 휴면할 수 있는’ 조용한 내만으로 들어와서 처치 곤란할 정도로 먹이가 많아질 때 다른 식물성 플랑크톤들이 코클로디니움과 경쟁을 해서 같이 대량번식을 한다고 해도 먹이가 떨어지는 순간부터 코클로디니움에 잡혀 먹히기 시작하여, 코클로디니움보다 늦게 번성하고 빨리 사그라질 수밖에 없어서, 사실상 코클로디니움이 번성하는 연안에는 다른 식물성플랑크톤이 대량번식하는 적조를 이룰 수 없는 결과가 될 것이다.
나는 이러한 이유 때문에 코클로디니움이 나타난 이후로, 1995년 이후로는 우리나라 연안 바다에서 코클로디니움과의 세력경쟁에서 밀린 다른 식물성 플랑크톤(대부분 규조류)들이 ‘대량 번식하는’ 적조가 나타날 수 없는 것이라고 본다.
그리고 위 두 개의 동영상에서-
- SBS 동영상에 코클리디니움은 기차같이 길쭉한 것들이 돌고 있고,
- YTN 코클리디니움은 작고 많은 동그란 것들이 부지런히 헤엄을 치고 있다.
YTN의 동그란 것들은 코클로디니움이 단독생활을 하는 것이고, SBS의 길쭉하게 돌고 있는 것들은 코클로디니움들 8마리가 군체를 이루어 아메바 운동을 하고 있는 것이다. 코클로디니움이 1마리씩 단독생활도 가능하고 8마리 이하 또는 열 몇 마리씩 길게 달라붙어 하나의 몸과 같이 군체를 이루어 생활할 수도 있다는 것이다.
코클로디니움은 단독생활을 할 때 2개의 손발과 입의 역할을 하는 편모가 있고, 군체를 이루어 아메바(amoeba)와 같이 아메바 운동을 할 때는 편모가 떨어져나가고 헛발이라고 하는 위족을 사용하여 식물성 플랑크톤을 잡아먹거나 수용액 상태의 영양분을 빨아들인다.
위족이란 아메바의 몸 세포에서 일시적으로 튀어나온 돌기인데, 필요할 때만 부풀리는 것 같고, 돌기같이 튀어나온 위족은 물고기의 지느러미와 같이 유영을 돕고 문어의 발과 같이 먹이를 잡아내는 역할을 한다고 생각된다.
그리고 한 마리씩 살고 있던 코클로디니움이 8마리 정도로 달라붙어 하나의 군체를 이룰 수 있는 것은 끈끈이 점액인 한천질(우뭇가사리와 같이 끈적끈적한 점액질, 콜로이드) 덕분이다. 이 끈끈이 점액질의 성분 분석과 공급원을 찾는 것도 코클로디니움 적조를 이해하는데 빼놓을 수 없을 것이다.
[코클로디니움의 아메바 운동]
코클로디니움의 왕성한 번식력을 이해하기 위해서는 아메바 운동을 알아야 한다.
아메바는 위족(僞足)으로 움직이는 원생동물의 일종 또는 다른 동식물의 세포로서 아메바 형태의 시기에 있는 상태를 말한다. 코클로디니움이 1개의 핵을 가진 단세포생물인 원생동물이고, 8마리 정도씩 군체를 이루어 아마바 형태를 이루고 있으니까, 군체의 시기에 있는 코클로디니움도 아메바라고 할 수 있는 것이다.
아메바의 몸체는 -
- 표면은 세포막의 일종인 플라스마렘마(Plasma lemma)에 싸여 있는데,
- 내부의 세포질은 비교적 부드러운 끈끈이 점액인 졸(sol) 상태로 쉽게 움직일 수 있는 내질(안쪽질, 속질)과 그 내질을 원통 모양으로 둘러싸는 비교적 단단한 상태의 끈끈이 점액인 겔(gel) 상태의 외질(바깥질, 껍질)로 이루어져 있고,
- 내질은 핵·식포·미토콘드리아·굴절과립·수축포·액포 등을 포함하며,
- 외질은 위족(僞足)의 끝 부분에서 ‘무술하는 사람이 손바닥을 단련하는 것과 같은 원리로 먹이를 강하게 잡을 수 있게’ 내질이 겔화한 것이다.
아베바의 유영 방법은 -
- 외질과 플라스마렘마와의 사이에 투명한 외질의 층을 가지고 있어 4가지 방법(1.세포의 전단과 후단의 졸과 겔의 변환, 2. 선단부의 플라스마렘마의 팽출, 3.내질의 원형질유동, 4.전단부의 플라스마렘마의 부착성)으로 몸을 울룩불룩하게 하면서,
- 꼬리 끝부분에서는 물렁해지는 졸화와 굳어지는 겔화를 반복하며 ‘돌고래의 꼬리 부분의 원리와 같이 위 아래로 퍼덕이면서 강한 추진력으로’ 아메바운동을 하고(위 SBS 동영상을 자세히 보면 확인할 수 있음)
- 이때 지네의 발처럼 (훨씬 짧지만) 양쪽으로 튀어나온 위족들도 위아래로 팔랑팔랑거리면서 물고기의 옆 지느러미와 같은 원리로 유영을 돕는다.
아메바의 먹이 섭취는 -
- 세포내에서 소화를 위하여 세균이나 다른 단세포동물, 또는 식물성 플랑크톤 등을 ‘말미잘이 먹이를 싸는 것과 비슷한 원리와 같이’ 위족으로 감싸고 세포 내로 끌어들여 ‘먹이를 소화하는 세포기관인’ 식포(食胞)를 형성하여 소화시키는 식세포작용(phagocytosis)과
- 바닷물에 녹아있는 수용액상태의 액체영양물을 흡수하는 음세포작용(pinocytosis)을 한다.
이상 [아메바 운동]에 대한 설명들이 위 SBS 동영상에 나온 코클리드니움 군체 상태의 아메바와 맞아 떨어진다. 저 화면을 화면이 선명한 LG나 삼성(SAMSUNG)의 대형 LCD 디지털 텔레비젼에 연결하여 본다면 보다 정확히 알 수 있을 것이다.
그렇다면, 한 마리씩 독자생활을 하던 코클로드니움이 8마리씩 또는 그 이상의 숫자로 아메바로 변하여 아메바 운동을 한다면 다른 식물성 플랑크톤에 대해서 몸체가 훨씬 커지고, 속도도 빨라지고, 지네발처럼 생긴 위족으로 잡아당기고 빨아 당겨서 소화시킬 수 있기 때문에 훨씬 공격적이고 먹이사냥도 효율적이게 될 것이다.
YTN 동영상에서 보는 것처럼 동그란 모양의 코클로드니움(1마리)과 1:1로 붙어도 잡아먹히는 식물성 플랑크톤들이 기차같이 커지고 빙빙 돌면서 포위해서 잡아먹는 코클리드니움 군체(아메바)와 붙어서 살아남는다는 것은 있을 수 없다는 결론이 나온다. 그래서, 우리나라에 코클로드니움이 등장한 이후로 규조류들이 적조를 이루지 못하는 것이다.
코클로디니움 행동양식은 -
- 오전 10시쯤에 표층으로 부상하고 군락(patch)을 형성하다가 오후 4시쯤에 다시 쯤 침강하여 분산한다고 하는데,
- 이것은 코클로디니움이 햇볕이 충분이 쪼일 때만 광합성 작용을 한다는 것을 알게 해주고,
- 이러한 현상은 코클로디니움이 안착할 해역에서 나타나는 현상일 것으로 판단되고,
- 코클로디니움이 수심이 깊지 않은 해역의 내만에서 서식할 것이란 것도 짐작할 수 있게 해준다.
코클로디니움의 성분에 대해서는 -
- 인터넷을 아무리 뒤져봐도 그 성분이 나와 있지 않는데,
- 분명한 것은 코클로디니움이 자체적으로는 독성물질이 없다고 하는데,
코클로디니움 표면의 점액질은 -
- 투명하고,
- 끈적끈적하고
- 물과 알콜에 잘 녹고,
- 물고기의 아기미에 달라붙으면 심한 운동경련과 호흡마비로 물고기들이 죽는다.
코클로디니움 동영상을다시 한 번 보자.
2003.9.6. [물고기 호흡마비 폐사 실험] SBS 뉴스 -
위 동영상에는 코클로디니움 적조 물속에 물고기를 넣자 20분만에 호흡곤란을 일으키고 1시간 안에 모두 죽었는데, 물고기들이 날뛰는 것으로 봐서 건강한 고기가 갑자기 숨구멍이 막혀서 날뛰는 것이다. 오랫동안 아프다가 고생을 많이 한 고기는 비실비실 기우뚱 거리다가 결국 배가 뒤집어져서 죽는데, 저 물고기들은 숨이 막혀 미쳐서 파닥거리다가 그래도 숨구멍이 안 트여서 한순간 뒤집어진 것이다.
2008.1.18. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?office_id=052&article_id=0000181942§ion_id=102
그리고 위 동영상는 올해 초 동영상인데, 국립수산과학원에서 죽은 물고기들의 유전자분석을 해서 폐사원인을 밝혀내겠다고 한다. 이것은 한마디로 잘못된 것이다.
우리나라에서는 1982년에 낙동강 하구 아래 가덕도 동편 바다에서 처음으로 코클로디니움이 발견되고, 그 2년 후인 1984년부터 물고기들이 코클로디니움에 죽기 시작했는데, 벌써 24년 동안 똑같은 원인으로 물고기들이 죽어나가고 있다. 코크로디니움 적조가 나타나면 다른 이유 없이 물고기들이 갑자기 파닥파닥 튀어 오르다가 순식간에 배들 뒤집고 죽어나간 물고기들이 수천만 마리였는데, 그 원인을 분석하지 못하고 죽은 물고기들의 메타게놈 유전자분석을 하겠다는 것이다.
나는 코클로디니움 적조가 올 때마다 국립수산원(과학원)에서 정상적으로 일을 했다면 샘플을 가지고 가서 그 아가미 부분을 뜯어서 세균증식을 시켜봤을 것인데, 24년 동안 단 한 번도 세균증식에 성공하지 못하였을 것이란 생각이 든다. 물고기들이 세균 병균하고는 전혀 관계없이 죽었다는 것이다. 그렇다면 그것은 생물학적 원인이 아니다.
적조가 오면 한 가두리 양식장 안에 물고기들은 전멸 상태로 다 죽어버렸는데, 코클로디니움 적조 시 물고기가 떼죽음 당하는 원인을 죽은 물고기 유전자에서 찾는다는 것은 이치에 맞지 않다. 코클로디니움 적조가 왔을 때 물고기들이 죽은 이유는 생물학적인 원인이 아니고 화학적인 것이고, 시멘트 풀의 원리이다.
이것을 풀기 위해서
코클로디니움에 대한 이해가 더 필요한데,
코클로디니움은 와쌍편모조류 중에서도 와쌍편모충류에 해당한다.
[코클로디니움은 와쌍편모충류]
코클로디니움이 광합성을 한다는 이유 때문에 식물성 풀랑크톤의 성격이 짙은 왕쌍편모조류 계통으로 취급을 하였는데, 코클로디니움은 동물플랑크톤의 대부분을 차지하며 어패류의 천연먹이로 중요한 와쌍편모충류인 것이다.
