민물양식의 수질관리

Ⅰ. 수질환경에 대한 인식 우리나라에서 공해․환경 문제가 사회적으로 부각되기 시작한 것은 지난 ´70년 대초 부터라고 할 수 있다. 용어에 있어서도 공해방지란 개념에서 환경관리라는 개 념으로 뜻이 확대되고 있다. 그리하여 수질환경은 우선 내수면에서 볼 때 과거에는 인간에 의한 수질오염이 적었고, 또 자연정화작용이 컸던 시대였으므로 오늘날과 같이 양어의 배수 등은 문제시 되지 않았고, 오히려 고기가 건강하게 성장하고 있 는 물이 청정하다는 것을 상징하였으나, 현재는 수량이 감소되어 오염문제를 일으 키고 청정한 수질은 한계에 달했다고 할 수 있다. 한편, 해면에서 볼 때 지난 1963년 정부의 경제개발 5개년 계획을 시발로 산업화 시대로 접어든 연후 1967년 울산공업단지조성에 이어 잇달아 조성된 남해안의 주요 임해공단 주변은 필수적으로 산업폐수가 연안어장을 오염시키게 되었다. 특히 남해 안 일원의 양식장 집중개발은 1980년대에 들어와서 비로소 성행하기 시작한 가두리 어류양식장과 ´70년대부터 성행한 굴 양식장에서 현재 자가오염에 의한 양식장 노 화현상으로 수질환경 변화가 지속적으로 일어나고 있으므로 이에 대한 적절한 사전 예방대책이 요망되고 있는 실정이다. 또한, 양식장의 집중개발과 해양오염의 심화에 더불어 적조의 발생은 1980년대를 기점으로 볼 때 그 이전의 무독성 규조류에 의한 국부적 소규모의 단기적조에서, 그 이후의 유독성 편모조류에 의한 광역적 대규모 의 장기적조가 발생되고 있다. 이와 같은 수질환경보존 대책의 장기적 안목에서 당원에서는 ´70년대초부터 소 위 4대강하구의 수질오염조사를 비롯하여, 현재 매년 전국 수요 내수면의 댐, 호소 의 수질조사를 실시하고 있고, 또 전국 연안의 중요 어장과 공단주변해역에 대한 종합적이고 계속적인 환경조사를 실시하면서 수질오염감시사업을 실시하고 있다. 이러한 가운데, 우리나라의 수질환경보존법 및 해양오염방지법이 1977. 12. 31 각 각 법률 제3078호, 3079호로 최초 공포되었다. 이어서 그 시행령은 1978. 6. 30 환경 보전법시행령이 대통령령으로 공포되어 하천, 호소, 해역의 수질기준을 설정하였고, 1978. 9. 25 해양오염방지법시행령이 대통령령으로 공포되어 해상시설, 선박으로부 터 기름, 폐기물의 배출을 규제하게 되었다. 결국 이와같은 오늘날의 수질환경오염 문제를 볼 때 첫째, 내수면에서는 4대강유역, 하천, 댐호는 다목적 댐호로서의 구실 을 다하고 있으나 상류나 유역의 인가, 축사 등에서 유입되는 오물, 그리고 댐호내 에서 양식되고 있는 가두리양식 등으로 인한 오염으로 자정능력이 상실되어 상수원 으로서 댐호의 수질이 오염되어 가는 실정이고, 더욱이 공장배수 및 농업배수 등이 또한 크게 문제시되고 있다. 둘째, 해면에서는 각종 오염물질의 증가와 오염원의 다 양화로 수질오염이 확대되어 연안수산생물자원에 직접, 간접으로 영향을 미쳐 자원 의 감소는 물론, 수산생물의 산란․성육 수역이 위협되고 있으며, 이는 적조피해와 함께 양식장의 자가오염에 의한 노후화 등의 문제와 결부되어 연안어장의 환경개선 대책에 경종을 울리고 있다. 