조류(Algae)제거를 위한 황토 살포의 불편한 진실

여름 만 되면 아름다운 호수에서는 물의 색이 짙은 녹색으로 변하는 조류(Algae)의 과다증식에 의한 이취미 등으로 상수도의 수질 까지도 위협을 하고 있다.

이는 영양염류(질소, 인)가 유입되고 기온이 상승하면서 조류가 발생하게 된다. 날씨와 기온에 따라서 급속도로 증식하게 되는 조류를 제거하기 위해서, 지금까지 호수를 관리를 하는 기관에서는 조류제거선을 투입하여 조류확산을 최소화하기 위해 황토와 응집제를 살포한다.

황토의 살포는 황토내에는 많은 광물질이 다량으로 함유 하고 있고 이중 응집 침전에 가장 효과적인 황산알루미늄도 함유 되어 있는데, 이 성분을 이용하여 조류를 응집 짐전 시키고자 황토를 조류제거선이라는 이름으로 살포를 하게 되고 언론에 보도가 되고 있다.

적조현상이란 도시화, 산업화로 생긴 생활하수, 산업폐수, 중금속 등 오염물질에 의한 바닷물의 부영양화로 질소, 인산 등 무기염류들이 중가하게 되어 바닷물의 색깔이 변색될 정도로 식물성 플랑크톤이 과다하게 번식하는 현상을 말한다.
흔히 바닷물이 빨간색으로 변한다고 알려져 있지만 꼭 빨간색으로만 변하는 것이 아니고 식물성 플랑크톤의 종류에 따라 갈색, 녹갈색, 황갈색 등으로 다양한 색깔을 보여준다. 이 현상으로 인해 물 속의 산소가 고갈되어 물고기가 집단 폐사하기도 하며 유독성 플랑크톤까지 번식하여 이것을 먹은 물고기가 사람에게까지 피해를 입힐 수 있다.

녹조나 적조가 발생할 때 왜 황토를 넣을까? 황토의 콜로이드 입자가 해수층의 현탁 물질(영양물질, 미소 플랑크톤)을 응집, 흡착하는 성질이 있는 것에 착안하여 적조생물을 흡착하는 물질로 이용하게 되었다. 즉 적조 발생시 적조생물을 황토에 응집 침전시키는 것 이다.

황토는 적조가 발생한 바다에 많이 뿌려지는데 녹조 현상이 발생했을 때도 사용된다. 황토를 살포하는 이유는 황토가 가진 고유의 특성 때문이다.
황토는 끈적끈적한 성질을 지닌 콜로이드 입자로 구성돼 물에 잘 뜨고 흡착력이 강하다. 황토를 녹조가 발생한 곳에 뿌리면 황토 입자 사이에 식물성 플랑크톤과 조류의 먹이가 되는 인과 질소성분이 달라붙어 함께 앙금 형태로 강이나 호수 바닥으로 가라앉는다. 수면을 덮고 있던 부유 물질들이 가라앉으면서 산소 공급이 원활해지고 수상 생태계가 평형을 이루게 된다. 또 황토를 뿌리면 햇빛을 차단해 녹조의 2차 번식도 막을 수 있다.
황토는 보통 녹조류가 이동해 오는 쪽으로 살포한다. 살포량은 1㎡당 100~400g 정도이며 1㎜ 이하로 잘게 부숴 물과 50 대 50 비율로 혼합해 뿌린다.

 

하지만 녹조와 달리 적조현상이 발생하는 해안 어류양식장이나 조개 양식장 등에서 과다하게 뿌릴 경우 어류의 아가미 호흡을 막을 수 있다. 또 국내에서 사용되는 황토 중 일부는 구체적인 유해성분 규정이 없어 인체에 해로운 중금속을 포함한 경우도 있다. 중금속이 하천에 녹아들면 정수 과정을 통해 제거하기 어렵다. 김상훈 국립환경과학원 연구관은 “녹조 현상이 확대됨에 따라 환경부에서도 주요 방제물질 중 하나인 황토와 관련한 유해성분 규정을 강화할 필요가 있다”고 말했다.

 