여기서 충이란 동물성을 뜻한다. 농약에 살균제와 살충제가 있고, 살아 움직이는 비교적 큰 해충을 잡을 때 뿌리는 농약을 살충제라고 하는 것에서 알 수 있듯이, 충(蟲)은 작은 벌레로 동물이다.
그런데도 우리 과학계가 아직까지 코클리디니움이 동물성플랑크톤이라는 개념이 확실하게 정립되지 않은 것 같다.
아래 4년 전 2004.3. 24. YTN 뉴스를 보면-
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?mode=LSS2D&office_id=052&article_id=0000031174
그때까지도 우리나라 과학계가 코클리디니움을 식물성플랑크톤으로 잘못 알고 있었고, 코클리디니움이 식물성플랑크콘을 잡아먹는 동물성플랑크톤의 성질이 있다는 것을 4년 전에야 알았다는 것을 알 수 있고,
아래, 올해 초 2008.1.18. YTN 뉴스 -
http://news.naver.com/vod/vod.nhn?office_id=052&article_id=0000181942§ion_id=102
YTN 뉴스를 봐도 수산생물의 집단폐사 원인(거의 대부분 코클로디니움 적조에 의한 것임) 규명 노력을 봐도 우리 과학계가 아직도 코클로디니움이 동물성플랑크톤이라는 개념이 정립되지 않았다는 것을 짐작할 수 있다.
백과사전에 보면,
편모충류와 와편모충류에
대해서 다음과 같은 내용들로 설명하고 있다.
편모충류(鞭毛蟲類, Mastigophora)는 -
- 1개의 핵을 가진 단세포 원생생물로써 약 6,900종이 확인되었고,
- 단독생활 또는 군체를 이루고
- 형태는 원통 모양이나 공 모양이고,
- 크기는 1마이크로미터(㎛)에서 2mm까지도 있고,
- 편모 운동을 하는데, 어느 시기에는 편모를 잃거나 아메바 모양의 위족(오징어의 지느러미 모양의 헛발)을 가진 것도 있고,
- 체외피(몸체의 바깥쪽 껍질 부분)에 셀룰로오스질(천연 식물성 섬유질)을 분비하여 두꺼워진 것, 젤라틴(동물의 가죽 ·힘줄 ·연골 등을 구성하는 천연 단백질인 콜라겐을 뜨거운 물로 처리하면 얻어지는 유도 단백질의 일종)이나 칼슘성의 분비물, 갑판·껍질·깃 등 보호 구조를 가진 것도 많다.
와쌍편모충류(渦雙鞭毛蟲類, Dinoflagellia)는 -
- 원생동물 편모충강의 한 목(目)으로써,
- 크기는 10∼200마이크로미터(㎛)의 것이 많으나 최대 1mm 이상의 것도 있고,
- 세포의 바깥쪽은 많은 소판(작은 판)으로 된 셀룰로오스(자연계에 가장 많이 존재하는 유기화합물로 섬유소라고도 하며, 식물세포벽의 기본구조) 모양의 단단한 갑(껍질 형태)으로 싸여 있고,
- 갑에는 가로와 세로에 홈이 있고 2개의 편모(손발과 지느러미와 입과 항문의 역할)가 있는데,
- 편모 중 1개는 (물고기의 꼬리지느러미와 같이) 세로의 홈에서 뒤로 길게 뻗어 있고, 다른 하나는 가로 홈 속을 지나 (물고기의 아가미 옆 지느러미와 같이) 물결 모양의 운동을 하고,
- 갑(껍질)의 작은 구멍으로부터 위족(물렁한 살이 튀어나와서 말미잘의 촉수와 비슷하게 손의 역할)을 내고, 또 수낭이라고 하는 특수한 요부(凹部, 홈처럼 오목하게 들어간 부분)로 미생물을 잡아먹는 것도 있고,
- 몸 빛깔은 카로틴· 페리디닌 같은 색소체를 가져서 암갈색(적조와 같은 붉은 계통임)을 내는 것들도 있고,
- (식물성 조류와 같이) 광합성을 하여 녹말과 지질(기름기)을 형성하고,
- 이분법으로 증식하나 유성생식을 하는 것도 있고,
- 동물플랑크톤의 대부분을 차지하며 어패류의 천연먹이로 중요하다.
이상 편모충류와 와쌍편모충류에 대한 정보는 코클로디니움에 그대로 적용된다. 그러니까 코클로디니움은 편모충류에 속하는데, 편모가 2개인 쌍편모충류이자, 소용돌이처럼 빙빙 도는 와쌍편모충류인 것이다. 식물성 세포벽의 구조를 가지고 있는 것은 광합성작용을 위한 것이다.
그러니까 코클로디니움이
물고기의 아가미 속으로 본의 아니게 빨려 들어갔을 때 -
- 끈적끈적한 점액질을 분비하는 것은 편모충류가 원래부터 가지고 있는 고유한 자기 보호(방어) 기능을 발휘한 것이고,
- 코클로디니움이 분비하는 점액질은 젤라틴이나 칼슘성질의 분비물로 압축되는데, 물과 알콜에 잘 녹는다는 것으로 젤라틴이 아니라 칼슘 성분이라는 것을 알 수 있고,(젤라틴은 찬물에는 팽창만 하고, 온수에는 녹아서 졸(sol)이 되고, 2∼3% 이상의 농도에서는 실온(室溫)에서 탄성이 있는 겔(gel)이 됨)
- 코클로디니움이 물고기의 아가미에서 살아나오기 위해서 셀룰로이스질의 몸체에서 뾰족하게 튀어나온 위족 운동과 돌고래와 비슷한 꼬리운동을 하면서 빙빙 돌 때 섬세한 모세혈관으로 이루어진 물고기의 아가미들이 크게 손상될 것이라는 것을 짐작할 수 있다.
그리고 물고기들도
코클로디니움의 대량번식 시 그 위험성을 알고서 -
‘개미군단이 나타나면 큰 짐승들이 다 피하는 것처럼’ 코클로디니움이 2~5km 길이의 물띠(수괴, 물덩어리)를 이룰 때 자연산 물고기들은 다 피하는데, 가두리에 갇힌 양식장들은 피하지 못하고 몰살을 당하는 것이다.
아래를 눌러서 2007.9.3. 연합뉴스 동영상을 보면 -
가두리 양식장 주인이 "망상어 등 자연산 물고기는 적조가 오면 일찌감치 도망가 버리는데 올해는 양식장 주변에서 망상어까지 죽어 떠오를 정도로 게릴라처럼 양식장을 덮쳤다 빠져나가고 있다"고 하소연했다는 기사가 있는데, 자연산 물고기들이 코클리디니움이 번성하면 무서워서 도망간다는 것을 알 수 있다.
[인산칼슘=인산석회=인산염 비료]
코클로디니움 점액질 성분은 투명하고, 끈적끈적하고, 물과 알콜에 잘 녹는다는 성질로 보아 인산염의 성질을 가졌다는 것을 알 수 있다.
인산의 성질은 -
- 무색·무취의 점성도(粘性度)가 큰 액체인데, 투명하고 끈적끈적하다는 뜻이고,
- 농도가 높아지면 결정화(結晶化)하기 쉬운데, 잘 뭉친다는 것이고,
- 녹는점 42.35℃로 낮은데, 공기 중에서도 쉽게 녹아버린다는 뜻이고,
- 비중 1.834인데, 가볍다는 뜻이고,
- 조해성(潮解性)이 있는데, 물에 녹은 다음에는 퍼지고,
- 100g의 물에 20℃에서 542g 녹는데, 수용액보다 5배나 많이 녹는 것이고,
- 비휘발성인데, 기체로 날아가지 못하여 물속에서 계속 농도가 짙어지고,
- 알코올에도 녹는다.
인산에 대해서 설명하면 -
- 인산염은 인산의 염이고,
- 인산(燐酸, Phosphoric acid)은 오산화인(P2O5)이 수화(水和)하여 생기는 산 (mP2O5·nH2O)의 총칭으로, 바다에서는 물속에 녹아있는 상태이고,
- 오산화인은 인을 충분한 공기 또는 산소 속에서 연소시킬 때 생기는 백색 분말(사람 죽어서 태우고 남은 뼈 가루, 차갑고 사라지지 않는 빛이 남)이고,
- 인(燐, phosphorus, 원소기호 P)은 칼슘 다음으로 체내에 많은 물질인데, 인(P)의 대부분은 인산칼슘으로서 뼈와 이[齒]에 존재하고 나머지는 인(燐)지질·핵산으로서 모든 조직을 구성하고 있는 물질이다.
인산칼슘은 -
- 인과 칼슘의 염으로 인산석회라도고 하는데,
- 인산칼슘에는 인산1수소칼슘, 인산2수소칼슘, 인산3칼슘의 3종이 있고,
- 3종의 인산칼슘 중에서 인산2수소칼슘이 비교적 물에 잘 녹는다.
인산2수소칼슘은 -
- 인산2수소칼슘을 일차인산칼슘(1수화물)이라고도 하고,
- 물에 타서 녹여 쓰는 수용성 비료로 중요하고,
- 무색의 사방정계(斜方晶系) 결정이고,
- 화학식은 Ca(H2PO4)2 이고,
- 물속에서 가수분해 되면 수산화칼슘과 인산으로 분해된다.
그리고 콘크리트 시멘트 석회에서 녹아나온
수산화칼슘의 화학식은 Ca(OH)2이다.
그러니까 인산2수소칼슘은 시멘트에서 녹아나온
수산화칼슘에 인(P)이 결합된 수산화물인 것이다.
인(P)은 공기 중에서 산소를 만나면 5산화인(P2O5)이 되고, 5산화인이 물(H2O)을 만나면 오르토인산(H3PO4)이 되고, 오르토인산 H3PO4이 수산화칼슘Ca(H2PO4)2을 만나면 인산석회(인산2수소칼슘) Ca(H2PO4)2 이 되는 것이다.
그 반응식은 아래와 같다.
오산화인이 수산화칼슘을 만나면 인산2석회가 되는 반응식은 아래와 같고,
2H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca(H2PO4)2 + 2H2O
인산2석회가 물속에서 가수분해 되면, 오르토인산과 수산화칼슘이 되는 반응식은 그 역으로 아래와 같다.
Ca(H2PO4)2 + 2H2O → 2H3PO4 + Ca(OH)2
인산석회[=과인산염=Ca(H2PO4)2]는 인산염 광물에 인산을 가하여 ‘물에 녹는 수용성’ 인산염 비료로 널리 사용하고 있는데, 질소(N)와 칼륨(K)과 함께 비료의 3요소인 인(P)은 식물세포의 원형질(세포질과 세포핵. 동식물의 세포에서 생활에 직접적으로 관계가 있는 물질계로, 핵·세포질을 포함하는 세포 내의 '살아 있는 물질계')을 구성하는 필수원소로서 식물의 성장부분에 필요하다.
식물의 성장에 필요한 비료의 3요소 중에서 -
- 질소(N)는 식물체를 구성하는 단백질이나 핵산 등의 질소화합물을 만드는 원료로 이용되고,
- 인(P)은 식물세포의 원형질을 구성하는 필수원소(성장물질)로 이용되고,
- 칼륨(K)은 광합성이나 아미노산으로부터의 단백질 합성에 필요하다.