한편, 1970년대부터는 정부에서도 연안어장의 목장화를 위해 전국 연안에 13개 수산자원보존지역을 설정하여 수산자원조성과 기르는 어업의 육성에 힘을 기울이고 있는 실정에 비추어 볼 때, 각종 수질환경오염대책에 대해서는 정부의 각종 시책과 더불어 범국민적 인식은 물론, 특히 양식 어민들 스스로가 어장피해에 대한 피해예 방에 힘을 기울여야 할 것이다. Ⅱ. 내수면양어의 용수관리 1. 내수면양어와 물 물은 양어뿐만 아니라 모든 수서생물의 생활근원이다. 또한 물, 종묘, 사료는 소 위 양어의 3요소이다. 이러한 양어의 대상으로서 물은 현재까지 하천, 호소등 대부 분이 지표수를 이용해왔으나 현재는 경우에 따라 이것의 부족을 채우기 위해 지하 수를 이용하게 되었다. 어떻든, 양어용수는 수량도 풍부하고 수온도 적당해야 한다. 유수양어의 경우라면 500∼600ℓ/초의 수량이 공급되어야 한다. 또한 담수에 함유된 염분량은1ℓ중에 겨우 500㎎이하로서 이러한 성분의 차이가 어족의 생산에 크게 관 여하고 있다. 따라서 양어장의 선장은 목적과 사육어종에 적합한 수온, 비중 및 교환수질의 변 화 등을 충분히 사전에 조사해야 한다. 양어중에 끊임없이 변화하는 수온, 비중, 수 량등의 변화, 플랑크톤의 증감, 용존산소량의 부족, 잔류사료(먹이찌꺼기)와 유기물 의 분해, 또 어류의 배설물에 의한 암모니아의 축적과 함께 병충해의 증가 등으로 어류의 성장저해 및 때로는 대량폐사가 발생하기도 한다. 한편, 어류의 중요한 발병 요인을 보면 수온, 광선의 밝기와 그 주기성(색조 및 색채 포함), 물의 화학적조성, 생물상의 기형적 천이, 먹이의 유효성, 물속의 이동하는 그림자에 의한 자극빈도 등 에 이르기까지의 여러 가지 환경요인이 작용하고 있다. 따라서, 양어장의 수질관리 는 성공적인 양어의 관건인 것이다. 그러나 현재 내수면을 활용하는 주요어종의 양식은 대량의 사료를 투여함으로써 양어장 주변의 하천이 분(糞), 먹이찌꺼기, 기타의 물질에 의해 수질은 물론 저질까 지 때로는 심하게 오염되어 가고 일부수역에서는 자연정화능력(自淨能力)을 초월가 게 되어 상수원의 오염등 심각한 수질환경오염 문제를 초래하기도 한다. 2. 우리나라의 용수이용 현황 가. 용수이용 우리나라는 지난 ´60년대까지만 해도 물의 수요량이 그다지 많지 않아 갈수 기에도 하천의 자연유량만으로 대략의 목적을 이룰수 있었으나, ´70년대 이후부터 급속한 경제성장과 더불어 물의 수요량이 늘어나 생활용수, 공업용수, 농업용수 등 의 수장원을 확보하기 위해 정부에서 비상한 노력을 하게 되었다. 우선, 우리나라의 용수수급에 관해 약간 살펴보기로 한다. 우리나라의 수자원개발 현황은 지난 ´61년부터 수자원의 다목적 이용방안으로 연차적으로 섬진강, 남강, 합천, 소양강, 안동, 대청, 충주 다목적댐 등 7개댐과 낙동강하구언(둑)을 건설하므 로써 이곳에서 연간 약 90억톤의 용수공급이 가능하게 되었고, 이어서 ´70년대 이 후에 들어 착공 또는 완공되기 시작한 주암댐등 4개의 대형댐을 비롯한 11개의 중 규모댐이 완공되면 연간 30억톤의 용수공급이 이곳에서 가능하다고 한다. 