SCUBA Technics(in unitel)

적조란 무엇인가?

게 시 자 : benthos4(이창훈)
게 시 일 : 96/06/03 02:50:32

다음은 제가 '해저여행'誌 1996년 2/3월호에 기고한 원고 입니다.
잠수와 직접 관련된 내용은 아니지만 관심이 있는분이 계실까 해서 올려보았읍니다.

제목 : 적조(赤潮: red tide)란 무엇인가 ?

언제부터인가 우리들은 적조라는 말을 신문지상을 비롯한 많은 매체를 통하여 듣고, 또는 보게 되었다.
이제는 아예 익숙한 단어가 되어버렸지만, 적조라는 말이 결코 좋은 의미의 말이 아니라는 것은 분명하다.
이처럼 적조가 우리의 생활에 아주 친숙한 단어가 되어 있지만, 실상 적조에 대해서 올바로 이해하고 있지는 못하고 있는 실정이다.
심지어는, 신문이나 방송을 통해 보도되는 기사마저도 잘못된 내용 을 다루는 경우를 본 기억이 있다.

바다에 관심이 많은 다이버들이라면 누구든지 적조에 지대한 관심을 갖고 있 으리라 믿는다.
뿐만 아니라 적조에 대한 명쾌한 이해를 원하는 자들도 상당히 있 으리라 생각된다.
하지만 불행하게도 해양을 전문적으로 연구하는 학자들도 적조 를 완전히 이해하지 못하고 있으며, 현재에도 많은 노력을 기울여 적조의 메커니 즘과 대처 방안, 그리고 나아가서는 예방법을 강구하고 있는 형편이다.
본 글에서 는 지금까지 학자들 사이에서 어느 정도 밝혀진 부분들, 그리고 적조와 관련된 해 양학적 개념들을 소개하고자 한다.
아울러, 적조가 다이빙 활동에 과연 유해한지, 그렇지 않은지에 대해서도 짤막하게 언급하고자 한다.

적조는 하나의 현상(phenomenon)이라기보다는 '사건(event)'으로 다루어야 할 내용이다.
왜냐하면 적조의 발생 유형이나, 발생 사례 등을 보면 다분히 돌발적 인 요소를 많이 포함하고 있기 때문이다.
그러므로, 적조가 발생할 것이라는 것을 쉽사리 예측하기 힘들고, 따라서 그 피해도 너무나 뜻밖으로 나타나고 있다.
적조 를 이해하기 위해 먼저 '부영양화'라는 개념을 알아야 할 것이다.
실상 적조와 부 영양화는 뗄래야 뗄 수 없는 개념이며, 부영양화의 아주 극단적인 형태가 적조로 나 타난다고 볼 수 있기 때문이다.

부영양화(eutrophication)란 말 그대로 '영양이 풍부하다'는 의미를 갖고 있다 .
여기서 영양이 뜻하는 바는 사람의 입장에서가 아니라 식물의 입장에서 볼 때를 나타낸다.
사람은 (동물도 포함) 탄수화물, 단백질, 지방 등과 같은 유기 물질들이 영양소가 되지만, 식물은 이와는 달리 이산화탄소, 질산염, 인산염, 규산염 등과 같이 무기 물질을 재료로 성장과 증식을 한다.
이러한 무기 물질 을 통틀어서 '영양염'이라 부르는데, 바로 이 영양염의 농도가 해수 중에 과도하 게 높게 나타날 때 그 해역을 '부영양화'되었다고 한다.
그러면, 영양이 풍부하면 식물 플랑크톤이 증가하고, 이를 먹이로 삼는 동물 플랑크톤과, 어패류를 비롯한 많은 해양 생물들이 증가하니까 부영양화는 긍정적인 현상이 아닌가 생각하는 사람 도 있을 것이다.
물론 이는 맞는 말이다.
영양염이 풍부하다는 말은 생물 활동이 풍부하다는 말을 의미하고, 이는 생산량(인간의 입장에서는 수확량)이 많은 게 사 실이다.
하지만, 이는 생태계내 먹이그물이 균형이 잡혀 있을 경우에 국한된다.
사실 부영양화는 인간의 활동이 없어도 자연적으로 일어나고 있다.
예를 들면, 겨 울에 얼어있던 강물이 녹으면서 바다로 유입될 때, 육상의 비옥한 토양으로부터 상 당히 많은 량의 영양염이 바다로 운반된다.
이와 때를 맞추어 태양 빛이 강해지고 바닷물의 온도가 올라가면 식물 플랑크톤의 광합성 작용이 활발히 일어나게 되고 식 물 플랑크톤은 아주 빠른 속도로 번식을 한다.
이는, 특수한 경우를 말하는 것이 아 니라, 현재에도 계절이 뚜렷한 온대 해역에서는 어디서나 볼 수 있는 현상이다.
하 지만 이렇게 해서 증가된 영양염과 식물 플랑크톤이 생태계를 파괴시키지는 않는다 .
왜냐하면 생태계가 균형을 이룬 상태이기 때문이다.

