유해 녹조를 일으키는 오염

기온 상승과 오염으로 인해 해로운 녹조가 폭발적으로 증가하여 식수를 오염시키고 인간의 건강을 해칩니다.

루이지애나 대학교의 Beth Stauffer는 "부패와 죽음의 냄새"라고 말합니다. "그것은 물리적인 존재감을 가지고 있습니다. 이 매우 인상적인 녹색과 푸른빛이 도는 녹색의 층은...패들을 넣으면 그것을 느낄 수 있습니다."

그녀는 해양 환경과 더 관련이 있는 해조류 번성(HAB)에 대해 설명하고 있습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 그들은 더 내륙으로 이동하여 담수 시스템에도 영향을 미치고 있습니다. 그리고 Stauffer와 같은 과학자들은 그 이유를 알아내려고 노력하고 있습니다.

HAB는 특정 종류의 조류가 물의 영양분 증가로 인해 매우 빠르게 성장할 때 발생합니다. 일반적으로 농부의 밭에 적용된 인공 질소와 인이 빗물에 씻겨 내려가 수로로 유입될 때 발생합니다. 조류는 자연적으로 얻을 수 없는 규모의 식사를 받고 꽃이 형성됩니다. 때때로 이것은 무해합니다. 그러나 대규모로 많은 종류의 조류가 인간과 동물에게 유독하고 해로울 수 있습니다. 그리고 이 규모는 특별할 수 있습니다.

녹조의 폭발적인 성장은 온도 상승과 오염 증가와 관련이 있습니다. 이 녹색 물결은 기후 변화의 경고 신호이자 증상입니다. 농작물 비료와 인간 오수의 쓰나미가 우리의 따뜻해진 수로를 강타함에 따라 우리는 식수 자체를 유독하게 만들 위험에 처해 있습니다.

바다에서는  2015년 봄 해안 전체에 퍼진 Pseudo-nitzschia 조류가 네 개 주에 걸쳐 미국 서부 해안 전체를 따라 신경독인 도모산을 발생시켰습니다. 해양 포유류와 어업에서 높은 독소가 발견되었으며, 단 하루 만에 1,950kg(4,300lb) 이상의 조개가 손실되었고 200마리 이상의 바다사자가 신경독 중독으로 좌초되었습니다. 2017년 멕시코 만에서 꽃이 만발한 면적은 22,720평방 킬로미터(8,776평방 마일)에 달하는 것으로 기록되었습니다.

일반적으로 이 거대한 개화는 삼각주 근처에서 발생하는데, 이곳에서 강은 엄청난 양의 육지와 비료를 배출하고 바다와 만납니다. 그러나 내륙의 강과 호수는 바다에 도달하기도 전에 점점 더 침수되고 있습니다. 그리고 그들의 물은 그들과 접해 있는 인구를 위험에 빠뜨립니다. 음주나 수영을 통해 조류 독소에 노출된 사람과 동물은 발진, 발열, 심지어 간과 신장 손상까지 겪을 수 있습니다 .

농업용 비료와 하수 오염으로 인해 식수가 독성을 띠고 있습니다. (Credit: Yuliia Zozulia / Getty Images)

미국과 캐나다 오대호의 양자 조직인 The International Joint Commission의 HAB 개요에 따르면 1980년대에는 캐나다와 미국에서 조류 발생에 대해 발표된 기록이 12건, 1990년대에는 19건에 불과했습니다. 그러나 2000년대 중반에 HAB에 대한 보고가 예상치 못한 내륙국에서 갑자기 나타나기 시작했습니다. 2021년까지 미국에서만 약 1,700건의 HAB 관련 경고 및 공중 보건 권고가 발령되었습니다. HAB는 이제 모든 50개 주에서 주요 환경 문제입니다 .