[코클로디니움의 섭취 영양분]
코클로디니움은 -
단세포 생물로써 식물성 천연섬유질의 갑(몸체를 이루는 껍질 부분)으로 둘러싸인 몸체를 가지고 광합성작용을 하는 것으로 보아 식물의 특성을 많이 가지고 있어서,
코클로디니움이 휴면기의 포자상태에서는 -
포자상태에서 코클로디니움 성체로 변해야 하므로 질소가 필요할 것이고,
코클로디니움이 대량 번식할 때는 -
몸체를 키워서 2개로 나누어지는 이분법이나 유성생식(정자와 난자 같은 암수의 두 세포가 합체하여 그 결합체에서 알이나 새끼가 나오는 번식법)을 해야 하므로 성장물질인 인이 필요하고,
코크로디니움은 광합성으로는 -
단백질이 아닌 녹말과 지질(기름기)을 형성하므로 칼륨(K)은 많이 필요하지 않은 것이다.
이상을 정리하면, 코클로디니움은 -
코클로디니움이 포자상태에서 깨어나 성체로 태어나기 위해서는 질소 성분의 영양분이 필요하고, 번식을 위해서는 인산염 성분의 영양분이 필요하다는 결론이 나온다.
코클로디니움이 포자상태로 겨울철 휴면기를 보내는 해역은 ‘초여름에 다시 깨어나야 하니까’ 질소가 풍부한 해역이어야 하고, 대량번식하기 위해서는 조류를 타고 인을 찾아다니면서 먹이활동을 할 수 있다는 이야기다.
그래서 코클로디니움이 물고기의 아가미에 달라붙어 물고기들을 죽일 때는 포자가 아닌 성체 상태에서 엄청난 개체수로 번성해 있을 때이므로 인산염 성분을 많이 섭취한 상태라고 볼 수 있는데, 나는 적조 시 물고기를 폐사시키는 코클로디니움의 끈적끈적한 점액물질 성분이 위 반응식의 인산석회[=인산2수소칼슘=Ca(H2PO4)2]에서 분해된 인산(=오르토인산 =H3PO4)이라고 생각한다.
[고흥 나로도 코클로디니움 발생 원인 분석]
나는 1995년 이후로 거의 매년 전국에서 처음으로 전라남도 고흥군 나로도 동쪽에서 코클로디니움 적조가 발생하는 주원인을 나로도 동쪽 해역이 코클로디니움이 포자상태에서 깨어나는 초여름에는 질소 성분의 영양분이 풍부하고, 코클로디니움이 성장과 번식에 필요한 인산염(=인산석회=과인산석회=인산2수소칼슘)의 영양분도 풍부하기 때문이라고 확신한다.
전남 고흥군 나도로 위성사진을 보시라.
▲고흥 나로도 동쪽 코크리디니움 적조 발원지. 1995년 이후로 거의 매년 고흥 나로도 동쪽 바다에서 코클리디니움 적조가 발생하여 동진하는데, 나로도 바로 위쪽에 거대한 간척지가 있다.
1995년 이후 코클로디니움 적조 발원지인 고흥 나로도 위성사진을 보면 [적조발생지] 바로 위 북서편에 [해창만간척지]가 있다.
해창만 간척지는 -
전남 고흥군 점암면(占岩面) ·포두면(浦頭面)이 이어진 해창만에 총면적 2,747 ha(헥타르) 규모로 조성된 간척지로, 1963년에 공사를 시작해 1969년에 물막이 공사와 배수갑문이 준공되고 1993년에 공사가 마무리 됐는데, 그 결과 500ha 크기의 담수호와 해창만 1방조제와 2방조제를 합한 길이 3,464m의 콘크리트 방조제와 방파제가 만들어졌고, 간척지 내에 총연장 171km 정도의 콘크리트 농로가 만들어졌다.
그리고 고흥에는 1993년도에 마무리된 해창만 간척지 콘크리트 공사 말고도 1994년에 콘크리트 교각과 콘크리트 상판 공법으로 [나로1대교]가 완공되고, 그 다음해인 1995년에도 콘크리트 교각과 상판 공법으로 [나로2대교]가 완공되었다. 그 외에도 비슷한 시기에 많은 콘크리트 방파제들이 만들어졌다.
1993년 해창만 간척지 방조제 및 방파제 완공, 1994년 나로1대교 완공, 1995년 나도2대교 완공되고, 그 주변으로도 많은 콘크리트 방파제 같은 구조물들이 완성되었는데, 고흥 나로도 바로 위에서 콘크리트 공사를 할 때 레미콘통과 펌프카의 파이프와 호수에 묻은 시멘트를 씻어낸다고 얼마나 많은 시멘트 씻어낸 물들을 바다로 흘려 넣었을 지 생각해보라.
그 많은 콘크리트를 부어넣을 때, 레미콘통 한통 한통마다 시멘트를 씻어냈을 것이고, 펌프카도 한번 콘크리트를 칠 때마다 그 파이프와 호수에 걸려있는 시멘트들을 닦아낼 수밖에 없었을 것이다. 그리고 그 물을 버렸다. 그리고 바다로 흘러들었다.
바닷가에서 콘크리트 공사 시 -
시멘트가 수경화될 때 수산화칼슘 석회수가 녹아나오는 반응식은 다음과 같고,
규산삼석회 : 2(3CaO.SiO2) + 6H2O --> 3CaO.2SiO2.3H2O +3Ca(OH)2
규산이석회 : 2(2CaO.SiO2) + 4H2O --> 3CaO.2SiO2.3H2O +Ca(OH)2
콘크리트 공사 후에도 물속에 잠겨있는 콘크리트의 표면에서 수산화칼슘이 녹아나올 수 있다. 콘크리트는 공사 후에 시간이 지나면 공기 중의 콘크리트는 탄산칼슘으로 변해서 그 녹은 물은 중탄산칼슘Ca(HCO3)2이 되어 바다로 흘러들고, 물속에 잠긴 콘크리트 표면에서는 수산화칼슘Ca(OH)2으로 녹아나올 수도 있고 중탄산칼슘으로 녹아나올 수도 있기 때문이다.
그리고 바다로 녹아든 석회수들은 화학반응을 일으킬 수 있는 물질(이온 상태의 원자나 분자의 화합물)을 만나지 못하면 포화상태가 될 때까지 농축되게 된다.
간척지 사업은 -
보통 산을 헐어서 땅속 깊은 곳에서 퍼 가져온 흙을 깔게 되는데, 우리나라의 땅속 깊은 흙들은 대부분 산성이라 간척지에서 빨리 농사를 짓기 위해서는 토양을 중성으로 바꾸기 위해서 생석회(CaO)비료를 많이 뿌릴 수밖에 없다.
해창만 경우 1963년에 시작한 간척사업이 1969년에 물막이 공사와 배수갑문 공사가 준공되고, 1993년에 간척사업이 마무리되었으니까 1996년부터 빗물을 가두어 염분을 제거하고, 간척사업이 마무리되는 데로 농사를 짓기 위하여 간척지의 산성토양을 중성화시키기 위하여 많은 양의 생석회 또는 생석회 성분을 뿌렸을 것이고, 1993년 간척사업이 마무리된 직후부터 벼농사를 지으면서 그 드넓은 들판의 논마다 비료의 3요소인 질산염 비료와 인산염비료와 칼륨비료를 뿌리기 시작했을 것이다. 모두 물에 녹는 수용성 비료들이다.
논농사는 -
보통 5월5일 어린이날 전후로 모를 심기 시작해서 6월6일 현충일 전후해서 모두 끝나고, 모심기 직후부터 논에 비료를 주기 시작해서 모가 성장하는 다하는 방학 끝나는 8월 하순경까지 식물의 키를 키우는 질소 성분 비료와 인산염 계통의 비료를 대량 공급할 수밖에 없는데, 비료는 아까운 돈 안 떠내려가고 가능하면 벼가 많이 먹으라고 비가 안 올 때 논물을 가두어 놓고 뿌리는 것이 상식이고, 그러다가 비가 오면 논둑에 가두어져 있던 물이 다 바다로 흘러들어가는 것이다. 물에 녹아있는 수용액 상태로.
고흥 나로도 동편 바다에서는 -
1995년부터 거의 매년 전국에서 최초로 7월과 8월 사이에 코클로디니움 적조의 발원지가 되다시피 하고 있는데, 나로도 바로 위에 해창만에서 1993년 간척사업을 끝내고 농사를 짓기 시작하면서 논에 비료를 뿌리는 시기와 적조 발생하는 시기가 맞아떨어지는 것이다.
그러니까 드넓은 간척지로 농경지가 된 해창만 바로 아래 나로도 동편 바다는 코클로디니움이 포자상태에서 성체로 변이할 때 필요한 질소 성분의 영양분을 질소 성분 비료 녹아든 물에서 때를 맞추어 공급받고, 코크로디니움이 성장과 번식에 필요한 인산염을 과인산석회 비료 녹아서 들어온 물에서 그대로 공급받을 수도 있고,
또 비료 성분에서 녹아든 인의 성분과 콘크리트 시멘트 성분에서 녹아나온 수산화칼슘이 반응하여 만들어진 과인산염에서도 풍부하게 공급받는다는 것이다.
그리고 질소는 물속에 녹아있는 수용액 상태에서도 비교적 쉽게 공기 중으로 날아가 버리고, 인산염은 물속에서 휘발성이 없어서 물속에서 농축되는 성질이 있는데, 이것은 포자상태에서 성체로 변이할 때 질소(N) 성분이 필요한 코클로디니움이 그 발생을 질소의 유입에 맞출 것이란 것을 짐작하게 해준다.
고흥은 섬 같은 반도라 물이 부족한 지역이으로 해창만간척지 같이 넓은 평야에 논물을 다 대기가 쉽지 않을 것인데, 이 말은 해창만 농경지에서는 농사철에 최대한 민물을 가두고 바다로 안 흘려보낼 것이란 뜻이다. 모든 논둑을 막고 최대한으로 유수를 막을 것이다. 논물에 녹아있는 ‘코클로디니움이 포자상태에서 성체로 변할 때 필요한’ 질산염 수용액을 바다로 안 흘려보낸다는 이야기다. 그러면 질산염이 부족해서 코클로디니움이 발생하지 못할 것이다.
그러다가 비가 와서 논에 물이 넘치면 -
그 물이 해창만 담수호로 들어갈 것이고, 해창만 담수호는 그때서야 홍수 피해를 막으려고 썰물 때 수문을 가두고 있던 담수를 바다로 흘려보낼 것이다. 코클로디니움이 발생할 때 필수영양분인 질산염 수용액을 떠내려 보내는 것이다.
코클로디니움이 대기하고 있던 때가 온 것이다. 그래서 나는 고흥 나로도 동편 바다에서 코클로디니움 발생시기는 해창만 담수호 수문에서 물을 흘려보내는 때와 같이 한다고 생각한다. 질산염(인산염도 당연히 포함되어 있음)이 풍부하게 농축된 해창만 담수호 수문을 열고 그 물이 적조발생 해역까지 도착하는 시간을 계산하면 코클로디니움 발생시간을 더 정확하게 알 수 있을 것이다.
