적조플랑크톤을 해롭지 않은 다른 플랑크톤과 경쟁시켜 막을 수 있을까?/:/ 조류 대량발생에 관한 이야기

이런 생각을 한 사람들이 전부터 있었습니다. 

웹검색하다 본 것. 몇 가지 메모.

2015년쯤에 여기저기 보도가 나온 것인데, 저 연구는 지금 어떻게 됐을까요? 궁금하네요. 연구의 발상은 참 좋은데요.

 

적조(赤潮).. 붉은 바닷물결

 

적조, 역발상으로 잡는다
정해진 서울대 교수의 '이이제이' 방식 - 사이언스타임즈 2015.10.20

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ㅡ 적조는 강한 햇볕 + 25도 이상의 수온이 대량 발생조건. (다만 세상에 그런 조건을 가진 바다가 적지 않은데? 하는 생각도 드는데.. 지역마다 다른 생태계 동역학적인 요소때문일까?)

 

* 세간의 인식과 달리,

ㅡ 부영양화(물속 질소와 인이 과다한 것)는 적조의 필수 발생조건은 아니라고 한다. 적조생물도 생물이니까 증식하는 데 무기영양분이 필요하기는 하겠지만. (녹조를 구성하는 조류가 대량발생하지 않아도 적조를 구성하는 조류가 대량발생하기도 하니까 그런 듯. 바로 거기서, 무해한 조류와 해양식물이 햇볕과 영양을 먹어치우도록 하면 유해한 조류(적조)는 막을 수 있는 게 아니냐는 발상)
ㅡ 황토는 적조를 가라앉히는 임시방편이 아니라, 조생물을 파괴하기도 한다. 검증된 방법 중 가장 부작용이 적다.
ㅡ 하지만 햇볕과 수온이 더해지면 황토같은 방재조치로는 감당이 안 된다.

    (다만 같은 교수가 등장하는 2013년 연구 보도기사에서는, 마산만의 겨울 적조를 이야기했다. 이건 겨울에도 적조가 발생할 만큼 바다가 문제라는 걸까? 그런데 다른 기사를 보면 수온보다 부영양화에 트리거되는 건 녹조라 했으니, 그럼 뭐가 녹조와 적조의 증식비율을 결정하는 요소일까?)


ㅡ 적조는 산소고갈로 물고기와 조개를 죽이는 게 아니다. 적조가 해양생물의 아가미를 막아버려서 폐사한다. "산소부족이 아니라 콧구멍과 허파꽈리를 막는다!"
그러니까, 바다의 적저 피해는 강물에 녹조가 너무 많아지는 것하고는 좀 다른 이야기라는 듯.

 

기사 내용 중에서 일부

 

ㅡ "적조의 원인이 되는 생물은 크게 ‘무해 조류’와 ‘유해 조류’로 구분된다. 무해 조류에는 규조류와 남조류 등이 있는데, 이들은 순수한 식물성 플랑크톤으로서 어패류의 먹이가 되는 유익한 조류다. 반면에 문제가 되는 유해 조류로는 편모류가 대표적이다. 그 중에서도 와편모류에 속하는 코클로디니움(cochlonidium)은 독소를 가져 어패류에 가장 심각한 피해를 끼친다."

 

ㅡ "대표적 적조 조류인 와편모류는 염색체수가 인간보다 5배 이상 많은 250개고, DNA 염기수도 2900억 개로서 30억 개인 인간보다 100배가량 더 많아 (......) 와편모류가 이 같은 엄청난 유전정보를 바탕으로 다양하게 분화됐고, 악조건에서도 생존할 수 있게 됐을 것이라 짐작"

 

ㅡ  서울대 지구환경과학부의 정해진 교수, "와편모류는 하루에 1~2회 분열하는 데 비해 규조류는 1~4회 분열하는 등 증식 속도가 더 빨라서, 와편모류의 증식을 방해할 수 있다."^{[각주:1] [각주:2]}

 

