미국 아칸소를 비롯한 미국 남동부 4개 주의 10여 개 댐·저수지 근처에서 70마리 이상의 흰머리수리가 숨졌다. (중략) 연구팀은 이 병이 발생한 곳이 댐과 저수지 등 인공호수이고, 이곳에는 물속에서 자라는 식물인 검정말이 많다는 사실에 주목했다. 또 검정말 표면에 특정 남세균이 붙어 자란다는 것을 확인했다. 이 남세균은 나중에 애토크토노스 하이드릴리콜라(Aetokthonos hydrillicola)라는 이름을 얻었다. ‘Aetokthonos’는 그리스어로 ‘독수리를 죽인다’는 뜻이라고 한다.
--- p.14~15쪽

오래전 지구상에 모습을 드러내 지금까지 살아오고 있는 남세균은 정말 지구 곳곳에 퍼져 살고 있다. 강, 호수 같은 담수는 물론 바닷물에서도 살고, 토양에서도 살아간다. 심지어 온천과 같은 뜨거운 곳이나 남극 얼음과 같은 극한 환경에서도 발견된다. 남세균은 우선 담수와 바닷물 같은 수생태계에서는 광합성을 하는 생산자로서 역할을 한다. (중략) 남세균은 암석이나 식물의 표면에 생물막(biofilm)을 형성해 영양물질 순환과 토양 발달에 기여할 수도 있으며, 곰팡이와 함께 지의류(lichen)를 이루어 함께 살아가는 것처럼 다른 생물들과 공생도 한다.
--- p.48~49쪽

강과 호수, 바다에서 녹조를 일으키는 남세균. 남세균이 존재한다고 해서 늘 녹조가 발생하는 것은 아니다. 남세균이 대대적으로 번식하고 성장할 수 있는 조건이 갖춰져야 한다. 남세균의 성장은 빛이나 온도, 영양물질 등 다양한 환경요인의 영향을 받는다. (중략) 물의 흐름도 남세균 성장에 영향을 준다. 남세균은 대체로 흐름이 없는 잔잔한 물을 좋아하는데, 일부는 상대적으로 흐름이 큰 환경을 선호하기도 한다.
--- p.78쪽

남세균(시아노박테리아) 중에는 독소를 만드는 종류가 많다. 남세균 독소는 통틀어 시아노톡신(cyanotoxin)이라고 하는데, 시아노박테리아가 만드는 독소라는 의미다. (중략) 남세균 독소에서 대표적인 것은 마이크로시스틴(microcystin)이다. 마이크로시스틴은 사람이나 동물에서 간 독성(간에 유독함)을 비롯해 다양한 증상을 초래하며, 심하면 사람과 동물이 사망에 이르기도 한다. 마이크로시스틴은 마이크로시스티스(Microcystis aeruginosa)를 포함해 다양한 남세균이 생성한다.
--- p.158~159쪽

강이나 호수에 사는 남세균 중에는 독소를 만드는 종류가 있는데, 이들이 짙은 녹조를 형성할 경우 주변 공기에도 남세균 세포와 독소가 검출될 수 있다. 바로 에어로졸(aerosol) 형태, 아주 미세한 먼지 형태로 날아다닌다. 실제로 국내에서도 남세균 녹조 때 공기 중에서 남세균 독소가 검출된 사례가 있다. 특히 낙동강에서 1km 이상 떨어진 부산지역 아파트 단지에서도 독소가 검출돼 부산, 대구 등 대도시의 많은 인구가 독소에 노출됐을 가능성도 제기되고 있다.
--- p.171쪽

중국 안후이 의과대학과 난창대학 연구팀은 2022년 10월 국제 저널인 『종합 환경 과학』 온라인판에 발표한 논문에서 제브라피시를 남세균 독소의 일종인 마이크로시스틴-LR에 노출한 실험 결과를 제시했다. 실험을 통해 연구팀은 우선 마이크로시스틴에 노출된 부모 세대 수컷의 생식기가 손상된 것을 확인했다. 또 부모 세대 수컷이 마이크로시스틴에 노출된 경우 자식과 손자 세대에서 부화율과 심장 박동수, 체중 등의 감소가 확인됐다. 어린 물고기의 헤엄치는 속도도 대조군에 비해 느렸다.
--- p.236~237쪽