코클로디니움 포자들이
질산 성분이 들어오기를 대기하고 있는 해역은 -
해창만 담수호 수문에서 가까우면서도 수심이 낮고, 따뜻하고, 풍랑이 적고, 들어온 물이 가능한 오래 머물 수 있고, 수질이 깨끗한 돌밭 해저일 것이다. 해저에서 갯벌이 끝나고 넓은 돌밭이 시작되는 지형일 가능성이 높다.
그리고 질소 성분의 수용액이 들어오기를 기다리고 있던 코클로디니움들은 ‘질소는 바다와 같이 파도가 치고 따뜻한 물(적조 발생 적적 수온 22℃~26℃)에서는 비교적 빨리 증발해버린다’는 것을 본능적으로 알고는 질산염이 들어왔을 때 가능한 빨리 포자에서 성체로 변이하려고 최대한 빨리 피어날 것이다.
이때 코클리디니움이 포자에서 성체로 발생하는 수량은 질소 성분의 농도와 관계있을 것이라고 본다. 예를 들면, 가뭄이 와서 해창만 간척지의 논들과 수문을 완전히 닫아버리고 담수를 아예 흘려보내지 않으면 코클리디니움은 적조를 일으킬 개체수로 피어나지 못할 것이고, 비가 해창만 논들의 논둑을 간신히 넘길 정도로 찔끔찔끔 와서 해창만 담수호의 수문에서도 민물을 조금씩 조금씩 바다로 흘러보낸다면 코클리디니움도 개체수도 찔끔찔끔 거릴 것이고, 바닷물이 충분히 따뜻해진 7월말이나 8월경에 해창만 막아놓은 모든 논둑을 넘칠 정도로 한꺼번에 비가 많이 와서 해창만 담수호도 역류(홍수)를 예방하기 위하여 모든 수문을 열어서 그동안 가두어놓았던 민물을 최대한으로 바다로 흘러 보낸다면 해창만 아래 뻘물이 사라지는 나로도 동편 돌밭 해역에서는 세상을 만난 코클로디니움이 대량으로 피어날 것이다.
해창만 담수호의 배수갑문에서 수량을 조절하는 것만으로도 적조 발생에 도움을 줄 수 있다. 여름철에 폭우가 쏟아져서 저수량이 많아지면 담수호의 민물을 바다로 흘려보낼 수밖에 없을 것인데, 조절할 수만 있다면 나로도 동편 해역의 수온이 20℃ 이하보다 가능한 많이 떨어질 때 많아진 담수호의 민물을 내보내고, 나로도 동편 바다의 수온이 20℃를 넘어갈 때는 가능하면 수문을 닫고 민물을 흘려보내지 않아야 한다.
코클로디니움은 22℃~26℃의 수온이 발생과 번식의 적기인데, 바닷물이 차가울 때 해창만 담수호를 내보내면 코클로디니움은 질산염 수용액이 들어와도 온도가 맞지 않아 피어나기 힘들 것이고, 그러는 동안 바닷물 속에 녹아있는 질산염 수용액은 파도와 조류 타고 퍼지면서 질소성분은 공기 중으로 증발할 것이고, 바닷물의 온도는 22℃~26℃ 정도로 따뜻해졌는데 질산염 수용액이 몰려들지 않으면 이번에는 먹을 것이 부족해서 코클로디니움이 피어나기 힘들 것이다.
그런데 바닷물이 충분히 따뜻해진 8월경 어느 날 몇 칠 간 폭우가 쏟아져서 해창만 논들의 모든 논둑마다 물이 넘쳐서 나락(모, 벼)의 성장을 위하여 뿌려놓은 비료 녹은 수용액이 담수호로 들어가고, 담수호는 역류를 방지하기 위하여 썰물 때 최대한의 수문을 열어서 ‘그 옆 논둑들에서 흘러넘쳐 들어온 물’들을 바다로 내보낸다면 코클리디니움들은 살판다는 세상을 만나게 될 것이다.
그러면 코클리디니움들은 뻘물(뻘은 코클리디니움을 흡착하여 가라 앉혀버림)이 가라앉고, 물이 맑아지고(물이 맑아야 광합성을 할 수 있음), 파도나 풍랑이 없이 잠잠해지면(떠다니는 플랑크톤들을 파도가 심하면 떠밀리면서 멀미를 하게 돼서 안 좋아함) 질산염을 먹을 수 있을 만큼 먹고서 최대한 많이 포자상태에서 성체로 깨어날 것이다.
그리고 포자상태에서 깨어난 코클리디니움들은 염색체를 이용해서 광합성작용으로 녹말과 지질(기름기)을 만들고, 추진력을 발생시키는 세로 방향 편모와 방향타 역할을 하는 가로 방향 편모로 유영하면서 위족으로 다른 플랑크톤들을 감싸서 잡아먹기도 하고, 한 마리의 성체로 성숙한 이후에는 그 성체들 8~15마리 정도가 하나의 몸과 같은 군체를 이루어 기다란 기차모양의 아메바가 되어 보다 더 적극적이고 효율적으로 식물성플랑크톤들을 잡아먹는 식세포작용(phagocytosis)과 바닷물 속에 녹아있는 수용액상태의 액체영양물을 흡수하는 음세포작용(pinocytosis)을 하면서 번식을 시작할 것이다.
이때 동물성 플랑크톤인 코클로디니움과 코클로디니움 아메바가 잡아먹는 식물성플랑크톤은 규조류가 대부분일 것이고, 수용액상태로 흡수하는 액체영양물은 인산염[=인산석회=과인산석회=인산2수소칼슘=Ca(H2PO4)2]일 것이라고 생각된다.
질소 성분(질소는 식물체를 구성하는 단백질이나 핵산 등의 질소화합물을 만드는 원료로 몸체의 구성을 가능하게 함)의 기운을 받아서 한번 피어난 코클로디니움들이 대량번식을 위해서 이제는 식물세포의 원형질(세포질과 세포핵. 동식물의 세포에서 생활에 직접적으로 관계가 있는 물질계로, 핵·세포질을 포함하는 세포 내의 '살아 있는 물질계')을 구성하는 성장물질인 인(P)이 필요하게 된 것이다.
코클로디니움은 단세포 생물로 몸둥아리가 커지면 몸을 2로 나누어서 종족을 번식하는 2분법으로 번식을 하므로 체중만 키워서 반쪽씩 갈라지면 되는 것이다. 지금까지는 내 한 몸이었지만 이제부터는 반쪽으로 갈라져서....... 저는 지 새끼들 낳고, 나는 또 내 새기들 낳고....... 지 새끼들도 지 어미로부터 갈라져 나와 지 새끼들 낳고....... 나도 다시 또 내 새끼들 낳고, 내 새끼들도 또 지 새끼들 낳고.......
이것은 하등생물계에서 대단히 유용한 종족번식법인데, 코클로디니움은 1마리가 일주일 만에 1만 마리까지 번식할 수 있다고 한다. 여기에는 ‘에너지의 형태가 바뀌는 경우, 외부의 영향을 완전히 차단하면 물리적·화학적 변화가 일어나도 그 변화에 관계없이 전체의 에너지 양은 항상 일정하며, 무(無)에서 에너지를 창조할 수 없다’는 [에너지 보존의 법칙]에 따라 에너지 공급이 이루어져야 가능하다.
그리고 그것을 가능하게 하는 영양분(에너지)이 ‘동식물의 세포에서 생활에 직접적으로 관계가 있는 물질계로, 핵·세포질을 포함하는 세포 내의 살아 있는 물질계’를 구성하는 필수원소인 인(P)이다.
그리고 그 인(P)은 반응성이 커서
자연계에서 독단적으로 존재하지 못하고,
바닷물에서 인산염 Ca(H2PO4)2의 형태로 존재한다.
코클로디니움은 한 번 성체가 되고 나면 종족번식의 본능에 따라 허천나게 인을 처먹을 수밖에 없는데, 고흥 나로도 앞바다에는 해창만 농경지에서 질산염만 들어오는 것이 아니라 질산염이 들어올 때 ‘나락 포기의 발육을 최대화하기 위하여 7월과 8월 햇볕 쨍쨍할 때 물 댄 논들마다 풍부하게 뿌려놓은’ 인산염비료인 과인산석회 녹은 물도 폭우 때 같이 몰려들어 오는 것이다. 그래서 고흥 나로도 동쪽 연안은 코클리디니움 종족에게 발생(질산염)과 성장(인산염)을 동시에 할 수 있는 여건을 조성해주게 되는 것이다.
그뿐만 아니라 고흥 나로도 동쪽 연안에는 해창만 콘크리트 방조제 및 방파제와 나로1대교 콘크리트 다리와 나로1대교 콘크리트 다리와 주변의 많은 방파제들에서 1년 내내 시멘트 석회성분 수용액들(수산화칼슘 또는 중탄산칼슘)이 녹아나오는데, 그것들이 바다에서 대기하고 있다가 인을 만나면 인산염Ca(H2PO4)2으로 반응하여, 코클리드니움의 성장에 필요한 더 풍부한 인산염을 공급하게 되어, 코클리드니움 종족이 번성할 수 있는 기반을 마련해 주는 것이다.
그래서 결론을 내려서 정리하면,
전라남도 고흥군 나로도 동쪽 바다에서 1995년 이후로 7월말~8월말, 9월초 사이에 전국에서 가장 먼저 코클리디니움 적조가 발생하는 주원인은 -
- 나로도 동쪽 바다 바로 위에 ‘1993년 간척사업이 끝난 해창만 간척지 농경지에서 벼농사 지으면서 나락 포기의 조직구성을 위하여 6,7,8월에 집중적으로 뿌리는 질산염이 폭우 때 나로도 동족 바다로 흘러들어 코클리디니움의 포자에서 성체로의 변이를 가능하게 하는 영양분을 공급하고,
- 나락포기의 성장을 위하여 6,7,8월에 집중적으로 뿌려놓은 인산염 비료 녹은 물 역시 질산염과 동시에 흘러들어 포자에서 성체로 변한 코클리디니움의 성장에 필요한 영양분을 바로 공급하고,
- 이들 화학비료뿐만 아니라, 해창만의 콘크리트 방조제 및 방파제와 주변 콘크리트 구조물에서 녹아나온 시멘트 녹은 물들과 인 성분이 만나서 보다 많은 인산염 수용액을 만들어내서, 코클리디니움이 대량번식을 성공했을 때만 나타날 수 있는 적조가,
- 1995년 이후로 전국에서 거의 매년 처음으로 발생하는 코클리디니움 적조 발원지가 된 것이다.
[종족번성을 위한 코클로디니움의 동진]
고흥 나로도 동쪽 바다에서 발생과 성장과 대량번식에 일단 성공한 코클로디니움 종족은 더 많은 종족번식을 위해서 더 많은 먹이를 찾아 유목의 길을 떠나게 된다.
조류를 타고 남동부 해안의 양식장으로. 양식장 밑에는 인이 많이 깔려 있으니까. 가능하면 서편으로는 진행하지 않는다. 서쪽 바다에는 갯벌이 있어서 가다가 풍랑이라도 만나면 거기서 일어나는 뻘물에 묻어서 종족번식에 성공하기도 전에 가라앉아 파묻혀서 전멸당할 수 있다는 것을 본능적으로 아니까. 순천만과 여수만이 가까이 있고 영양분이 풍부하기는 마찬가지여도 안쪽 깊이 못 들어가는 이유가 순천만과 여수만의 뻘 때문이다.
