부영양화 현상의 발생과 원인

부영양화의 발생은 무엇인가?

BOD 성분의 존재에 의해 산소가 소비되고 자연수계의 상태를 호기성에서 혐기성으로 변하게 하는 극단적 상황의 발생을 피하고자 하는 제일단계의 수질관리 계획이 하수처리장의 정비 등에 의해 조금씩 성과를 거두고 있다.

그 결과 스트리터 펠프스형의 산소부족을 일으키는 오염원이 제거되면서 다음 문제로서 떠오르는 것이 생물에 의해서 분해되지 않는 미량의 유기성분이나 미량 중금속에 의한 생체의 만성적 독성문제, 영양염류(인, 질소 등)의 축적에 의한 적조나 수화발생 등 폐쇄성수역의 부영양화에 관한 현상이다.

이들은 어느것이든 ppm 자리 이하인 미량성분의 시간적인 것을 중첩되서 발생하는 현상이다.

BOD에 관련되는 오염이 1~10 mg/L 차원인 것에 비하여 미량성분은 1자리 정도 이하의 숫자에서 논의 대상으로 되고 있다. 한국에는 일회형의 수대사형을 일반적인 형식으로 받아들이고 있어, 하수를 가능하면 하구에 근접해서 방류하여 수도의 취수원과 분리하려고 하는 방식을 취해왔기 때문에 전술한 여러종류의 미량오염현상 중 내수면과 만 등에서의 적조나 수화 등이 주로 수환경의 문제로 표출되고 있다.

수도측면에서 보면 첫째는 도시하수와 산업폐수의 수계로의 방출과 전답이나 조림지에 살포한 비료의 유출에 기인하는 영얌염류가 수계에 추적되어 조류의 대량 증식을 초래하는 호소나 저수지의 부영양화 현상이다.

BOD에 따른 오염이 유기물을 이용해서 증식하는 세균 등이 유기물을 분해할때 발생하는 장해인데 비해 부영양화 현상은 무기무로부터 태양에너지에 의해 유기물을 합성하는 생산활동에 수반되어 발생하는 장해이다.

이 부영양화 현상의 원인이 되는 영양염류(인, 질소 등)는 불과 0.1mg/L만 있어도 문제로 되고 있다. 또한 이 현상은 긴 시간에 걸쳐 생물의 생성과 사멸을 반복하면서 여러종류의 성분이 축적될 수 있도록 체류시간이 긴 수역에서 발생하는 것이 특징이다. 이와 같은 상황이 아직 BOD형의 오염문제조차 해소하지 못하고 있는 일본의 많은 지역에서 발생해 왔다는 것이 큰 문제이다.

이런 부영양화 현상의 발생은 현재의 일회형 수이용이 한계에 접근했다고 생각 할 수 있다. 그 이유는 크게 2가지로 볼 수 있다.

1. 물순환에 의해 지역에 내린 강우량은 시간적으로 큰 폭으로 변화(가뭄, 홍수)한다. 이 때문에 지역의 물수요량이 증가하면 갈수기의 물부족 현상을 해소하기 위해 저수지를 만들거나 저수능력이 있는 자연을 이용함으로써 이 변동하는 강우량을 풍수기에 모아 물을 평균화하여 이용하는 것이 필요하게 된다. 오늘날 수자원 개발의 대부분이 댐건설에 의존함으로써 이 변동에하는 강수량을 풍수기에 모아서 물을 평균화하여 이용하는 것이 필요하게 된다.

오늘날 수자원 개발의 대부분이 댐건설의 의존함으로써 이와 같은 물순환의 시간적인 평균화를 목적으로 하고 있다. 그렇기 때문에 수중에 미량성분의 저류를 수반하는 저수지가 만들어져 부영양화가 발생하게 된다.

2. 어느지역의 물이용량이 증가하여 그 지역내의 물순환에 의한 공급량만으로 지역내의 물수요량을 감당하지 못하게 될 경우 물이용의 비율이 낮은 주변지역에서 물을 운반해 오는 수대사계의 광역화가 일어나는 것이 두번째 이유이다. 이와같은 수원의 광역화에 의해 공간적인 물의 이용량을 평균화한 결과 이용측면에서의 수량적인 부족은 해소되지만 물수요가 증대하고 있는 지역으로 오염부하가 집중되어 종래의  BOD형 수질문제보다도 낮은 농도의 영양염류 존재가 문제로 되었다.