골프장 연못은 녹색 잔디와 어우러져 멋진 풍광을 만드는데 일조한다. 또한 이 연못 물은 골프장 잔디와 수목을 관리하는 관개용수로 이용된다.

그런데 언제나 쾌적한 풍광을 제공해야 하는 연못에 녹색의 부유물이 둥둥 뜨거나 매캐한 냄새를 발생시켜 미간을 찌푸리게 하는 경우가 왕왕 있다. 이는 녹조와 부영양화 때문이다.

부영양화란 과도한 영양물질로 인해 연못 또는 호수에 조류(藻類)가 많아지고 물이 탁하게 변화하는 현상을 일컫는다.

국내 골프장 연못 수질은 수생태계에서 가장 중요한 영양물질인 질소와 인이 적정기준을 넘어서는 곳들이 상당히 많다.

녹조란 무엇인가?

녹조(綠潮, algal bloom)란 강과 호수 등 수중생태계에 남조류(藍藻類) 또는 녹조류(綠藻類)가 과도하게 발생해 물 색깔이 짙은 녹색으로 변하는 현상을 말한다. 심한 경우 ‘녹조 라떼’로 부르기도 한다

사실 과거에는 규조류나 와편모조류가 대발생하여 바닷물을 붉게 물들이는 적조(赤潮, red tide)라는 용어뿐이었는데, 담수 부영양화가 심화되면서 남조류와 녹조류의 대발생이 빈번해지자 녹조라는 말이 최근에 만들어졌다.

-남조류, 녹조류가 대체 뭐지?

우리가 남조류, 녹조류라고 부르는 것들은 연못이나 강, 바다와 같은 수중생태계에 살고있는 미소식물인 조류(藻類) 일종이다. 식물이기 때문에 기본적으로 엽록소가 있어 태양광과 물속에 녹아있는 이산화탄소를 이용해 광합성을 한다. 즉 이들은 수중생태계의 중요한 1차생산자인 것이다.

기본적으로 생산자가 없으면 그 생태계는 유지될 수 없다. 이들이 광합성을 통해 생산하는 산소와 탄수화물을 1차 소비자인 물벼룩과 같은 동물성 플랑크톤들이 먹고, 다시 이들을 2, 3차 소비자인 송사리, 메기 같은 어류가 먹고 이들의 사체를 분해자가 분해함으로써 먹이사슬이 구성되어 수중생태계가 유지되는 것이다.

-조류의 종류

조류는 사는 곳에 따라 나눌 수 있는데 크게 바다에 사는 해조류와 민물에 사는 담수조류로 나눌 수 있다. 또한 물에 떠서 생활하는지, 혹은 다른 구조물에 붙어서 생활하는지에 따라 부유조류와 부착조류로 나눌 수 있다.

담수조류는 엽록소 외에 보유하고 있는 색소에 따라 남조류, 규조류, 녹조류로 대별되는데, 남조류는 남색 또는 진한 녹색을 띄며, 규조류는 갈색을, 녹조류는 옅은 녹색을 띈다.

생육이 활발한 기온도 차이가 있어, 규조류가 좋아하는 수온은 10℃ 이하, 녹조류는 10~20℃, 남조류는 20~30℃ 이다. 따라서 계절에 따라 주로 발생하는 조류의 종류에 차이가 있을 수 있다.

조류 중에서도 남조류에 속한 마이크로시스티스, 아나베나, 오실라토리아(흔들말), 아파니조메논 같은 종들은 마이크로시스틴(microcystins)이나 삭시톡신(saxitoxins)과 같은 독소를 만들어내므로 환경부에서 수돗물의 안정성을 위해 특별히 모니터링하고 있다.

녹조현상의 발생원인

생물 세포의 근간을 구성하고 있는 주요 성분은 탄소, 수소, 산소 그리고 질소와 인이다. 탄소, 수소, 산소는 탄수화물, 지방, 단백질을 구성하는데 두루 쓰이며 질소는 이들과 함께 단백질을 구성하는 요소다.

인은 생물에너지인 ATP의 중요 구성요소이며 세포막의 구성성분이다. 또한 유전물질 구성에도 깊이 관여하고 있다.

그런데 수중생태계에서 조류는 탄소, 수소, 산소는 대기와 물을 통해서 거의 무한대로 얻을 수 있는데 반해 질소와 인은 그렇지 않기 때문에 질소와 인이 조류의 번식을 결정하는 중요 요소로 작용한다.

-영양물질의 유입

녹조현상 발생의 가장 큰 원인은 영양물질의 과다 유입이다. 인간의 생활오수, 공장폐수, 쓰레기, 비료와 퇴비 등은 궁극적으로 강과 호수 등의 수중생태계로 흘러든다.

이렇게 흘러든 영양물질에 의해 수중생태계는 부영양화가 촉진된다. 사실 자연 상태에서도 부영양화는 필연적으로 일어나는 현상이지만 인간 활동에 의해서 그 속도가 훨씬 빨라졌다.

골프장에서는 건강한 잔디 관리를 위해 연중 계획적으로 시비를 한다. 그러나 우리가 주는 질소, 인을 중심으로 한 비료성분을 잔디가 다 흡수하지는 못하기 때문에 잉여 영양물질은 표면배수나 수직배수를 통해서 필연적으로 코스 내 연못으로 유입된다. 이렇게 유입된 비료성분은 골프코스 연못의 부영양화를 촉진한다.

