해양환경보전

[김동석]

해양환경보전

   지구 표면적의 약 71%를 점하고 있는 해양의 역할은 인류의 생존에 있어 매우 중요하다. 해양은 지구상의 물순환계에서 물의 공급원이며, 모든 생태계가 생존할 수 있도록 기후조건을 안정하게 유지시켜 줄 뿐만 아니라 대기중의 산소와 이산화탄소의 평형을 유지시켜 주고, 고단백 식량자원의 공급원으로서 현재뿐만 아니라 향후 급속한 인구증가에 따른 식량자원의 생산지로서 인류의 생존을 위해 미래에는 더욱 중요한 역할을 하게 될 것이다.

   한편, 해양은 지구상에서 가장 낮은 고도에 있기 때문에 인간활동에서 발생되는 모든 오염물질은 직접 또는 간접적으로 여러 경로를 통하여 궁극적으로는 바다에 귀착된다. 이와 같이 해양은 인간활동의 결과로 생성되는 오염물질의 처리장과 식량자원의 공급산지라는 상반되는 역할을 하고 있어 해양의 환경용량, 즉 자정능력 한계내에서만이 해양환경 보전이 가능하게 된다. 그러나 19세기의 산업혁명 이후 급속한 산업발전과 인구증가에 따라 막대한 양의 폐기물 발생과 해양유입으로 해양환경의 질이 크게 악화되고 있어, 이와 같은 추세가 앞으로도 계속된다. 인류의 생존자체가 크게 위협받게 될 것이다.

   세계는 하나의 바다에 의해서 연결되어 있기 때문에 한 해역이 오염되면 다른 해역에도 영향을 미치게 되며, 궁극적으로는 해양생태계를 포함한 지구환경에 커다란 변화를 초래하게 된다. 그래서 해양오염은 국내 뿐만 아니라 세계적인 문제가 되고 있으며, 1972년 스톡홀름에서 UN 인간환경회의에서도 해양오염의 심각성을 인식하여 인류공동의 환경문제로서 채택된 바 있다.

   한편, 삼면이 바다로 둘러싸인 우리 국토면적은 협소하고 육상의 부존자원도 매우 빈약하다. 그러나 주변 해양에서 자원개발과 공간이용이 가능한 면적은 우리국토면적의 약 3.5배나 되며, 이렇게 넓은 해양의 개발이용이야말로 앞으로 우리에게 주어진 매우 중요한 과제이다. 우리나라는 약 12,700km의 매우 긴 해안선을 갖고 있으며, 이는 국토의 단위면적당 일본의 1.4배, 미국의 7배에 해당된다. 비교적 단조로운 동해안과는 달리 서해와 남해는 매우 복잡한 해안선, 수많은 도서와 많은 내만이 있다. 이러한 해역은 바다가 잔잔하고 해양생산력이 높아 수산양식장에 적합하고, 아름다운 모래밭과 자연경관은 해수욕장과 휴양지 등 여가선용지로 이용되어 왔으나, 최근 들어 해양오염으로 수질이 급격히 악화되고 있다. 앞으로 연안지역의 개발이용과 산업화 및 도시화가 계속됨에 따라 연안 해역에서부터 오염이 더욱 심화되어 점차 외해로 확대되어 나가게 될 것이며, 따라서 우리 연근해역에서의 어업피해는 물론이려니와 국민건강에도 심각한 해를 끼치게 될 것이다.

   지금까지의 경험에 의하면 해양오염에 의한 환경변화는 진행이 매우 느려 그 영향이 파악될 때는 이미 회복이 불가능한 경우가 대부분이었다. 따라서 해양의 환경오염을 미연에 방지하고, 보전하는 국가적인 차원의 종합적인 해양환경보전 대책이 마련되어야 하며, 또 국민개개인은 해양에 대한 인식을 새로이 하여 아름답고 깨끗한 바다를 지켜나가는 감시자로서의 역할과 노력을 아끼지 말아야 할 것이다.

해양의 실체

   인류최초의 우주비행사 "가가린"이 우주에서 보낸 최초의 메시지의 내용은 '지구는 파랗다'였다. 그것은 지구표면적의 71%, 13억 7천만 ㎦의 해수를 가득 채운 바다의 푸르름에 대한 감동의 표현이었다. 즉 우리가 살고있는 지구는 우주계에서 물행성이라고 불리워지기에 적합한 경치를 가진 행성이다. 지구는 우리인류가 생존하고 있는 수구이고 하나의 바다에 의하여 세계는 연결되어 있다. 우리들은 누구라도 어린 시절의 해수욕이나 고기잡이 등 바다에서 즐겁게 지낸 추억을 가지고 있을 것이며, 그리고 저 넓은 바다 건너편에 무엇이 있을까하고 상상의 날개나 희망을 품은 적도 있을 것이다. 이 거대하고 파란 아름다운 바다를 영구히 지켜나가기 위해서는 우선은 바다를 아는 것이 중요한 일이다.

해양의 구성

   지구는 물덩어리라고 할 만큼 물이 훨씬 더 많다. 즉, 5억 1,000만㎢의 지구표면적 가운데 70.8%인 3억 6,100㎢가 물(바다)로 덮여 있고 29.2%인 1억 4,900만㎢가 육지이다(표 8 참조). 그리고 실제로 바다의 부피는 13억 7,000㎦나 되며 평균깊이는 3,800m로서 육상의 모든 산들이 바다 속으로 들어 갈 경우 약 3,000m 깊이의 물속에 잠기게 될 정도로 수량이 많다.

<그림 60> : 남해의 어항

<표 8> 지구의 크기

   세계의 대양은 세 개의 큰 분지(盆地), 즉 태평양, 대서양 및 인도양 분지로 되어 있다. 이세 개의 대양은 전부 하나로 연결되어 있으나 각 대양은 각기 다른 형태와 크기를 가지고 있다. 남빙양(南氷洋, 남극해)과 북극해를 독립된 대양으로 분류하기도 하나 북극해는 대서양의 일부로 그리고 남극해는 태평양, 인도양 및 대서양과 연결되어 있어 3대양으로 나누는 것이 보통이다.

   태평양(Pacific Ocean)은 지구표면의 약 3분의 1에 해당되는 1.7억㎢의 면적과 7억㎦의 해수를 가지고 있다. 이는 육지 전체의 면적보다 더 넓을 뿐만 아니라 대서양과 인도양을 합친 면적과 맞먹는 넓이에 해당된다.

   태평양은 많은 섬과 열도(列島) 그리고 부속해(附屬海) 또는 만(灣)을 포함하고 있다. 즉 하와이를 비롯하여 수천 개의 섬과 알류샨, 일본, 필리핀 등의 열도와 캘리포니아만, 스코티아해, 오호츠크해, 동해(일본해), 황해, 동지나해, 남지나해, 타스만해 등의 부속해를 거느리고 있다. 세계에서 제일 깊은 마리아나 해구(海溝, Mariana Trench, 깊이 11,034m)도 태평양에 속해 있다. 또한 수많은 화산섬, 화산대, 단층과 해구를 거느리고 있는 것도 태평양이 지니고 있는 특징이다.

   대서양(Atlantic Ocean)은 태평양의 약 절반 정도의 크기로 비교적 폭이 좁고 불규칙하게 비틀린 모습으로 남북으로 길게 뻗어 있다. 서아프리카와 동브라질을 잇는 선을 경계로 하여 남대서양과 북대서양으로 나누어진다. 대서양에는 섬이 적고 지중해를 비롯하여 흑해, 북해, 발틱해, 카리브해, 비스케이만, 허드슨만, 멕시코만 등 고립된 부속해 또는 만이 많이 분포되어 있다. 또 아마존강, 콩고강, 미시시피강 등 세계의 큰 강들이 대서양으로 흘러 들고 있어 매년 수십억톤의 토사(土沙)가 유입되고 있다.

   인도양(Indian Ocean)은 세 대양 중 가장 작은 대양으로서 섬이 적고 폭도 대서양과 비슷하다. 삼각형 모양으로서 인도, 아프리카 그리고 대양주에 둘러싸여 있으며 대부분이 북회귀선(북위 22.50°) 이남에 위치하고 있다. 부속해로는 페르시아만, 홍해, 안다만해, 아라비아해, 벵갈만 등이 있다.