이 책에서는 녹조를 일으키는 남세균 독소를 자세히 다뤘는데, 이는 녹조가 가져올 위험성을 경고하기 위해서다. (중략) 가뭄 걱정 없이 물을 풍부하게 사용하기를 바라는 마음이야 누구에게나 있을 것이다. 하지만 보를 쌓고 물을 가둬 녹조가 생기면 그 물이 독이 될 수 있음을 알 필요가 있다. 깨끗한 물이야 가치가 있는 수자원이지만 오염된 물은 아무짝에도 쓸모없는 오·폐수에 불과하다.

<b>‘녹조라떼’로 통하는 남세균 녹조류 오염 강물 <br/>우리는 녹조를 호흡하고 마시고 먹는다</b><br/><br/>해마다 여름이면 녹조가 발생하여 호수나 강이 짙은 녹색으로 물들고, 심하면 덩어리가 생겨 걸쭉해지기도 하며 악취를 풍긴다. 녹조는 강이나 호수, 바다에 조류(algae)가 자라서 짙은 녹색을 띤 것을 말하는데, 남조류(blue-green algae)로도 불리는 남세균의 번식으로 인한 경우가 많다. 녹조가 발생하는 데는 높은 수온과 강한 태양광이 필요하지만, 인간 활동으로 인한 과도한 영양분이 강과 호수, 바다에 흘러들어 발생하는 경우가 많다.<br/><br/>녹조가 대대적으로 발생하고 난 다음에는 조류가 사멸하는 단계로 넘어간다. 조류가 사멸하면 녹조를 일으킨 남세균 사체가 물속에 가라앉고, 이것이 미생물에 의해 분해되면서 산소를 소모한다. 산소가 고갈된 수생태계에서는 물고기와 다른 수생 생물이 살 수 없고, 산소가 없는 무산소층에서 식물성 플랑크톤 사체가 썩으면 메탄이 만들어진다.<br/><br/>녹조가 발생한 물에서는 녹조 생물이 생산한 독소도 들어있다. 독소에 오염된 물이나 공기, 오염된 물고기나 해산물은 사람에게도 피해를 준다. 상수원수에서 녹조가 생기면 수돗물 생산 과정에서 이를 제거하느라 막대한 비용이 들어갈 수도 있다.<br/><br/><b>우리가 존재하는 건 남세균 덕분이었지만<br/>이제는 녹조의 원인이 된 유해한 남세균</b><br/><br/>남세균이 지구상에 등장한 것은 35억 년 전이다. 생물 분류체계에서 세균역에 속하는 남세균은 진화를 거듭했고, 종류도 다양해져서, 현재 남세균은 150여 속, 3,800여 종으로 구분된다. 세포 내에 별도의 핵이 존재하지 않는 원핵생물이다. 강, 호수, 바닷물, 토양에서 살고, 심지어 온천과 같은 뜨거운 곳이나 남극 얼음과 같은 극한 환경에서도 발견된다.<br/><br/>남세균은 수생태계에서는 광합성을 하는 생산자 역할을 한다. 토양의 남세균은 군체(colony)나 생물막을 형성해 대기 중의 질소를 고정해 자신은 물론 토양의 다른 생물에게도 질소를 공급할 수 있다. 광합성을 하는 남세균은 다른 생물에게 유기물과 에너지를 제공하고, 다른 생물들은 남세균을 보호하면서 영양물질을 제공하는 방식으로 공생 관계를 맺는다.<br/><br/>환경부에서는 유해 남세균으로 정한 4가지 속이 있는데, 바로 마이크로시스티스(Microcystis)와 오실라토리아(Oscillatoria), 아나베나(Anbaena), 아파니조메논(Aphanizomenon)이다. 이 남세균들은 청산가리보다 더 독한 독성을 생성하기도 하고, 수돗물을 생산할 때 걸러내지 못하면 흙냄새 같은 악취를 발생시킬 수 있다.