그렇다면 생태계의 균형은 어떻게 해서 파괴되는 것일까?
바로, 인간의 활동으 로 인해 강 혹은 바다로 방출되는 생활 하수, 농경수, 공장 폐수 등에 함유되어 있 는 여러 종류의 영양염, 유기 물질, 중금속 물질 등에 의해서 파괴되는 것이다.
강 물이나 해수로 유입된 영양 물질들이 해양에서 식물 플랑크톤이 필요로 하는 정도 이상으로 지나치게 많으면 그 잉여량만큼을 처리하여야 하고, 이러한 과정에서 먹이 그물 상의 불균형이 나타나게 되는 것이다.
이처럼 사람의 활동이 그 원인이 되어 나타나는 부영양화를 별도로 '문화적 부영양화(cultural eutrophication)'라는 말 로 구분하기도 한다.
사실 영양염 자체가 높은 것이 문제가 되는 것이 아니다.
아 무리 영양염의 농도가 높더라도 이를 식물이 흡수하지 않으면 아무런 문제가 되지 않을 것이다.
하지만, 기상 조건이나, 해양의 조건이 식물 플랑크톤이 대증식할 수 있도록 조성되면, 과 도한 영양염을 모두 사용할 때까지 식물 플랑크톤의 증식이 끊임없이 일어난다.
이 경우, 증식은 아주 짧은 시일 내에 가히 폭발적으로 일어난다.
이러한 증식이 극 심할 경우, 비로소 '적조(red tide)'현상이 나타나게 되는 것이다.
여기서 말한 기 상 조건과 해양의 조건들로는 주로, 빗물, 염분, 태양광, 수온 등이 해당된다.

적조는 말 그대로 바닷물이 붉게 변하는 현상을 의미하는데, 단세포로 이루어 진 식물 플랑크톤의 밀도가 너무도 높아서(1ml에 수 만 마리 이상) 바닷물 자체가 색을 띠는 것처럼 보이게 되는 것이다.
실제로, 적조는 식물 플랑크톤의 종류, 생 리 상태, 체내의 색소량 등에 따라 적갈색, 갈색, 녹황색, 녹색 등 다양하게 나타 날 수 있다.
그러므로, 바닷물이 붉게 변하는 것만이 적조를 의미하는 것은 아니다.
적조는 먼바다보다는 주로 앞바다, 즉 내만이나 연안 부근 에서 많이 발생한다.
강에 인접해 있거나 대도시 또는 대규모 공장 지대 인근에서 는 더욱 그 발생 가능성이 높다.
적조가 발생하게 되면 해수는 점성이 커진다.
즉 , 끈적끈적한 점액질과 같은 성질을 띠게 된다.
그리고 적조에 의한 특유의 냄새가 나게 된다.
적조를 유발시키는 원인 생물 즉, 적조의 범인 은 주로 규조류와 편모조류에 속하는 단세포성 식물들이다.
그리고, 경우에 따라서 는 야광충과 같은 종속 영양을 하는 플랑크톤이 적조를 일으키기도 한다.

적조의 발생으로 인한 피해는 다양하게 나타난다.
가장 심각한 문제라면 생태 계를 거의 회복이 불가능할 정도로 파괴시킨다는 것이며, 이로 인해 여러 가지 부 수적인 피해를 인간에게 주고 있다.

첫째, 아주 짧은 기간에 대증식한 식물 플랑 크톤은 보통 수명이 수 일 정도밖에 되지 않으므로 일정 시간 경과 후 대규모의 사 망이 일어난다.
사망한 플랑크톤의 사체는 해양의 박테리아에 의해 분해가 되기 시 작하는데 이때 상당한 량의 산소가 필요하게 된다.
즉, 박테리아의 분해가 시작되면 서 해양의 산소는 점점 고갈되고 급기야는 산소가 없는 상태까지 이르게 되는 것 이다.
이렇게 되면, 그 해역에 서식하는 모든 생물들(어류, 패류 및 기타 무척추 동물)이 호흡을 할 수 없게 되고 질식하여 사망하게 된다.
만약, 적조 발생 해역 부근에 어패류 양식장이 있다면, 양식 장의 생물들은 떼죽음을 면치못하게 될 것이다.