해양의 구조

   해양의 저변은 대륙 주변의 비교적 얕은 대륙연변부(continental margin)와 갚은 심해부(deep sea)로 구성되어 있다(그림 61 참조). 대륙연변부는 수심이 얕고 평평한 대륙붕과 수심이 깊어지면서 경사가 진 대륙사면 그리고 대륙융기부(또는 대륙대)로 되어 있고 심해부는 심해평원과 해저산맥(해령)으로 되어 있다.

   대륙붕은 대륙이나 섬 주변의 수심이 얕고 저변이 평평한 지역으로서 간조(干潮, 썰물)시의 해안선(低調線)으로부터 해양저의 경사가 급격히 증가되기 시작하는 대륙사면까지를 의미한다. 대개 편리상 수심 200m 정도까지의 지역으로 알려져 있으나 정확한 세계대륙붕의 수심 범위는 0∼600m(평균수심 130m)까지 그리고 폭은 해안선으로부터 1,500km(평균 78km)까지 이르고 있다.

   물론 대륙붕의 크기나 모양(지형)은 각 지역의 해안선이나 해양조건에 따라 다르다. 대개 연안역의 평원이 좁고 험악하면 대륙붕도 좁고 깊으며 때로는 아예 없는 곳도 있다(예: 우리나라 동해안). 반대로 연안역이 넓고 평탄하면 대륙붕도 넓고 평평하다(예: 우리나라 서해안과 미국의 동해안). 큰 강 하구에 발달된 대륙붕은 넓고 수심이 얕으며 저질은 주로 육지에서 유입된 미세한 퇴적물(堆積物)로 되어 있다.

<그림 61> : 해양의 구성-대륙연변부와 심해부

   세계의 대륙붕이 차지하는 면적은 바다의 약 7.5%에 불과하나 산업적으로 매우 중요한 역할을 하고 있다. 세계의 주요 어장(漁場)의 대부분이 이 대륙붕내에 형성되고 있을 뿐 아니라 주요 광물자원도 대륙붕에 대량으로 매장되어 있다. 따라서 세계 수산물의 60% 이상이 대륙붕에서 생산되며 석유를 비롯하여 석탄, 철광석, 금, 다이아몬드, 니켈, 구리, 인회토, 골재자원 등 경제성이 높은 광물자원도 많이 생산되고 있다.

   해구란 심해저에 길고 좁게 함몰된 골짜기로서 태평양에 가장 많이 발달되어 있다. 가장 깊은 마리아나 해구는 폭이 70km, 길이가 2,550km이다. 이 해구 중의 챌린저해연(Challenger Deep)은 깊이가 1만 1,034m로 세계에서 가장 깊은 곳으로 알려져 있다.

   해저산은 대개 높이가 1,000m 이상 되는 것을 말하며 태평양에만도 1만개 이상 분포하고 있다. 해저산은 보통 육상의 산처럼 봉우리가 뾰족한 시마운트(seamounts)와 꼭대기가 평평한 기요(guyots)의 두 종류가 있다. 특히 기요는 원래 바다수면 위로 솟아있던 산이 파도의 침식작용에 의해 봉우리가 깎여져서 평평하게 된 것으로 빙하기 이후 해수면이 높아지면서 바다 밑에 잠기게 된 것이 대부분이다.

해수의 성분

   해수의 기원에 대해서는 많은 학설이 있으나 최초의 원천은 태초의 대기와 지각의 암석 그리고 지구 내부로부터 분출된 수증기 및 가스 등이었을 것으로 믿고 있다.

   일반적으로 지구상에 있는 모든 물질은 거의 다 바닷물에 용해되어 있다고 볼 수 있다. 물론 아직도 해수에 대한 연구가 완전하지는 못한 상태이나 염분(CI),나트륨(Na) 등 10여개의 원소가 해수용존물(海水溶存物)의 99% 이상을 차지하고 있다. 즉 소금으로 알려진 염화나트륨(NaCl)이 전체의 85.7%를 차지하고 있으며, 그 외 황산염(SO4), 마그네슘(Mg),칼슘(Ca), 칼륨(K) 등 11개 원소가 도합 99.9%를 차지하고있다.

   그 외 리튬(Li), 루비듐(Rb), 바륨(Ba), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 금(Au), 은(Ag) 등 수십개의 미량원소(trace elements)가 자유이온(ion)상태 또는 유기복합체로 용해되어 있다. 또 질산염(NO3), 인산염(PO4), 규산염(SiO3) 등 영양염과 기타 유기물질이 분자 또는 콜로이드 상태로 바닷물에 용해되어 있다. 그 외 산소(O), 질소(N), 탄산가스(CO2), 등 용존가스(dissolved gasses) 그리고 헬륨, 네온, 알곤, 라돈 등 불활성(不活性) 가스(noble gasses)도 녹아 있다.

   이러한 해수용존물질의 총량은 5×톤에 이르고 있으며 강을 통해 바다로 흘러 들어가는 물질이 매년 250억톤이나 된다. 해수용존물질은 약 30억년 전 바다가 생성된 이래 지금까지 계속 축적되어 오고 있는 실정이다. 그러나 이들은 동시에 대기중으로나 지하로 흘러 나갈 뿐 아니라 물리화학적 또는 생물학적인 작용에 의해 계속 순환되고 있어서 적어도 과거 15억년 동안은 바닷물의 성분이 크게 변하지 않은 상태로 유지되어 오고 있다.

해양생태계

주요 생물군

   거대한 유기물 생산공장이라고 일컬어지고 있는 해양에는 그 크기와 넓이 만큼이나 다양한 종류와 많은 양의 생물이 살고 있다. 생물군의 구성에 있어서는 미세한 현미경적 크기의 부유생물(플랑크톤)을 비롯하여 육상에서 제일 큰 코끼리의 수십배나 되는 대왕고래에 이르기까지 거의 모든 종류의 동·식물이 서식하고 있다. 곤충류와 포유류, 조류 그리고 고등종자식물이 주류를 이루고 있는 육상과는 대조적으로 해양에는 단세포성의 하등식물 플랑크톤과 해조류, 저서생물, 어류 등이 대부분을 차지하고 있다. 육상에서 수십만종이나 되는 곤충류가 바다에는 없기 때문에 종류에 있어서는 육상에 뒤지나 양에 있어서는 훨씬 더 많아 지구상에 있는 전생물의 80%가 해양에서 살고 있다.

   해양생물군은 그룹별로 크게 구분하면 부유생물(浮游生物), 유영동물(遊泳動物) 그리고 저서생물(低棲生物)의 세 그룹으로 나눌 수 있다.

   부유생물(plankton)은 유영능력이 미약하거나 전혀 없어 조류나 해류에 피동적으로 떠밀려 다니는 미세한 생물군으로 식물 플랑크톤과 동물 플랑크톤으로 구성되어 있다. 크기는 1mm 이하여서 육안으로 식별 할 수 없는 작은 크기이나 해양생산력 및 생물자원의 가장 기본이 되는 유기물을 합성하고 있기 때문에 해양생태계에서는 가장 중요한 생물군의 하나이다. 다시 말하면 식물 플랑크톤은 엽록소를 가지고 광합성을 하므로 해양생산 및 생물자원의 기초가 된다. 식물 플랑크톤이 많은 해역은 생산력이 크며 동시에 어족 자원이 많이 모이게 된다.