<br/><br/><b>질소와 인은 조류에게 영양제와 다름없어<br/>남세균의 성장을 야기하는 수생태계의 부영양화</b><br/><br/>조류의 지나친 번식, 독소를 생산하는 유해 조류의 대발생은 영양물질 오염, 특히 질소와 인의 과잉과 관련이 있다. 논밭에 쌓여있던 비료나 축산분뇨, 도시에 쌓여있던 오염물질, 하수처리장이나 폐수처리장에서 배출되는 오염물질 속에는 질소, 인 등 조류가 성장하는 데 필요한 영양물질이 들어있다. 강과 하천, 바다에 영양물질이 유입해 부영양화되면 결국 녹조가 발생한다.<br/><br/>제주 연안에서는 구멍갈파래 같은 녹조류나 갈조류가 너무 밀려와 처치하는 데 곤란을 겪고 있다. 중국에서 떠밀려 온 것도 있지만, 육상에서 양어장이나 논밭에서 흘러 나간 오염물질로 바다가 부영양화되면서 갈파래가 왕성하게 번식한 것이다.<br/><br/><b>강물은 흘러야 한다. 바다로 쉬지 않고<br/>녹조를 줄이는 유일한 길, 4대강 보 수문 개방 </b><br/><br/>녹조를 실질적으로 막기 위해서는 남세균과 기후변화에 화살을 돌리면서 사회가 불편해진다는 명분과 개발의 논리 속에 숨지 말아야 한다. 지은이는 남세균이 자랄 수 있는 조건 중에서 태양광이나 높은 수온 등 조절에 한계가 있는 것보다 부영양화를 막고 남세균이 녹조로 자랄 체류시간을 주지 않는 것에 집중해야 한다고 말한다.<br/><br/>2022년 일본 국립환경연구소는 수심이 얕고 부영양화된 호수에서 물을 빼 수위를 낮추면 저층의 산소 고갈 현상이 사라지고 남세균 녹조도 줄어든다는 실험 결과를 발표했다. 이 연구 결과를 통해 지은이는 보 수문 개방의 당위성을 설파한다. 녹조가 심한 낙동강 등에서 보 수문을 열어 강물의 체류시간을 줄이고 수위를 1m 이하로 낮추면 녹조가 완화되리라 기대하는 것이다.<br/><br/>이외에도 녹조를 해결하는 기술 개발이 빠르게 진행되고 있다. 지은이는 원격 모니터링으로 녹조를 감시하고, 수면의 조류를 수집해서 그물이나 흡입 장치로 제거하는 물리적인 방법, 남세균을 공격하는 바이러스나 생물조절을 이용하는 생물학적 방법 등을 이 책에서 소개했다. 남세균을 없애는 것뿐만 아니라 의약품, 바이오에너지, 중금속 흡착 등 다양한 방면으로 활용될 기술도 소개하고 있다.<br/><br/><b>수문 개방으로 엇갈린 강의 생태계<br/>멸종위기종 돌아온 금강과 육화가 진행중인 회룡포</b><br/><br/>금강 공주보와 세종보 등 11개 보의 수문을 완전 개방한 후 모래톱과 습지, 여울이 생기고 물살이 빨라지면서 수질이 개선되고 녹조 발생이 95% 이상 감소했다. 4대강 사업 이후 자취를 감췄던 멸종위기 1급 흰수마자와 멸종위기 1급 고유종인 미호종개가 돌아왔다.<br/><br/>반대로 보 수문을 개방하지 않은 낙동강의 흰수마자 서식처는 감소하고, 영주댐 인근에서는 가을, 겨울에도 조류경보 2단계인 경계에 해당될 정도로 많은 남세균 개체수가 관찰된다. 금빛 모래강이 흐르는 국가명승지 회룡포가 있는 내성천은 여름철마다 녹조가 발생하고 회룡포도 육화가 진행되고 있다. 회룡포의 비극이 시작된 것이다. <br/><br/>녹조는 관광이나 어업, 농업에 영향을 미치고, 수돗물 생산에서는 새로운 수처리 공정을 추가하는 등 더 많은 비용이 들기 때문에 적지 않은 경제적 영향을 미치게 된다. 녹조를 해결하고 하천 생태계를 회복하는 유일한 길은 결국 보 수문 개방임을 알려주는 책이다.