◇지난 6월말 한강 성산대교 밑 녹조로 뒤덮여 있는 모습과 '아나배나 휴면포자'의 현미경 확대 모습

40여 년 만의 대가뭄과 기온 상승으로 15년 만에 중·하류가 녹색으로 뒤덮인 한강. 지난달 21일 현재 1구간 녹조 주의보와 2~4구간 경보 단계는 여전히 발령 중이다. 4대강 난개발의 수중 보로 인해 유속이 느려지면서 4년째 녹조가 계속되고 있는 낙동강. 중부 이남 지방엔 비교적 비가 자주 내렸음에도 이 강의 녹조는 사라질 줄 모르고 있다.
국민들은 우리나라 대표적인 두 강을 보면서 속이 터지고 불안해하고 있다.

먼 화성에 깃발을 꽂는 시기에 이까짓 녹조 하나 원천적으로 잡을 수는 없는 걸까. 3년 내에 녹조 발생을 억제하거나 제거하는 기술을 완성할 수 있다기에 알아봤다.

국내 공동 연구진, 녹조 3단계 제어 시스템 개발
국내의 한국건설기술연구원, 한국과학기술연구원 등 국가과학기술연구회 소관 출연연구기관의 공동 연구진은 녹조가 발생했을 때 적절한 수준으로 통제할 수 있는 시스템을 개발했다고 발표했다. 종전의 기술들을 체계적으로 융합시켜 만들어낸 3단계의 녹조 제어 결과물이다.

먼저 첫 단계인 조류주의보 상황에는 조류의 먹이가 되는 인을 줄이고 천적 생물로 개체 수를 낮추는 작업이다.
이어 2단계인 조류경보 초기에는 황토보다 우수하고 환경문제가 없는 천연 응집제를 넣어 조류 농도를 낮추게 된다.
그래도 상황이 더 악화될 경우엔 기포를 발생시켜 녹조를 한데 모아 없애는 물리적인 방법을 동원하는 것이다.

이 기술의 특징은 생태계나 주변 환경에 혼란을 주지 않으면서 녹조 피해를 줄일 수 있는 시스템이다.
미래부의 ‘녹조로부터 안전한 물 공급체계 구축 사업단’을 이끌고 있는 이상협 한국과학기술원 책임연구원은 “현재 녹조 저감기술은 낙동강에서 현장 시범 적용중”이라며, “낙동강 적용 결과 폭 50미터, 길이 100미터 테스트 장소와 체류시간 7분 조건에서 클로로필 a 농도가 40에서 7로 감소됐다”고 밝혔다.

이어 이상협 위원은 “초기 시설비는 하폭 200미터 기준 전 구간에 7억5000만 원 정도가 소요됐고, 월간 유지관리비는 7억6000만원 정도가 들었다”며 “건설기술연구원과 함께 녹조라떼의 예방이 목표이며, 녹조의 대량증식 현상을 차단하고 제어하는 기술을 추구하고 있다”고 설명했다.

현재의 연구 결과를 볼 때 과학기술로 3년 이내에 녹조 현상을 충분히 제어할 수 있는 시기가 올 것으로 공동 연구진은 기대하고 있다.

 

△ 한강 하류의 녹조(왼쪽)와 깨끗한 한강 중류

 

조류 씨앗 포함된 퇴적물 제거로 녹조 차단
강이나 하천의 바닥 퇴적물에 쌓인 조류 씨앗(휴면포자)을 제거, 남조류와 냄새물질 발생을 억제하는 연구가 추진되고 있다. 국립환경과학원은 북한강 의암호의 조류 발생을 억제하기 위해 퇴적물을 제거해 녹조 발생을 저감하는 연구를 한강유역환경청, 원주지방환경청 등과 함께 2016년 12월까지 2년간 추진하기로 했다.

일반적으로 조류는 환경여건이 열악할 때 포자를 만들어 퇴적층에 있다가 환경조건이 좋아지면 다시 발아하여 증식하며 휴면포자를 형성하는 남조류는 아나베나(Anabaena), 아파니조메논(Aphanizomenon)이 대표적이다.