우리나라에서 나는 황토의 구성성분은 지역에 따라 다소 차이는 있으나 일반적으로 규소(Si)가 48%로 가장 많고 알루미늄(Al) 35%, 철(Fe) 11%,마그네슘(Mg) 6% 등의 순이다.
우리나라에서는 지난 80년대 국립수산진흥원이 몇차례 황토를 시험살포했으나 효과분석 등이 제대로 이뤄지지 않아 중단했다가 지난 96년부터 본격 적조에 살포해 오고 있다.
황토는 바닷물 속의 영양물질과 미세 플랑크톤을 흡착 및 응집하는 성질을 갖고 있어 적조생물을 바다밑으로 가라앉혀 죽이게 된다.
황토살포에 의한 적조생물 제거효과는 종에 따라 차이가 있으나 현재 우리 연안에 나타나고 있는 코클로디니움은 70~80%이르는 것으로 나타났다.
수산진흥원의 실험에서 밀도가 ㎖당 1천~3천개체의 적조생물이 있는 바닷물에 황토를 뿌렸을 때 30분후에 70~85%, 1시간뒤에는 85~95%가 제거됐다.
황토는 현재까지 세계각국에서 찾아낸 방제물질 가운데 가장 효과가 높으면서도 환경피해가 적으면서도 값이 싸 경제성이 있는 재료로 평가받고 있다.
수산진흥원이 활목~오비도와 미남리 연안에서 실험한 결과 용존무기질소와 화학적 산소요구량 등이 다소 감소했으나 그 외 환경요인에는 변화가 없는 것으로 밝혀졌다.
수식생물 및 생태계에 미치는 영향도 거의 없는 것으로 실험결과 나타났다.
ℓ당 1~20ｇ의 농도로 살포했을 때 전복과 어류(넙치,볼락)가 24시간이 지나도록 폐사없이 정상적인 활력을 유지했고 굴 및 피조개는 이보다 훨씬 높은 20~60ｇ의 농도에도 영향을 받지 않았다고 수진원은 설명했다.
다만 전복의 경우 ℓ당 5ｇ의 농도로 살포했을 때 24시간이 지나 30% 정도 폐사하는 부작용이 있는 것으로 나타났다.
적조가 자주 발생해 매년 황토를 살포하는 해역의 바다밑 생태계도 비살포지역과 차이가 없어 황토살포로 인해 환경에 미치는 영향은 거의 없다는 것이 수진원의 설명이다.
수진원 김학균 어장환경부장은 "황토살포로 인한 환경영향이 전혀 없다는 것은 아니지만 연간 1조원에 이르는 국내양식산업 규모에 비하면 극히 미미한 수준으로 다른 화학물질에 비해 매우 경제성이 높고 안전성이 높다는 것이 입증됐다"고 말했다.
김 부장은 "황토살포의 이같은 효과는 각종 수산관련 학회에서 발표돼 미국과 중국 등 외국에서도 많은 관심을 갖고 현재 연구중"이라고 소개했다.
황토살포 외의 적조 구제대책으로는 세계적으로 ▲화학약품(황산구리 등)을 살포해 적조생물을 직접 죽이거나 파괴 ▲초음파로 적조생물의 세포를 파괴 ▲오존으로 적조생물의 독성을 중화 ▲해양식물에서 추출한 물질이나 천적을 이용하는 바이오 컨트롤 등 다양한 방법이 연구되고 있다.
그러나 이런 방법들은 아직 경제성이나 환경에 대한 2차 피해유발 등의 이유로 아직 실용화되지 못하고 있다.
김학균 부장은 "적조생물 제거효과가 있는 물질과 방법은 많지만 살포했을 때 수산생물에 피해를 주지 않아야 하고 대량생산과 사용,운반이 용이해야 하고 가격도 저렴해야 하는데 아직 황토 외에는 이런 조건을 충족시키는 것을 개발하지 못하고 있다"고 설명했다.
그러나 황토가 모든 종류의 적조생물에 효과를 갖는 것은 아니다.
현재까지 우리연안에 출현한 코클로디니움 등의 적조생물은 몸에 껍질이 없고 끈적끈적한 점액질 성분이 있어 황토가 흡착효과를 발휘하지만 외국에서 발견되는 일부 다른 종들은 껍질이 있어 황토살포가 소용이 없다.
따라서 수산진흥원은 다른 종의 출현에 대한 감시를 강화하는 한편 천적인 동물성 플랑크톤과 해양세균을 이용하거나 유해 내지 유독성 적조생물과 영양경쟁관계에 있으면서 비교적 해가 덜한 적조의 종을 인위적으로 유발시켜 영양염류의 소비를 촉진시켜 적조발생과 번식을 억제하는 등의 생물학적 방법연구에 관심을 기울이고 있다.

이렇게 황토를 살포하는 가장 큰 이유중에는 친환경적인 소재를 이용하여 조류를 제거 한다는 뜻인데 응집효과를 주는 황산반토의 성분이 앞에서 언급한 연구 내용을 충분히 받아 들인다해도 처리 효율이 그리 크지 않다 보니 황토에다 황산알루미늄을 섞어서 살포하는것이 진실이다.

 

 

 

단기 처리에서는 상당한 효과를 분명히 보게되고 넓은 수계의 수질을 관리하는 만큼 최소 경비로 효과적인 적용기술이라 할 수 있을 것이다.

그러나 장기적으로 보면 결국 호소 저층에 응집 침전된 것이 재 용출될 것이고 이는 더 빠른 속도로 조류발생을 촉진 시키는 결과를 초래 하게 될 것은 분명 하다.

호소로 유입되는 영양물질을 100% 차단하는것은 현실적으로 매우 어렵다. 그러나 현존 기술로 충분히 조류를 응집 침전시키는것이 아니라 부상제거할 수 있는 기술이 있고, 조류를 제거하여 비료나, 사료, 바이오 디젤등으로 활용할 수 있는데 우선 당장 경비가 많이 든다고 손쉽고 눈속임하는 방법으로 지속적으로 이렇게 한다면 결국은 더 많은 경비가 소요 될것이 아닌가 쉽다.

 

콜로이드란? 원자나 보통 분자보다는 대체로 크지만 육안으로 보기에는 매우 작은 입자로 이루어진 물질을 말하는데 이들 입자는 다양한 방법으로 서로 결합되어 있다.