 |
 |
 |
4대강 사업 후 녹조발생은 연례행사가 되었다. 4대강 사업으로 건설한 보에 물이 담기기 시작한 2012년부터 4년 연속 녹조가 발생하여 이제는 심각한 사회문제가 되었다. 그럼에도 불구하고 정부는 녹조발생의 근본적 원인을 외면하고 자연적인 현상으로 설정한 상태에서 녹조대책으로 제시한 방안들은 예산낭비로 이어지는 전시성 행정만 계속하고 있다.
영양염류가 이미 풍부한 4대강이 보로 인하여 물이 정체되어 있으므로 여름철 수온이 올라가기 시작하면 녹조 발생은 피할 수 없는 상황이다. 미국, 호주 등에서도 물이 정체된 하천구간 또는 호수에서 녹조가 발생하고 있는데, 녹조발생의 근본적 원인은 물의 정체라고 이미 정확히 밝혀져 있다. 또한 남조류에는 마이크로시스틴이라는 독성물질이 포함되어 있는데 독성물질을 포함한 오염된 물을 먹은 물고기, 새, 포유류 등이 죽는 사례까지 있다. 사람이 죽었다는 과학적 보고는 없지만 2014년 미국 톨레도(Toledo) 시는 마이크로시스틴으로 오염된 이리(Erie)호의 원수를 식수로 사용하지 못하도록 조치했다.
그러나 우리나라 환경부는 마이크로시스틴이 독성물질인 것은 인정하면서도 낙동강에서 전혀 검출되지 않았다고 강변하며 낙동강 원수를 수돗물로 사용해도 문제가 없다고 한다. 낙동강 원수에서 이미 마이크로시스틴이 기준치(1㎍/L)의 56배가 검출된 사례가 있으므로 환경부의 주장을 그대로 받아들이기에는 신뢰가 가지 않는다. 조류경보제 역시 후진성을 면하지 못하고 있다. 낙동강에 녹조가 창궐하고 썩은 냄새가 진동을 해도 현재 환경부 기준에 따르면 조류 ‘출현알림’ 단계에 이르지도 못한다. 즉 낙동강이 조류로 시퍼렇게 물들어도 일반 국민들은 녹조가 발생했다는 소식조차 전해 듣지 못한다.
본고에서는 4대강 사업 이후 녹조가 창궐하고 있는 원인을 규명하고 남조류에서 발생하는 독성물질 마이크로시스틴의 위험성을 해외사례를 통해 살펴보고, 우리나라의 조류경보제 개선방안과 조류발생 억제방안을 제안하고자 한다. |
 |
| |
녹조(綠潮)는 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 부유성의 조류(algae)가 대량 증식하여 물을 녹색으로 물들이는 현상이다. 부영양화(eutrophication, 富營養化)라는 용어는 '영양분이 풍부하게 공급되었다'는 뜻이다. 즉 호수와 강 또는 바다에 생활하수, 산업폐수, 가축의 배설물 등의 유기물질이 유입되어 물속에 인과 질소와 같은 영양물질이 많아진 상태에서 수온이 높아지고 햇볕이 강해지면 조류의 광합성량이 급격히 증가하여 조류의 번식이 매우 왕성하게 진행되어 대량증식하게 되는데, 이 현상을 부영양화라 한다(생명과학대사전, 토양사전).
유기물질인 조류는 죽으면 호수나 하천의 밑바닥에 퇴적된다. 이렇게 퇴적된 유기물질과 외부로부터 유입된 유기물질을 미생물이 분해하면서 수중의 용존산소(DO, 溶存酸素)를 다량 소비할 뿐 아니라, 다시 수중으로 무기영양물질을 공급하게 된다. 만약 이러한 상태에서 외부로부터 영양물질이 계속해서 공급되면 이와 같은 현상들이 반복되면서 결국 호수나 하천에 용존산소가 줄어들게 된다. 적절한 양의 용존산소는 하천의 생태계에 아주 중요한데, 부영양화가 극도로 진행되면 수중의 용존산소는 모두 고갈되어 산소를 이용하는 모든 수중의 생물은 죽게 된다. 용존산소가 없는 상태에서 모든 유기물질은 혐기성 세균1)에 의하여 부패되어 물은 썩고 악취가 난다. 최근 4대강에서 발생한 물고기 떼죽음 역시 물속의 용존산소 부족이 그 원인이다.