어떻든 1970년 현재 기준에서 우리나라 용수이용의 총량은 약 134억톤 (이중 지표수는 약 100억톤), 1981년 현재 약 200억톤을 상회하였다. 또한, 우리나라의 부존 수자원은 약 630억톤으로 추정하고 있다. 그러나, 우리나 라의 양어용수량에 대해서는 이와 같은 수자원이 어느 정도 이용되고 있는가의 조 사결과 및 장래예측에 관한 정확한 자료가 아직 밝혀져 있지 않다. (참고로 일본의 경우는 내수면양식업의 사용수량은 총 산업용수량의 약 10%정도이고, 또 전국 지하 수 자원량의 약 5%가 양어에 이용되는 것으로 나타남). 결국, 우리나라 수자원은 전국에 산재한 1,500여개의 저수지, 소양강 및 팔당댐등을 비롯한 수체(水體)와 아 산호등의 인공호 그리고 4대강이외의 전국 하천에서 물의 유출로 인한 낭비를 막고 이를 잘 이용한다면, 산업․경제발전의 비약과 더불어 담수양식에도 크게 기여하게 될 것이다. 나. 내수면양어의 용수이용 우리나라 내수면 수면적으로 국토 9,929천 ha대비 2%에 해당하는 약 200천 ha로, 그 구성은 대체로 댐․호가 66천 ha, 강․하천이 92천 ha, 저수지가 41천 ha, 늪이 1천 ha로 되어있다. 1975. 12. 31 내수면어업개발촉진법의 제정을 계기로 내수면양식어업이 실질적인 발전을 시작하여, 1987년말 현재 기 개발된 것이 73천 ha (총 수면적 200천 ha의 37%)이지만, 총수면적의 61%인 122천 ha는 국토이용개발계획상 상수원부호구역 등 으로 지정되어 수산용으로 활용하기 어려운 설정이다. 한편, 산업의 발달에 따라 물은 수요가 공급을 상회하게 되고, 오염되기도하여 청 정한 수질은 한계에 다달했다고 할 수 있다. 그래서 향후 양어업자는 위험을 안고 서 고밀도 사육을 하지 않을 수 없게되고, 더욱이 양어배수도 상수원 오염 등 공중 의 주목을 받게 되므로 지금까지의 안일한 자세를 취할 수 없게 되었다. 더욱이 지 금까지는 사용하는 물의 량과 질에 관심이 주어졌지만, 앞으로는 이와같이 한정된 수장원을 유효하게 이용함과 동시에 양어경영을 위협하지 않는 범위에서 방류에도 신경을 써야 한다. 비록, 양어는 공업과 같은 유해물질을 배출하지는 않더라도 부영양화와 관련해 볼 때 수질을 오염시킨다. 참고로, 현재 우리나라 내수면양식의 가장 큰 비중을 차지하는 댐호내에서의 향 어와 잉어의 가두리양식은 수질오염원으로서 중시되고 있다. (참고 : 댐호내의 잉어류 가두리양식 수면적은, 수심 20m이상을 기준으로 하여 볼 때 약 10%에 해당하는 6,600ha로 추정됨) 3. 수질환경과 오수처리 오늘날 수질오염을 산업폐기물 및 폐수처리장에서 나오는 배수가 문제시된다. 물론, 처리장에서는 여러 가지 유기물을 질소, 인, 탄산가스 및 기타 다른 금속물 질로 분해시키지만, 이러한 처리결과로 생겨난 단순히 물질이 물을 기름지게하고, 조류등 식물성플랑크톤의 번식을 촉진하여 때로는 부영양화를 초래하므로 문제가 된다. 한편, 오수의 관리에 있어서는 항상 지표수가 문제되고 있다. 즉, 지표수는 그 토 양에 대해 거름이 되는 물질을 포함하지만, 여러 가지 수서생물에 대하여는 유독한 잔류성 농약 따위를 함유하는 경우가 많기 때문이다. 