<그림 62> : 적조현상

   최근에는 연안해역의 환경변화에 따라 특수한 종의 플랑크톤이 일시에 대량으로 번식하는 일이 자주 일어나고 있는데, 우리나라 남해안에서 발생하는 적조현상(red-tide's)이 그 좋은 예이다. 적조는 단일종 또는 여러 종의 플랑크톤이 폭발적으로 대량 증식하게 되어 일어나는 것이 물의 색깔이 적색·황갈색·황록색 등으로 변화하게 된다. 이는 주로 육상에서 흘러들어온 다량의 영양염류가 축적됨으로써 연안해역이 부영양화(副營養化)되었을 때 일어나게 된다. 적조가 발생하면 어장이 황폐화됨은 물론 직접·간접으로 우리들에게 많은 피해를 입히게 한다. 플랑크톤이 순식간에 대량 번식하기 때문에 물이 혼탁해지고 용존산소가 부족하게 됨으로써 이산화탄소 및 유독가스가 발생하여 어류 및 패류가 대량 폐사하게 된다. 또 적조생물 중에는 마비성 독소를 지닌 종류가 있기 때문에 이들을 섭취한 어패류를 사람이 먹게 될 경우 식중독을 일으키거나 심한 경우에는 목숨을 잃게 되기도 한다.

   식물과 동물 플랑크톤은 해양생태계의 먹이사슬(food-chain)에 있어서 각각 생산자(제 1차 영양단계)와 제2차 소비자(제2차 영양단계)에 속한다. 먹이사슬의 제 2차 소비자(제 3차 영양단계)와 제3차 소비자(제4차 영양단계)가 유영동물이다.

   유영동물(nekton)은 스스로 유영할 수 있는 능력을 가진 동물로서 어류와 오징어류, 고래·물개 등의 포유류가 이에 속한다. 이들은 해류와는 관계없이 자력으로 물속을 이동할 수 있어 먹이를 찾거나 산란을 위해 넓은 해역을 이동하며 살고 있다. 수적으로나 양적으로는 플랑크톤에 뒤지나 우리가 이용할 수 있는 생물자원의 주류를 이루는 것이 바로 유영동물이다.

   해저면에 서식하고 있는 동식물을 통틀어 저서생물(benthos)이라 한다. 게나 새우·해삼등 해저 표면을 이동하면서 생활하는 저서동물이 가장 많다. 따개비나 굴과 같이 고착생활을 하는 종류는 바위나 배의 밑바닥 구조물 그리고 다른 갑각류나 대형 해조류 등에 붙어 살고 있다. 뻘이나 모래 속에 뭍혀 사는 종류에는 조개류·갯지렁이 등이 있고 바위나 배(목선)등에 구멍을 뚫고 사는 것도 있다.

   대형 해조류인 미역·다시마·모자반 등은 해저면에 부착해 사는 저서식물로서 주로 수심 30∼40m 이내의 천해역에 분포하고 있다.

먹이사슬

   생물은 그가 속해 있는 무생물적 환경과 주위의 다른 생물들과 밀접한 관계를 유지하며 살아간다. 이러한 무생물적인 환경과 생물계를 합쳐 하나의 시스템을 이루고 있는 것이 생태계(ecosystem)이다.

   생태계는 무생물적 요소와 무기물에서 유기물을 생산하는 생산자(주로 녹색식물), 유기물을 섭취하는 소비자(초식 및 육식동물), 그리고 유기물을 분해하여 다시 무기물로 환원시키는 분해자(박테리아)의 세 가지 요소로 구성되어 있다. 그런데 여기서 생산자와 소비자간에는 상호 경쟁적이거나 공존관계가 아니고 잡아먹히고 잡아먹는 일방적인 관계가 이루어지고 있다. 즉 생산자는 소비자에게 먹히고 소비자는 다시 차례로 다음 단계의 소비자에게 먹히게 된다. 이러한 먹이 관계를 먹이사슬이라고 한다.

   <그림 63>에 예시되어 있는 바와 같이 해양에서의 먹이사슬은 식물 플랑크톤(생산자)→동물 플랑크톤(제 1차 소비자)→멸치(제 2차 소비자)→고등어(제 3차 소비자)→고래 또는 인간(제 4차 소비자)의 순으로 먹히는 일방적인 관계가 성립되고 있다.

<그림 63> : 해양에서의 먹이사슬

   먹이사슬의 흐름은 물질 또는 에너지가 단계적으로 다음 소비자에게 전달되는 과정을 말하는 것이므로 이를 영양단계라 부르기도 한다. 즉 광합성에 의해 유기물을 생산한 식물 플랑크톤(생산자)을 제 1 영양단계, 제1차 소비자인 동물 플랑크톤은 제2차 영양단계 그리고 2차, 3차, 4차 소비자를 제3, 4, 5 영양단계로 부르고 있다<그림 64>.

<그림 64> : 해양의 먹이사슬 및 생체량 피라미드

인류와 해양

역사

   지구가 태양계의 하나의 행성으로서 태어난 것은 지금부터 약 45억년 전이라고 추정되고 있으며, 해양은 약 38억년 전에 이미 그 원형을 나타내었다고 한다. 바다는 10억년 이상 깊은 잠에 빠져 있었지만, 이곳에서 비로소 지구상 최초의 생명의 싹이 트기 시작하였다. 태양에너지와 해수와의 작용에 의해 마침내 생명을 가진 세포가 바다에 나타나게 된 것이다. 오늘날의 수많은 생명체는 이러한 원시생물로부터 출발하여 오랜 세월동안 끊임없는 적응, 재탄생 등의 진화를 거듭하여 만들어진 것이다. 생명의 기원인 바다가 인류의 마지막 안식처가 되리라는 것은 어쩌면 당연한 귀결인지도 모른다.

   인류초기의 역사 속에서 해변에 사는 사람들은 생선이나 조개류를 잡아서 생활하였으며, 그 생활양식은 패총의 발굴 등에 의해 알 수 있다. 그 후 용기있는 사람들은 작은 카누나 뗏목을 타고 외해로 나가 해양민족의 기반을 마련하였다. 한편, 해양공간은 임진왜란 당시 이순신 제독의 여러 해전에서도 알 수 있듯이 외적의 침입에 대해 나라를 지키는 데에도 큰 역할을 해 왔다. 이와 같이 바다와 인간의 관계에 대한 역사는 깊고 넓게 계속되어 왔다.

해양개발 현황

   우리는 바다 본연의 모습에 쉽사리 접근하지 못하고, 단지 바다를 막연한 추상적인 관념으로써 이해하려는 경향을 가지고 있다. 그러나 그보다 바다라는 공간이 생각하는 것 보다 실질적인 모습으로 변화되고 있기 때문에 이제 이러한 바다에 대한 인식을 바뀌어야 할 시점에 와있다. 바다는 인류가 당면하고 있는 자원의 고갈로부터 인류를 구원해 줄 수 있는 마지막 자산이다.

해양자원

   해양자원을 크게 분류한다면 물질자원과 공간자원으로 나눌 수 있는데, 물질자원은 다시 생물자원과 비생물자원으로 구분된다.

   생물자원은 해조류와 어류, 갑각류, 연체동물, 포유동물 등 재생산이 가능한 자원을 일컫는데, 막대한 양의 수산자원을 보전해 나가는 측면 뿐만 아니라, 앞으로 생물공학을 이용하여 유용물질들을 창출해 나갈 수 있는 여지가 무궁무진하다(표 9). 또한 비생물자원으로서는 석유, 석탄, 천연가스와 같은 화석연료와 모래, 자갈 등의 골재, 천해지역에 분포하는 금, 백금, 주석 등의 표사광상(漂砂鑛床), 심해저의 망간, 니켈, 구리, 코발트 등을 다량 함유한 중금속 산화광, 그리고 고품위의 구리 , 아연, 은을 다량 함유한 유화광물광상 등을 말한다. 해양의 광물자원은 육상 부존자원이 빠른 속도로 고갈되어 가고 있다는 점에서 개발의 중요성이 점차 증대되어 가고 있다. 그리고 해수중에는 중수소, 붕소, 리튬, 몰리브덴, 우라늄, 등의 용존물도 있다.

<표 9> 해양생물의 활용도

   해양의 공간자원은 해상, 해중 및 해저의 모든 공간을 말하며 해운과 생산, 주거, 저장고, 관광, 레저 등 해양에서 이루어지는 인간활동의 배경이 된다. 최근 국민경제규모가 커지고 인구가 팽창함에 따라 수심이 얕은 연안이나 섬과 섬사이, 해빈 등은 천해의 미래공간자원으로서 각광받고 있으며, 관광지로서 뿐만 아니라 주거, 산업 등 제 2의 국토공간으로 이용될 전망이다. 일본, 미국, 호주를 비롯한 해양선진국들은 이미 인공섬을 건설한 예가 있으며, 특히 일본은 해양 산업도시를 구축하는 마리노폴리스라는 장기적 계획을 추진중에 있다. 해안선의 총연장이 12,700km이고 3,300여개의 섬을 갖고 있는 우리나라는 주로 서해안에서 대규모 간척사업을 추진해 왔지만, 앞으로는 전국 연안역의 이용 개발이 활성화 될 것으로 전망된다.