둘째, 적조를 일으키는 원인 생물이 쌍편모조류일 경우, 이들은 다량의 점액질 을 체외로 분비하는데, 분비된 점액질은 어류나 패류 등의 호흡기(아가미)에 부착되 어 호흡을 방해하게 되고, 이는 이들의 질식사를 유발시킨다.
뿐만 아니라, 이들 은 다양한 유독 물질을 생성하여 체외로 방출 하는데, 이러한 물질들은 신경, 근육 및 호흡기 장애를 일으키고, 심할 경우 사 망에까지 이르게 한다.
비록, 사망까지는 이르지 않았다 하더라도 유독 물질을 흡수 한 어패류 등은 체형 혹은 생리 상태의 변화를 가져와 남은 여생을 정상적으로 영 위하지 못한다.
더욱이, 홍합과 같이 오염에 대한 저항성이 강한 패류는 이들 유독 물질이 체내에 어느 정도 축적되어도 견딜 수 있기 때문에, 이러한 패류를 사람이 먹을 수도 있으며, 실제로, 홍합을 먹고 사람이 사망한 사례 도 국내에서 보고된 적이 있다.

셋째, 박테리아가 분해 활동을 하는 동안, 박테리아 자체가 방출하는 독소에 의해 어패류의 사망이 나타나기도 한다.
이에 대해서는 학자들이 연구한 사례가 있 는데, 적조 발생 후 나타나는 간상균을 분리하여, 9종의 어류에 주사한 결과, 빠르 게는 5시간 이내, 느리게는 47시간만에 모든 어류가 사망하였다는 기록이 있다.
하지만, 박테리아들이 어떤 종류의 독소를 분비하는지에 대해 서는 아직도 밝혀내지 못하고 있다.

이처럼 적조에 의한 피해는 가히 극단적이라고 말할 수 있다.
어떠한 측면에서 보아도 생물의 사망과 연관되지 않은 부분이 없기 때문이다.
특히, 우리 나라 해 역에서 최근에 발생하고 있는 적조의 원인 생물은 앞서 언급한 쌍편모조류(그림)가 많기 때문에 그 피해는 더욱 심각하다 하겠다.
그렇다면 이처럼 심각한 적조에 대 한 대처 방안은 얼마나 잘 마련되어 있을까? 불행히도, 아직은 적조를 완전히 예 방하거나, 구제하는 방법은 없다.
그나마, 적조 연구가 비교적 잘 진행된 일본의 경우, 화학약품 살포법, 초음파 및 오존 처리법, 해면 회수 및 침강법, 점토흡착법 , 생물조절법 등과 같이 다양한 방법을 동원하기도 하고, 또 새로운 방법을 개발하 고 있으나, 이들 방법들은 모두 원인을 제거한다기 보다는 피해를 최소화한다는 측 면에 국한된 방법에 지나지 않는다.

참고로, 청수대(淸水帶)라는 말이 남해안의 일부 지역에서 사용되고 있다.
이 는 아주 맑고 깨끗한 물을 지칭하는 말인데, 청수대가 한번 지나가고 나면 그 일대 해역의 생물이 몰살한다고 한다.
청수대는 마치 적조와 정반대의 현상처럼 보이는 데 왜 이런 현상이 있는 것일까? 청수대에 대한 연구는 아직 국내에서 그 누구도 실시한 바 없다.
다만, 추측이 무성할 뿐인데, 그중 가장 설득력을 갖는 설명은 다음과 같다.
즉, 적조와 청수대는 서로 밀접한 관련을 갖는다는 설명이다.
적조 발생 후 식물 플랑크톤이 대량으로 사망함으로 인해서 해수의 산소가 고갈된다는 것 은 앞에서 이미 언급하였다.
이때, 사망한 식물 플랑크톤은 물위에 떠있을 수 없기 때문에 분해가 되면서 아주 서서히 바닥으로 가라앉게 될 것이다.
그런데, 이들 사 체들은 해수 내의 어떤 성분(중금속의 일종으로 추측하고 있음)에 의해 서로 흡착하 여, 즉 점점 큰 덩어리로 뭉쳐져(이를 flocculation이 라 부름) 가라앉는 속도가 상당히 빨라지게 된다.
플랑크톤의 사체가 많으면 많을 수록 덩어리의 크기는 커지고 가라앉는 속도는 더욱 빠를 것이다.
이때의 해수 상 태는 박테리아로 인해 산소가 거의 없고, 플랑크톤은 모두 가라앉아 버렸으므로 부 유물이 거의 없어 아주 맑은 상태가 될 것이다.
이렇게 형성된 해수가 청수대이며 , 이 물이 해류를 타고 연안으로 이동할 경우 비록 맑기는 하지만 산소가 없기 때문에 생물들에게 막대한 피해를 입히는 것이다.
이와 같은 추측은, 청수대가 출현하는 시기가 적조 발생의 말기와 거의 일치하고 있으며, 청 수대 내의 산소 농도가 매우 낮고, 중금속 성분의 유입이 있는 공장 지대 주변에서 많이 나타난다는 사실에 근거한 것이다.