비록, 수질이 수산생물에 대해 치사량농도 이하라고 할지라도 장기간에 걸쳐 수서생물에 피해를 주지 않는다는 확 실한 보장은 되지 않는 실정이다. 일반적으로 하천, 호소 등 내수면의 수질은 상수언수, 농업용수, 수산용수, 공업용 수등 사용목적에 따라 수질환경기준이 설정되어 있고, 또 분뇨, 하수, 폐수 등에 대 해서는 방류수 수진기준이 설정되어 있다. 또한, 오수처리 문제와 관련하여 볼 때, 현재 제1처리는 고형물을 제거하고 BOD 의 약 55%를 제거하며, 또 제2처리에서는 BOD의 90%이상을 제거 하고 있다. (2차처리는 1차처리의 2배이상의 비용이 소요됨). 물론, BOD의 감소가 되어감은 중요하지만, 그결과로 일어나는 하천, 호소의 부영 양화는 무시할 수 없는 것이다. 하수를 처리한 그 물은 인산, 무기질소 등이 많이 포함되어 있고, 이러한 물이 연안에 유입될 때 과연 완벽하게 하수가 처리되었다고 는 할수 없다. 더욱이 내수면양식의 입장에서 볼 때, 호소와 같은 폐쇄성수역에서는, 해역(바다) 과는 달리 질소 및 인의 수질기준치를 설정하고 있지는 않지만 (하천, 호소의 수질 환경기준 조사항목은 pH, BOD, COD, 부유물질, 용존산소, 대장균수 및 중금속류 임) 앞으로는 내수면양어의 지속적인 발전을 위해서는 수질환경문제와 관련하여 양 어장에서 배출되는 유기물배수에 대처해야 함은 물론, 자연에 서식하는 수서생물의 보호와 자연수의 보존에 대한 중요성을 양식어민들 스스로가 더욱 잘 이해해야 할 것이다. 4. 어류 1㎏의 생산에 필요한 용수량 일반적으로 경영의 합리화를 기함과 동시에 올바른 수질관리를 위해서는, 양어 를 위한 최적수량(水量)을 구할 필요가 있다. 이 경우 사료의 질과 량, 수온 및 용 존산소등의 수질, 어체크기, 환수율 및 유속 등의 여러 가지 요인이 복합적으로 관 계된다. 그러나, 엄밀한 것은 제쳐놓고 순전히 1㎏의 어류를 생산하는데 어느정도의 용수량이 사용되고 있는가를 알아보면, 사육기간중의 총 사용수량(t) ÷ 사육기간중 의 총중량 (㎏)의 값으로 나타내고 있다. 실험결과에 따르면, 이 값은 주요 양어대 상 어종별로 볼 때, 무지개송어에서는 80∼190의 범위(실태조사결과에서는 150∼600 으로서 매우 다량의 물이 사용된다고 함), 은어에서는 10∼50의 범위(실태조사결과 는 20∼780의 극히 큰 폭의 값을 보임)의 값이 적당하다고 한다. 또한 잉어의 유수 양어에서는 수온은 달라도 무지개송어와 비슷한 수량을 필요로 한다고 본다(실태조 사결과는 800정도로 나타남) 뱀장어에서는 지수사육이 가능하여 지수지(止水地)가 병용되고 있기 때문에 적당 한 용수량을 구하는 것이 매우 어렵지만 양수계(量水計)를 붙여 측정한 결과에 따 르면 3∼13정도로서 충분하다고 한다. 물론 이 값은 지역특성에 따라 차이가 있겠 지만, 양식방법에 따라서는 대략 다음과 같다. 즉, 지수식, 반유수식, 유수식 사육에서는 24∼193이고, 순환여과방식에서는 1∼3 으로 되어 있다. 따라서 틸라피아의 경우도 뱀장어와 거의 같은 정도의 값이 얻어 지고 있고, 또 무지개송어와 유수식 잉어양식과 같은 지표수의존형의 경우에는 시 험적으로 계산된 최소필요량과 실제사용수량의 사이에는 큰 차이가 없었다고 한다. 