해양 산성화의 원인과 종류, 그리고 해결 방안

해양 산성화는 우리가 배출하는 이산화탄소의 상당 부분을 흡수하여 전례 없는 속도로 바다의 화학적 성질을 변화시키는 것입니다.

 

해양 산성화

 

해양 산성화는 탄소, 질소 및 황 화합물을 포함하여 대기로 유입되는 화학 물질의 해양 흡수로 인해 발생하는 해양 화학의 변화로 인류에게 심각한 피해주는 주는 오염으로 해양 산성화의 원인과 종류 그리고 해결 방안에 대해 알아보겠습니다.

 

해양 산성화란

해양 산성화는 지구의 해양의 PH가 점진적으로 감소하는 과정입니다. 이 현상은 주로 대기에서 바닷물로 이산화탄소(CO2)가 흡수되면서 발생합니다. CO2가 바닷물에 용해되면 반응하여 탄산이 형성되고 일련의 화학반응이 일어자 수소이온 농도가 증가하고 PH가 감소합니다. 이에 해수 온도 상승 및 오염이 일어나 해양 생물에게 전반적인 문제를 증폭 시킬수 있습니다.

 

해양 산성화의 원인

해양 산성화는 주로 바닷물이 이산화탄소(CO2)를 흡수함으로써 발생하나 이 과정은 주로 화석 연료 연소 및 삼림 벌채와 같은 인간 활동으로 인해 지구 대기로 방출되는 과도한 CO2로 시작되므로 해양 산성화의 주요 원인에 대해 알아보겠습니다.

1. 화석 연료 연소 : 에너지를 위한 화석 연료(석탄, 석유, 천연가스)의 연소는 대기 중으로 많은 양의 CO2를 방출합니다. 대기 중 CO2의 상당 부분이 전 세계 해양에 흡수되어 화학 반을 거쳐 탄산이 형성됩니다.

2. 삼림 벌채 : 나무는 광합성 과정을 통해 대기 중 CO2를 흡수하는 데 중요한 역할을 합니다. 넓은 면적의 숲을 개간하는 삼림 벌채는 CO2를 흡수할 수 있는 나무의 수를 줄여 더 많은 CO2가 대기에 축적되어 바닷물에 용해되도록 합니다.

3. 산업 공정 : 산업 활동은 CO2를 대기 중으로 직접 방출하여 대기 CO2 수준의 전반적인 증가에 기여하므로 시멘트 생산, 화학 제조 및 이산화탄소를 부산물로 방출하는 기타 공정이 포함됩니다.

4. 토지 이용 변화 : 도시화, 농업 관행 변화 등 토지 이용의 변화로 인해 저장된 탄소가 대기 중으로 방출 될 수 있으며 이 추가 탄소는 대기 CO2 수준의 전반적인 증가에 기여합니다.

5. 자연 과정 : 최근 해양 산성화 증가의 주요 원인은 인간 활동이지만, 화산 폭발과 같은 자연 과정에서도 CO2가 대기 중으로 방출 될 수 있습니다. 그러나 현재 시나리오에서는 인간에 의한 배출이 자연적 기여보다 훨씬 큽니다.

 

＊CO2가 바닷물에 흡수되면 화학반응을 거쳐 탄산이 형성되고 해수 PH가 감소합니다. 관련된 주요 반응은 다음과 같습니다.

 - CO2 + H20  → H2CO3 (탄산)

 - H2CO3 → H+ +HCO3- (중탄산염 이온)

 - HCO3- → H+ +CO2^2- (탄산염 이온)

 

＊ 수소 이온의 증가는 바닷물을 더욱 산성화하고 이 현상의 결과는 해양 생물과 생태계에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

 

해양 산성화의 종류

해양 산성화는 주로 대기로부터의 이산화탄소(CO2) 흡수로 인해 지구 해양의 PH가 전반적으로 감소하는 것을 의미하므로 해양 산성화의 종류에 대해 알아보겠습니다.

1. 일반적인 해양 산성화 : 이는 바닷물의 CO2 흡수로 인한 해양 PH의 전반적이고 세계적인 감소를 의미하는 것으로 해양의 평균 PH는 산화업 이전 이후 약 0.1단위 감소했습니다.