   물질자원과 공간자원 이외에도 21세기의 대체에너지로서 해양의 에너지를 이용하려는 시도도 계속되어왔다. 해양이 가지고 있는 에너지는 재사용이 가능하고 환경오염문제를 배제할 수 있다는 측면에서 매우 희망적이며, 머지 않은 장래에 조력, 파력, 온도차 등을 이용한 발전이 실용화될 전망이다.

해양산업

   해양산업(ocean industry)이라는 말은 비교적 새로운 용어이며 일반적으로 해양개발과 관련되는 모든 산업을 의미한다. 해양산업의 정의는 "해양에서 자원을 획득하거나 해양공간의 이용 또는 이에 따른 관련 기기 및 용역의 제공에 의한 이익획득을 목적으로 하는 기업활동의 총칭"이라고 말할 수 있다.

   예를 들면 해양이 기업활동의 대상인 수산업을 비롯하여 조선업·제염업·해수담수화공업·해운업·항만건설 및 해양 엔지니어링 등이 모두 해양산업에 속한다.

   해수를 냉각수로 사용하는 원자력 발전, 해저 파이프라인을 이용하는 정유회사, 해양탐사 및 해양환경 영향평가를 담당하는 용역업 등도 여기에 포함된다. 따라서 해양산업은 산업활동의 지리적·공간적 측면 뿐 아니라 수용 및 공급이 해양과 관련되는 모든 산업을 의미하는 것으로 이해되고 있다. 다시 말하면 해양과 관련되는 생산·제조(가공)·서비스업은 물론 정보산업인 해양정보 소프트웨어까지 포함하는 1차∼4차 산업이 모두 해양산업에 포함된다.

   앞에서 살펴본 바와 같이 해양산업은 해양에 관련되는 모든 산업을 뜻하므로 해양개발 기술의 발전 정도에 크게 좌우된다. 해양개발 기술이 여러 가지 기존기술을 토대로 하는 복합기술인 것과 마찬가지로 해양산업은 「시스템산업」적인 특징을 지니고 있다(표 10). 예를 들면 해저석유산업은 조선·기계·토목·전기·석유 등 여러 분야의 기술을 통합하여 하나의 시스템으로 결집된 산업이라고 할 수 있다.

<표 10> 해양산업과 기존 산업과의 관계

200해리 경제수역

   배타적 경제수역(exclusive economic zone) 제도는 국제관습법상의 제도를 1982년 유엔해양법 협약에서 성문화한 것으로 영해에 접속한 영해기선으로부터 200해리까지의 수역을 배타적 경제수역이라 규정하고 있다(유엔 해양법 협약 제5장: 제 56조∼제 57조).

<그림 65> : 해양 산업

   연안국은 배타적 경제수역의 해저, 하층토 및 상부 수역의 모든 생물·비생물자원 및 에너지자원에 대한 주권적 권리를 가지며, 인공섬·시설 및 구조물의 설치와 사용, 해양과학조사, 해양환경의 보호 및 보존에 대한 배타적 관할권을 가진다. 단, 항해에 대해서는 원칙적으로 공해(公海)자유의 원칙이 적용되어 이점에서 공해와 영해는 다른 특정법적 제도로 규정되어 있다.

   세계 연안국이 모두 200해리 배타적 경제수역을 선포할 경우 전 해양의 약 36%가 연안국의 관할권에 속하게 된다. 1991년 현재 전세계 144개 연안국중 75개국이 200해리 배타적 경제수역을 선포하였으며, 13개국이 영해를 선포하여 모두 106개국이 200해리 관할권을 주장하고 있다. 그러나 200해리라는 광대한 해양에 대한 관할권을 주장하려면 해당수역에 대한 해황 및 자원량을 파악하기 위한 정밀한 해양과학 조사활동이 선행되어야 하며, 관련국가와의 해역관리를 위한 지역적 협력관계가 수립되어야 한다.

   특히 우리나라의 주변해양인 황해, 동지나해, 동해는 대안거리가 400해리에 못미치는 반폐쇄해로서 경제수역(EEZ) 선포시에 중국, 일본, 소련 등과 해양경계의 획정문제가 제기되며, 이와 함께 어족자원의 보호와 해양환경보전을 위하여 지역 국가간의 협력차원에서 공동관리방안이 수립되어야 한다.

해양오염

   해양오염(Marine pollution)의 정의는 "인간활동에 의해서 생성되는 모든 물질들이 직·간접적으로 해양에 유입되어 해양생태계의 파괴는 물론 인간의 건강을 해치며, 해양수질의 저하와 자연경관의 훼손 등을 유발시키게 되는 것"을 말한다. 해양오염을 유발시키는 물질의 종류는 매우 광범위하고 다양하며, 최근들어 여러 가지 새로운 화학합성물질들이 발명·제조되고 있기 때문에, 이들 물질이 해양에 유입된 다음 어떠한 영향을 미치게 될지는 현시점에서 알기 어렵다. 다만 오랜 사간이 경과된 후에라야 그 영향이 나타나게 될 것으로 본다.

오염현황

   현재 우리나라에서의 해양오염은 대단위 임해공업단지와 도시화가 형성된 연안해역에서 가장 심각한 양상을 나타내고 있으며, 최근들어 환경피해의 보상요구와 분규 등으로 끊임없는 사회문제가 대두되고 있다. 이러한 연안오염 문제는 지난 수십년간 우리나라의 고도경제 성장의 원동력이 된 임해산업 기지화와 급속한 도시화에 따른 막대한 양의 일반 폐기물과 산업폐기물, 그리고 폐수 등이 거의 처리되지 않은 채 하천이나 하수구를 통해서 직접 연안해역에 유입되어왔으며, 현재도 유입되고 있는 실정에 기인된다. 특히 유기성 폐기물과 중금속 등 각종 오염물질들이 해저의 퇴적물로 쌓이고 축적되어 현재 마산만과 진해만에서 나타내고 있는 바와 같이 적조발생과 빈산소현상이 1984년 이후부터는 급격히 증가하고 있으며, 연중 4∼5개월 이상 지속되고 있다. 특히 적조현상은 전국 연안해역으로 확산되고 있으며, 발생회수 또한 급격한 증가 추세를 보이고 있다.

   최근들어 우리나라 연근해역을 이용하거나 통과하고 있는 해상교통량이 급격히 늘어나면서 선박의 해난사고에 의한 대량의 유류유출사고 발생수가 크게 증가하고 있다. 이와 같은 대형 유류유출사고는 다른 해양오염원과는 달리 순식간에 광역적으로 확산됨으로써 수산자원과 연안 양식장에 막대한 피해를 입힘은 물론 해수욕장 등의 해안 휴식공간과 자연경관의 훼손, 그리고 유류방제를 위해 사용된 화학물질에 의한 해양생태계의 2차오염 유발 등 그 피해양상이 매우 광범위하다.

<그림 66> : 해역별 수질기준 지정도 (환경청, 1988)

수질오염

   우리나라 해역의 수질환경 기준은 다음과 같으며, 환경처에 의해 고시된 해역별 수질기준 지정도는 <그림 66>과 같다. 우리나라 해역의 수질은 수산생물의 서식, 산란, 양식에 적합한 Ⅰ등급 수질해역이 매우 적으며, 해수욕 등 해양위락에 적합한 Ⅱ등급과 공업용수, 선박의 정박 등에 적합한 Ⅲ등급 수질의 해역이 대부분이다. 특히 해양오염은 심화되었거나, 앞으로 우려되는 울산과 부산해역, 진해만, 광양만 등 특별오염관리 해역으로 지정해서 특별관리하고 있는 상황이다.