그러나, 은어 및 뱀장어와 같이 지하수를 사용하여 양어를 할려고 하는 경우에는, 지하수는 용존산소가 부족하므로 폭기를 하는 등 용수절약 방법에 대하여 충분한 검토가 필요할 것이다. 5. 오염부하에 의한 피해와 수질정화 급이양어에 의해 어류를 생산하는 경우, 어느정도 질소 및 인의 부하가 가해지 는가를 간단히 계산할 수 있다. 즉, [(총급이량)×(사료중의 단백질함량÷6.25)]- [(총증중량)×(어류의 질소함량)]=양식기간중에 물로서 유출된 질소의 량이다. 여 기에서, 사료중의 단백질함량은 포장에 %로 표시되어 있고 (보통사료는 약 30∼ 40%임), 또 어류의 질소함량은 생어체중량의 2.5%이다. 사료의 단백질ㅇ등에 함유 된 질소는, 이론적으로 어체중에 35%가 축적되고, 분(糞)중에 20%, 요(尿) 및 아가 미부터 45% 각각 배출된다. (그러나, 실제로 질소의 어체중에 축적량은 25∼30%로 서, 이론적인 계산값 보다 5∼10%의 유실이 따름) 또한, 인의 경우는 시험결과 사료에 함유된 인의 28%가 잉어의 어체에 축적되고, 나머지는 분중에 68%, 뇨중에 3%로 각각 분해되어 체외로 배출되고, 질소와는 달 리 대부분이 분으로서 배출되고 있다. 또 시판되는 사료중의 인함량은 1.5∼1.9%이 고 어체중의 인함유량은 0.6∼0.8%로서 질소에 비해 폭이 크다고 할 수 있다. 실제의 양어장에서, 보통의 사료를 사용하는 경우에는 고기에 흡수되는 비율은 20∼30%이고 나머지 70∼80%는 유수양어 및 가두리의 경우 양어장 밖으로 유실되 고, 지수양어에서는 저질에 축적된다. 이와 같이, 아무리 능숙하게 사육을 하더라도 사료에 함유된 질소 및 인의 25∼30%는 어체에 흡수되지만 나머지 70∼75%는 유 실된다. 지수양어의 경우, 질소는 25%가 수중에 유출되고, 또 인은 그중 70%가 저질에, 수%가 수중에 유출된다. 결국, 호소의 부영양화에는 인이 주된 역할을 하므로 이와 같은 실태를 고려할 때, 양어배수의 정화는 배수중의 고형분을 제거할것과, 또 사료 의 BOD가 분의 BOD보다 크므로 사료의 낭비(허실)를 막는 것만으로도 상당히 부 하의 경감이 될 수 있다는 것이다. 양어배수의 특징은, 유수양어는 저농도로서 대량이고, 지수양어는 고농도로서 비 정기적으로 배출된다. 양어업자가 경영규모 가운데서 설치 가능한 배수시걸, 처리장 치 등 설비비의 경비지출이 현실적으로 매우 어렵고, 또 저렴한 장치가 개발되어 있지 않으므로, 이와같은 종류의 폐수처리 기술은 현재까지는 일반적으로 처리기술 이 복잡하고 경비가 많이 소용되고 있지만, 그렇다고 수수방관할수 없는 입장이다. 따라서 현재로는 배수처리 및 수질정화에 있어서 다음과 같은 손쉬운 방법을 우선 고려해보아야 할 것이다. 즉, 첫째, 적정한 급이와 함께 사료효율이 높은 양질의 사료를 사용하여 사료의 낭비 및 양어배설물을 줄이도록 하고, 둘째, 배수를 공공용수에 흘려보내기 전에 가 능한한 분(糞)등의 고형물을 제거하도록 노력해야 할 것이다. 