2. 해안 산성화 : 해안 지역에서는 더욱 뚜렷하고 국지적인 산성화 현상이 발생할 수 있으며 이는 해안 근처의 PH 변화와 영향을 미치는 육지의 영양분 유출, 산업 배출물 및 담수 유입과 같은 요인의 영향을 받을 수 있습니다.

3. 계절 변동성 : 해양 산성화는 계절적 변화를 나타낼 수 있으며 온도, 생물학적 활동, 대기 CO2 농도의 변화와 같은 요인으로 인해 일년 내내 산성화 정도가 변동될 수 있습니다.

4. 용승으로 인한 산성화 : 용승은 영양이 풍부한 심해가 표면으로 올라오는 자연 적인 과정으로 어떤 경우에는 용승된 물이 깊이에서 일어나는 과정으로 인해 더 산성이 될 수 있습니다. 이 물이 표면에 도달하면 국부적인 산성화 현상에 기여할 수 있습니다.

5. 북극 및 남극의 산성화 : 북극과 남극 지역의 극지방 해역은 자연적으로 해양 산성화에 더 취약하며 차가운 물은 더 많은 CO2 를 흡수하여 더 산성화됩니다. 이는 이러한 환경에 적응된 해양 생물에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

6. 산호초 산성화 : 산호초는 특히 해양 산성화에 취약하며 해수 온도 상승과 같은 다른 스트레스 요인과 결합된 PH감소는 산호가 탄산칼슘 골격을 형성하는 능력을 방해하여 산호 백화 및 산호초 건강 감소로 이어질 수 있습니다.

7. 깊이 관련 산성화 : 산성화는 바다의 깊이에 따라 달라질 수 있으며 더 깊은 물은 CO2 농도의 변화와 다양한 깊이에서 발생하는 생물학적 과정으로 인해 표층수와 비교하여 다른 PH 수준을 나타낼 수 있습니다.

8. 기타 기후 변화 요인과의 상호작용 : 해양 산성화는 기온 상승, 해양 순환 변화 등 기타 기후 변화 요인과 상호작용을 하며 복합적인 효과는 해양 생태계에 대한 스트레스를 가중 시킬 수 있습니다.

 

해양 산성화의 해결 방안

- 해양산성화의 주용 원인은 대기로부터 CO2를 훕수하는 것이므로 온실가스 배출, 특히 화석 연료 연소로 인한 CO2를 줄여 기후 변화를 완화하려는 노력이 필수적입니다. 태양광, 풍력, 수력 발전과 같은 재생 가능 에너지원으로 전환하면 에너지 생산과 관련된 CO2 배출량을 크게 줄일 수 있으며 지속 가능한 어업 관행은 해양 생태계의 건강을 유지하는데 도움이 되며, 이는 해양 산성화와 같은 스트레스 요인에 대한 회복력을 향상 시킬 수 있습니다.

 

- 해양 산성화는 농업 활동으로 인한 영양분 유출을 줄이는 것은 해안 산성화를 최소화하는 데 도움이 되며 지속 가능한 농업 관행과 정밀 농업을 구현하면 이러한 목표에 기여할 수 있으며 맹그로브, 해초 등 해안 서식지를 보호하고 복원하면 건강한 생태계를 촉진하여 해양 산성화에 대한 자연적인 완충 장치를 제공할 수 있습니다. 해양 산성화의 영향에 대한 지속적인 연구와 적응 전략 개발이 중요하며 모니터링 프로그램은 해양 화학의 변화를 추적하고 완화 노력의 효과를 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.

 

- 해양 산성화를 일부 과학자들은 해양 알칼리로 인위적으로 향상시키는 기술을 탐구하고 있으며 여기에는 분쇄된 석회석이나 기타 알칼리성 광물과 같은 물질을 바닷물에 첨가흔 것이 포함되며, 이는 산성도를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다. CO2 배출을 줄이고 해양 생태계를 보호하기 위한 노력에 지역사회와 이해관계자를 참여시키는 것이 중요하며 해양 산성화의 영향에 대해 대중을 교육하면 정보에 입각한 의사결정을 촉진할 수 있으며 해양 산성화는 세계적인 문제이므로 국제 협력이 필수적이며 공동 노력에는 지식 공유, 연구 조정, 해양 산성화의 근본 원인을 해결하기 위한 정책 구현 등이 포함될 수 있습니다. 해양 산성화라는 복잡한 문제를 효과적으로 해결하려면 지역적, 세계적인 노력을 결합한 포괄적인 접근 방식이 필요합니다.