바다 질식시키는 질소…中양쯔강 최다 배출, 전세계의 11%

중앙일보

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강찬수 기자

지난 6월 17일 중국 동부 산둥성 칭다오 해안에 발생한 짙은 녹조. 육지에서 배출된 질소, 인 등 영양물질이 연안에 다량 유입되면서 조류가 대대적으로 번식했다. AP=연합뉴스

중국 양쯔 강 등 세계 25개 강 유역을 통해 해양으로 유입되는 인위적인 질소(N)의 양이 전체의 절반 가까이 차지하는 것으로 분석됐다.
질소는 해양의 부(富)영양화를 통해 조류 대발생을 일으키고 무산소층을 만드는 등 해양 생태계에 악영향을 초래한다.

미국 캘리포니아대학(샌타바버라 캠퍼스)과 컬럼비아대학 연구팀은 10일 (미국 현지 시각) 미국 공공과학 도서관 온라인 학술지(PLOS ONE)에 전 세계 연안으로 배출되는 질소와 병원균의 양을 모델링을 통해 추산한 논문을 발표했다.
연구팀은 전 세계 236개 국가(영토), 13만5000개의 강 유역별로 질소 배출량을 추정하고, 이를 지도에 표시하는 형태로 시각화했다.

배출량 추정해 지도에 표시

유역별 배출량을 표시한 지도. 전 세계 13만5000개의 유역에 대해 분석을 진행한 결과다. 단위는 연간 질소 배출량(gN)이며. 로그 값으로 표시돼 있다. [자료=PLOS ONE, 2021]

연구팀은 유역별 인구 분포와 오·폐수 처리 상황, 주민의 단백질 소비량 등 자료를 바탕으로 배출량을 모델링 했다. 이를 통해 전 세계에서 오·폐수를 통해 연안 해역으로 배출하는 질소의 양이 연간 6.2 Tg(테라그램, 620만 톤)에 이르는 것으로 추산했다. 이는 농업 부문에서 배출하는 총질소의 약 40%에 해당하는 양이다.

연구팀은 오·폐수를 통해 배출되는 질소 가운데 390만 톤(63%)은 하수도 시스템을 거쳐서, 30만 톤(5%)은 정화조를 거쳐서 해양으로 들어가는 것으로 추정했다. 나머지 200만 톤(32%)은 아무런 처리를 거치지 않고 직접 해양에 유입된다는 것이다.

이에 따라 전 세계의 산호 서식지의 58%와 해조류 서식지 88%가 해양으로 유입되는 오·폐수 속 질소에 노출되는 것으로 분석됐다.

연구팀은 또 전 세계 25개 유역이 모든 오·폐수의 약 46%(280만 톤)를 배출하는 것으로 계산했다.
특히, 중국 양쯔 강 유역은 전 세계 질소 배출의 11%를 차지했다.

연구팀은 논문에서 "(질소를 해양으로 집중적으로 배출하는) 유역은 인도, 한국 및 중국에 집중되어 있지만…"이라고 표현했다. 하지만, 논문에서 제시한 그래프나 보충 데이터를 통해 확인한 결과, 한국을 언급한 것은 오류인 것으로 확인됐다.

국가별 배출량 1위는 중국, 한국은 107위

연안 질소 배출량 국가 순위. 왼쪽은 상위 40위까지는 막대 그래프로 비교했고, 나머지 국가는 오른쪽 원형 그래프에 대륙별로 비교했다. 붉은 선으로 표시한 것이 대한민국이다. 대한민국의 경우 무처리 배출 비율을 88%로 표시한 것은 오류로 보인다. [자료=PLOS ONE, 2021]

국가별 질소 해양 배출량에서 중국은 189만 톤으로 단연 1위를 차지했고, 인도가 65만9000톤, 미국이 35만8000톤으로 그 뒤를 이었다. 북한의 경우는 질소 배출량이 연간 2만6800톤으로 한국의 7.5배였고, 세계 31위로 나타났다.

한국과 북한 배출량을 합쳐도 31위여서 한국을 중국·인도와 나란히 서술한 것은 잘못인 셈이다.

미국의 경우 하수처리나 정화조를 거치지 않고 직접 바다로 유입되는 질소의 양이 전체의 2.4%였지만, 중국은 이 비율이 28.7%였고, 인도는 49%였다. 북한도 직접 유입되는 비율이 48% 수준이었다.

한국은 연간 질소 배출량이 3590톤으로 세계 107위를 기록했는데, 배출량이 중국의 0.2%, 인도의 0.5% 수준이었다.
이 논문 보충 자료에서 한국은 배출량 가운데 88%를 직접 배출하는 것으로 돼 있는데, 이 부분도 바로 잡아야 할 것으로 판단된다. 한국의 하수도 보급률이 94%에 이르기 때문에 처리 없이 직접 해양에 배출되는 양은 극히 일부다.

中 양쯔 강, 印 브라마푸트라 강 배출량 많아

중국 후베이 성을 흐르는 양쯔강을 막아 만든 샨샤댐. [신화=연합뉴스]

연구팀은 분변 오염 지표 미생물의 유입도 모델링 했는데, 25개 유역을 통해 바다로 들어가는 지표 미생물이 전체의 51%를 차지한다고 밝혔다.

중국 양쯔 강과 인도 갠지스 강의 지류인 브라마푸트라 강의 경우 질소나 미생물의 유입이 많지만, 브라마푸트라 강의 경우 예상보다는 질소 유입이 낮은 편이었다.

연구팀은 "오·폐수 유입은 다른 인위적인 요인과 상호작용해 어획량 감소, 서식지 황폐화 등 해양생태계에 스트레스를 주고, 사람의 건강에도 악영향을 초래할 가능성 크다"며 "기후 변화는 이러한 위협을 악화시키는 역할을 한다"고 지적했다.
연구팀은 또, "연안 해역의 부영양화를 해결하기 위해 오·폐수 유입에 관심을 기울여야 한다"고 강조했다.

강찬수 환경전문기자 kang.chansu@joongang.co.kr