이러한 독소는 또한 먹이 사슬에 들어갈 수 있습니다. 2022년 8월, HAB 사건 이후 발작, 방향 감각 상실, 근육 조절 상실 등 도모산 중독 징후를 보이는 60마리 이상의 캘리포니아 바다사자 를 구해야 했습니다. Stauffer는 이것이 현재 미국 서부 및 동부 해안에서 매년 발생하고 있음을 확인합니다. "바다 사자는 작은 미세한 [유기체]를 먹는 것이 아니라 물고기와 갑각류를 먹고 있습니다."라고 그녀는 말합니다. 바다사자는 일반적으로 멸치와 같은 물고기를 먹습니다. 2015년 사건 당시 어망에 잡힌 멸치에는 녹조로 인한 신경독 수치가 매우 높은 것으로 밝혀졌다.

이것은 미국만의 문제가 아닙니다. 영국 랭커스터 환경 센터(Lancaster Environment Center) 생태 및 수문 센터(Centre for Ecology & Hydrology)의 연구원인 제시카 리차드슨(Jessica Richardson) 은 시아노박테리아의 번성을 "영양 농축"이라는 화학적 및 기후 칵테일로 인해 증가할 것으로 예상되는 "세계 물 안보에 대한 위협"이라고 설명했습니다. , 장기간의 가뭄과 함께 증가하는 기온과 극심한 강수량". 요컨대, 폭우가 메마른 땅을 때리면 더 많은 하수와 비료가 더 따뜻한 물로 흘러들어갑니다.

미국과 마찬가지로 중국의 Zhanjiang Bay와 같은 만 지역에서는 1980년대 이전에는 HAB가 거의 발생하지 않았지만 2000년대 이후에는 "주기적이고 빈번하게" 발생했습니다 . 노르웨이 양식장은 2019년 수백만 마리의 연어를 죽인 독성 녹조로 황폐화되었습니다 . 스코틀랜드에서 HAB는 2013년 셰틀랜드 제도(Shetland Islands)에서 대규모 꽃이 피고 70명이 패류 독성 증상 을 보고했으며 영향을 받은 수는 훨씬 더 많은 것으로 여겨질 때까지 상대적으로 알려지지 않았습니다. HAB는 이제 매년 스코틀랜드 조개류 산업 에 매출의 15% 손실을 초래 합니다.

영국에서 가장 크고 가장 유명한 호수인 윈더미어(Windermere)도 골칫거리인 청록색으로 물들기 시작했습니다. 8월, 지역 활동가 Matt Staniek은 호수 표면에서 녹색 오물을 퍼내는 짧은 비디오 로 입소문을 냈습니다 . 안전하지 않음."

Windermere 마을에서 자란 20대 동물학자인 Staniek은 어렸을 때 가끔 녹조가 나타났지만 호수의 연평균 기온이 1.7도 상승 했다고 언급하면서 "점진적으로 악화되고 있다"고 말합니다. C (3F) in the last 50 years ". 그는 꽃의 폭발을 "죽어가는 호수의 신호"라고 설명합니다.

그러나 미국에서와 달리 Staniek은 꽃을 먹이는 영양분이 주로 살충제에서 오는 것이 아니라 지역 하수 처리장에서 나온다고 믿습니다. 2021년에 Windermere 근처에 있는 United Utilities Staveley 하수 처리 시설은 총 1,172시간 동안 처리되지 않은 하수를 근처 개울에 80번 흘렸습니다 . 이것은 일회성이 아닙니다. Grasmere에 있는 United Utilities 공장은 총 1,348시간 동안 90번 유출되었습니다.  

영국의 노후화된 하수도망은 폭우, 인구 증가 , 역사적인 투자 부족에 대처하기 위해 고군분투하고 있습니다. 지도는 잉글랜드와 웨일스 전체가 유사하고 유감스럽게도 하수에 흠뻑 젖은 상태에 있음을 보여줍니다. 관광객의 핫스팟이기도 한 와이강(River Wye)과 같은 다른 수역은 한때 전례가 없었지만 지금은 해마다 조류가 번성하여 햇빛을 차단하고 아래에 있는 모든 것을 죽이기 때문에 " 생태학적 재앙에 직면"하고 있습니다.

해로운 녹조는 미국 50개 주 모두에서 주요 환경 문제입니다(Credit: Alamy).

