부영양화의 원인과 종류 그리고 해결방안

부영양화로 인해 조류가 대량 발생한 상태이며 물의 이용에 방해가 될 정도로 수중 식물이 성장하면서 생태계 뿐만 아니라 인간이 살아가는데도 많은 환경 오염을 일으키고 있습니다.

 

부영양화로 인한 녹조 발생

 

부영양화로 인해 호수나 하천 또는 수질이 오염되어 물 속의 생태계나 조류의 생태계가 위험해지는 것으로 부영양화로 인한 원인과 종류 그리고 해결방안에 대해 알아보겠습니다.

 

부영양화란

화학 비료나 오수의 유입 등으로 물에 인과 질소와 같은 영양분이 과잉 공급되어 식물의 급속한 성장 또는 소멸을 유발하고 조류가 과도학 번식하게 하여 하천이나 호수 또는 심층수의 산소를 빼았아 용존 산소량을 감소시켜 생물을 죽게하는 현상을 말합니다. 일반적으로 화학 비료혹은 오수의 유입으로 생물이 죽으며 그 생물이 부식되어가는 과정속에서 또 한 번 영양분이 과잉 공급이 되어가는 것입니다. 부영양화가 계속되면 물의 맛과 냄새가 이상해지고 물 생태계에 해로움을 끼칩니다.

 

부영양화의 원인 

부영양화는 주로 영양분, 특히 질소와 인이 수생 생태계에 과도하게 유입되어 발생하므로 부영양화의 원인에 대해 알아보겠습니다.

1. 농업 유출수 : 농업에 사용되는 비료와 동물의 거름에는 높은 수준이 질소와 인이 함유되어 있습니다. 비가 오면 이러한 영양분은 들판에서 씻겨 나가 인근 강, 호수, 개울로 유입될 수 있습니다. 이로 인해 과도한 영양분은 조류와 식물성 플라크톤의 성장을 촉진하여 조류의 번성으로 이어집니다. 조류가 죽고 분해됨에 따라 분해 과정에서 산소가 소비되어 물의 산소 수준이 감소하는데, 이는 저산소증을 알려진 상태입니다.

2. 폐수 및 하수 배출 : 하수 처리장의 처리되지 않거나 제대로 처리되지 않은 폐수에는 높은 수준의 영양분이 포함될 수 있습니다. 합류식 하수 시스템이 있는 지역에서는 빗물 유출이 영양분 오염의 원인이 될 수도 있습니다 이로 인해 영양분이 풍부한 폐수를 수역으로 배출하면 조류와 식물성 플라크톤의 성장을 촉진하여 부영양화를 초래 할 수 있습니다.

3. 도시 결선 : 도시 지역의 빗물 유출수는 잔디반, 정원 골프 코스 및 기타 공급원에서 영양분을 운반할 수 있습니다. 이로 인해 도시 유출수는 수역의 영양분 오염에 기여하여 부영양화와 그에 따른 녹조 형성을 초래합니다.

4. 대기 증착 : 산업 배출물 및 차량 배기가스로 인한 대기 오염 물질은 수역에 침전되어 영양분 수준에 영향을 줄 수 있습니다. 대기로부터 영양분의 축적은 수생 생태계의 영양분 오염을 더욱 악화시킬 수 있습니다.

5. 양식업: 어류 양식 및 양식업은 어류 폐기물과 먹지 않은 사료를 통해 주변 수역에 과잉 영양분을 방출할 수 있으며 양식업은 수생 생태계에 영양분을 추가하고 조류 성장을 촉진하여 수질을 저하시킴으로써 부영양황 기여할 수 있습니다.

6. 삼림 벌채 및 토지 이용 변화 : 삼림 벌채와 토지 이용 변화는 토양 침식을 증가시켜 퇴적물과 영양분이 수역으로 유출 될 수 있습니다. 삼림이 벌채되거나 변경된 지형으로 인해 증가된 퇴적물과 영양분 유출은 조류 성장을 위한 추가 영양분을 제공함으로써 부영양화에 기여할 수 있습니다.\

7. 기후 변화 : 기후 변화는 강수 패턴과 온도에 영향을 미쳐 영양분 유출과 조류 및 수생 식물의 성장에 영향을 줄 수 있습니다. 기후 변화는 영양분 유출의 시기와 강도를 변경하고 녹조 발생에 유리한 조건을 촉진하여 부영양화에 기여할 수 있습니다.

 

부영양화의 종류

부영양화는 영양분의 근원과 영양분이 수생 생태계에 유입되느니 경로에 따라 부영양화의 종류에 대해 알아보겠습니다.

1. 포인트 소스 부영양화 : 점 오염원 부영양화나 폐수 처리장, 산업 배출수, 특정 농업 유출 지점 등 식별 가능하고 국부적인 공급원에서 수생 생태계로 영양분이 유입되는 것을 의미합니다. 폐수처리장, 산업 배출물, 양식업 운영이 원인으로 점오염원 부영양화는 수역의 국지적 오염으로 이어질 수 있으며, 이로 인해 특정 지역에서 녹조가 번성하고 수질이 저하될 수 있습니다. 오염원이 식별 가능하고 국지화되어 있기 때문에 점오염원 부영양화는 규제 노력과 오염 통제 조치의 초점이 되는 경우가 많습니다.