   해양수질의 지표로서 화학적 산소요구량(COD)이 일반적으로 사용되고 있는 바, 이를 토대로 해서 주요 연안의 1987년도의 수질현황을 살핀 것이 <그림 67>이다. 현재 인천연안과 주요 내만에서 유기물질의 수질오염 기준치에 대한 초과율(%)은 <표11>에 있다. 연안 해역의 수질오염은 전반적으로 악화되고 있으며, 특히 마산만 같은 폐쇄성 내만에서는 극심한 수질오염 상태를 나타내고 있다.

<표 11> 해역별 유기오염 기준치 초과상황 (1989년도)

<그림 67> : 주요 연안의 COD 현황

적조발생

   적조는 영양염류의 과다 유입으로 바다가 부영양화 된 상태에서 플랑크톤이 이상증식하여 바다물이 적색 또는 갈색으로 변하는 현상을 말한다. 적조발생원인은 육지로부터 인·질소 등 영양염류가 과다유입되고 동시에 일사량의 증가에 따른 수온상승으로 광합성작용이 증대하여 특히 폐쇄성해역에서 장기간 해수가 정체상태를 계속하는 등 복합적인 원인에 의하여 발생되며, 이로 인한 연안어업과 양식장의 큰 피해는 막대하다. 또 적조생물 자체가 지니고 있는 독성물질로 인한 어패류 중독사, 산소부족에 따른 질식사, 기초생산력 저하로 인한 먹이사슬과 생육환경파괴 등을 초래하는데, 이는 해양생태계에 엄청난 영향을 미치고 있다.

   우리나라의 적조는 1962년에 진해만에서 관측된 최초의 과학적인 발생기록이 있으며, 1970년대까지는 주로 진해만의 내만에서 여름철 동안 단기간 소규모로 발생하곤 하였으나, 1980년대에 들어서는 특히 1981년 진해만 일원의 대규모 적조발생 이후 장기적이고 대규모적인 전국확대형으로 발전하였다<표12>,<그림 68>

<표 12> 적조 발생 현황

<그림 68> : 전국 연안의 적조발생 상황

유류오염

   기름에 의한 해양오염의 주된 원인은 선박운항 등의 해상활동과 육상의 산업활동에 기인된다. 우리나라의 중화학공업과 산업생산시설이 주로 임해에 위치해 있기 때문에 유류를 함유한 폐수의 무단방류, 사고 유출로 인해 직접 연안해역에 유입되는 경우도 종종 발생되고 있다.

   그러나 대부분의 유류오염은 선박으로부터 기인되며, 특히 거대한 유조선에 의해 원유가 전량 수입되고 있는 우리나라 실정에 있어서는 해난사고, 취급부주의 등에 의해서 1983년의 호남 JADE호, 1988년 경신호 등 1980년부터 1988년까지 약 33건의 해상유류오염사고가 발생하였고, 최근에는(1990년 7월) Korea Hope호의 충돌사고에 의한 유류오염사고가 발생하여 사고해역 부근의 어장과 양식장 피해는 물론 해변가의 바위마저 온통 기름으로 덮이게 하였다. <표 13>은 1987년 이후 유류오염사고의 원인별 발생현황을 <표14>는 최근 발생되었던 주요 오염사고의 피해현황을 나타내고 있다.

   이와같이 선박에 의한 대형 유출사고 <표 15>는 다른 오염원과 달리 강한 해·조류를 따라 순식간으로 확산·이동되는 광역성과 오염상태의 장기성 및 해양 생태계의 변화 등 기타 오염유발의 복합성도 지니고 있다. 따라서 유류 유출사고에 따른 방제작업과 사후처리 및 그 복구에는 고도의 방제기술과 해상작업의 많은 어려움이 있다.

<표 13> 해양 유류오염사고 현황

<표 14> 유류오염사고의 피해 현황

<표 15> 세계적 대형 유류오염사고

   유류오염에 의한 직접적인 피해는 연안 양식장의 기능상실, 악취로 인한 생선이나 해초의 상품가치 상실, 해수욕장 등 해변의 자연경관을 훼손시킨다. 그러나 보다 장기적으로는 해면의 유막 형성으로 인한 해양생태계의 파괴, 벤젠 등과 같은 발암물질의 해양생물 체내농축, 그리고 먹이사슬을 통해 인체에 유입된 다음에 건강의 영향도 미치게 된다. 특히 석유의 방향족 화학물질은 그 독성이 심해 식물 플랑크톤의 세포파괴를 유발하고, 이로 인한 해양의 먹이사슬 중 1차 생산이 단절될 때 해양생물 전체에 영향을 미치게 된다.

기타 오염

   앞서 언급한 해양오염 원인 외에도 발전소의 온배수, 산업폐기물의 해양투기, 폐비닐 및 플라스틱과 같은 각종 고형 쓰레기, 특히 공업단지 주변 해역의 해저에 쌓인 중금속 등 유해물질을 포함한 퇴적물에 의한 해양 오염문제도 무시할 수 없다. 1975년부터 1981년 동안 우리나라 연안해역의 중금속 오염도는 <표 16>과 같다.

<표 16> 연안해역의 중금속 오염도(1975∼1981)

오염원과 유입경로

   해양오염을 유발시키는 물질의 종류는 매우 광범위하고 이들의 해양유입경로도 다양하여 파악하기가 어렵다. UN 경제사회이사회 제51차 총회에 제출된 보고서에 의하면 오염물질의 분류는 다음과 같다.

	가. 할로겐계 탄화수소(BHC, DDT, PCB 등)
	
나. 석유와 석유제품
	
다. 기타의 유기화학물질
	
  - 합성품 : 페놀, 용제, 아닐린 염료
	
  - 해면에서 활성화되는 물질
	
  - 천연품 : 탄닌, 단백질, 터펜류
	
라. 무기화학물질 : 납, 구리 크롬, 카드뮴, 인, 기타 금속
	
마. 영양물질 : 질산염, 인산염 등
	
바. 현탁성 고형물질: 준설물, 채광폐기물 등 
	
사. 방사성물질 : 방사능재, 방사성 폐기물 등 
	
아. 폐열 : 발전소에서 방류되는 온배수 등
	

   인간의 생활활동에 의해서 생성되는 이러한 오염물질의 해양유입경로와 오염원인은 매우 다양하며 복잡하다. 1990년도 해양환경현황보고서(GESAMP)에 의하면 육상에서 배출되는 오염원이 해양오염원의 80% 정도를 차지하고 있다고 보고되고 있는 바, 해양 오염의 주된 원인을 대별하면 육상에서 기인된 것과 해상활동에 의해 기인된 것으로 나눌 수 있고, 육상, 해상 그리고 공중으로부터의 오염원을 정리하면 <표 17>과 같다.

<표 17> 해양오염원과 유입경로

   현재 국내에서의 주요 오염원은 육상에서 거의 처리되지 않은 채 방류되고 있는 일반 생활하수와 산업폐수이며, 그 외에도 각종 선박으로부터의 유류유출 및 폐기물 투기, 최근 활발히 진행되고 있는 매립·간척 등 각종 연안개발사업, 특히 마산·진해만, 광양만과 같이 외해와의 해수교환이 잘 안되고 해수유동이 정체된 폐쇄성 연안내해의 주변지역에서의 임해공업단지화 및 도시형성에 따른 각종 오염물질의 해양유입, 그리고 수산양식산업의 급신장에 따른 과밀한 연안 양식장의 자가오염발생 등을 들 수 있다.

환경 영향과 피해

환경영향

   인간의 활동에 의해 발생된 각종 오염물이 여러 경로를 통해 해양에 유입되면 해류에 따라 이동·확산되고 희석·침강되기도 한다.