Windermere 녹조는 이번 여름 8월 13일에 절정에 달했으며 호수의 절반을 덮고 은행에서 은행까지 도달하는 위성 사진을 찍었습니다. "내가 소셜 미디어에 올린 8월 14일에 찍은 비디오 는 어린 소녀가 이 청록색 조류 사이에서 수영하는 것을 보여줍니다 . 그것은 정말 엄청난 위협입니다."라고 Staniek은 말하며 여러 사람이 그에게 연락하여 말했습니다. 그들은 물에서 수영한 후 주로 구토와 설사로 병에 걸렸습니다.

 

오대호, 큰 꽃

그러나 미국 오대호인 이리호(Lake Erie)의 꽃은 틀림없이 세계 최악이며 뉴욕시 크기의 지역을 덮는 것으로 알려져 있습니다. 2014년에 세계에서 11번째로 큰 담수호인 이리호의 주요 HAB로 인해 오하이오주 톨레도 시는  수돗물 에 대한 "음주 금지" 명령 을 내려 3일 동안 거의 500,000명의 사람들에게 영향을 미쳤습니다. 주민들은 물을 사용하여 양치질도 할 수 없었습니다. 100명 이상 이 병 에 걸렸고, 해로운 녹조로 인한 국내 최초의 식수 관련 공중 보건 발발이 기록되었습니다. Richard Stumpf는 NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)의 해로운 녹조 연구 팀을 이끌고 있으며 오대호에서 15년 넘게 일했습니다. 그가 1990년대에 이리 호수에서 본 첫 번째 꽃은 "이상 현상"으로 여겨졌습니다. 이어진 2003년 이리 호수의 개화는 "정말 크고 눈에 띄는 첫 번째 꽃"이었다고 그는 말합니다. 그 이후로 NOAA의 Great Lakes 연구소는 HAB가 매년 더 커지고 있음을 기록했습니다(2022년은  역사적으로 낮은 강수량으로 인해 들판에서 유출수가 적어짐 ).

"바람이 멈추면 역겹다"고 그는 말한다. "그것을 설명하는 다른 방법은 없습니다. 표면에 두껍고 녹색 페인트처럼 보이는 이 레이어를 얻습니다." 가장 짙은 꽃이 피었을 때, 그는 전세 보트 선장이 조류 밀도 때문에 엔진이 프로펠러를 돌리는 데 문제가 있다고 말하는 것을 들었습니다. 유황 냄새와 썩는 냄새, 특히 꽃이 밀폐된 선착장에 갇히면 "압도적"이 될 수 있습니다.

시아노박테리아는 수온이 20C(68F) 이상으로 올라가면 이리호에서 개화하기 시작합니다. 2000년대 중반에는 성수기인 7월과 8월에만 이런 일이 일어났습니다. 그러나 이제 지구 온난화로 인해 5월 초부터 시아노박테리아 시즌이 시작되어 11월까지 지속될 수 있다고 Stumpf는 말합니다  .

따라서 미국의 HABs는 따뜻한 기온, 비료 사용, 비료를 수로로 흘려보내는 폭우의 증가라는 완벽한 폭풍으로 인해 발생합니다. 미국에서 상업용 비료의 집중 사용은 1960년 에이커당 연간 46.2파운드였습니다. 2004년  에는 215% 증가한 146lb까지 증가 했습니다. 노스웨스턴 대학교의 최근 연구에 따르면  특히 미국 동부 지역의 강우량이 21세기의 첫 20년 동안 심해졌다고 연구원들은 설명합니다. "우리가 발견한 것은 매우 간단합니다 .  "

유해한 조류 꽃은 "부패와 죽음의 냄새"를 풍깁니다 – Beth Stauffer

보고서에 따르면 잉글랜드와 웨일즈의 7개 주요 물 회사는 2017년에서 2021년 사이에 처리되지 않은 하수를 강과 바다로 3,000회 이상 배출 했습니다. "왜 그런 일이 일어나는 거지?" Staniek에게 묻습니다. 이것이 더 오래 지속될수록 Windermere와 같은 호수의 퇴적물에 더 많은 인이 저장된다고 그는 지적합니다. 윈더미어를 영양 수준을 낮추기 위한 법적 의무와 함께 보존의 특별 지역으로 지정하기 위한 청원서 에는 현재 150,000명이 넘는 서명 이 있습니다 . 허가되지 않은 하수 배출에 대해 "맹목"하고 규제 당국과 물 회사 모두에게 "통제"할 것을 촉구했습니다.