그래서 코클리디니움은 종족 전멸의 위험이 적은 물이 맑은 동쪽 바다로 진로를 잡게 되는데, 남해-여수-욕지-통영-거제-부산-기장-울산-포항까지가 코클로디니움의 번성해역이고, 바닷물이 따뜻하면 울진 삼척까지 올라간다.
▲코클로디니움의 동진. 1995년 이후로 매년 8월경 나로동 동쪽에서 발원한 코클로디니움 적조는 여수-남해-욕지도-통영-거제-가덕도-진해만-부산-기장-울산-포항을 거쳐 심하면 울진 삼척까지 동진해서 올라간다.
코클로디니움이 퍼질 때 벌이 새끼를 치면 분봉하는 것처럼 그 자리에 남을 부족은 남고 떠날 부족들은 분파를 나누어 갈라지는데, 동진을 하면서도 계속 번식을 하여 철새떼가 무리를 이루어 이동하는 것처럼 2~5km의 띠를 이루고 동진을 하는데 이것은 천적으로부터 잡혀먹지 않기 위한 보호수단이라고 볼 수 있다.
그리고 코클로디니움의 번식지는 가두리 양식장의 환경과 거의 흡사한 환경을 가지고 있는데, 일단 풍랑 덜 타고 조류 소통 좋고 뻘물이 안 일어나는 깨끗한 바다이다. 그리고 양시장 밑에 가면 수많은 먹을거리들이 있다. 물고기 사료 찌꺼기에서 나온 인 성분인 것이다.
인(P)은 동물의 뼈에서 칼슘 다음으로 많은 성분으로 가두리 양식장이 경우 값싼 물고기나 죽은 물고기들을 갈아서 사료로 만드는 경우가 많은데, 물고기들이 뿌려준 사료를 다 먹지 못하고 가두리 양식장 그물 밑으로 쌓인 것들은 인 성분을 배출하게 된다. 그리고 그 인은 백화현상이 나타날 정도로 농도가 높아진 우리나라 연안에 농축된 석회수와 반응하여 코클로디니움이 종족번식 수단의 영양분으로 빨아들이는(음세포작용, pinocytosis) 수용액 상태의 액체영양분인 인산염이 되는 것이다.
이때 양식장 밑에 사료로 사용된 죽은 물고기의 뼈 성분에서 나오는 인산은 수산화칼슘과 반응하여 대부분 인산2수소칼슘 Ca(H2PO4)2의 화합물이 될 것이고, 일부는 ‘석회와 마찬가지로 이산화탄소가 녹아 있는’ 물에 녹아서 인산3칼슘 Ca3(PO4)2이 될 수도 있을 것이다.
인산3칼슘도 식물의 생장 필요한 요소인데, 코클로디니움의 세포구조가 식물성 세포구조로 광합성작용을 하고 인산2수소칼슘 Ca(H2PO4)2과 인산3칼슘 Ca3(PO4)2의 성분구조가 비슷하여, 나는 코클로디니움이 인산3칼슘도 섭취할 것으로 생각한다.
▲우리나라 적조 다발해역. 적조다발해역의 특징은 바닷물이 물이 맑고, 콘크리트 도시들이 발전한 강하구 유역이나 바닷가에 인구가 밀집한 콘크리트 도시들이 발전한 해역이다.
그래서 코클로디니움이 바닥에 인이 쌓여있을 수밖에 없는 가두리양식장을 만나면 환장을 하고 달려들 수밖에 없는 것이고, 우리나라에서 코클리디니움 적조 다발지역은 위에 사진에서처럼 사실상 연근해 가두리양식장 지역과 일치하기도 한다.
그래서 가두리 양식장에서 피해가 심한 것인데, 인산염은 수용액 상태로, 수용액은 물에 퍼지는 해리성(조해성)이 있어서 바닥에만 깔려있는 것이 아니라 수심 낮은 가두리 양식장 주변의 바닷물에 골고루 녹아 있어서, 원래 물 위에 떠서 생활하는 부유성 플랑크톤인 코클로디니움이 물속에 골고루 녹아있는 인산염 결정을 쫓아다니면서 빨아들인다고 가두리 양식장 안에까지 들어와서 물고기들을 죽어나게 하는 것이다.
그리고 적조가 심할 때는 강원도 울진 삼척지역까지 올라갈 때도 있는데, 그것은 수온이 충분히 따뜻하다는 조건에서 이루어질 수 있는 것으로, 삼척까지 올라가면 삼척에는 시멘트 공장이 많이 있어서 그 주변 바다에는 석회가루들이 백화현상으로 범벅이 되어 있고, 인은 순환이 길어서, 석회가루들 녹은 물들과 인이 만나서 만들어지는 인산염이 풍부해서, 그것을 먹으려고 따뜻한 바다에 사는 코클로디니움들이 기를 쓰고 삼척까지 올라가려고 하는 것이다.
[코클로디니움의 휴면기 최적 환경]
코클로디니움의 발원지 환경에 정리할 필요가 있을 것 같다.
1995년 이후로 고흥 나로도 동쪽 바다가 거의 매년 우리나라에서 코클로디니움의 발원지가 되다시피 하고 있는데, 그곳이 코클로디니움들이 포자상태의 휴면기를 보냈다가 발원하는 서식지로 적합한 조건을 갖추고 있는 것은 질산 성분과 인산염이 주기적으로 풍부하게 공급되는 것 말고도, 비교적 바람이 적은 내만 해역에 해당하고, 수심이 낮고, 바다 밑바닥이 돌밭이고, 물이 깨끗한 덕분이다.
바람이 적은 내만지역을 서식장소를 택하는 이유는 -
코클로디니움도 플랑크톤이라 부유생활을 해야 하기 때문에 바람이 심한 지역의 경우 풍랑이 심해서 멀미 같은 것을 해서 대량 번식에 적합하지 않기 때문인데, 저 위 사진에서 나로도 동편 해역이 내만 해역에 속하는 것으로 확인할 수 있고,
수심이 낮은 해역을 택하는 이유는 -
코클로디니움은 동물성플랑크톤이지만 광합성작용을 하는 식물성플랑크톤의 성격을 가지고 있어서, 수심이 깊으면 일조량이 적어지고, 아침에 일어나서 떠오르고 해질녘에 집에 들어가기 위해서 가라앉을 때 시간이 많이 걸려서 적합하지 않기 때문인데, 저 위 사진의 바닷물 색깔만으로도 저 지역이 수심이 깊지 않다는 것을 알 수 있고(실제로 낚시를 가보면 나로도는 수심이 낮음)
바다 밑바닥이 돌밭인 해역을 선택하는 이유는 -
돌에 달라붙어야 파도에 안 떠내려가기 때문이고, 만약에 뻘밭의 경우 코클로드니움이 뻘가루에 묻혀버리거나 파도나 조류가 일어날 때 뻘물에 쓸려 가버리기 때문에 적합하지 않고, 저 위 사진에서 코클로디니움이 더 잔잔한 바다인 순천만을 택하지 않는 것도 바닥이 뻘투성이인 순천만의 뻘물을 피하기 위한 것이고(실제로 낚시를 가보면 나로도 동쪽 해저는 낮은 갯바위와 연결된 돌밭 투성이임)
물이 깨끗한 바다를 택한다는 것은 -
저 위 사진으로 알 수 있다. 저 위 사진에 고흥 나로도 동편 바다도 청정해역이다.
그런데 많은 사람들이 적조 생물이 깨끗한 물보다는 더러운 물을 좋아한다고 잘못된 선입견을 가지고 있는 것이다. 그렇지 않고, 바다에서 서식하는 플랑크톤들은 원래 영양분이 많으면서도 깨끗한 물을 좋아한다.
깨끗한 물에 황금어장이 형성되지 않는가? 황금어장이 형성되는 이유는 깨끗한 바다를 전제로 그 바다에 해류들이 부딪히거나 섞이거나 맴돌이하면서 플랑크톤이 풍부하기 때문인데, 그 플랑크톤들이 모두 코클로디니움 같은 동물성 플랑크톤과 동물성플랑크톤의 먹이가 되는 식물성 플랑크톤이다.
사람들이 적조생물이 더러운 물을 좋아한다는 선입견을 갖는 것은 장마철이나 홍수 이후에 적조가 빈번하게 발생하는 것을 보고 섣부르게 판단한 때문이고, 적조생물들 입장에서는 강물을 통해서 많은 먹이들이 떠밀려 내려오니까 그것들을 주서 먹는 것일 뿐이고, 적조생물들도 깨끗한 물을 좋아하는 것은 모든 생명체와 마찬가지다.
만약에 적조생물이 더러운 물에 포자를 까고 휴면기를 보낸다고 한다면 적조가 가장 빈번하게 발생해야 할 바다는 부산에서 서면에서 온갖 더러운 물이 다 들어가서 꽉 막히고 잔잔한 바닷물에 고이는 부산항이 되어야 할 것인데, 영도에서부터 중앙동-초량-좌천동-범일동-문현동-감만동으로 둘러싸인 부산항에는 적조가 일어나지 않지 않는가? 부산 수영만 하구도 마찬가지이다.
1995년부터 고흥 나로도 동편에서 거의 공식적으로 우리나라에서 가장 먼저 코클로디니움이 일어나는 이유도 깨끗한 물을 전제로, 질소 성분과 인산염 성분의 수용액 같은 풍부한 먹이가 흘러들고, 광합성하기 좋은 낮은 수심과 뻘물에 안 쓸려가는 돌밭과 파도가 심하지 않는 내만의 조건이 맞아 떨어졌기 때문인 것이다.
[코클로디니움 적조의 인체 무해성]
코클로디니움은 독성물질이 없는 동물성플랑크톤에 불과하고, 코클로디니움이 분비하는 점액물질은 지금까지의 추론 결과, 나는 인산염(인산칼슘)일 수밖에 없다고 본다.
인산은 생물계에서는 인산염 또는 인산 에스테르의 형태로 핵산·인단백질·인지질 등 생체의 주요 구성성분을 형성한다. 고에너지 인산결합을 만들어 에너지 운반체[擔體]의 구실을 하는 등, 생화학상 중요한 역할을 한다고 한다. 사람 몸에 좋은 것이다.
과학자들이 확인하려고 하면, 코클로디니움이 분비하는 점액물질이 인산칼슘인지 아닌지는 쉽게 확인할 수 있을 것이다. 인산염 비료공장에 물어보면 확실하게 알 수 있을 것이다.
코클로디니움 적조가 밀려들 때 숨을 못 쉬어 순식간에 죽은 물고기들은 깨끗하고 싱싱한 물고기들이다. 전염병 아니다. 코클로디니움이 몰려와서 물고기들이 동시다발적으로 죽어나갈 때 빨리 냉장처리만 하면 그 고기들은 바다에서 그물로 막 걷어 올린 물고기들과 다름없다.
[코클로디니움 적조 물고기 떼죽음 원인 분석]
앞서도 이야기했지만 코클로디니움이 양식장 가두리 안의 물고기를 죽이려고 해서 죽이는 것이 아니고, 코클리디니움은 원치 않는데 물고기가 물을 빨아들여 아가미 호흡을 하려고 할 때 물고기의 아가미 속으로 어쩔 수 없이 빨려 들어가 코클로디니움이 빠져나와 살려고 발버둥 치면서 자기방어를 하다가 물고기를 죽이는 것이다.