   또 유기성 오염물질은 박테리아 등 미생물에 의해 무기성 물질로 분해되나, 수은, 구리, 카드늄 같은 중금속은 물리화학적 과정(흡착, 침전, 이온교환 등)을 거쳐 해저에 퇴적되거나 해양생물에 흡수 농축된다. 특히 이러한 생물농축현상은 해수중 식물플랑크톤→동물플랑크톤→소형어류→대형어류에 이르는 먹이사슬에서 영양단계가 상위에 이를수록 농축비율이 높아지는 특징이 있다<그림 63참조>. 인체에 매우 해로운 농약, PCB와 같은 염소화합물, 중금속, 방사성 동위원소 등의 유해물질들은 모두 생물에 농축되며 그 생물농축계수는 <표 18>과 같다. 따라서 해양오염의 원인물질들은 먹이 사슬을 통해서 결국 인체내에 농축되어 건강위해요인이 되며, 또한 인간의 제반 활동에도 부정적 영향을 미치게 된다.

<표 18> 오염물질(DDT, BHC, PCB)의 생물농축

<그림 69> : 지구 전체의 탄소 순환계

   오염물질의 해양유입에 따른 가장 직접적이고 큰 영향은 해수중에 살고 있는 어·패류를 포함한 다양한 해양생물에 미치는 영향, 즉 생리활성의 저감, 생물개체의 폐사, 멸종, 생물상 및 생태계 변화 등으로 나타난다. 특히 우리의 일상생활에서 많이 사용하고 있는 플라스틱, 비닐과 같은 고분자 화합물질은 자연분해가 전혀 되지 않기 때문에 영구적인 쓰레기로서 해양에 남게 되며, 해저를 비닐하우스처럼 덮게 됨으로써 저서생물의 호흡과 번식을 막아 생산력을 크게 저하시킨다. 그리고 이러한 고형물질 조각의 섭취로 인하여 어류, 조류 등의 해양서식 동물들이 죽어가고 있다. 그외에도 어로활동과 선박항해에도 방해가 되며, 해수욕장 등 여가선용지에 쌓여 자연경관도 크게 해친다.

원자력발전소와 해양환경

   우리나라에는 현재 고리, 울진, 영광, 월성 등 네 곳에서 원자력발전소가 가동중이며, 2000년까지 20여기의 발전소가 새로 건설될 예정이다. 원자력발전소는 100만 kw 시설용량 1기당 약 50톤/초의 냉각수를 필요로 하는데, 우리나라의 경우 해수를 냉각수로 사용하고 있다. 방류수는 주변 해수보다 약 7∼8℃ 정도 높은 수온을 갖는다. 원자력발전소의 건설과 가동에 따른 해양환경 영향으로서는 온배수 방류로 인한 주변생태계 변화, 해안구조물(취·배수구) 설치에 따른 해양 공학적 및 해변의 퇴적환경변화 등이 예상된다. 또한 방출된 온배수가 취수구 방향으로 이동하여 냉각수로 재순환될 경우, 터빈의 냉각기능이 감소되어 발전효율도 감소되며, 심한 경우에는 발전소 가동이 중단될 수 있다.

   온배수 유출로 인한 환경문제는 실로 다양한데, 온배수에 의한 환경피해와 영향을 줄이기 위해서는 발전소 건설 이전의 완벽한 환경영향평가와 온배수 확산 예측을 위한 수치 모델링 기법의 개발을 비롯하여, 발전소 주변해양의 생태계 변화를 파악할 수 있는 장기적인 해양환경 모니터링이 필수적이다.

식용해산물의 안정성

   식용해산물은 주로 연안에서 채취되거나 어획된 것이 대부분을 차지하고 있으므로, 연안오염에 따른 해산물의 오염은 국민보건상 매우 중대한 문제가 아닐 수 없다. 일본에서는 급속한 공업화과정을 통하여 미나마따만의 수은중독사건 등 수산물의 오염사고가 잇달아 발생함에 따라, 환경오염의 직접적인 피해자로서 그 심각성을 피부로 경험하였으며, 미국에서는 84년 PCBs에 오염된 생선을 먹은 임산부가 기형아를 출산하는 등 오염사고를 통해 전국민적으로 식용해산물의 안정성에 대한 문제를 심각하게 의식하게 되었다.

   우리가 식용으로 하고 있는 해산물 중에는 강한 생물독성을 가지고 있는 유독 패류나 여러 가지 오염물질이 농축된 어패류가 있을 수 있으며, 연안의 폐수배출구 주변에서 채취된 오염된 수산물에서는 각종 병원균들이 발견될 수 있다. 널리 알려진 마비성 패독(PSP)이나 하리성 패독(DSP)은 적조발생지역에서 자라는 플랑크톤들이 가지고 있는 독성물질이 홍합이나 조개류, 가리비, 굴 등에 농축되어 나타난 것을 말하는데, 사람이 이를 먹게 되면, 중독이나 심할 경우 생명이 빼앗겨지기까지 한다. 수은, 납, 카드늄, 비소, 살충제, PCBs, Dioxin, PAHs 등 많은 화학물질들은 생태계의 먹이사슬 과정에서 생물농축을 통해 해산물 내에 높은 농도로 농축될 수 있으므로, 이를 먹을 경우 각종 질환이 유발될 수 있다. 또한 오염된 수산물 속에 포함된 병원균들은 간질환자나 당뇨병, 위장병 등을 가진 환자들에게 패혈증을 유발시킬 수도 있는 것으로 알려지고 있다.

<그림 70> : 서거차 앞바다 멸치잡이

환경피해 유형

   해양오염으로 인한 환경피해를 유형별로 분류하면 1) 건강피해, 2) 어업피해, 3) 항해방해, 4) 관광피해, 5) 주민·기업의 경제활동 피해, 6) 청소피해 등으로 볼 수 있다. 그 중에서도 국가의 경제적 손실이 가장 큰 것은 어업피해라고 할 수 있다. 우리 나라의 내수면 어업의 생산량 <표 19>는 매년 감소 추세에 있으며, 특히 연안양식장이 밀집된 남해안의 경우 해양오염으로 인한 적조발생 등으로 수산생물의 생산량 감소가 야기되어 어민 생계에 큰 위험을 주고 있다. 1985년부터 1990년에 걸쳐 해양오염으로 인해 발생되었던 시·도별 어업피해 현황은 <표 20>에 있다.

<표 19> 연도별, 부문별 어업생산량

<표 20> 해양오염의 수산물 피해 현황

   최근 들어 우리 나라 연근해에서 가장 문제가 되고 있는 해양오염의 영향과 피해를 간략히 살펴보면 다음과 같다.

   Ο유류오염

   - 해면 유막형성에 따른 광선침투량 저감에 따른 1차 생산력 저하 및 산소공급량 억제로 인한 생물의 질식사

   - 유류독성에 의한 수산생물 생리기능 저해 및 성장·생식률 저하

   - 수생물의 생육장애 및 종자의 폐사로 인한 어획량 감소

   - 양식수산물의 상품가치 저하(기형수산물 생산 및 악취를 풍기는 수산물 등)

   - 해수욕장 등 해변자연경관 훼손

   Ο도시하수, 공장폐수 등 각종 유기오염물질의 유입

   - 부영양화로 인한 해양생태계 균형파괴

   - 어·패류의 산란지, 생육장으로 부적당

   - 어·패류 생산성 감소 및 생리적 장해

   - 적조발생, 해수의 무산소로 인한 수산생물의 대량 폐사

   - 악취 발생, 지역주민 건강, 관광자원 상실

   Ο간척·매립 사업

   - 공사시 부유토사에 의한 수산생물 생육장 및 산란장 피해

   - 해류의 유로(흐름모양)변화로 인한 연안침식과 매몰문제 발생

   - 육지로부터의 각종 영양염류 공급원의 차단

   - 매립후의 토지이용에 따른 관개용수, 공업용수 등 오염된 폐수방류

   - 천해어장 및 양식장 상실

   - 연근해 어획량 감소

해양개발 이용과 환경영양

   해양은 어업, 해운 등의 활동공간으로서 옛날부터 널리 이용되어 왔지만, 오늘날의 해양이용은 점차 확대되어 해양자원개발, 인공섬, 해상도시, 해상공항, 석유비축기지의 건설과 같은 해양공간 이용, 파력 조력발전 등의 에너지 이용, 그리고 관광자원 개발 등 다방면의 개발과 이용이 구상되고 있으며, 그 일부는 이미 현실화되고 있다. 현재 부산의 인공섬 건설, 서해 영종도의 해상국제공항 건설과 같은 대규모의 해양공간 이용계획이 실시단계에 있는 실정인 바, 국토가 협소하고 육상의 자원이 빈약한 우리 나라에서는 앞으로 삼면에 접한 광활한 주변해양에 대한 다양한 이용과 개발이 증대될 것이다. 이러한 해양개발과 이용활동에 따른 해양환경에 미칠 영향의 범위와 정도를 살펴보면 <표 21>과 같다.

