‘녹조라떼’로 통하는 남세균 녹조류 오염 강물
우리는 녹조를 호흡하고 마시고 먹는다

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.

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.

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.

우리가 존재하는 건 남세균 덕분이었지만
이제는 녹조의 원인이 된 유해한 남세균

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.

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.

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.

질소와 인은 조류에게 영양제와 다름없어
남세균의 성장을 야기하는 수생태계의 부영양화

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.

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.

강물은 흘러야 한다. 바다로 쉬지 않고
녹조를 줄이는 유일한 길, 4대강 보 수문 개방

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.

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.

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.

수문 개방으로 엇갈린 강의 생태계
멸종위기종 돌아온 금강과 육화가 진행중인 회룡포

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.

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.

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.