코클로디니움이 대량번식하면 물고기의 아가미에 달라붙어 끈끈한 점액질을 분비하여 물고기들이 숨을 못 쉬어 죽게 하는 것이라는 것은 1984년경부터 벌써 24년 동안 알려져 온 사실이다. 그런데도 정확한 이유를 밝혀내지 못하고 해결책을 제시하지 못하고 있는 상태인데, 정확한 원인을 분석할 수 있으면 피해를 예방할 수 있다.
적조주의보는 코클로디니움의 농도가 물 1밀리리터(1ml, 1cc=가로x세로x높이 각각 1cm의 물 크기, 1입방센치미터의 물)당 300개체 이상이면 발령되고, 적조경보는 1,000개체 이상 되면 내려진다.
코크로디니움이 바닷물 1cc에 3,000마리 정도가 되면 물고기가 호흡장애로 죽기 시작한다고 하는데, 동아일보에 의하면 작년 2007년 여름의 경우 적조가 심할 때 코클로디니움 농도가 바닷물 ml당 3만2500개체에 이르렀다고 한다. 엄청난 마리수이다.
그런데 이러한 정보들을 뒤집어보면, 적조경보를 기준하여 바닷물 1리터당 코클로디니움이 1백만 마리농도)를 넘어가지 않으면 피해가 없다는 말이고, 1ml에 3,000마리가 넘어가면서부터 물고기가 죽기 시작한다고 하니까 ‘500cc 콜라병 2개인, 1리터의 물에 코클로디니움이 3백만 마리’라는 엄청난 농도의 개체 수를 넘어가야 물고기를 죽이기 시작한다는 것이다. 조개류는 코클로디니움 적조에 물고기보다 훨씬 강하다.
그렇다면 최소한 코클로디니움이 1리터의 물에 백만 마리를 넘어서기 전까지는, 쉽게 말해 과다하게 많아지기 전까지는 코클로디니움이 동물성 플랑크톤으로 물고기의 영양분이 될 것이라는 것을 알 수 있다. 편모충류의 동물성 플랑크톤들은 코클로디니움이라는 적조생물이 나타나기 이전부터 젤라틴이나 칼슘성의 분비물과 갑판·껍질·깃 등 보호 구조를 가지고 있으면서도 본디 어패류의 중요한 천연먹이가 되고 왔고, 그동안 밝혀진 코클리디니움의 점액질 또한 무독성이기 때문이다. 그리고 모든 생명체는 어느 날 도깨비 방망이로 뚝딱 만들어진 것이 아니고 진화의 연장선상에서 그 종이 가지고 있는 보편적인 형질들을 고스란히 가지고 있을 수밖에 없고, 특히 미생물의 경우 수 억 년 전의 모습과 지금의 모습이 차이가 없을 정도이고, 코클로디니움도 단세포 원생생물에 속하는 미생물일 뿐이다.
그러니까 코클로디니움 적조의 발생으로 물고기들이 떼죽음을 당하는 것은 어떤 새로운 독성물질의 출현이나 특별한 원리 때문이 아니라 편모충류 동물성 플랑크톤들이 본래부터 진화시켜온 고유한 자기방어나 종족번식의 원리에 당하는 것이다. 코클리디니움을 잡아먹고 사는 천적인 물고기들이 코클리디니움에 죽음을 당하는 것은 숫자싸움의 원리이다.
코클로디니움을 포함한 편모충류 동물성플랑크톤들은 본디부터 종족보호의 수단으로 진화되어 오기를 물고기 같은 천적에 잡아먹히려고 할 경우 물고기의 아가미에 속에서 젤라틴이나 칼슘성분의 끈끈한 점액질을 분비하도록 진화되어왔고, 그 몸체 또한 갑판·껍질·깃 등 보호 구조를 갖추도록 진화되어 왔는데, 천적에 대하여 종족보존을 위한 방어방법은 뭉치면 살고 흩어지면 죽는다는 것이다.
코클로디니움 같이 작은 미생물인 편모충류들이 한 마리씩 흩어져 있거나 그 양이 적으면 물고기 밥이 될 수 있는데, 편모충류들이 모여서 많아질 경우 뭉치면 분비하는 끈끈한 점액질의 위력이 발휘되어 아가미 호흡방법으로 진화되어온 물고기의 공격 시에 물고기의 아가미 모세혈관을 막아서 숨을 못 쉬게 해서 죽일 수 있다. 또 아메바로 변이한 코클로디니움 군체의 경우 물고기의 아가미 속에서 빙빙 돌면서 상하로 치대는 아메바의 꼬리와 단단하게 튀어나온 돌출부위인 위족으로 섬세하고 부드러운 물고기의 모세혈관을 터트리고 긁어서 물고기의 호흡기관을 파괴할 수도 있다. 물고기들도 진화의 과정에서 편모충류의 이러한 특성을 알고 있을 것이다.
그래서 코클로디니움이 많아진다 싶으면 물고기들이 코클로디니움 번성지로 들어가지 못하고, 코클로디니움이 떼로 몰려다니면 물고기들도 도망치는 상황이 벌어지는 것이다. 그런데, 가두리 양식장 물고기는 도망갈 수 없다. 자연산 물고기는 도망갈 수 있으니까 죽음을 피할 수 있는데, 가두리 양식장은 도망갈 수 없으니까 죽는 것이다.
사람의 손에 부화돼서 키워진 양식장 물고기들도 척추동물로서 단세포 생물인 코클로디니움보다는 훨씬 고등 동물로서 불편한 것과 위험한 것은 본능적으로 감지할 수 있는 생존본능 유전자는 충분히 보존하고 있어서, 코클리디니움이 대량으로 번성하는 적조 시에는 피하고 싶을 것인데, 양식장 주인이 사업 안 망하려고 안 풀어주니까 가두리 양식장에 갇힌 채 그래도 숨은 쉬어야 하니까, 어쩔 수없이 ‘1입방센치미터의 물에 수천마리 또는 3만5천 마리까지 번식하는’ 끈끈이 알갱이(결정)들을 입을 통해서 아가미로 빨아들일 수밖에 없고, 그러다가 죽고 마는 것이다.
그래서 코클로디니움 적조에 가두리 양식장의 물고기들이 떼죽음을 당하는 것은 인간이 만들어낸 현상이라고 볼 수 있다.
그리고 코클로디니움이 바닷물의 색깔을 변화시킬 만큼 대량 번식할 수 있는 것도 인간이 콘크리트 시멘트와 같은 석회성분에서 녹아나온 영양분들을 집적하여 공급하는 덕분이므로 이 또한 코클로디니움 적조는 인간이 만들어낸 현상이라고 볼 수 있다.
물고기는 아가미 호흡을 한다.
물고기의 아가미 뚜껑을 열어보면 빗자루 같은 형태의 여러 개의 골조에 수건의 털실 같은 것들이 빽빽하게 들어차 있는데, 그 가늘고 빨갛게 빽빽하게 들어차 있는 것이 아가미의 모세혈관이다.
물고기는 그 모세혈관을 통해서 호흡을 한다. 물고기는 ‘기체는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다’는 기체의 농도 확산의 원리를 이용하여 몸속에 많이 생성된 이산화탄소를 그 모세혈관을 통해서 밖으로 내보내고, 산소를 빨아들일 때도 기체 확산의 원리를 이용하여 입으로 빨아들인 물을 아가미로 보내서, 아가미로 보낸 물들을 빗자루 형태의 여러 개의 판과 털실 사이를 통과시켜서, 그때 물이 싸릿대 울타리와 같이 늘어선 수많은 모세혈관을 통과하면서 표면적이 커져서 압력이 낮아질 때 물(H2O)에서 추출되는 산소(O)를 모세혈관을 통해서 몸속으로 들여보내는 것이다.
그런데 이때, 물 말고도 1cc에 수천~수만 마리씩의 농도로 코클로디니움들이 빨려들어와 모세혈관에 걸려서, 코클로디니움들이 끈적끈적한 석회성분의 점액질을 분비하고, 코크로디니움이 물고기의 아가미에서 살아나가려고 식물성 플랑크톤을 잡아먹을 때 사용하는 오징어 모양의 위족을 세우고 돌고래의 꼬리같이 상하로 움직이는 꼬리를 흔들면서 와편모충류의 특성대로 빙빙 돌면서 발버둥을 친다고 생각해보라. 섬세한 수많은 모세혈관의 숨구멍들이 코를로디니움이 분비하는 석회성분 점액질에 막혀버리고, 요동을 치는 코클로디니움의 꼬리와 위족에 호흡기관인 모세혈관이 긁히고 터져서 기능을 잃어버릴 것이다.
그래서 적조 시에 코클로디니움이 아가미에 달라붙을 때, 물고기들이 숨을 못 쉬어 답답하고 모세혈관이 파괴되는 고통으로 지금까지 봐왔던 동영상에서처럼 코클로디니움이 아가미에 달라붙으면 물고기들이 미친 듯이 경련을 일으키면서 발버둥을 치다가 한 순간 떼죽음을 당하는 것이다. 그런데 이러한 원인들이, 코클로디니움이 워낙 작다보니 눈으로는 안 보이는 것이다.
코클로디니움이 물고기의 아가미에 달라붙는 것은 생물학적인 것이지만, 점액질이 아가미 모세혈관의 숨구멍을 막아버리고 코클로디니움의 꼬리와 위족으로 물고기의 아가미 모세혈관을 파괴시키는 것은 물리적인 것이다. 그러니까 물고기들이 코클로디니움에 떼죽음을 당하는 것은 모르고 보면 생물학적인 원인 같지만 근본적으로는 물리적인 원인이란 뜻이다.
그리고 나는 코클로디니움 적조 시에 화학적인 원인도 동반될 수 있다고 본다.
앞에 [백화현상]에서 봤던 동영상을 다시 보자.
2006.9.6. [흑산도 양식장 물고기 떼죽음] SBS 동영상 -
2006.9.12. [통영, 거제 물고기 떼죽음] SBS 동영상 -
위 뉴스 동영상들은 적조도 없었는데,
적조 이상으로 물고기들을 떼죽음시킨 내용이다.
나는 [백화현상]에서 밝힌 바와 같이, 적조가 없었는데도 가두리양식장 안의 물고기들이 떼죽음을 당한 것은 콘크리트 시멘트에서 녹아나온 석회성분들이 물고기의 아가미에서 시멘트풀의 역할을 한 때문이라고 보고 있다.
그리고 적조도
콘크리트 시멘트 성분 유입이 많은 해역에서 발생하고 있다.
결과적으로 원인은 콘크리트 시멘트에서 녹아나온 석회성분 때문에 코클로디니움 적조가 발생할 수 있는 것인데, 지금까지의 연구 결과 코클로디니움은 시멘트에서 녹아나온 성분 중 25%에 해당하는 수산화칼슘의 화합물인 인산염에서 영양분을 취하고 있다.
시멘트는 물과 수화 시 60%의 규산칼슘수화물(규산석회)과 25% 정도의 수산화칼슘과 기타 첨가제 역할을 하는 15%의 성분을 배출한다. 그리고 이때 첨가제 15%는 종류별로 있는 여러 가지 화합물들의 비율을 모두 합한 값으로 각 종류별로 따지면 큰 영향력이 없다고 볼 수 있다.