|
| |
 |
 |
| |
녹조(blue-green algae)는 수온이 높고 영양염류(인과 질소)가 풍부할 때 연못, 호수, 저수지 그리고 천천히 흐르는 강(slow-moving streams)과 같은 수체(water body)에서 급증한다(California EPA). 즉 녹조 발생원인은 강한 햇볕으로 인한 높은 수온, 풍부한 영양염류와 정체된 수체라 할 수 있다. 우리나라의 경우 여름이 되면 하천의 수온이 올라가는 것은 자연적 현상이고 하천으로 유입하는 영양염류는 지속적인 하수처리시설의 확충으로 줄어들고 있다. 특히 4대강 사업의 일환으로 환경부는 수질개선사업으로 3.4조원을 투입했기 때문에(국토부 2009) 4대강 사업 후 영양염류 유입은 줄어들었다고 할 수 있다. 하수처리장에서 배출되는 점오염원(point source pollution)이 줄어든 것은 사실이지만, 문제는 비점오염원(non-point source pollution)2)이다. 농경지에 뿌려진 농약과 비료, 도로 표면에 있는 오염물질과 같은 비점오염원은 점오염원과는 달리 여기저기 산재되어 있고 정확한 유출경로 역시 확인하기 어렵다. 따라서 우리나라의 4대강 사업으로 건설한 보로 인하여 물의 흐름이 정체되어 오염물질이 하천바닥에 쌓일 뿐만 아니라 지속적으로 오염물질이 하천으로 유입되기 때문에 여름철이 되면 녹조가 발생할 수밖에 없는 상황이다.
관계부처 합동으로 발표한 보도자료(2015.7.6)를 살펴보면 정부는 ‘금번 녹조는 지속적 가뭄으로 인한 유량부족과 수온상승 등이 주요원인’이고 ‘조류는 영양물질, 일사량, 수온 등의 조건이 맞으면 언제든 발생 가능한 자연적인 현상’으로 인식하고 있다. 4대강 사업 후 2012년부터 4년 연속 녹조가 발생하여 심각한 사회적 문제로 확산되고 있는 상황에서 이러한 정부의 인식은 너무 안일하다. 물이 흐르지 못하게 하는 보가 녹조발생의 결정적 원인이었다는 것을 인정하지 않고 녹조를 ‘자연적인 현상’으로 치부하고 있는 것이다. 녹조저감 대책으로 방류수 수질관리, 가축분뇨 배출시설 특별점검, 고도정수처리시설 확충사업, 지천조류저감 시범사업, 펄스(pulse) 방류시행 등을 제시하고 있는데 그 효과는 극히 제한적이다. 이는 녹조문제의 핵심을 짚지 못한 대책으로 예산낭비와 인력낭비로 이어져 결국 실패할 것이고, 그 피해는 오롯이 국민의 몫이 된다. 4대강 사업을 하면 수질이 개선된다는 당초 국토부의 논리와는 반대로 4대강 사업으로 건설한 보로 인하여 수질이 오히려 악화되었기 때문에 그 사실을 인정할 수 없는 상황이다.
호주 달링(Darling)강에서 1991년 기록적인 대규모 독성녹조가 발생하자 뉴 사우스 웨일즈 (New South Wales)정부는 비상사태를 선포하였다. 녹조는 강을 따라 1,000km에 걸쳐 발생했고, 심각한 가뭄으로 하천의 흐름이 사실상 멈춘 것이 원인이었다(Maier 2001). 지금 낙동강을 비롯한 4대강은 1991년 호주사태에 못지않게 심각한 수질오염 상태이다. 녹조가 창궐하고 물고기는 폐사하고 강바닥은 썩어 고약한 냄새가 나고 있다. 국민건강 측면에서 현재 상황은 국가 비상사태라 할 수 있는데, 바로 그 물을 수돗물로 이용하고 있다. 지금이라도 수문을 완전 개방하여 고인 물이 흐르게 하는 특단의 대책이 필요하다.
|
| |
|
 |
| |
서울시는 지난 6월 30일 잠실대교∼행주대교 구간에 올해 첫 조류경보를 발령했다. 남조류가 27,076 cells/㎖3)로 관측되었고 우점종은 독성이 있는 마이크로시스틴(microcystin)으로 확인되었다. 7월 7일 잠실상류보 구간에는 조류주의보, 하류에는 조류경보를 발령하여 조류가 한강의 서울구간에 대량 번식하고 있다고 알렸다. 또한 서울시는 보도자료(2015.7.3)를 통해 마포대교하류구간에서 독성물질인 마이크로시스틴이 0.6∼2.0㎍/L 범위에서 검출되었다고 발표했다.