2014년 이리 호에서 대규모 녹조가 발생하여 오하이오 주 톨레도 시는 주민들에게 3일 동안 수돗물을 마시지 말라고 명령했습니다(Credit: Ty Wright / Getty Images)

지역사회, 농부, 지주와 함께 할 수 있는 일도 있습니다. Staniek은 Windermere Lake Recovery CIC(Community Interest Company)  를 설립하여 자연 기반 솔루션 및 강 복원에 대해 조언했습니다. 특히 범람원은 영양분을 여과하고 지하수 대수층을 재충전하는 데 매우 중요합니다. 이는 현재 우리에게 절실히 필요한 자연 서비스입니다. Staniek은 지역 토지 소유자와 협력하여 강을 다시 자연화하고 퇴적물 트랩과 영양분 트랩을 추가합니다. "이는 최대 홍수 사건 이후에 물을 억제하고 Windermere로 직접 흐르지 않고 흡수되도록 합니다."라고 Staniek은 말합니다. 그는 또한 "잠재적으로 그 풍경에서 떨어질 수 있는 인을 흡수"하기 위해 강가의 "완충" 나무 조각, 부드러운 덤불 및 갈대를 심고 있습니다.

환경 비영리 단체인 미국 천연자원 보호 위원회(US Natural Resources Defense Council)는 덮개작물을 심고, 퇴비와 거름을 적절하게 적용하고  , 일반 토양을 포함하여 비료 모범 사례 를 따르는 농부들에게 재정적으로 보상하기 위해 주와 협력하여 그러한 관행의 광범위한 채택을 촉구하고 있습니다. 더 적은 수의 화학 물질 을 테스트하고 사용 합니다.

도시 거주자를 위한 수업도 있습니다. 미국에서 재배되는 가장 큰 단일 관개 작물은 "잔디"이며, 대부분은 화학 비료를 사용하여 처리됩니다. 잔디 비료와 같은 도시 오염 물질을 모으고 수로로 흘러 들어가기 전에 빗물을 모으십시오.

더 큰 규모에서 시립 운하와 저수지는 부유식 태양 전지판을 사용하여 태양으로부터 보호될 수도 있습니다 . 청정 에너지를 생산하고 물 손실을 줄이며 녹조(형성하기 위해 햇빛이 필요함)를 방지하는 데 도움이 됩니다. ( 태양을 추적하는 떠 다니는 태양 전지판 에 대해 자세히 알아보십시오 ).

Stumpf는 "이러한 꽃은 항상 있을 것입니다."라고 말합니다. "세상이 점점 따뜻해지고 있어 꽃이 더 오래 지속될 수 있습니다." 그러나 그는 궁극적으로 우리가 물에 방출하는 오염과 영양분으로 귀결된다고 말합니다. "우리가 토지를 어떻게 사용하는지"에 대해 우리가 선택하는 것이라고 그는 말합니다. 그리고 우리 는 그들을 통제할 수 있습니다.

'가장 원치 않는' 독성 조류 상위 4개

• Microcystis aeruginosa : 주요 담수 시아노박테리아 "청록색" 조류 종. 주로 포유류의 간 기능  에 영향을 미치고 음용수의 맛과 냄새에 문제가 되는 독소인 마이크로시스틴을  생성합니다.
• 카레니아 브레비스( Karenia brevis ): 주로 해안 지역에서 피어  신경독인 브레베톡신을 생성합니다 . 또한 부서지는 파도 속에서 에어로졸화되어 인간에게 호흡기 질환을 일으킵니다. 
• Pseudo-nitzschia :   오염된 조개류를 섭취한 사람에게 기억상실성 조개 중독을 일으키는 도모익산 을 생성하고 해양 포유동물에게는 신경학적 증상을 일으킵니다.
• 알렉산드 리움(Alexandrium): 인간에게 가장 해로운 와편모류 종의 속으로,  메인 만에서 일본과 필리핀에 이르기까지 전 세계적으로 발견됩니다.