Q. 흔히 적조로 인해 어패류가 죽는 원인이 바닷물의 용존 산소가 부족해져 나타나는 것으로 알려져 있는데, 규조류가 증식해도 용존 산소가 부족해지는 것은 마찬가지 아닌가?
A. 적조로 인해 어패류가 죽는 가장 큰 이유는 용존 산소가 부족해서라기보다는, 와편모류가 아가미를 막아 호흡을 할 수 없도록 만들기 때문이다. 육지생물로 비유하자면 공기 중에 산소가 모자라 죽는 것이 아니라, 코를 막아버려 호흡을 할 수 없기 때문에 죽는 것이라 할 수 있다. 따라서 와편모류가 없어지면 적조 피해가 대폭 줄어들 것으로 예상하고 있다.

 

 

 

바다의 녹조류

 

같은 교수 연구실의 2019년 기사는, 바닷물과 녹조 증식에 대한 이야기인데, 

해양 녹조류는 수온보다 영양염류(부영양화)가 트리거라는 것.

https://www.yna.co.kr/view/AKR20190129183300004

'녹조라떼' 주범 식물 플랑크톤, 수온보다 영양염류가 좌우 | 연합뉴스

 

 

전세계 바다에서 녹조와 적조 발생기록이 증가했다는, 2023년 봄 기사.

 

https://www.joongang.co.kr/article/25146338

전 세계 해양 녹조·적조 발생 빈도 지난 20년 간 59% 늘었다 | 중앙일보

 ㅡ 중국 남방과학기술대학과 미국 플로리다대학·델라웨어대학 등 연구팀이 최근 과학 저널 '네이처(Nature)'에 발표한 논문

 

ㅡ 미 항공우주국(NASA)의 아쿠아(Aqua) 인공위성에 탑재된 '중간 해상도 이미지 분광방사계(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)' 장비로 촬영한 전 세계 해양의 2003~2020년 이미지 76만장을 분석

 

ㅡ 2002~2020년 사이 전 세계 해양에서 조류 대발생 해역의 면적과 관찰 빈도가 증가. 지난 20년 동안 조류 대발생 면적은 13.2% 확대됐고, 연간 조류 대발생 빈도는 59.2% 증가.

 

ㅡ 연구팀은 153개 연안 국가의 배타적 경제 수역(EEZ)과 54개의 대규모 해양 생태계(Large Marine Ecosystem, LME)를 가로·세로 1㎞ 구획으로 나눠 조류, 즉 식물플랑크톤에서 방출하는 형광을 바탕으로 녹조·적조의 발생 여부를 매일  판단

 

지구관측 인공위성의 성능이 대단하네요..

 

적조와 녹조 피해면적을 보면, 유럽 연안이 3할, 북미 연안이 2할, 호주 연안이 1할. (같은 영역에서 연간 여러 번 발생한 경우는 가중계산하는지 여부는 기사에 나오지 않았다)

 

이사아는 조류 대량 발생빈도가 상대적으로 낮아.

하지만 중국 양쯔강(양자강)은 세계 최대의 질소오염물지 배출 통로. 전세계 25개 대 하천(전체 육상배출량의 절반 정도로 추점) 합계의 1할 이상을 차지. 국가별 질소배출량은 중국 1위, 한국은 남북한 합쳐 31위. 북한만 해도 31위고 한국이 108위인데, 북한은 경제규모가 적지만 매우 낙후된 농업과 산업, 미미한 환경정책탓인지 질소배출량이 한국의 7.5배나 됨.
이 연구에서는 하천을 통해 바다로 유입되는 지표미생물량도 모델링했는데, 25대 하천이 전체의 절반 정도로 계산됨.

 

 

<< 연구팀은 "조류 대발생이 자주 관찰된 곳은 영양분 많은 저층 바닷물이 위로 솟구치는 이른바 용승(湧昇, upwelling) 해역과 사람의 영향을 많이 받는 해안"이라고 설명했다 >> 는데, 이건 당연히 그렇겠지...