환경부 역시 4대강에 녹조가 발생하자 보도자료(2015.6.30)를 통해 낙동강 대구 강정보 구간에 조류 ‘출현알림’을 발령하면서 남조류 21,982 cells/㎖이 관측되었지만 ‘남조류 독성물질인 마이크로시스틴은 금년에 칠곡보 및 강정보 구간에서 한 차례도 검출되지 않아 수돗물을 안심하고 이용할 수 있다’고 강조했다. 하지만 서울시는 보도자료(2105.7.3)를 통해 행주대교에서 채취한 시료에서 마이크로시스틴은 1.4㎍/L 검출되었을 뿐 아니라, (낙동강의 경우)원수에서 검출된 조류독소의 범위는 0.1∼56.0㎍/L라고 발표했다.
서울시와 환경부의 보도자료를 비교해 보면 비슷한 남조류 세포수임에도 한강에서는 마이크로시스틴이 기준치(1.0㎍/L) 이상 검출되었지만 낙동강에는 전혀 검출되지 않았다. 낙동강 원수에서 조류독소 마이크로시스틴이 최대 56.0㎍/L까지 검출되었다는 사실을 염두에 두면 환경부의 자료는 신뢰성이 떨어지는 것으로 보인다.
|
| |
 |
| |
|
지난 2015년 6월 22일 낙동강 도동서원 부근에서 박창근 촬영. 녹조가 대규모로 발생하여 녹조제거선이 녹조제거를 하고 있지만 현행 조류경보제에 따르면 조류 ‘출현알림’ 단계에 이르지도 못했다. 즉 일반국민들은 이러한 상황인데도 조류 발생 자체를 모르는 상태이다.
|
| |
|
호주는 조류독소(microcystin) 1㎍/L(먹는 물 감시기준)에 해당하는 남조류 세포 수는 5,000 cells/㎖로 설정하였고, 우리나라 역시 조류경보 기준으로 활용하고 있다. WHO 먹는 물 가이드라인(조류경보기준)에 따라 ‘1㎍/L’는 우리나라 정수장 처리수(수돗물)의 권고기준이기도 하다. 따라서 500 cells/㎖ 이상이면 조류 ‘출현알림’ 단계이고, 5,000 cells/㎖을 초과하면 ‘조류경보’ 단계이다.
|
| |
| <표>단계별 조류경보 기준(환경부) |
 |
| |
|
※ 2회 연속 클로로필-a 농도 및 유해 남조류 세포 수가 모두 기준 초과 시 발령 |
| |
현재 환경부가 운영하고 있는 조류경보제의 문제점은 다음과 같다. 첫째, 남조류 세포 수가 아무리 많더라도 클로로필a 농도가 낮으면 조류 ‘출현 알림’ 단계에 이르지 못한다. 남조류 세포 수와 클로로필a 농도는 상관관계가 매우 미약하다는 점을 고려한다면 조류경보제에 클로로필a 농도를 포함하는 것은 부적절하다. 강정보에서 2주간 두차례(6.22일, 6.29일) 측정한 남조류는 각각 18,284와 21,982 cells/㎖였는데 이는 ‘조류경보’ 단계에 해당하지만 클로로필a 농도가 낮아 조류 ’출현알림’ 단계에 머물렀다.
둘째, 2주 연속 남조류 세포수와 클로로필a의 농도가 기준치를 초과해야 조류경보 단계가 된다. 예를 들면 8월 1일 세포수와 농도가 기준치를 처음으로 초과했고 일주일 후인 8월 8일 세포수와 농도가 기준치를 초과해야 조류경보를 발령한다. 만약 8월 8일 세포 수와 농도 중 하나라도 기준치를 넘지 못하면 조류경보를 발령할 수 없다.