-부영양화란?

부영양화(富營養化, eutrophication)란 그리스어에서 진정한, 많은, 풍부한, 좋은이란 뜻의 접두사 eu-와 영양분을 뜻하는 trophy가 합쳐져 만들어진 용어다. 즉 영양분이 풍부해진 상태 또는 과정을 말한다.

강이나 호수, 바다와 같은 수중생태계에 생활오수, 배설물, 공장폐수 등이 유입되면, 유기물질과 함께 수중생태계에서 가장 중요한 영양물질인 질소와 인이 많아진다. 이렇게 영양물질이 풍부해지면 이를 양분으로 하여 수중의 미소생물인 조류의 광합성량이 증가하고 이런 조류들의 대량 번식으로 이어진다

-수온과 일사량

태양광은 식물 광합성에 필수적인 요소. 대부분의 조류들이 햇빛을 많이 받을수록 잘 자란다. 수온은 조류의 최적성장을 좌우하는 요인으로, 남조류의 경우 여름철이 성장하기 가장 좋은 계절이다.

-물의 흐름

물 흐름이 약하거나 정체되어 있으면 조류가 더 잘 증식할 수 있는 환경이 만들어진다. 수중에 떠있는 조류는 유속이 빠른 경우 하류로 내려가기 때문에 대량증식이 어렵다. 유속이 느린 하천에서 더 많은 녹조현상이 발생하는 이유다.

비교적 수심이 낮은 골프코스의 연못들은 대부분 물의 흐름이 거의 없고 물의 수직이동도 없이 정체되어 있어 조류가 대발생하기 좋은 조건을 갖추고 있다.

수중생태계의 영양기준

부영양화가 심화될수록 녹조현상이 잘 나타나므로 OECD나 UN 같은 국제기구에서도 질소와 인 같은 영양물질과 chlorophyll-a 농도 등을 기준으로 수중생태계의 양양상태를 구분하여 관리하고 있다.

OECD의 경우 인은 0.035 ㎎/ℓ 이상, chlorophyll-a 농도는 8 ㎎/㎥ 이상을 부영양 상태로 삼고 있다.

우리나라 역시 인과 chlorophyll-a 농도를 기준하여 부영양화 정도를 관리하고 있는데, 호수의 경우 인 농도 0.03 ㎎/ℓ 이상, chlorophyll-a 농도 14 ㎎/㎥ 이상일 때 부영양 상태로 보고 있다.

녹조 및 부영양화 저감기술

녹조 및 부영양화 저감기술은 국내외에서 다양한 기술이 개발·적용되고는 있으나 대부분 국지적이고 일시적인 효과만 거두고 있어 사용에 한계가 있는 것이 사실이다.

2017년 현재 국내에는 물리적, 화학적 조류제거방법이 20 여종 등록 사용되고 있으나 뚜렷한 효과를 나타내는 것은 딱히 없다.

물리적 방법 중 물순환장치, 선택취수설비, 차광막설치 등은 국내 대부분의 상수원 취수탑 부근에 설치되어 있으나 화학적 방법에 사용되는 화학물질의 대부분은 환경 및 생물에 대한 독성으로 사용을 권장하기 어려운 상황이다.

생물학적 방법에는 미생물, 식물, 동물, 천연물질 등이 이용되고 있지만 성공과 실패 사례가 다양하다. 미국이나 유럽, 호주 등지에서도 아직 생물학적 방법이 정식으로 허가된 예가 없다.

따라서 골프장 연못 등지에 녹조 및 부영양화 저감기술을 적용하기 위해서는 현장 특성을 면밀히 파악하고 도입할 필요가 있다.

골프장 연못의 녹조 및 부영양화 방지

골프장 연못에 지속적으로 녹조가 발생하고 점차 부영양화가 심화된다면 우선 과도하게 시비관리가 되고 있지 않은지 살펴야 한다.

앞서 살펴보았듯 녹조발생 주원인은 과량의 영양물질 유입이다. 토양분석에 의해 적정량의 시비관리가 이루어지는데도 문제가 발생한다면 표면배수나 수직배수가 너무 잘 이루어져 잔디가 흡수하는 비료량보다 유출되는 양이 많지 않은지 살펴봐야 한다.

이런 경우에는 표면배수의 연못 유입을 막을 수 있도록 완충지역을 만든다든지, 수직배수를 저지하는 필터층을 만들어야 한다. 혹은 연못 내부의 퇴적층에서 영양물질이 유출될 가능성도 있다. 이런 경우에는 바닥층의 준설을 고려해야 한다.

수온이나 일사량을 우리가 조절하기는 어렵다. 간혹 일사량을 낮추기 위해 물에 사용할 수 있는 염료를 사용하기도 하지만 말이다.

물의 흐름은 어느 정도 조절이 가능하다. 정체되어 있는 물은 조류발생이 쉬우므로 수중펌프 등을 활용하여 인공적인 흐름을 만들어주면 조류 발생 억제에 도움이 될 수 있다.

명심해야 할 것은 제초제나 살조제 등 어떤 단일 아이템으로 손쉽게 녹조방지나 부영양화 저감, 연못의 수질개선을 이루어낼 수는 없다는 것이다. 연못 수질관리를 위해서도 투자가 필요하다.