 

<< 연구팀은 또 "연평균 조류 대발생 빈도와 해수면 온도(SST) 사이에는 유의미한 상관관계가 발견됐다"며 "다만 해수면 온도가 높은 북반구의 열대와 아열대 지역에서는 조류 대발생이 약화했다"고 덧붙였다.
이에 따라 연구팀은 기후변화로 해수 온도가 상승할 경우 조류 대발생이 더 자주 관찰될 것이라고 전망했다.>> 이 부분은 무슨 얘기를 하고 싶었는지 잘 모르겠는데, 나중에 다시 읽어볼 부문.

 

 

* 데드 존(dead zone): 조류 대발생이 나타나면 어장이 폐쇄되고, 조류가 부패하면서 저층 바닷물의 산소가 고갈되고 어류와 무척추동물의 폐사가 이어지는 시나리오가 진행되는 공간.

 

 

 

부영양화의 원인물질은 질소(N)와 인(P)이다. 그 중에서 공기 중에서 뽑아내는 질소와 달리 인은 산지가 제한돼있다. 그 인을 도시 하수처리장에서 수거해 재활용할 수 있을까?

https://www.joongang.co.kr/article/25139865

밭에선 부족, 물에선 과잉…'원소번호 15번' 인류에 던진 숙제 | 중앙일보

ㅡ 인의 큰 사용처는 논에 비료로 주는 것

ㅡ 인 사용량은 늘고 있지만, 인광석 채굴량은 글쎄? 

ㅡ 논밭에서는 뿌리고 강과 바다로 잘 흘러가고, 녹조와 적조원인도 되고..  할 수 있다면 재활용 필요.

 

지난 세기 동안 전 세계에서 강·호수로 들어가는 인의 양이 연간 500만 톤에서 900만 톤으로 거의 두 배로 늘었고, 현재 추세라면 2050년까지 다시 두 배로 늘어날 수도 있다.

 

 

담수 부영양화의 주범으로 지목되는 남세균은 인간 활동의 수혜자:

남세균은 다른 조류보다 높은 온도에서 잘 자라고, 댐에 의해 수층이 성층화·안정화돼도 떠오를 수 있어 잘 견딘다.
공기 중 질소를 고정해서 양분으로 이용하는 남세균도 있어 인만 보충되면 다른 경쟁자는 따라갈 수도 없다.

 

유엔 환경계획(UNEP)의 지원을 받은 영국 생태·수문센터(UKCEH)와 에든버러대학을 비롯한 세계 17개국 40명의 국제전문가팀이 발간한

'우리 인의 미래(Our Phosphorus Future)' 보고서

ㅡ 가축 분뇨 속의 인을 비료로 활용

ㅡ 육식을 줄인 지속가능한 식단 채택

ㅡ 음식물 쓰레기 줄이기

ㅡ 오·폐수 처리시설 확충과 개선을 통한 인 재활용 등을 제안

 

 

한국의 농업, 비료투입량

우리나라 농지의 단위면적당 생산량은 어지간한 농업국가와 비교해도 괜찮을 만큼 높다는 얘기가 있는데, 그것은 그만한 인시(man-hour) 또는 기계화를 한 것과 함께, 비료를 많이 주었기 때문..

 

 

 

 

1. 다만, 민물에서는 녹조류 중에서도 남세균(시아노박테리아)종류는 그 자체가 인간이나 어패류에 유해한 독소를 생산하는 종류가 있다 해서 이슈가 된 적 있다. [본문으로]
2. 한편, 민물 남세균은 유속이 느려지고 깊어지는 환경, 그러니까 부영양화된 물이 따듯한 웅덩이가 되면 대량증식하고 독성물질도 많이 만든다는 얘기가 있다. 여기에서도 규조류와 경쟁시키려면 어떻게 해아 하는가는 중요한 연구주제일 것이다. 예를 들어, 댐은 물이 깊고 고여 있어도 남세균이 문제가 되지는 않는다. [본문으로]