올해는 우선 조류발생이 잦은 의암호 공지천 하류의 휴면포자가 분포하는 지점에 실험지를 설치해 휴면포자의 제거 전후의 조류와 냄새물질 등의 발생 정도를 연구, 조사한다. 실험지에서 휴면포자에 의한 조류발생을 파악하기 위해 조류 차단막을 통해 영양염류는 내외부로 자유롭게 이동하지만 외부의 어류, 조류 등은 유입되지 않도록 진행할 예정이다.

이에 앞서 국립환경과학원은 지난 3월 예비조사를 실시했으며, 그 결과 공지천 일대 조류 차단막 설치지점에서 수거한 퇴적물 중 조류 휴면포자가 1g당 최대 143세포(cells)가 있는 것으로 나타났다.

깊이가 0~5cm인 퇴적표층에서는 1g당 40~143세포(cells)가 발견됐으며 깊이가 15~20cm 심층에서는 검출되지 않거나 1g당 최대 70세포(cells)가 분포한 것으로 나타나 퇴적층이 깊을수록 휴면포자가 적었다.

 

△ 휴면포자 조사지점(좌) 및 깊이별 분석결과

국립환경과학원은 실험지의 내·외부 관찰을 통해 동·식물 플랑크톤, 냄새물질, 영양염류(질소, 인 등), 퇴적층의 휴면포자 분포 등을 주 1~2회마다 조사할 계획이다. 의암호 내 6지점, 실험지 내부 3지점을 주기적으로 조사해 남조류 발생 시에는 수심별로 조류 움직임을 파악할 예정이다.

 

또한 냄새물질 발생 시에는 냄새물질의 발생원(방선균, 남조류 등) 파악을 위한 유전자분석, 조류의 주요 발생지점 파악을 위한 안정동위원소 분석 등을 동시에 수행할 예정이다.

이재관 국립환경과학원 한강물환경연구소 소장은 “퇴적층 제거에 따른 녹조발생 억제 연구는 조류뿐 아니라 수돗물에서 곰팡이 냄새를 유발하는 지오스민 등의 냄새물질 저감도 기대된다”고 밝혔다.

 

표층수 중 오염물질 차단→물 통과 기술 개발
최근 급격한 기후변화와 4대강 개발 등 하천의 물리적 환경변화로 인해 수질과 수량관리에 다양한 문제가 발생하고 있다. 중부지방의 극심한 가뭄과 이에 따른 녹조가 대표적으로, 녹조는 하천수질의 악화, 물고기 폐사, 악취 발생 등을 불러온다. 특히 수돗물을 만드는 상수원수로 사용할 경우 정수처리 공정에서 약품사용량 증가와 함께 수돗물에서 흙과 곰팡이 냄새를 유발하게 된다.

지금까지 녹조를 처리하기 위한 기술로 약품살포 및 처리, 가압부상, 천적 이용법, 초음파 처리법 등 다양한 방법이 연구돼 왔으나, 처리 후 발생하는 슬러지 처리, 하천 생태계에 미치는 2차 영향, 경제성 등의 문제로 그 활용이 극히 제한적이었다.

이런 가운데 환경산업 및 수처리 전문업체인 에코스타(대표 강문식)에서 위의 문제들을 극복할 수 있는 대안으로 정수처리 과정의 시작단계인 취수과정에서 조류를 효과적으로 제어할 수 있는 기술을 개발해 큰 관심을 끌고 있다.

 

기존의 시설은 표층의 물은 배제하고 심층수만을 취수하기 위한 시설이나, 에코스타의 기술은 표층수 중 오염물질만을 차단하고 물은 통과시킨다. 따라서 오염물질이 제거된 표층수와 심층수가 혼합돼 취수가 가능하며, 동일한 동력에서 취수량의 감소가 거의 없고 취수원수의 수질만 개선되도록 하는 기술이다.

이 회사 강문식 대표는 “이 기술을 운용한 결과 남조류의 제거효과가 매우 뛰어난 것으로 나타났다”면서 “원수 중 160~1460개체가 검출됐으나 조류 차단막 내부에 위치한 취수구에서는 검출되지 않았다. 또한 클로로필 a의 경우도 원수에서 13.6㎍/L~98.1㎍/L이 검출됐으며, 처리수 중에서는 12.6㎍/L~16.5㎍/L이 검출돼 조류농도가 낮은 경우에도 높은 처리효율을 나타냈다”고 밝혔다.

[환경미디어 박원정 기자]

 

 

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