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연세소식

[연구 프론티어] 산성비가 수질에 미치는 영향 규명

연세대학교 홍보팀 / news@yonsei.ac.kr
2018-11-05

산성비가 수질에 미치는 영향 규명

산성비 감소가 이탄습지 내 DOC 농도 높일 수 있어



강호정 교수(건설환경공학) 연구팀이 산성비 감소가 토양 내 미생물에 영향을 미치며 수질을 변화시킬 수 있다는 생태계의 새로운 반응 경로를 밝혀냈다. 


서구 선진국에서는 환경오염 개선 노력으로 ‘산성비’ 문제가 크게 개선되었지만, 중국과 주변 국가는 급격한 산업화로 인해 산성화의 영향이 계속 증대되고 있어 생태계에 미치는 영향은 여전히 중요한 연구 과제 중 하나다. 




대중에게 잘 알려져 있지는 않으나, ‘DOC(Dissolved Organic Carbon, 용존유기탄소)’라고 부르는 물질 농도의 변화는 산성비로 인한 주요 피해 중 하나이다. DOC는 물 속 미생물의 먹이로 이용되기도 하고, 중금속을 비롯한 여러 가지 독성물질이 흡착되어 멀리까지 이동시키는 역할을 한다. 또한 염소 소독을 하는 상수처리 시설에서는 발암성 소독부산물을 만들어내기도 한다.


지난 수십 년간 북미, 유럽, 일본을 비롯해 우리나라에서도 하천과 호수의 DOC 농도가 증가하는 것이 관측되었고, 그 원인에 대한 다양한 과학적 연구가 수행되어 왔다. DOC는 우리나라에서 큰 문제가 되고 있는 호수의 부영양화와 같이 물속에서 생장하는 조류에서 유래하기도 하지만, 전 세계적으로 보았을 때 대부분 강 상류 유역에 존재하는 이탄습지(Peatland)라고 부르는 특이한 생태계에서 유래하는 양이 매우 많다. 이에 따라 “이탄습지에서 왜 더 많은 DOC가 용출되는지”에 대한 다양한 가설과 논문들이 발표되었다. 이 가운데 가장 최근에 알려진 유력한 가설은 “선진국에서 산성비가 줄어들고, 이로 인해 이탄습지에서 나오는 DOC가 증가한다”는 것이다. 


위와 같은 현상이 일어나는 이유를 지금까지는 모두 화학적인 반응으로 인지해 왔다. 그러나 강호정 교수 연구팀은 “산성비가 감소하면, 이탄습지 속에 존재하는 미생물의 구성이 변화하고 이들이 만들어내는 ‘페놀산화효소(phenol oxidase)’라는 효소가 더욱 강화되어 DOC를 용출하게 된다”는 점을 밝혀냈다.



연구진은 국내의 용늪, 무제치늪, 오대산 습지 등 높은 산에 존재하는 이탄습지와 영국, 일본, 인도네시아 등 세계 각국의 이탄습지에서 장기간 관찰한 자료와 다양한 실험 등을 통해 새로운 조작 기작을 규명했다. 특히 산성비가 줄어들면 여러 가지 미생물들 중 방선균과 균류가 증가하고, 페놀산화효소가 크게 변화하는 것을 발견했다. 


강 교수는 “특히 중국에서 유래한 산성비가 우리나라를 포함한 동북아시아 전역에 영향을 미치고 있는 현실을 고려할 때, 향후 중국의 산업화와 대기 오염 물질 배출이 단순히 공기 질에 영향을 미칠 뿐 아니라, 하천과 호수의 수질에도 영향을 미칠 수 있다는 점에서 본 연구가 시사하는 바가 크다.”고 연구 의의를 설명했다.


한편, 본 연구 결과는 세계적 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 9월 18일자에 게재됐다. 



그림 1. 한국, 영국, 일본, 인도네시아 등의 이탄습지에서 pH와 phenol oxidase의 관계


그림 2. 국내 연구지 중 하나인 대암산 용늪의 모습

 

vol. 619
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