그렇다면 시멘트에서 녹아나온 성분 중 25%를 차지하는 수산화칼슘이 인과 결합한 화합물인 인산염을 먹고 코클로디니움이 그만큼 번성을 했으니까 수산화칼슘 있는 해역에는 규산칼슘도 같이 유입되었다고 볼 수 있는데, 규산칼슘수화물을 먹어치울 식물성 플랑크톤인 규조류 적조는 코클로디니움 적조 시에 거의 자취를 감추고 있으니까, 규산화칼슘은 콜로이드 상태로 바닷물에 분포되어 있어야 한다는 결론이 나온다.
그리고 그때, 즉 코클로디니움이 바닷물에서 수산화칼슘(인산염 속에 포함되어 있음) 이온을 섭취하고 규산화칼슘수화물은 바닷물 속에 농축되어 있는 상태에서, 물고기들이 물을 빨아들여 기체의 농도확산에 의한 호흡을 하려고 아가미에서 물의 표면적을 넓힐 때 코클로디니움이 물고기의 아가미에 걸려서 끈끈한 점액질(인산염)을 분비할 때, 규산화칼슘수화물도 인산염에 같이 달라붙어서 시멘트풀의 효과를 가중시킬 수 있다는 생각이 든다.
시멘트 풀에 있어서 규산칼슘수화물도 시멘트의 점성을 높이는 본질이고 물에도 완전히 녹지 않아서 이온화 상태로 되지 못하고 끈끈한 상태인 콜로이드로 존재하는데, ‘수산화칼슘 Ca(OH)2 성분과 거의 다름없는 코클로디니움 점액질 성분인’ 인산염 Ca(H2PO4)2이 물고기의 아가미에 달라붙을 때 규산칼슘수화물이 인산염 덩어리들을 만나서 충분히 시멘트 풀의 기능을 재발휘할 수 있다는 생각이 들기 때문이다.
그 결과 무색·무취의 점성도(粘性度)가 큰 액체로 농도가 높아지면 결정화(結晶化) 되기 쉬운 인산염에 시멘트풀의 본체인 규산칼슘수화물이 결합되어, 규산칼슘수화물과 수산화칼슘 수화물이 결합되어 시멘트 풀이 되는 것과 같은 강력한 본드의 역할을 하게 될 수도 있다는 생각이 든다. 그렇다면 이것은 화학적인 원인이다.
인산염과 규산칼슘수화물의 결합에 따른 점성도와 경화 속도는 시멘트 회사들에 물어보면 잘 알 수 있을 것인데, 내가 이런 생각을 갖는 이유는 아무리 편모충류가 분비하는 무독성의 점액질이 성능이 좋아서 아무리 끈끈하다고 해도 살아있는 생물에서 나오는 인산염 한 가지 성분의 점액질만으로는 그렇게 많은 물고기들을 한순간에 떼죽음시키기 어렵다는 생각이 들어서이다.
그래서 나는 적조 시에 코클로디니움들이 물고기의 아가미에 달라붙었을 때 물고기들이 떼죽음 당하는 이유를 위에서 말한 물리적인 원인들과 화학적인 원인이 결합된 것이라고 보는 것이다.
[코를로디니움 적조 피해 예방 대책]
내가 적조에 대해서 연구하면서, 적조 피해의 방지책에 대해서 연구를 같이 해봤는데 떠오르는 데로 몇 가지만 간단히 적어보겠다.
1. 고흥군 해창만 담수호 물 관리를 잘해야 한다.
앞에서 말한 대로 적조 발생 적합시기에 가능하면 우리나라 코클로디니움 적조 발원지인 전남 고흥군 나로도 위에 해창만 간척지 담수호의 비료 녹아있는 물을 바다로 유입되지 않도록 해야 한다. 현실적으로 거기서 농사짓는 분들한테 질소 비료와 인산염 성분의 비료를 줄이라고 말하기 어렵다.
2. 바다로 흘러드는 석회성분의 양을 줄여야 한다.
이것도 농사짓는 분들한테 생석회 비료 쓰지 말라기에는 어렵고, 바닷가에 콘크리트 구조물 설치하는 것을 신중하게 고려하고 줄여야 한다는 것이다.
특히 바닷 속에 콘크리트 인공어초는 이제 그만 빠트려야 한다. 바다를 살리려는 인공어초들이 콘크리트가 되다보니 오히려 바다를 조지는 것이다.
그리고 바다로 흘러드는 강가에 설치되는 콘크리트 구조물도 줄여야 한다. 녹아서, 눈에 보이지는 않지만 고스란히 바다로 흘러들어간다.
만약에 대운하가 낙동강 하구에서부터 문경까지 콘크리트 구조물로 건설된다면 건설과정과 건설 후에도 거기에서 녹아나온 시멘트 성분이 부산 앞바다는 물론이고 남해동부와 동해남부 바다까지 죽이는 결과를 가져올 것이다.
3. 바다에서 석회성분을 건져내야 한다.
적조의 원인은 바다에 석회성분이 지나치게 많아서 그런 것이니까, 연안에 굴 양식장을 많이 설치하면 굴 껍데기로 어마어마한 석회 덩어리들을 건져낼 수 있다. 굴 양식장을 통한 굴 껍데기의 대량생산 대량수확은 [백화현상]과 [수온상승/지구온난화]과 [적조]를 근본적으로 예방하고 해결하는 가장 확실한 방법이다.
갑오징어를 인공 부화시켜 적조 다발해역에 방류하였다가 잡아내다 팔면 연안의 비교적 깊고 먼 바다에서도 많은 석회를 건져낼 수 있다. 갑오징어는 몸에 석회덩어리가 들어 있다. 갑오징어 새끼들은 그물질로 못 잡게 해야 한다.
4. 적조 발원지인 고흥 나로도 바다에 문어 새끼들을 방류하는 방법도 좋을 것이다.
문어는 수심 13~30m 정도의 낮은 연안에서 한번 알을 낳을 때 암문어 한 마리가 2만~10만개의 알을 낳는데, 알에서 깨어난 유생(새끼)은 유생은 물 표면으로 헤엄쳐 올라와28~90일 동안 떠다니며 살고, 몸길이 5cm와 몸무게 3~5g 정도 되면 바다 밑으로 생활한다고 한다.
문어 새끼들이 떠다니면서 생활한다고 하는데, 이것은 문어 새끼들이 플랑크톤과 같은 생활을 하면서 적조생물인 코클로디니움 같은 플랑크톤을 잡아먹으면서 유생시기를 보낸다는 것을 알 수 있다.
그리고 문어나 오징어와 낙지 같은 두족류들은 사방팔방으로 움직일 수 있는 손발이 많아서 이빨이나 아가미 사이에 엿 같이 끈적끈적한 무독성의 점액질을 분비하는 코클로디니움 덩어리들이 끼거나 달라붙어도 8개나 달린 손발로 빼낼 수 있으니까, 손발이 없는 물고기들처럼 아가미에 코클로디니움이 끼어서 몰살을 당하는 일이 없을 것이라는 생각이 든다.
그래서 문어 새끼 자체는 작지만 코클로디니움 같은 단세포 플랑크톤보다는 비교할 수 없이 커서, 문어 유생이 많은 양의 코클로디니움을 잡아먹을 수 있을 것 같고,
오징어나 낚지나 쭈꾸미나 꼴뚜기 같은 두족류들은 알을 수 십 개에서 2~3백 개 정도밖에 못 낳는 것과 비교할 때 문어는 엄청난 양의 알을 낳으므로 인공부화만 할 수 있으면 엄청난 개체 수의 문어 유생을 확보할 수 있어서 경제성이 있고,
인공부화장에서 수온 조절과 산소공급으로 문어 유생의 부화시기를 적조 발생 직전 시기에 맞추어서,문어유생이 알에서 깨어났을 때 배양한 코클로디니움을 잡아먹도록 몇 칠 간 훈련시킨 후에, 바다에 고흥 나로도 동편 방파제에 집중적으로 방류하면 코클로디니움의 대량번식을 막아서 적조를 예방할 수 있다는 생각이 든다. 문어는 먹이가 부족하면 자기 동료도 잡아먹을 정도로 식탐이 많은 종족인데, 코클로디니움 동물플랑크톤이 넘쳐나면 문어들이 그것들을 가만 나두지 않을 것으로 생각된다.
그리고 문어가 크면 잡아서 먹거나 팔면 되고, 다음해 적조 시기 직전에 또 문어를 인공 부화시켜 그 유생들을 코클로디니움을 잡아먹도록 몇 칠 간 훈련시켜 방류하면 되는 것이다.
학계에서는 적조 방지를 위해서 코클로디니움을 잡아먹는 또 다른 미생물을 연구하고 있는 것으로 아는데, 확인되지 않는 미생물은 또 어떤 피해를 일으킬 지 알 수 없는 것이다. 그에 비해 문어의 경우는 환경피해가 없다는 것이 이미 확인되었고, 문어의 개체수가 많아서 다른 어패류를 많이 잡아먹을 것 같으면 문어의 임무가 끝나고 적조가 확실히 둔화되는 9월 말경 이후로 그물로 잡아내면 되는 것이다.
5. 적조 비상시, 가두리 양식장 피해 예방 비상조치
코클로디니운 적조 떼가 일단 물고기의 아가미에 달라붙으면 물고기들이 숨을 못 쉬어 짧은 순간에 죽어나가므로 어떻게 해서든지 코클로디니움이 물고기들이 들어있는 가두리 양식장 안으로 들어오지 못하게 해야 한다.
[적조 시 가두리 양식장 비상조치]
적조 시 가두리 양식장 물고기 보호 방법은 간단하다.
- 물고기가 빠져나가지 못하도록 쳐놓은 가두리 양식장 그물 위로, 가두리 양식장 내부의 오목한 그물 형태(대부분 바구니 안쪽 모양일 것임)의 공간에 맞추어 두껍고 질긴 비닐 천막을 제작해서,
- 그 바구니 안쪽 공간과 비슷한 형태의 비닐 천막을 가두리 양식장 그물 고정시킨 자리에 걸치고 고정시켜서,
- 그 비닐 천막 위로 적조에 오염되지 않은 물을 채워 넣는데, 천막이 그물과 같이 모서리에 튼튼하게 고정된 채로 펼쳐져 있으면 천막 윗부분이 개방되어 있으므로 공기 부력을 받지 않아 천천히 물을 부어넣으면 천막 안의 물이 바깥쪽물과 수평을 이루면서 비닐천막을 계속 밑으로 가라앉으면서 비닐천막이 그물에 닿아서 걸릴 때까지 물을 채워 넣을 수 있고, 그렇게 해서 비닐 천막의 바깥과 안쪽의 수면 높이가 같아지면 가두리 양식장 그물에도 하중도 걸리지 않게 되는데,(이때 비닐 천막을 충분히 여유 있게 하면, 하중은 물의 무게는 걸리지 않고 비닐 천막의 무게만 걸리게 됨)
- 그렇게 해서 그 안에 물고기를 집어넣으면, 물고기들이 코클로디니움 적조로부터 안전하게 되는 것이다.