예를들어, 유수지에서는 침전지를 만들어 분을 한곳에 모은 다음에 이것을 별도 로 토양으로 환원시키는 장치를 하도록 하며, 여기에는 트랩이나 회전원판 등을 설 치하여 배수로를 간편한 정화조로 간주하는 것이 좋다. 또한, 지수지 등에서도 뻘의 유출은 상당한 부하를 주고 있으므로 침전조의 설치가 필요할 경우가 있을 것이고, 그밖에 농업용 유지(留池)등의 경우에는 휴경작지를 활용하여 일종의 침전지로 활 용하는 것이 가능하다. 6. 양어방법별 수질관리 양어의 기본조건은 적절한 환경조성과 먹이의 관리이므로, 양어는 첫째로 어류 가 안전하게 살수 있는 환경을 조성한 후에 먹이를 주어 양성시키는 것이 환경관리 의 기본이다. 실험예를 보면 실뱀정어를 적절한 환경하에 먹이를 주지않고 두면 수질오염이 되 지 않으므로 150여일동안 생존했으나, 먹이를 주면서 배설물이나 먹이찌꺼기를 제 거하지 않을 경우 병에 걸려 폐사하는 것이 많았다고 한다. 일반적으로 수온이 낮은 경우에 저수(貯水)하여 수온을 높혀주므로써 잉어의 부 화나 치어의 양식을 하고 있다. 또, 저질이 부식질로서 강산성 pH(3.5∼5.0)을 나타내는 못(池)은 생산성이 낮으므 로 생석회(CaO)를 넣어 수질을 개선시킴으로써 플랑크톤을 증가시킨다. 한편, 유기물의 분해나 어류의 배설물에서 물속에 나가는 암모니아 태질소는 어 족의 성장에 영향을 미치고 지나치면 폐사하는 경우가 있다. 어류에 의한 암모니아 분비량은 잉어, 금붕어, 무지개송어 등은 어체량 100g에 대 해 하루 25㎎정도이고, 비교적 행동이 둔한 어족은 그 절반 정도라고 한다. 물론, 자연수에 있어서는 자정작용으로 암모니아의 산화와 질소화합물의 동화로 암모니아의 무해화(無害化)가 일어나지만, 이러한 자정작용도 pH6.7또는 염기도 0.1 이 되면 정지한다. 즉, 양어지에서 먹이 찌꺼기와 배설물을 제거함으로써 암모니아 의 무해화를 촉진시키도록 노력해야 한다. 특히, 용존산소의 부족을 개선하기 위해 양어지에서 낙차를 이용한 주수, 수압을 이용한 분수, 또는 모타에 의한 물의 교반, 산소펌프에 의한 폭기장치 등을 설치한 다. 그리고 용천수나 지하수는 산소함량이 적고, 질소가스가 130%이상 함유한 경우 가 있으므로 충분히 폭기하여 질소량을 줄이고 산소량을 증가시키도록 노력하여야 한다. 가. 지수식양어장의 수질관리 못양식장은 넓은 면적에서 다량의 물을 이용하게 되므로, 양어용수는 주로 하 천수나 저수지로부터 확보하게 된다. 그러나 이들 수원자체가 도시생활하수, 산업폐수, 농경지로부터의 농약유입등에 의한 오염을 받을 경우가 많으므로, 각종 오염원의 가능성을 참작하여 양어용수로 서 최근에는 지하수를 확보하기 위한 노력을 많이 하고 있다. 못양식은 원칙적으로는 물의 증발이나 누수 또는 포획시의 배수를 제외하고는 물 을 보충하지 않지만, 수질이 먹이찌꺼기나 배설물에 의해 악화되었을 경우, 인위적 으로 주․배수를 하여 물을 적절히 보충하거나 전량 교환하므로서 수질오염 문제를 해결 할 수 있다. 