셋째, 남조류와 클로로필a를 매일 관측하는 것이 아니고 일주일 단위로 관측한다. 즉 8월 2일부터 8월 7일, 6일 동안은 관측을 하지 않기 때문에 관측하는 날에 비가 온다든지 상류 댐에서 방류할 경우 남조류 세포 수 또는 클로로필a 농도가 기준치 이하가 되면 역시 해당 조류경보는 해제된다. 현행 조류경보제는 매우 엄격하게 설계되어 있어 조류경보 발령은 현실을 제대로 반영하기에는 한계가 있고 또한 조류경보제를 얼마든지 왜곡할 수도 있다.
현재 환경부는 조류경보제 개선방안을 마련하고 있는데 주요내용은 클로로필a 농도를 경보지표에서 제외하고 남조류 세포 수만으로 조류경보제를 운영하고, 조류경보 기준을 남조류 세포 수 5,000 cells/㎖에서 두 배로 강화시킨 10,000 cells/㎖로 변경하는 것이다. 클로로필a를 조류경보 기준에서 제외한 것은 적절하다. 그러나 남조류 세포 수 기준을 5,000 cells/㎖로 하면 환경부가 공식적으로 조류경보를 자주 발령할 것이고 환경부는 그만큼 부담을 갖게 되고 환경부의 수질정책은 신뢰를 얻지 못할 것이다. 이러한 점을 감안하여 환경부는 남조류 세포 수를 2배로 강화시켜 조류경보 발령 횟수를 줄이려는 꼼수를 펴고 있는데, WHO가 제안한 남조류 세포 수를 5,000 cells/㎖로 설정하는 것이 타당하다. 조류를 관측하는 주기를 일주일로 하는 것은 시시각각 변하는 하천수질 상태를 정확하게 파악하기에는 시간 간격이 너무 길다. 또한 2주 연속 기준치를 초과해야 한다는 기준 역시 부적절하다. 조류 ‘출현알림’ 상태가 되면 매일 조류를 관측하여 그 결과를 바탕으로 조류경보제를 운영해야 한다.
|
| |
|
 |
| |
북미 5대호 가운데 하나인 이리(Erie) 호는 인근 지역 1,100만 명에게 식수를 공급하고 있는데, 이 호수에서 2014년 대규모 조류가 발생하자 톨레도(Toledo) 시는 50만 명 시민에게 식수공급을 중단했다(news1 2014). 톨레도 시당국은 ‘수돗물 수질 부적합 통보’를 하면서 원수에 독성물질인 마이크로시스틴이 검출되었는데 이 물질은 물을 끓여도 독소는 없어지지 않는다고 밝혔다. 톨레도 시민 일부는 식수를 찾아 타 지역으로 원정까지 가는 대혼란이 발생하였다.
독성물질인 마이크로시스틴은 물고기, 조류, 포유동물들이 섭취한다. 섭취한 양에 따라 마이크로시스틴이 간(liver)에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 수영, 수상스키 등 친수활동을 하는 사람들은 마이크로시스틴에 노출될 수 있고, 마이크로시스틴이 축척된 물고기를 먹은 사람들 몸속에도 축척될 수 있다. 마이크로시스틴으로 오염된 물을 먹은 애완동물과 가축이 죽은 사례들도 있다. 마이크로시스틴이 사람 건강에 영향을 미칠 수 있지만 아직까지 사람의 죽음에 결정적 영향을 미쳤다는 과학적 보고는 없다(California EPA, 2009). 그러나 그러한 가능성은 항상 존재하고 있다는 사실은 주목할 필요가 있다.
1997년 이사하야(諫早) 간척지를 조성하기 위하여 방조제를 쌓아 만든 인공저수지에서 대규모 조류발생은 연례행사가 되었다. 남조류에서 발생하는 마이크로시스틴은 바다로 유출되지만 저수지 바닥에도 퇴적된다. 퇴적된 마이크로시스틴은 숭어, 굴과 같은 수생식물체와 유충시절을 저수지 바닥에서 지내는 깔따구(midge) 체내에 축척된다. 이러한 수생생물의 포식자들(예 조류 등)의 체내에도 마이크로시스틴이 축척된다. 이러한 위험한 상태를 해결할 수 있는 가장 효율적인 방법으로 수문을 열어 해수를 유통시키는 것을 제안했다(Takahashi, 2014; 高橋, 2015). 우리나라의 경우 시화호의 수문을 열어 해수를 유통시켜 수질을 개선한 사례가 있다.