해양과 지구환경

   오늘날의 환경오염은 인류에게 가장 심각한 문제의 하나가 되고 있다. 산업발달에 따른 환경파괴가 가속화됨에 따라 지구의 각지에서 기상이변이 속출하고 있으며 극지의 오존층이 파괴되고, 대기중 온실기체의 증가<그림 69>에 따른 온실효과로 기온이 상승하고, 해수면의 상승이 염려되는 등 여러 가지 전지구적 환경변화가 일어나고 있다. 각종 오염물질이 공기와 강과 바다를 오염시킴으로써 국내외적으로 여러 가지 사회·경제적인 문제를 야기시키고 있다. 과학자들은 지구역사를 통해 볼 때 짧게는 수천년에서 길게는 수백만년의 주기로 빙하기와 간빙기가 반복되어 왔음을 밝혀내었으나, 화석연료사용의 증가, 산림파괴, 오염물질의 과다방출 등 최근 100년간의 산업활동에 의해 지구환경에 미치는 영향은 과거 수천, 수백만년간의 자연적 변화에 필적하는 큰 변화를 가져올 것이라고 예견하고 있다.

<표 21> 해양개발과 해양환경에 미칠 영향

기후 변화

   아직도 지구 기후에 미치는 해양의 역학적 기능을 정확히 파악하고 있지는 못하지만, 바다는 태양으로부터 무한한 열에너지를 흡수 저장하고, 형성된 해류를 따라 시공간적으로 멀리 떨어진 지구 곳곳에 열을 운반하며, 다시 대기로 방출시키고 있다. 바로 이러한 일련의 과정에서 해양은 대기 중의 열과 습기의 순환에 막대한 영향을 미치고 있을 뿐만 아니라 세계의 기후형태를 좌우하고 있다. 따라서 기후변화를 정확히 예측하기 위해서는 보다 정밀한 해수순환 메커니즘을 파악할 수 있어야 하며, 이를 위해선 선진국을 중심으로 해양의 대순환 실험연구(WOCE)가 전지구적 규모의 연구로 진행되고 있다.

   해양은 지구 전체의 물질순환이라는 측면에서도 무척 중요한 위치를 차지하고 있다. 해양에서 일어나는 모든 생물활동은 각종 원소들의 순환과 밀접한 관계를 가지고 있으며, 이러한 물리, 화학, 생물학적 과정들이 충분히 이해되어야만 자연적이거나 인위적인 지구환경의 교란에 의하여 물질순환과정이 어떻게 영향을 받으며, 또 어떻게 반응하는가를 파악할 수 있게 된다.

해수면 상승

   대기의 온실효과로 인한 지구온난화 현상은 수온상승에 따른 해수의 열팽창과 육지의 얼음을 녹여 결과적으로 해수면이 상승하게 된다는 상당히 객관적인 자료가 과학자들에 의해 제시되고 있다.

   마지막 빙하기는 약 백만년 전에 시작되었으며, 인류가 출현한 것으로 추정되는 약 만년전까지 지속되었다. 빙하기와 간빙기 사이에는 급격한 기후변동이 있기 마련인데 빙하기 동안 얼었던 해수가 간빙기에 녹게 되면 해수면은 상승하게 된다. 빙하기 중인 약 15,000년 전에는 평균 해수면이 지금보다 약 120m 아래에 있었다. 약 15,000년 전부터 6,000년 전까지 해수면은 일년에 약 1.27mm씩 상승하였고, 6,000년 전부터 현재까지는 약 0.13mm씩 상승한 것으로 추정되고 있다.

   현재 지난 빙하기가 완전히 끝났는지, 또는 간빙기에 우리가 아직 살고 있는지 조차 잘 모르고 있지만, 남아 있는 지구상의 얼음이 다 녹을 경우 해수면은 지금보다 약 60m이상으로 올라갈 것으로 추정된다. 만약 이런 재난이 일어난다면 해안의 인구 밀집지역과 세계 각지의 많은 대도시가 물에 잠길 것이며, 우리 나라의 연안지역도 막대한 침수피해를 입게 될 것이다.

엘니뇨 현상

   엘니뇨라는 말은 매년 크리스마스 무렵 에콰도르나 페루 북부연안에 따뜻한 바닷물이 나타나는 현상을 일컬어서 그 곳 어민들이 "신의 아들"을 뜻하는 용어로 엘니뇨라고 부른 데서 유래하였다. 그런데 때로는 엘니뇨가 더욱 강해지고 오래 지속되는 경우가 있는데, 이와 같은 경우에는 해면수온의 상승이 페루에서 동부 적도 태평양이나 중부 태평양까지 넓어져서, 이 현상이 1년 이상이나 계속되기 때문에 최근에는 몇 년 주기로 일어나는 태평양을 중심으로 하는 해면수온의 이상고온현상에 대하여 엘니뇨라는 용어를 사용하게 되었다.

   1982∼1983년의 대규모 엘니뇨는 페루 근해에서의 정어리 잡이에 결정적 타격을 주어 1970년에 1,200만톤이었던 어획고가 50만톤 이하로 격감하였다. 1972∼1973년의 엘니뇨현상 발생시에는 정어리 어획고가 감소됨으로써 미국내에서 콩이 대체비료로 사용되어 전세계적인 콩 부족현상을 일으키고 관련제품가격의 파동을 가져왔다. 또한 엘니뇨의 영향으로 1976∼1977년에는 겨울철에 북미대륙에 큰 한파를 초래하였고 1982∼1983년에는 아프리카에 극심한 가뭄을 초래하였으며 오스트레일리아에서는 100년만의 가뭄, 페루 등 남미 서해안과 미국 캘리포니아에는 대홍수, 미국 동해안에서는 혹서와 대설 등의 기상이변이 초래되었다.

   엘니뇨현상은 우리 나라의 기상에도 영향을 미치고 있는 바, 1987년도 여름의 홍수와 긴 장마, 1987∼1988년 겨울의 난동과 가뭄 등도 엘니뇨와 관련되어 있는 것으로 보고 있다.

<그림 71> : 인공위성 자료의 분석을 통해 엘니뇨현상이 나타난 1983년 겨울(상)과 평상 수온을 나타낸 1984년 겨울(하)

해양환경 보전기술

해양환경 관리기술

   해양환경의 보전기술은 매우 다양하고 복합적인 성격을 갖고 있다. 즉, 해양과학의 기초기술과 환경보전의 종합적인 기술이 서로 유기적으로 연관되어 있다.

   해양의 유동적인 환경(dynamical environment)속에서 여러 경로를 통해서 유입된 오염물질, 그리고 무수한 종류의 오염물질이 복잡한 해양생태계에 미치는 영향을 파악하고, 오염진행과정을 규명하는 것은 매우 어려운 문제이다. 해양오염 문제는 그 특성상 복합적인 원인에 의해 발생되며, 그 진행과정이 매우 느려(5∼10년) 오염상황 그 자체의 파악마저도 어렵다. 그러나 일단 오염된 환경을 원상태로 복원한다는 것은 더욱더 어려운 문제이다.

   해양환경보전기술의 최근 연구개발 동향은 오염 실태조사를 통해서 보다 근본적으로 해양의 환경구조와 기능을 이해하고, 오염진행과정을 사전에 탐지하여 영향피해를 최소화하고, 또한 오염물질의 발생원을 추적하여 오염원의 발생량을 저감시키는 근원적인 문제해결에 기술개발의 역점을 두고 있다. 그리고 미국, 일본 등 선진국에서는 이미 오염된 연안의 해저에 쌓은 오염물질(해저오니) 제거 등 환경정화와 개선·기술개발을 위해 국가주도로 막대한 연구투자를 하고 있는 실정이다.

