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1. 개요
녹조[1]는 부영양화된 호수 또는 유속이 느린 하천에서 녹조류와 남조류가 크게 늘어나 물빛이 녹색이 되는 현상이다.2. 원인
이름과 달리 남조류가 주요 원인이다. 녹조류와 남조류의 생태 메커니즘은 유사하지만 남조류는 사실 세균에 가까워서 식물성 세포인 녹조류에 비해 번식 주기가 짧아[2] 훨씬 개체수가 많고 또한 독성 물질 또한 남조류가 더 강하고 많이 뱉어내기에 녹조류가 아닌 남조류가 주원인이라 할 수 있다. 학계에서는 녹조현상이라는 단어 대신에 수화(水花)현상이라는 표현을 사용하기도 한다.하천에는 우리 눈에 보이지 않는 플랑크톤들이 살고 있는데, 만일 하천에 이 플랑크톤들의 먹이가 되는 영양분이 크게 증가하면 이 영양분을 먹고 사는 플랑크톤도 많아진다. 녹조는 조류들이 많은 영양분을 먹고 크게 늘어나면서 벌어지는 현상이다.
일반적으로 조류는 수중 생태계에서 가장 하위에 속한다. 플랑크톤을 섭식하는 개체가 제대로 유지될 경우에는 그 개체가 녹조가 증가하는 족족 먹어치우므로 녹조 현상이 일어나지 않는다. 그러나 이런 균형이 깨져 녹조가 이상 증식하는 경우가 간혹 발생한다.
이렇게 되면 하천 생태계는 심각한 문제가 생기게 된다. 조류는 수초와 함께 광합성을 통한 용존 산소의 유지를 위해서 없어서는 안될 존재인데, 클로렐라 등의 부유성 단세포 녹조류가 하천 표면을 뒤덮으면서 수중에서의 태양빛을 차단시키고, 이로 인해 민물 수초와 붓이끼 등의 다세포 조류의 광합성을 크게 방해하게 되고, 하천 생태계 생존을 위해 필요한 용존 산소의 공급이 급감하게 된다. 그렇게 되면 결과는 하천에 사는 물고기와 수중생물들이 그대로 죽게 된다.
자연적으로 토양의 유기물질이 녹아들어가 녹조가 발생하는 경우도 종종 있지만 현대에 일어나는 녹조현상의 원인은 거의 사람의 활동이다. 하천에 폐수를 무단 방류해 부영양화 현상을 유발하게 되면 자연히 녹조가 생길 수밖에 없다.[3] 또한, 하천의 유속이 줄어도 녹조 현상이 일어날 수 있는데, 댐과 같은 인공 구조물로 인해 유속이 느려진 경우나 하천 상류에서 공사를 해서 토사가 내려와 유속이 느려진 경우에도 발생한다.
특히, 우리나라는 가뭄으로 강수량이 줄어든데다가 폭염으로 인해 강의 온도가 올라가게 되면, 그 지역에 녹조가 쉽게 생기게 된다. 갑작스런 집중호우가 있을 때에도 녹조가 생기기도 하는데, 논밭에 뿌려져 있는 비료 등의 영양물질과 하천 등에 흩어져 있던 녹조가 한꺼번에 물에 씻겨 내려와 '하류'에 모이게 되므로 그런 것이다.[4]
적조는 바다에서, 녹조는 하천에서 발생한다는 점과 적조는 적색을, 녹조는 녹색을 띈다는 점을 제외하면 적조와 본질적으로 같은 현상이다. 적조와 비교하면 녹조가 일반인들에게 더 알려졌는데, 녹조는 일단 육지에서 발생하기에 직접 목격하는 사람이 많고, 상수원에 영향을 준다는 점과 적조는 하천따위는 범접할 수 없는 넓은 바다에서 일어나는 현상이라서 녹조에 비해 비교적 피해가 덜하기 때문이다. 하지만 적조도 양식업 어민에게는 기반이 흔들릴 정도의 매우 치명적인 피해를 입히며, 어패류 물가에도 영향을 끼친다.