호주 머레이(Murray)강에서 매년 대규모 녹조가 발생하여 사회적 문제가 되자 다양한 녹조 저감 방안을 마련하였다(Maier, 2001). 기저유출 변동, 상부댐에서 일시적 방류, 보의 일시적 수위 저하 등과 같은 대안을 검토한 결과 녹조를 저감할 수 있는 가장 효율적인 대안은 보의 수위를 동시에 낮추는 방법이었다. 즉 보의 수문을 열어 물의 흐름을 확보하는 방법을 택했다.
|
| |
|
 |
| |
낙동강을 비롯한 4대강에서 4년 연속 발생한 녹조는 더 이상 방치하기에는 너무 위험한 상태에 이르렀다. 녹조발생을 자연적인 현상으로 인식하는 정부의 안일한 대처는 녹조로 인한 수질악화 현상을 더 심각하게 할 것이다. 외국에서 마이크로시스틴으로 오염된 물을 먹은 물고기와 새들이 죽는 사태까지 발전했다면 걸쭉한 녹조로 뒤덮인 4대강의 현실을 보다 냉철하게 살펴보아야 한다. 현재 정부가 녹조에 대응하는 방법의 부적절성을 밝히고 보다 바람직하고 현실적인 녹조대책을 제시한다.
첫째 4대강은 물의 흐름이 정체하면 녹조가 발생할 조건을 충분히 갖추어져 있다. 녹조발생 조건은 햇빛으로 인한 수온 상승, 충분한 영양염류, 물 흐름의 정체인데, 4대강 사업으로 건설한 보가 물의 흐름을 느리게 하기 때문에 녹조발생의 근본적 원인은 보건설이라고 할 수 있다. 그러나 정부는 녹조발생을 자연적인 현상으로 인식하고 있기 때문에 정부의 녹조정책은 효율성이 없고 예산낭비로 이어질 것이다. 문제의 진단을 잘못하면 그 대책 역시 잘못될 수밖에 없다.
둘째 WHO는 독성물질인 마이크로시스틴 1㎍/L(먹는 물 감시기준)에 해당하는 남조류 세포 수는 5,000 cells/㎖로 설정하였다. 환경부에 의하면 낙동강에서 남조류가 21,982 cells/㎖로 관측되었지만 마이크로시스틴은 전혀 검출되지 않았다고 한다. 그러나 낙동강 원수에서 조류독소가 최대 56.0㎍/L까지 검출되었다는 사실을 염두에 두면 낙동강에서 마이크로시스틴이 전혀 검출되지 않았다는 환경부의 자료는 신뢰할 수가 없다.
셋째 독성물질이 포함된 남조류가 하천에 창궐하면 그 독성물질이 사람에게도 영향을 미칠 수 있다는 전제하에 녹조저감 대책을 마련해야 하는데 우리나라는 녹조발생의 의미를 애써 축소하면서 미봉책만 내놓고 있다. 대규모 녹조가 발생한 외국의 사례를 살펴보면 미국 이리(Erie) 호의 경우 대규모 녹조가 발생하자 취수를 중단하는 조치를 취했다. 독성물질인 마이크로시스틴으로 오염된 물을 먹은 동물들(새, 물고기 등)이 죽은 사례가 발생했지만 아직까지 사람에게 영향을 미쳤다는 과학적 보고는 아직 없다. 그러나 그런 가능성은 존재한다. 호주의 경우 대규모 녹조가 발생하자 주정부가 비상사태를 선포하고 대책마련에 행정력을 집중했다. 그러나 우리나라는 ‘녹조라떼’로 불릴 만큼 녹조가 창궐해도 미봉책 수준의 대책들만 제시하고 있다. 국민의 건강이 더 위험해지고 있다.