- 그리고 비닐천막으로 보호되는 물속에 산소발생기를 하나 넣어서 산소를 충분히 발생시키면 보다 많은 물고기를 임시로 넣을 수 있는 것이다.
- 이때, 그 비닐 천막은 천막집에 주문하면 돈 몇 푼 들지 않고 만들 수 있고, 돈을 조금 더 주면 전문가들이 와서 설치까지 해줄 것이고,
- 천막 안에 물을 확실하게 안전한 물을 채워 넣으려면 바닷물이 아닌 민물(담수)을 배로 싣고 오던지 오수로 끌어와서 퍼부어 넣은 다음에 전남 신안에서 오래되지 않은 천일염(소금)을 사다가 녹여서 바닷물과 염도를 맞추면 될 것이고,
- 비닐천막을 가두리 양식장 그물 위로 설치할 때는 모든 틀마다 할 필요 없이 가운데 틀 몇 개만 설치해서, 옆 그물틀에 있는 고기들을 뜰채로 떠서 옮기면 될 것이다.
- 그리고 고기가 한꺼번에 너무 많이 들어갔다 싶으면 산소발생기 2개를 넣어주면 적조가 물러갈 때까지 임시로 물고기를 안전하게 보호할 수 있는 것이다.
- 그렇게 하면, 비닐 천막을 사이에 두고 바깥 물과 안쪽 물의 교류가 안 되지만 온도는 전도(열전달)가 되어서 비닐천막 안의 수온이 크게 올라가지 않을 것으로 생각되고, 만약에 온도가 올라간다 싶으면 얼음 덩어리 몇 개 넣어주면 수량이 제한적이어서 오히려 당분간은 수온관리를 쉽게 할 수 있는 장점도 있다.
- 그리고 이때 비닐 천막이 터져도 그물에 감싸여 있어서 물고기들이 도망간다고 해봐야 도로 그물 안에 갇혀있는 꼴이니까 크게 걱정할 필요가 없고,
- 요새 투명하면서도 질기고 제법 두꺼운 비닐(포장마차 헛유리로 쓰는 비닐) 잘 나오니까 그 정도 비닐이면 고주파로 쏘아놓으면 웬만해서는 터지지 않고,
- 조금 터진다고 해봐야 안쪽 물과 바깥쪽의 수면 높이가 같으면 압력이 거의 같아서 바깥물이 안쪽으로 쉽게 들어올 수 없으니까 크게 걱정할 필요 없고,
- 파도가 조금 인다 싶으면, 파도 반대쪽 비닐을 수면 위보다 조금 높게 구멍을 몇 개 뚫어놓으면 물이 정량이상을 차서 그물이 터지는 사고를 막을 수 있고,
- 만약에 태풍과 같은 큰 파도가 온다고 하면 비닐 천막을 거둬내야 할 것이다. 통째로 떠내려 가버릴 수 있으니까. 그리고 태풍이 온다고 하면, 태풍이 오기 전에 코클로디니움들이 알아서 숨거나 없어질 것이니까 코클로디니움이 없어진 것을 확인한 다음에 비닐천막을 거두어내면 물고기들을 안전하게 보호할 수 있게 될 것이다.
그렇지만 비닐천막으로
적조 피해를 막은 것은 비상조치에 불과하다.
적조가 대량 발생하거나 대량 몰려왔을 때, 적조의 소멸 시까지만 임시방편으로 사용할 수 있는 비상조치에 불과하다는 뜻이다. 그래도 일주일에서 길게는 한 달 정도만 고생하면 2~3년 또는 3~4년 키워야 출하할 수 있는 물고기들을 그동안 키워낸다고 고생한 보람이 헛되지 않을 것이다.
가두리 양식장 사업은 -
6년을 키워야 상품의 인삼을 출하할 수 있는 인삼농사와 비교할 수 있다. 월급생활 하는 사람들은 1달에 한번은 월급을 받아야 정상적인 생활이 유지되고, 두 달째 월급을 못 받으면 불화가 생기고, 석 달째 월급이 안 들어오면 생활이 파탄 날 사람들이 부지기수이고, 1년을 넘기면 호적까지 바꿔질 수도 있는 현실이다.
그런데 2년 3년 동안 돈 나오는 것 없이 들어가기만 했고, 이 걱정 저 걱정 다해가면서 온갖 노력과 정성을 다 부어놨는데, 출하를 앞두고 하루아침에 물고기들이 숨을 못 쉬어서 경련을 일으키고 몸들 뒤틀다가 떼죽음을 당해서, 떠오르자 썩어들기 시작하는 여름날 뜨거운 뙤약볕에 아래 허연 배를 뒤집고 둥둥 떠오르면 그 아픔을 누가 알리요? 모쪼록 나의 제안이 가두리 양식장 사장님들께 실질적인 도움이 되기를 바라는 마음, 간절하다.
부산 해운대에서
윤승환 올립니다.
익명 작성일 -
1. 적조의 발생원인
赤潮現象이란 식물성 플랑크톤의 대량 번식으로 바닷물의 색깔이 적색, 황색, 적갈색 등으로 변색되는 자연 현상을 말합니다.
적조는 일조량, 수온, 염분, 영양염류 등 적조생물의 대량번식에 알맞은 해양환경이 조성되어야 나타납니다.
식물플랑크톤이 대량발생하고 집적되어 물이 변색되는 현상. 발생원인은 아직까지 충분히 밝혀지지 않은 부분도 있지만 대체로 다음과 같은 요인이 복합적으로 작용할 때 일어난다. 첫째, 폐수의 유입에 의한 질소, 인 등 영향류의 풍부함이고, 둘째, 충분한 일사량으로 광합성작용이 활발하여 조류가 대량번식할 때, 셋째, 철분, 구리, 망간 등 미량금속이나 유기물질의 작용 및 수온, 염분, PH 등이 적합하고 넷째, 무풍상태가 계속되어 해수교환이 없을 때 등이다. 특히 바다가 고요할 때는 번식된 플랑크톤이 분산되지 않고 집적(集績)하기 때문에 적조가 심하게 발생한다. 플랑크톤은 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.
2. 적조의 피해상황
우리나라에서 적조발생은 오랜 옛날부터 있었던 것으로 기록되어 왔다. 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. 최근에는 해상교역량이 증가함에 따라 선박의 밸러스트를 통해 과거에 나타나지 않았던 새로운 적조생물이 나타나 전세계적으로 확산되는 추세에 있다. 최근 5년간의 상황을 보면 남해안 대부분 연안에서 거의 매년 적조가 발생되고 있음.
3. 방지 대책
환경기초시설의 확충, 어장정화 및 오염퇴적물 준설등이 시급한 과제로 대두되고 있다.
적조발생시 방제를 위해 사용하고 있는 방법은 황토흙을 살포하는 방법을 쓰고있습니다.
1. 적조의 발생원인
赤潮現象이란 식물성 플랑크톤의 대량 번식으로 바닷물의 색깔이 적색, 황색, 적갈색 등으로 변색되는 자연 현상을 말합니다.
적조는 일조량, 수온, 염분, 영양염류 등 적조생물의 대량번식에 알맞은 해양환경이 조성되어야 나타납니다.
식물플랑크톤이 대량발생하고 집적되어 물이 변색되는 현상. 발생원인은 아직까지 충분히 밝혀지지 않은 부분도 있지만 대체로 다음과 같은 요인이 복합적으로 작용할 때 일어난다. 첫째, 폐수의 유입에 의한 질소, 인 등 영향류의 풍부함이고, 둘째, 충분한 일사량으로 광합성작용이 활발하여 조류가 대량번식할 때, 셋째, 철분, 구리, 망간 등 미량금속이나 유기물질의 작용 및 수온, 염분, PH 등이 적합하고 넷째, 무풍상태가 계속되어 해수교환이 없을 때 등이다. 특히 바다가 고요할 때는 번식된 플랑크톤이 분산되지 않고 집적(集績)하기 때문에 적조가 심하게 발생한다. 플랑크톤은 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.
2. 적조의 피해상황
우리나라에서 적조발생은 오랜 옛날부터 있었던 것으로 기록되어 왔다. 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. 최근에는 해상교역량이 증가함에 따라 선박의 밸러스트를 통해 과거에 나타나지 않았던 새로운 적조생물이 나타나 전세계적으로 확산되는 추세에 있다. 최근 5년간의 상황을 보면 남해안 대부분 연안에서 거의 매년 적조가 발생되고 있음.
3. 방지 대책
환경기초시설의 확충, 어장정화 및 오염퇴적물 준설등이 시급한 과제로 대두되고 있다.
적조발생시 방제를 위해 사용하고 있는 방법은 황토흙을 살포하는 방법을 쓰고있습니다.
적조에 대하여
적조에 대하여 알려주세요 1.적조란? 2.적조가 주는 피해 3.적조는 주로 어디에서 발생하는가? 1. 적조의 발생원인 赤潮現象이란 식물성 플랑크톤의 대량 번식으로 바닷물의...
적조에 대하여
적조에 대해 알려주세요1. 적조란?2. 적조가 주는 피해 3. 적조는 주로 어디서 발생하는가? 아래의 글은 제 주장으로 완벽하다고 말씀드리지 않습니다.다만 참고하려면......
적조에 대하여
적조에 대해 알려주세요.1. 적조란? 2. 적조가 주는 피해 3. 적조는 주로 어디서 발생하는가? 아래 글은 제 주장일 뿐이고, 완벽하다고는 할 수 없습니다. 다만 참고로....적조물에...
적조에 대하여
적조에 대해알려주세요 적조가 생기는 이유,황토를뿌리면왜 적조를 해치울수있나,왜 적조때문에 물고기가 죽나에 대하여 알려주세요 내공은 100 겁니당 적조는 바다에 있는...
적조현상에 대하여.
수질관리 레포트를 써야하는데요 적조현상에 대하여 A4용지 앞 . 뒷면 부탁드립니다.^^ 안녕하세요~ 네이버 지식파트너 한국환경산업기술원입니다 :D 국내...
적조,녹조에 대하여..
적조, 녹조에 대하여 논문이나 신문기사 또는 블로그 같은데서 적조,녹조에 관한글들좀 알려주세요 내공 100!!!!!!!!!!! 1. 질문하신 녹조 및 적조에 대한 전반적인 내용을...
적조에 대하여
적조에 대해 조사 해 보고 발생 원인, 피해 상황, 방지 대책에 대해 조사해 가야 하는데... 되서 적조가 생기는 겁니다. 그것에 대한 피해는 적조들이 물고기의 아가미를 막아서...
적조현상에 대하여 원인과 해결방안
적조현상에 대하여 원인과 해결방안에 대하여 A4로 2페이지정도로 적어야 하는데 어떻게 쓰는게 좋으며, 원인과 해결방안에 대하여 좋은 정보가 있는 곳이나, 직접 올려주세요....
적조에 대한것과 발생원인,피해상황...
... 적조에 대하여 - 적조란, 간단히 말하면 부영양화된 해역에서 플랑크톤이란 생물이 이상 증식하여 바다를 적갈색으로 물들이거나 그 영향으로 바다의의 색깔에 변화가...
적조현상에 대하여
적조는 언제 발생하고 무엇때문레 발생하나요? 4가지씩요 안녕하세요. 해양수산부입니다. 적조에 관해 답변드리겠습니다. 적조생물은 식물 plankton 중의 하나인데 빛, 수온...