3. 독성
강과 환경에 따라 분포하는 종들이 다르지만 우리나라의 경우 남세균 Microcystis aeruginosa가 평균적으로 가장 많이 존재한다. 이 종은 마이크로시스틴 이라는 간독성 물질을 만들어 내는데, 사람이 기르는 가축을 죽일 정도로 강력하다. 반수치사량[5]이 50μg/kg으로 코브라 독[6]의 10배 정도의 유독성을 가지고 있다. 물론 녹조의 물에는 해당 독소가 극미량 포함되어 있어서 먹는다고 바로 죽을 정도는 아니지만, 그럼에도 마신다면 단기적으로는 구토와 설사를 일으키고 심하면 간부전이 되며 장기간 노출되면 암을 유발하고 사망에 이를 수 있다.[7]남조류가 만들어내는 단백질 BMAA(beta-Methylamino-L-alanine) 역시 큰 문제인데, 신경세포에 침투하여 루게릭병이나 파킨슨-치매 복합 증상 등을 일으킨다. 일반적으로 남조류 자체의 농도만으로는 큰 문제가 되지 않지만, 이들이 먹이사슬을 거쳐 생물농축이 일어나면 위험한 수준에 이를 수 있다. 예컨대, 미국 뉴햄프셔주에서 루게릭병 환자들이 집단 발병한 적이 있는데, 녹조현상이 흔하게 발생되는 마스코마 호수 인근 사람들에게서 루게릭병 발생이 다른 지역에 비해서 10~25배 이상 높았다.
2025년 2월 4일, 환경 단체에서 녹조가 심한 낙동강 근처 2km 이내에 사는 주민 97명을 대상으로 조사한 결과, 절반에 가까운 사람들의 콧속에서 녹조 독소가 검출되었다고 주장했다. 이에 대해 백도명 서울대 명예교수는 녹조가 에어로졸 형태로 공기 중에 있다가 호흡기로 들어간 것은 아닌지 의심하였다. #1 #2 단, 녹조의 독성이 에어로졸 형태로 흡입이 되는지는 아직 과학적인 연구 결과가 나오지 않았기 때문에 판단을 유보할 필요는 있다.
4. 기타
- 류원형 연세대 기계공학과 교수팀이 녹조류 세포에서 전자를 뽑아내는 방법을 개발했다. 식물이나 일부 미생물은 빛을 받아 영양분을 합성하는 광합성을 한다. 이 과정 동안 세포 안에 전기에너지가 생기는데, 연구진은 이번에 광합성 때 생기는 전기에너지를 세포 안에서 뽑아낼 수 있는 나노미터 크기의 전극을 만들었다. 이 전극을 여러 개 배열하면 한 번에 많은 세포에서 동시에 전류를 추출할 수 있다. 연구진이 실제 녹조류 세포에 이 장치를 적용한 결과, 4~5시간 동안 계속 작동하는 것으로 나타났다. #
- 영재발굴단에 출연한 한 어린이가 해외논문까지 뒤져가면서 녹조 제거 기계를 구상했다. 해외 논문을 찾아본 결과, 과산화수소를 살포하면 녹조가 사라진다는 것인데, 이를 이용해 녹조가 있는 곳에 이 기계를 띄우면 물과 공기 중의 산소를 결합시켜 과산화수소로 만든 후 이를 살포하는 기계라고 한다. 이 기계를 작동시키는 에너지는 기계에 태양열 센서를 부착시켜 자가발전을 시킨다는 것인데, '기계의 크기가 적당하다면 현재의 기술로도 충분히 구현 가능하다'라는 전문가의 평가를 받았다. #
- 녹조를 이루는 식물성 플랑크톤 덩어리들을 긍정적으로 사용하는 방법도 있긴 하다. 이것들을 끌어모아 미역 말리듯 걸어두어 햇빛을 비추어 준 후 가공하면 극소량의 바이오 디젤을 얻을 수 있다. 녹조가 매우 심한 중국에서는 이미 이 방법을 시행하고 있다. 한국도 비슷한 공정을 개발하여 이걸로 자동차를 굴린 적이 있다. #
5. 관련 항목
[1] 영어: Algal bloom, 일본어: 水の華, アオコ[2] 남조류의 경우, 개체수가 2배가 되는 더블링 타임이 평균 30분 정도이다. 즉, 30분마다 2배로 개체수가 늘어나는 것.[3] 공업 폐수보다는 논밭에서 쓰인 비료, 축산농가의 가축분변 등이 녹조의 직접적인 원인이다.[4] 2022년 다대포 해수욕장에 녹조가 생긴 것도 낙동강 하류에 위치하고 있었기 때문이다. # 홍수가 생겼을 때 댐에 녹조가 많이 생기는 것도 마찬가지 이유에서이다. 고여 있던 녹조가 홍수로 인해 댐 쪽으로 내려와서 많아진 것. 우리나라에서는 대청댐에서 이런 현상이 많이 발생한다. #[5] 실험 동물들에게 독을 주입했을 때 개체수의 절반이 죽어나가는 시점의 양을 나타낸 것이다.[6] LD50 - 500μg/kg[7] 해외에서도 가끔 녹조 물을 마신 가축들이 죽은 사례들이 보고 된다.