넷째 우리나라 조류경보제는 너무 느슨하여 거의 실효성이 없다. 남조류 세포수와 클로로필a 농도가 2주 연속 기준치를 초과해야 조류경보가 발령된다. 환경부의 개선안은 클로로필a 농도는 제외하는 대신 남조류 세포수를 5,000 cells/㎖에서 10,000 cells/㎖로 두배 강화시켰다. 이러한 조류경보 기준은 WHO 기준(5,000 cells/㎖)에도 부합하지 않고 호주와 같은 외국 사례와도 부합하지 않는다. 조류관측 주기도 1주일이 아니고 조류를 발견하기 시작하면 매일 관측하여 하천의 녹조상태를 평가하고 그에 적절한 대책을 마련해야 한다.
4대강은 우리나라 국민들의 생명의 젖줄이다. 그러나 4대강은 녹조가 창궐하여 물에서 썩은 냄새가 진동하며 시궁창 냄새가 나는 오니가 강바닥에 깔려있고 괴상망측하게 생긴 큰빗이끼벌레가 하천을 점령할 태세다. 특히 낙동강 물에서 마이크로시스틴이 기준치(1㎍/L)의 56배까지 검출되었다는 보고가 있었던 점을 감안하면 1,300만 명의 식수원인 낙동강은 심각한 상태에 이르렀다. 호주 등 외국의 사례에서 알 수 있듯이 녹조를 저감하기 위해서는 결국 보의 수문을 열어 물을 소통시키는 것이 단기적인 대책이다. 장기적으로 4대강에 설치한 보들의 철거문제를 심각하게 고민해야 한다. 보를 철거하려면 환경적, 공학적, 경제적, 사회적 가능성을 면밀하게 검토하기 위한 사회적 논의구조를 만들 필요가 있다.
|
| |
|
[참고문헌]
관계부처 합동 보도자료(2015. 7. 6), 관계부처 협업으로 여름철 녹조발생에 체계적 대응
국토해양부(2009), 4대강살리기 마스터플랜
대구지방환경청(2015.5.15), 조류경보제 개선방안
생명과학대사전(2014), 도서출판 여초
서울시 보도자료(2015.6.30), 서울시 잠실대교∼행주대교 조류경보 첫 발령
서울시 보도자료(2015.7.3), 한강조류 발생 추세 및 대응계획 발표
서울시 보도자료(205.7.7), 서울시 한강 잠실수중보 상류 조류주의보 하류 전 구간 조류경보 발령
토양사전(2000), 서울대학교출판부
환경부 보도자료(2015.6.30), 낙동강 강정고령보 구간 조류경보 ‘출현알림’ 발령
California EPA(2009), Microcystins : A brief overview of their toxicity and effects,
with special reference to fish, wildlife and livestock
Chapra, S.(1997), Surface Water Quality Modeling, McGraw-Hill Companiesbr/>
Maier, H., et al.(2001), "Flow management strategies to control blooms of the
cyanobacterium, anabaena circinalis, in the river Murray at Morgan, South Austalia",
Regurated Rivers : Research & Management 17, pp.637-650
news1(2014.8.3.), '미 이리호 독성 녹조로 50만명 식수공급 중단‘
Takahashi, T., et al.(2014), "Diffusion of microcystins(cyanobacteria hepatotoxins)
from the reservoir of Isahaya Bay, Japan, into the marine and surrounding
ecosystems as a result of large-scale drainage", Marine Pollution Bulletin 89,
pp.250-258
高橋 撤(2015.2), 諫早灣調整池における有毒アオコの恒常的大發生と猛毒ミクロシスチン汚染の擴散, 日本の科學者, Vol.50 No.2, pp.19-23
|
| |
|
1) 혐기성세균(anaerobic bacteria, 嫌氣性細菌) : 무산소 조건에서 생육하는 세균
2) 4대강 수계의 비점오염과 점오염물질 배출부하량은 2003년 비점오염 52%(108.6톤/일) 점오염 48%(98.5톤/일)이고, 2015년 비점오염 68%(104.8톤/일) 점오염 32%(50.1톤/일)임. 처리하기가 어려운 비점오염물질 배출량이 전체의 68%에 이르기 때문에 하천으로 유입하는 오염물질을 줄이는데는 사실상 한계가 있음.
3) cells/㎖이라는 단위는 물 1㎖에 담겨있는 남조류 세포수를 의미함. 10,000 cells/㎖은 1㎖에 10,000개의 남조류 세포가 있다는 뜻임. 여기서 1㎖은 대략 엄지손톱이 차지하는 부피에 해당함.
|
| |
|
| |
 |
 |
|