앞에서도 언급하였듯이 적조는 부영양화의 극단적인 한 측면에 불과하다.
특히 , 문화적 부영양화가 적조의 근본적 원인이라고 볼 수 있는데, 결국 적조를 막는 길은 문화적 부영양화를 방지하는 것밖에 없을 것이다.
하지만, 문화적 부영양화를 방지하는 방법에 대해서는 더 이상 언급이 불가능하다.
왜냐하면, 인간의 활동이 있는 한 문화적 부영양화는 없어질 수 없기 때문이다.
흔히 들, 강물이나 바다는 '자정작용(self-purification)'이라는 것이 있어서 일정한 한 도 이내의 폐기물 방출은 생태계에 큰 지장이 없다고 여기고 있다.
하지만, 자정 작용에 대해서 올바른 이해를 갖고 있다면, 이러한 생각이 얼마나 위험한 것인지를 알 것이다.
즉, 자정작용은 분명히 수중에 유입된 오물을 처리해 준다.
그러나, 유 입된 물질들이 최종적으로 분해가 되면, 어떤 물질이 되는가 하면 바로 부영양화의 주 요소인 영양염으로 분해되는 것이다.
결국, 자정작용의 한도 이내로 유입된 폐기물은 그 자체로서 생태계에 직접적인 피해를 주지 않더라도, 시 간이 경과한 후에 공간적으로 떨어진 곳에서 부영양화라는 형태로 새롭게 그 영향을 미치게 되는 것이다.

그렇다면, 비록 부영양화는 되었지만 적조만 발생하지 않으면 상관없지 않느냐 하고 반문할 수도 있을 것이다.
물론, 적조가 가져다주는 극단적인 피해에 비한 다면 부영양화 자체의 영향은 크지 않다고 볼 수 있다.
그러나, 경제학적, 생태학 적 측면에서는 부영양화를 무시할 수 없다.
부영양화되면, 전반적으로 해수내 산소 농도가 낮으며, 소위 말하는 고급 어패류의 서식이 불가능하다.
대부분 경제적 가 치가 높은 수산 생물들은 산소 농도가 높은 곳에서 살기 때문이다.
따라서 당연히 부영양화된 해역에서는 생물의 다양성 또한 낮게 나타난다.
그리고, 산호 군락과 파래 군락을 비교해 볼 때 어느 쪽이 미적으로 가치가 높을 것인가? 산호는 빈영양 해역(부영양해역의 반대말)의 대표적인 생물이고, 파래는 부영양해역의 대표적인 생물이다.
레크리에이션 공간 자원으로서의 가치 또한 중요하다.
부영양해역은 식 물 플랑크톤을 비롯한 부유 입자가 많으므로 탁도가 심하다.
수정처럼 맑은 물은 빈영양해역의 특징이며, 이는 단순히 오염이 덜되었다는 측면에서가 아니라 부영양 화가 되지 않았다는 측면에서 해석할 수 있는 것이다.

적조가 다이빙 활동에 어떠한 영향을 줄 것인지에 대해서는 이제 별도의 설명이 없더라도 독자들 스스로가 그 해답을 충분히 내릴 수 있을 것이다.
적조가 그 자 체로 인체에 어떠한 영향을 줄 것인지에 대해서는 알려진 바가 없으나, 황폐화된 해양 생태계를 여유롭게 관람하고 싶은 다이버는 아마 아무도 없으리라 생각한다.
적조 연구는 우리 나라에서도 국가적인 차원에서 진행하 고 있으며 현재까지 상당한 진전을 보이고 있다.
그러나, 적조 연구가 활발히 진행 되는 것을 개인적으로 바라지는 않는다.
역설적인 말이지만, 적조를 더욱 자세히 연구하려면 더욱 많은 적조가 발생하여야 하기 때문이다.
적조에 대한 연구가 여기 서 중단되더라도 더 이상 그럴 필요 자체가 없는 상황에서 편안하게 물 속을 누릴 수 있기를 바랄 뿐이다.

(격월간 해저여행 1996년 2/3월호)

- 붕어 -