2. 비점원부영양화 : 비점원부영양화는 농업 유출수, 도시 폭풍우 유출수, 대기 퇴적물과 같은 확산되고 광범위한 출처에서 수생 생태계로 영양분이 유입되는 것을 의미합니다. 농업에 사용되는 비료와 동물 거름은 들판에서 씻겨 나가 수역으로 유입되어 영양분 오염에 기여하며 도시 지역의 빗물 유출수는 잔디밭, 정원, 골프장 및 기타 수원의 영양분을 수역으로 운반할 수 있습니다. 산업 배기가스 및 차량 배기가스로 인한 대기 오염 물질은 수역에 퇴적되어 영양분 수준에 영향을 미칠 수 있으며 삼림 벌채와 토지 이용 변화는 토양 침식을 증가시켜 퇴적물과 영양분이 수역을 유출 될 수 있습니다. 비점오염원 부영양화는 수역의 확산 오염을 초래하여 넓은 지역에 영향을 미치고 광범위한 녹조 발생과 수질 저하를 초래할 수 있습니다.오염원이 분산되어 광범위하기 때문에 비점오염원 부영양화는 점오염원 부영양화에 비해 통제 및 관리가 더 어려울 수 있습니다.

3. 결합된 부영양화 : 많은 경우 점오염원과 비점오염원 오염 모두 동일한 수역에서 부영양화에 기여하여 결합된 부영양화를 초래할 수 있으며 이로 인해 영양염 오염의 다양한 원인과 경로를 해결하기 위해 통합적이고 조율된 관리 접근 방식이 필요한 복잡하고 다면적인 환경문제가 발생 할 수 있습니다.

 

부영양화의 해결 방안

부영양화를 해결하려면 영양분 투입을 줄이고 수생 생태계에 미치는 영양을 완화하기 위해서는 농업 모범 관리 관행을 실시하여 농업에 BMP를 구현하면 영양분 유출과 침출을 줄이는 데 도움이 될 수 있으므로 정밀 농업 기술을 사용하여 필요할 때문 비료를 뿌리고 토양 침식과 영야분 유출을 줄이기 위해 비수기에 덮개 작물을 심습니다. 유거수를 포착하고 필터링하기 위해 수역을 따라 식생 완충 스트립을 구축합니다. 토양 침식과 영양분 유출을 줄이기 위해 보존 경작 방식을 채택합니다. 또한 향상된 폐수 처리를 함으로 폐수 처리장을 업그레이드하고 유지 관리하면 영양분이 수역으로 배출되기 전에 영양분을 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다. 생물학적 영양분 제거 및 화학적 침전과 같은 영양분 제거 기술을 포함하도록 폐수 처리장을 업그레이드하며 막 생물 반응기 및 인공 습지와 같은 고급 폐수 처리 시스템을 구현하여 유출수의 영양분 수준을 더욱 낮춥니다.

 

부영양화를 해결하려면 도시 지역에서 녹색 인프라와 빗물 관리 관행을 구현하면 영양이 풍부한 유출수를 포착하고 처리하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우수를 포착하고 흡수하기 위해 녹색 지분을 설치하며 주차장 및 도로에 투수성 포장을 사용하여 빗물 침투를 허용하며 빗물 유출수를 포착, 필터링 및 처리하기 위한 빗물 정원 및 생물 습지를 건설합니다. 또한 정화조 시스템을 적절하게 유지 관리하고 정기적으로 검사하면 영양분 누출과 지하수 오염을 줄이는데 도움이 될 수 있습니다. 정화조 시스템의 정기 검사 및 펌핑을 수행하여 올바른 기능을 보장하고 영야분 누출을 줄이며 오래되고 고장난 정화조 시스템을 보다 새롭고 효율적인 시스템으로 업그레이드하거나 교체합니다. 그리고 인 제거 기수릉ㄹ 구현하면 수역의 인 수준을 줄이는데 도움이 될 수 있습니다. 명반(황산알류미늄)을 사용하여 수역에서 인을 침전 및 제거를 하며 활성 알루미나, 난타늄 변성 벤토나이등의 흡착 필터를 설치하여 물에서 인을 제거합니다.

 

부영양화를 해결하면 조류를 먹는 종을 도입하거나 조류의 양을 줄이는 관행을 구현하는 것은 조류 번식을 통제하는데 도움이 될 수 있습니다. 조류를 섭취하고 조류 성장을 조절하는 초식성 어류 또는 여과섭식 유기체를 도입합니다 해조류 제거제를 사용하여 녹조를 제어합니다. 부영양화의 원인과 영향에 대한 대중의 인식을 높이면 개인과 지역 사회가 보다 지속 가능한 관행을 채택하도록 장려할 수 있습니다. 대중에게 영야분 오염 감소 및 수질 보호의 중요성을 알리기 위한 교육 캠페인 및 봉사 프로그램을 실시하며 부영양화 예방 및 관리에 대한 지역 참여를 촉진하기 위해 수질 모니터링 및 관리 활동에 지역 사회를 참여시킵니다 영양 오염을 통제하고 지속 가능한 토지 및 물 관리 관행을 촉진하기 위한 규정과 정책을 구현하고 시행합니다. 농업, 산업, 및 도시 지역에서 영양분 유출을 제한하기 위한 규정을 수립하며 부영양화의 영향으로부터 수생 생태계를 보호하기 위한 수질 기준을 개발하고 시행합니다 부영양화 예방 및 통제 관행 채택을 장려하기 위해 보조금 및 세금 인센티브와 같은 인센티브 프로그램을 구현합니다. 부영영화를 해결하려면 농업, 산업, 도시 계획 및 정부 기관의 이해관계자가 참여하는 조정되고 통합된 접근 방식이 필요합니다. 이러한 솔루션과 전략을 결합하여 실행함으로써 부영양화의 영향을 방지 및 완화하고, 수생 생태계를 보호하며, 미래 세대를 위한 수자원의 지속 가능성을 보장할 수 있습니다.