적조

적조는 빨간 파도의 한자어로 바다물의 색깔이 빨간색이나 갈색을 보이는 현상을 말한다 (그림 1). 적조현상의 핵심은 광합성을 하는 미세조류(algae)가 급격하게 과 생장한 결과인데 광합성 색소인 엽록소 외에 보조색소인 카로틴(carotene), 크산토필(xanthophyll), 피코빌린(phycobilin) 등의 다양한 색소의 색깔을 가졌기 때문이다. 갑자기 조류가 급격한 생장을 보이는 이유는 많겠으나 가장 대표적인 것이 오염물질의 유입과 수온의 상승이다.

그림 1. 적조현상. 적갈색 부분에 매우 많은 조류가 있음. (출처: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Red_tide.jpg)

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오염물질에는 다양한 것들이 포함되는데 적조의 원인이 되는 오염물질은 질소와 인 성분이다. 수계의 부영양화나 생활하수의 다량 방출입으로 인해 영양염류나 유기물이 유입되어 발생한다. 바닷물은 육지의 하천과 호수, 그리고 토양에 비하여 상대적으로 영양분의 농도가 낮은데,다. 특히 인은 물에 녹는 형태의 인 (즉 수용성 인)이 자연계에는 극히 적기 때문에 인의 농도가 자연에서 미생물들의 생장조절 요소로 작용한다. 물론 인은 모든 생물체가 필요로 하는 6대 원소(six major elements)인 탄소, 수소, 산소, 질소, 유황 등과 함께 포함된다. 그래서 모든 사료에 인을 충분히 첨가하여 가축과 양식어류에게 제공하는데 대부분의 양어장에서는 과량의 사료를 공급하기 때문에 여분의 사료성분이 물로 유입된다. 또한 가축의 사료도 문제를 일으킬 뿐만 아니라 가축의 분변을 제대로 처리하여 방출해야 함에도 불구하고 여러 원인에 의하여 분변의 하수처리가 이뤄지지 않으며 이들 역시 결국 바다로 유입된다. 사료와 분변에는 고농도의 질소와 인이 존재하기 때문에 이들이 바다로 유입되는 즉시 바다의 미생물들, 특히 별도의 탄소 유기물 (즉 탄수화물)이 필요치 않는 광합성 생물체인 조류가 빠르게 생장하여 그 수가 급격히 증가된 결과 적조현상이 나타난다. 갯벌에 사는 조개류 등이 미생물이나 플랑크톤 등을 먹이로 삼아 부영양화를 방지하는 자연 정화조의 역할을 할 수 있으나, 갈수록 간석지가 점점 감소하는 추세이므로 적조현상이 더욱 자주 일어나고 있다. 이를 영어로는 blooming이라는 용어를 사용하며, HAB(harmful algal blooms)라고도 부른다.

적조는 왜 문제가 되는가? 광합성을 하는 조류가 많아지니까 산소가 풍부해져서 좋지 않을까? 산소는 물에 녹는 양이 일정한데 20℃에서 1 L의 물에 최대 7.6 mg이 녹을 수 있다 (7.6 ppm). 온도가 낮아지면 용해도가 증가되며, 물에 다른 성분이 있으면 감소되므로 바닷물에는 최대 8 ppm이 존재하므로 광합성으로 산소가 방출되어도 결국 대기로 방출된다. 오히려 조류의 수가 폭발적으로 증가되어 이들이 어류의 아가미를 덮어서 물고기들이 아가미를 통한 산소공급이 중단되기 때문에 죽게 된다. 어패류의 질식사는 수산자원의 감소, 수질의 변화, 그리고 생태계의 파괴를 유발하게 된다. 또 일부의 조류는 동물, 특히 사람에게 심각한 피해를 주는 신경독소를 만든다. 물론 우리가 직접 조류를 먹는 경우는 없으나 이들이 먹이사슬을 통하여 농축되고 사람들이 특히 조개와 새우, 게 등을 섭취했을 때 심각한 장애를 겪게 된다. 적조현상은 질소와 인 성분의 유입과 함께 수온도 중요한 요인이라고 언급했는데 봄이 되어 수온이 상승하기 시작하고 하천으로부터의 물 유입도 늘어나면 적조현상이 발생하게 된다.

적조현상이 일어나면 황토를 뿌리는데 이는 황토입자가 가지는 흡착기능을 이용하여 물에 녹아있는 성분들을 흡착할 뿐만 아니라 미세조류도 함께 흡착하여 가라앉도록 하기 위함이다. 따라서 황토를 뿌리는 것이 완전한 해결방법이 아니기 때문에 오염물질의 유입을 사전에 잘 막는 것이 매우 중요하다.

Cochlodinium polykrikoides , 세포 주위를 감고 있는 횡 편모와 수직으로 나 있는 종 편모가 있음. 여름철 우리나라 연안의 주요 적조 발생종. (출처: 정승원, 한국해양과학기술원)

최형태/강원대학교

정우현/덕성여자대학교