   현재 우리 나라 주변의 해양환경여건을 해양오염 문제를 감안할 때 해양환경 보전과 오염방지를 위해 우리가 절실히 필요한 기술적 체계는 <그림 72>에 있다. 이러한 다양하고 복합적인 해양환경보전기술들은 국가적인 차원에서 계획되어 지속적인 연구개발이 추진되어야 할 것이다.

   해양환경 관리기술의 기본은 해양환경의 연속적인 모니터링을 통해서 오염상황을 파악하고, 해양생태계에 미치는 복합적인 영향 등을 규명하는 것이다. 이를 위해서는 해수, 해저퇴적물, 생물체내 등에서 미량의 유해물질이라도 측정·분석할 수 있는 기술, 그리고 오염진행과정을 면밀히 관찰할 수 있는 모니터링 기술도 필수적이다. 특히 독성화학물질의 생물농축과정은 퇴적물내의 잔존지속성과 해양먹이사슬에도 크게 좌우된다. 따라서 독성물질이 해양생물에 어떠한 영향을 미치는가를 알 수 있는 유해성 평가기술, 오염물질의 이동경로와 변화과정을 추적 파악할 수 있는 기술의 연구개발도 매우 중요하다.

   그리고 해양오염원인 물질의 80% 이상이 육상에서 발생되어 연안해역으로 유입되고 있음을 감안할 때 해양환경보전차원에서도 육상오염원의 발생을 최소화하고, 또한 오염물질의 해양유입량을 근원적으로 최소화시킬 수 있는 국가차원의 대책마련과 함께 연안환경을 보다 효율적으로 종합관리할 수 있는 기술개발도 매우 필요하다.

<그림 72> : 해양환경보전의 기술적 체계

해양오염 방지기술

   우리 나라는 현재 250여종의 원유, 그리고 1,000여종해상에서 발생되는 기름을 포함한 유해 액체물질의 유출사고는 대부분의 경우 대형오염사고이며, 그 발생장소와 시기를 사전에 예측할 수 없다. 그리고 사고해역의 해상조건과 유출상황이 매번 다르기 때문에 사고예상 해역별로 전산화된 긴급방제시스템의 구축이 요구되며, 유출된 오염물질을 제거하고 처리하기 위해서는 첨단 방제장비의 확보와 함께 고도의 오염방제기술이 필요하다.

   해양유출사고의 사전예방이 환경피해를 줄이는 최선의 방안이나, 유출사고 후의 신속하고 효율적인 방제활동도 매우 중요하다. 사고피해를 최소화하기 위해서는 해양환경여건을 감안한 해상수송로 설정, 우리 연근해의 환경민감도 작성, 유해물질의 데이터베이스화, 사전 및 사후의 영향평가기술 확보, 그리고 군·관·민 합동체재로 구성된 긴급방제계획의 사전수립과 정기적인 방제훈련이 필요하다.

   해상유출사고 중에서도 큰 비중을 차지하는 유류오염사고를 대비하여, 미국, 일본, 유럽국가들은 항공기와 인공위성을 이용하여 사고빈발해역을 항상 감시하고 유출물질의 해양확산·이동예측, 사고해역의 환경 및 생태학적 특성, 어장 및 양식장 상황, 그리고 가용방제 장비 및 기술 인력지원 계획 등이 포함된 긴급 해상오염 방제체재를 운용하고 있어 어떠한 악조건에서라도 대응할 수 있도록 만반의 사전준비를 해두고 있다. 우리 나라도 이러한 해양오염 방제시스템의 구축이 시급한 실정이다.

   

<그림 73> : 1978년 3월 프랑스의 부리타니(Britanny)부근 해역에서 발생한 아모코 카디즈(Amoco Cadiz)호의 유출사고(좌) 1989년 3월 알래스카에서 발생한 엑스 발데즈(Exxon Valdez)호 유출사고(우)

환경영향평가기술

   오늘날과 같이 대규모의 연안개발이 이루어지고 다량의 유해물질이 해양에 직접 방출되어 생태계에 커다란 변화를 초래할 경우, 자연환경은 그 자정능력을 상실하여 복원력을 유지할 수 없게 됨으로써 장기적인 오염피해를 입게 된다. 환경영향평가기술은 환경변화와 파괴를 사전에 예측하여 적절한 대응책을 마련함으로써 적정한 환경의 질을 유지·보전하려는 총체적인 기술이다. 따라서 해양의 환경영향평가작업은 해양학, 공학, 생태학, 환경학, 독성학, 경제학, 사회학 등 다양한 분야의 전문가 집단에 의해서 수행되게 마련이며, 상당기간 동안의 실측조사작업에 의한 환경이 현황분석과 이해, 그리고 이러한 신뢰성 높은 자료를 바탕으로 수치모형의 시뮬레이션 등을 통해서 영향예측과 평가를 하게 된다. 환경영향평가에는 일반적으로 정량화하기 어려운 항목도 포함되기 마련인데, 이러한 경우 전문가의 판단에 크게 의존하기 때문에, 판단자료의 양과 질이 평가의 신뢰도를 좌우하게 된다.

<그림 74> : 미래의 해양목장은 바다를 단순히 생물의 양식장소로 활용하는 것이 아니라, 해양의 자원과 환경을 효과적으로 관리하고 통제하는 종합적인 공간이 될 것이다.

   따라서 환경에의 영향을 보다 정확하고 객관적으로 분석하고, 장기적으로 예측하기 위해서는 보다 고도화된 환경영향평가기술의 개발이 필수적이라고 할 수 있다. 특히 해양환경의 영향평가작업은 복잡한 해양환경의 특성파악과 이해, 그리고 필수적인 영향평가 요인들을 추출하고, 이를 정확하고 정밀하게 조사하여 종합적인 분석과 영향예측, 평가과정을 거쳐야한다. 해양환경의 영향평가기술은 미래의 다양한 해양개발로 인해 불가피하게 초래될 수밖에 없는 환경파괴를 최소화하고, 대안을 제시함으로써 철저한 사후 환경관리를 실시하기 위한 필수적인 분야로서 앞으로도 많은 연구개발이 요구되고 있다.

맺음말

   오늘날의 미래학자들은 다가오는 21세기를 바다를 무대로 한 해양산업이 크게 융성하는 이른바 '해양혁명(Marine Revolution)'의 시대로 예견하고 있으며, 세계 각국에서는 이러한 변혁의 물결에 편승하여 해양에 부존된 막대한 자원을 개발·이용하고, 해양환경을 보전하기 위한 노력을 경주하고 있다.

   이는 앞으로 세계 인구의 팽창과 더불어 육상자원의 대부분이 고갈될 것으로 예측되는 50년 내지 100년 후에는, 해양에서 광물자원과 에너지 자원을 얻을 수 있는 기술을 보유한 국가만이 거대한 해양부존 자원을 독점하여 국제정치와 사회·경제에 있어서 우위를 차지할 수 있게 될 것으로 보기 때문이다.

   일찍이 케네디 대통령은 1961년 미국정부의 해양연구조사 투자를 두 배로 증액시키는 안건을 국회에 제출하면서 "우리가 바다를 알고자 하는 것은 단순한 호기심 때문이 아니라 거기에 우리들의 생존이 걸려 있기 때문이다." 라고 역설했다. 미래를 내다보고 해양에 대한 연구와 개발을 추진한 그의 놀라운 통찰력은 30여년이 지난 오늘날 미국을 해양분야에서도 최선진국으로 만드는 시금석이 되었다고도 하겠다.

   바다는 이제 인류에 남겨진 마지막 자원의 보고(寶庫)로서, 그리고 미래의 생존의 장으로서, 확고히 인식되어야 한다. 바다는 하나의 인간도전의 장이며, 마지막 미개척지이다. 그러나 아직도 바다에 대한 인간의 지식은 충분하지 않으며, 앞으로 모든 국가들이 해양환경보전을 위한 공동노력을 경주한다면 오염되고 있는 바다는 되살아 날 것이며 인류의 미래 생존에 있어 가장 중요한 역할을 하게 될 것이다.