포스텍 연구팀 '동북아 해양 오염·생태계 교란' 증거 찾았다

산업화 등으로 생긴 질소 오염물질 바다 유출되며 해황 변화 일으켜

이기택 교수

박사과정 문지영 씨.

포스텍(총장 김무환) 환경공학부 이기택 교수, 박사과정 문지영 씨(제1저자) 연구팀이 동북아시아 지역 중 중국 장강과 가까운 '이어도 과학기지' 해역에서 질소 오염 물질 유입에 따른 해양의 물리적 변동이 가장 빨리 나타난다는 사실을 밝혀냈다. 또 1980년대 이후 질소 오염 물질 유입 증가로 동북아시아 해역의 영양염 균형이 파괴됐고, 적조를 유발하는 식물 플랑크톤의 종이 변화하고 있다는 것도 확인했다.

23일 포스텍에 따르면 연구팀은 지난 40년 동안 한반도 연근해·동중국해에서 측정된 영양염 농도 자료와 적조 발생 자료를 분석했다. 그 결과 이 지역 해역 중 광범위한 부분이 질소 부족 상태에서 인(P) 부족 상태로 변했으며, 규산염(Si) 보다 질산염(N)의 농도가 높아진 것으로 나타났다. 특히 우리나라 연근해의 주요 식물플랑크톤 역시 규조류에서 와편모조류로 변하고 있었다. 영양염은 생물 화학적인 하수 처리에서 유기물을 분해하는 미생물의 생육과 증식에 필요한 무기성 원소를 말한다.

연구팀은 이 결과가 "해양 생태계가 교란되고 있다는 직접적 증거"라고 설명했다. 화석연로와 질소비료 사용으로 발생한 오염물질이 바다로 유입되는 양이 증가하면서 동북아시아 해역의 영양염 체계가 변하고 식물 플랑크톤의 종 조성 등이 발생하고 있다는 것이다.

앞서 한국, 중국, 일본 등 동북아시아 지역은 현대에 들어 급격한 인구증가, 산업화로 질소 오염이 많이 늘어난 지역이다. 오염물질은 홍수나 장마 등으로 바다로 흘러가 플랑크톤의 영양이 과도하게 많아지는 비옥화 현상을 일으키고 있다. 많은 과학자들은 질소 오염 물질이 연근해 유해 조류를 증가시키고 수질 악화와 해양 생태계 종 조성 변화 등으로 이어질 수 있다고 경고해왔다.

질소 오염물질 유입으로 해양 비옥화와 생태계 교란 모식도. 포스텍 제공.

이기택 교수는 "이어도 해역에서 나타난 변화는 가까운 시일 내에 한반도 연근해에서도 나타날 것이기 때문에 연근해 영양염 농도 및 생태계 변화에 대한 장기적인 관측이 필요하다"며 "이번 연구 결과는 질소 오염물 배출량을 정하는 등 환경정책 수립의 중요한 과학적 근거 자료로 활용될 수 있다"고 했다.

이번 연구 성과는 전문 저널인 '호소학과 해양학'에 실렸다. 연구는 국립수산과학원의 '기후변화에 따른 해양산성화 영향 및 예측', 국립해양조사원의 '기후변화에 따른 이어도 해역의 해양탄소순환 반응 및 한반도 기상인자들 간 상관성 연구(IV)' 일환으로 이뤄졌다.

동북아시아 해역에서 관측된 질소 부족 상태에서 인 부족 상태로의 변화과정. 포스텍 제공.