"낙동강 8개 보, 수질 나쁘게 만들었다" 국립환경과학원의 논문

지난해 7월 10일 낙동강 합천창녕보에서 관찰된 녹조. 페인트를 풀어놓은 것처럼 짙다. 대구환경운동연합

낙동강에 건설된 8개의 다기능 보가 수질에 전반적으로 악영향을 미친다는 국립환경과학원의 연구 결과가 논문으로 발표됐다.

비가 내릴 때 주변 농경지 등에서 질소·인 같은 영양 염류가 씻겨 강으로 들어오지만, 장마철 이후에는 유량이 줄면서 보로 갇힌 강물이 정체되고, 이로 인해 강의 부영양화가 가속하기 때문이란 설명이다.

국립환경과학원 낙동강 물 환경연구소 연구팀은 최근 '환경 기술과 혁신(Environmental Technology and Innovation)'이란 국제 저널에 발표한 논문에서 이같이 밝혔다.

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장마 때 영양분 들어와 쌓여

국립환경과학원 낙동강 물 환경연구소의 낙동강 조사지점. [자료: Environmental Technology and Innovation, 2023]

연구팀은 2014년 이후 2020년까지 낙동강 8개 보에서 측정한 13개 항목의 수질 자료를 '주성분 분석(PCA)'이라는 방법을 통해 분석해 낙동강 수질에 영향을 주는 핵심 요인 2가지를 도출했다.

하나는 질소·인 등 영양 염류, 다른 하나는 계절별 수온 변화와 강우로 인한 오염물질의 유입이었다.

논밭이나 축사 등에 쌓여있던 비료 성분이나 축산분뇨 등이 빗물에 씻겨 강으로 들어오는 것, 즉 비점오염원(non-point source)이 수질에 가장 큰 영향을 미친다는 것이다.

또, 장마철에는 유량이 많고 유속이 빨라 쉽게 하류로 내려가지만, 장마가 끝난 다음에는 보로 인해 강물이 정체되면서 녹조 발생 등으로 이어진다는 것이다.

연구팀은 "우리나라 강의 경우 다기능 보가 없었을 때는 유량이 크게 변동하면서 빠른 방류가 이뤄졌지만, 낙동강에 8개의 다기능 보가 건설되면서 수질 환경에 많은 변화가 일어났다"고 지적했다.

하천 유속의 감소, 물의 체류 시간 증가, 수심 증가, 정체 수 형성 등으로 인해 오염된 물이 빠르게 바다로 빠져나가지 못해 낙동강 수질이 악화했다는 것이다.

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부영양화 수질 호수 되면 녹조로

지난해 7월 3일 대구 달성군 다사읍과 경북 고령군 다산면을 잇는 강정고령보 일대 낙동강 강물이 녹조로 인해 초록빛을 띠고 있다. 뉴스1

연구팀 분석 결과, 전반적으로 낙동강의 오염도는 상류보다 하류가 높았으며, 생물 화학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소요구량(COD), 질소, 인 등에서 금호강이 유입되는 달성보 지점에서 가장 높았다.

연도별 수질 지수(WQI)를 보면, 다기능 보 건설 초기에 수질이 자주 위협받거나 훼손되어 '나쁨' 등급으로 나타나는 경우가 많았다.
4대강 사업으로 하천 퇴적층의 변화, 수변 식생과 하천 흐름의 변화 등 인위적인 활동으로 수생생태계가 교란되면서 수질이 악화했기 때문이다.

낙동강 8개 보 지점의 수질 지수(WQI). 장마철을 제외하고는 수질이 악화된 상태를 유지하고 있고, 하류로 갈수록 수질이 악화하는 것을 알 수 있다. [자료: Environmental Technology and Innovation, 2023]

또, 낙동강 모든 지점에서 영양지수(TSI) 수치가 50을 초과, '부(富)영양' 상태인 것으로 나타났다.

강물 흐름이 정체돼 호수처럼 되면서 녹조 발생이 쉽게 일어날 수 있는 상황이라는 의미다.

연구팀은 "이번 연구 결과를 통해 보 건설로 인한 정체 수 형성이 전반적인 수질에 미치는 영향을 확인했다"며 "하천의 건강성을 회복하기 위해서는 하천 전문가와 정부기관, 민간단체 등의 충분한 논의를 통해 장기적인 목표를 세우고 협력하는 것이 필요하다"고 강조했다.

연구팀은 "이번 연구에서는 수문 개방 조건은 고려하지 않았는데, 향후 수문 개방의 효과에 대한 연구가 포함돼야 할 것"이라고 덧붙였다.

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오염 지하수 유입 남세균 증식 부추겨

폭염이 이어지던 지난해 8월 4일 경남 창녕군 길곡면과 함안군 칠북면 경계에 위치한 창녕함안보 일대 낙동강에서 녹조가 관찰되고 있다. 연합뉴스

한편, 지난달 서울대 지구환경과학부 이강근 교수와 한국지질자원연구원, 과학기술대학교, 한국원자력연구원, 충북대 등 연구팀도 '유해 물질 저널(Journal of Hazardous Materials)'이란 국제 저널에 발표한 논문을 통해 비슷한 의견을 제시했다.

낙동강 창녕함안보 인근에서는 축산폐수가 지하수를 통해 낙동강으로 흘러드는데, 보 때문에 남세균(cyanobacteria) 녹조가 더 문제가 된다는 내용이다.

낙동강 지하수가 남세균 녹조에 미치는 영향. 우기에는 지하수 속의 질소와 인 같은 영양물질이 낙동강으로 들어오면서 남세균 녹조를 부추긴다. [자료: Journal of Hazardous Materials, 2023]

연구팀은 논문에서 "우기에는 지하수위가 지표수위, 즉 강물 수위보다 높기 때문에 지하수에 함유된 질산염과 인산염이 지하수 배출을 통해 지표수(낙동강)로 전달돼 남세균 번성에 필수적인 영양분을 제공한다"고 설명했다.

우기에는 지하수 방류와 함께 분뇨 유래 영양분이 지표수로 더 많이 유입되면서 지표수에서 남세균 녹조의 발생을 가속한다는 것이다.

연구팀은 "둑과 댐의 건설로 인한 물의 체류 시간과 양의 증가는 강을 호수와 저수지처럼 만든다"며 "보는 낙동강을 남세균 녹조의 발생에 더 취약하게 만들 수 있다"고 지적했다.

강찬수 환경전문기자 kang.chansu@joongang.co.kr