해수중 용존 CO2 농도 증가가 해양생물 및 해양생태계에 미치는 영향:국내외 사례 연구

Abstract

산업혁명이후 대기중 이산화탄소 등 온실기체의 농도는 꾸준히 증가하고 있고, 이에 따른 기후변화와 해수면 상승 등의 문제의 심각성에 대한 전세계적인 관심이 증가하고 있다. 따라서 인간활동에 의해 대기중으로 방출되는 CO2 의 배출량을 줄이기 위한 다양한 방법이 제안되고 있다. 그 중에서 최근 CO2를 해양 심층부에 직접 투기하거나(해 양분사법), 해저면(해양저류법) 또는 지중에 주입(해양지중법)하여 격리하고자 하는 방안에 대한 국내외 관심이 높 아지고 있다. 특히 해양은 대기와는 비교도 할 수 없을 만큼 큰 CO2의 저장고로서 이미 대기중 CO2 농도의 증가는 표층해수로 유입되는 CO2의 유입량을 증가시키고 있다. 향후 100년간 해수로 유입되는 CO2는 크게 증가할 것으로 예상되는데 이에 따라 표층 해수의 pH는 최대 0.4 이상 낮아질 수 있다는 전망이 나오고 있다. 이와 같은 해수의 산성화는 산호, 석회조류(cocolithophorid)와 같이 몸의 일부를 석회질로 구성하는 생물들의 성장에 심각한 저해 영 향을 미칠 수 있음이 실험적으로 밝혀지고 있다. 뿐만 아니라 성게나 어류의 유생과 같이 환경변화에 민감한 생물 들은 0.1~0.2 정도의 pH 변화에 의해서도 발생이 저해될 수 있다는 연구 결과는 대기중 CO2 농도 증가에 따른 해 양생태계 훼손의 가능성을 더욱 높이고 있다. 반면에 대기중으로 배출되기 전에 포집된 CO2의 심해처리는 처리지 역 주변의 용존 이산화탄소 농도를 증가시키고 해수의 pH를 감소시켜 심해생태계를 교란할 수 있는 가능성이 높다. 따 라서 심해처리 기술을 개발하는 단계에서 처리과정에서 발생할 수 있는 다양한 생물학적 위해성에 대한 충분한 검 토가 필요할 것이다. 국내에서는 발광미생물과 저서단각류에 대한 용존 CO2의 저해 영향에 대한 시범적인 연구가 본 연구진에 의해 수행되었는데 해수의 pH가 1.5 이상 감소한 경우에는 유의한 저해영향이 관찰됨을 알 수 있었다. 특히 단각류의 경우 동일한 pH에서도 CO2로 산성화된 해수의 독성영향이 더욱 큰 것으로 나타났다. 본 논문에서는 현재 까지 CO2의 해양생물학적 영향에 관련하여 국내외에서 이루어진 여러 연구 결과들을 방법론에 따라 정리하였다. 이 러한 연구 결과들은 향후 대기중 CO2의 증가 또는 해양처리에 따른 용존 CO2 농도 증가에 따른 생태계 위해성을 예측하는 데에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

of the increasing carbon dioxide concentration in seawater on various marine organisms is assessed in this article with regard to the impacts of anthropogenic CO2 introduced into surface or deep oceans. Recent proposals to sequester CO2 in deep oceans arouse the concerns of adverse effects of increased CO2 concentration on deep-sea organisms. Atmospheric introduction of CO2 into the ocean can also acidify the surface water, thereby the population of some sensitive organisms including coral reefs, cocolithophorids and sea urchins will be reduced considerably in near future (e.g. in 2100 unless the increasing trend of CO2 emission is actively regulated). We exposed bioluminescent bacteria and benthic amphipods to varying concentrations of CO2 and also pH for a short period. The ~1.5 unit decrease of pH adversely affected test organisms. However, amphipods were not influenced by decreasing pH when HCl was used for the seawater acidification. In this article, we reviewed the biological adverse effects of CO2 on various marine organisms studied so far. Theses results will be useful to predict the potential risks of the increase of CO2 concentrations in seawater due to the increase of atmospheric CO2 emission and/or sequestration of CO2 in deep oceans.