지질자원연-미국 공동연구팀 "지하수와 호수 녹조현상 연관성 규명"
한국과 미국 공동연구진이 호수 바닥의 퇴적물을 통해 이루어지는 지하수 순환이 녹조현상의 원인물질인 유해 질소를 줄어들거나호수 외부로 배출시킬 수 있다는 사실을 밝혀냈다.
한국지질자원연구원(KIGAM)은 2일 지하수연구실 현성필 책임연구원팀이 미국지질조사소(USGS), 버지니아해양과학원(VIMS) 연구진과 함께 미국 매사추세츠주 케이프카드 호수의 지하수 순환 과정을 연구, 지하수와 호수 녹조현상 간 연관성을 규명했다고 밝혔다.
질소는 생태계에 중요한 영양물질이지만 수질 오염원 1위로도 꼽힌다. 호수에질소화합물이 다량 유입되면 녹조현상이 유발되고 수질이 떨어져 물고기 등 수중생물 폐사 및 독소 생산 등 심각한 문제가 발생할 수 있다.
호수로 질소가 유입되는 경로는 하천 등 지표수가 대표적이지만 영양염류에 오염된 지하수가 또 하나의 원인으로 지적된다.
연구진은 분출된 지하수가 대부분을 차지하는 케이프카드 호수에서 지하수가 호수로 유입되는 과정과 호숫물이 지하 대수층으로 유입되는 과정에서 일어나는 현상을 관찰, 지하수와 지표수가 연결돼 서로의 환경에 영향을 미친다는 결론을 얻었다.
지하수가 퇴적층을 통해 호수로 들어올 때는 질산성 질소 등 대부분 질산염이퇴적물에 사는 미생물들에 의해 무해한 질소 기체로 바뀌고, 반대로 호숫물이 퇴적물을 통해 지하 대수층으로 들어갈 때는 또 다른 미생물학적 과정으로 질산화가 일어난다는 것이다.
이는 호수 퇴적층이 호수로 유입되는 물을 정화하는 수세미 같은 역할을 하지만동시에 지하 대수층을 질소로 오염시키기는 역할도 한다는 것을 뜻한다.
연구진은 지하수 순환 과정에서 지하수를 통해 호수로 들어오는 해로운 형태의질소가 환경에 무해한 질소로 변환되고 호수 내 유해한 질소들이 지하수에 의해 지하 대수층으로 배출되는 현상을 정량적으로 밝혀냈다며 이는 지하수 순환이 호수 등지표수의 수질오염을 줄이고 건강한 생태계를 유지하는 데 도움이 된다는 것을 의미한다고 설명했다.
이들은 호수로 들어가거나 나가는 지하수가 흐르는 방향과 지하수에 녹아있는산소와 탄소 등 화학적 특성이 미생물에 의한 질소 변환 과정을 결정한다며 지하수에 녹아있는 산소 농도가 낮을 때 퇴적층 미생물들이 호수로 들어오는 해로운 질소를 활발하게 제거할 수 있다고 덧붙였다.
현성필 책임연구원은 "지하수의 순환 과정과 현상을 이해하는 연구는 물 생태계와 환경의 건강성 유지에 매우 중요하다"며 "이 연구 성과가 앞으로 지하수 및 지표수 환경 보전 연구에 활용될 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.
이 연구결과는 국제학술지 '환경 과학 & 기술'(Environmental Science & Technology, 3월 11일자)에 게재됐다.
scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>
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