못양식에서는 적절한 수질관리로서 잉어등은 약 100평에서 연간 300∼400㎏을 생산 할 수 있으며, 양식어의 수용량은 수질 오염문제부다 주로 수면 으로부터 녹아드는 산소의 량에 비례한다고 할 수 있다. ① 수온관리 : 지수식못양식은 잉어, 뱀장어, 메기, 가물치, 미꾸리등 온수성 어류 의 양식에 이용하고, 사육용수의 수온관리는, 봄에는 수온상승을 돕도록 못을 채운 다음 새로운 물을 보충하지 않도록 하고, 여름에는 수온이 30℃를 넘으면 주수하여 수온을 27∼28℃로 낮추어 주고, 가을에는 수온하락을 억제하기 위하여 가능한 주 배수를 억제한다. ② pH의 변화 : 먹이쩌꺼기와 배설물의 분해로 수중에 질산염 등 영양염이 증가 하므로서 녹조류가 많이 발생하고 맑은 날은 식물성플랑크톤의 광합성작용으로 수 중의 탄산염이 감소되어 수질이 알카리성으로 되고 용존산소량도 증가한다. 식물성 플랑크톤이 많은 양어지에서는 새벽에 약한 산성인 pH6.5이던 물이 맑은날 오후에 는 pH9.5까지 올라가는 수도 있다. 이와 반대로 밤에는 식물성플랑크톤의 호흡작용으로 용존산소를 소비하고 탄산가 스를 방출하므로 수중의 탄산염이 증가하여 pH는 산성방향으로 낮아진다. 담수에 있어서 어류의 생활에 적합한 pH는 6.5∼9.0이라고 할 수 있으며, pH측정 은 이른 새벽에 한다. ③ 용존산소의 변화 : 물속의 산소량은 공기중의 1/30밖에 되지 않으므로 수중산 소가 어류의 호흡에 의해 소비되면 공기중의 산소가 물의 표면에서 녹아 들어간다. 그러나, 수온이 높을수록 용존산소량의 용해도는 감소하고, 수온이 낮을수록 산소포 화도는 높아지는 현상이 있으므로, 여름에는 특히 산소부족에 주의하며, 수중의 녹 조류가 밤에는 호흡작용으로 산소를 소비하므로 흐린날이 계속된 다음날 새벽에 산 소부족으로 대량의 양식어가 폐사하는 일도 있으므로 주의를 요한다. 또 양어지 바 닥에 유기질이 쌓이면 이들의 부패에 많은 산소를 소비하므로 문제가 된다. ④ 암모니아의 변화 : 사육밀도가 높은 수중에서 암모니아가 축적되어 암모니아 의 독작용으로 어류의 생활에 악영향을 미친다. 즉, ㉠ 온도의 변화, pH의 변화, 산소부족시 그 영향도가 높아진다. 또㉡ 정상적 인 성장을 방해하고, ㉢ 생식소의 성숙에 나쁜 영향을 미치며, ㉣ 병에 대한 저항을 감소시킨다. 특히, 암모니아는 pH가 높아지면 독성이 강하게 나타나 pH7을 기점으 로 pH8에서 10배, pH9에서 100배로 그 독성도가 강해진다. 어류에서는 대부분의 암 모니아가 아가미를 통해 배설되고 잔여분은 오줌으로 배설된다. 담수어의 질소 배 설량중 80%는 암모니아이고 나머지 대부분은 요소이다. 또한 수중의 암모니아는 비 이온화된 암모니아(NH3)의 형태만이 독성을 나타내고, 이온화된 암모니아(NH4 +)는 수중에서 어류조직의 벽을 통과할 수 없다. 따라서 NH3의 양은 pH가 높을수록 증 가하고 어류의 조직벽을 통과하여 체내에 들어가므로 어류에 악영향을 미친다. 그러므로 암모니아량을 최소한도로 유지시키기 위하여 지수식 못양식에서는 최소 한의 수온변화에서 주․배수의 적절한 관리가 중요하다.(순환 여과식 양식시설에서 는 생물여과를 해야함). 나. 유수식양어와 수질관리 유수식양어의 수온은 못양식에 비하여 하계수온이 보통 5℃정도 낮으므로 냉 수성인 송어양식에 적합한 방법이지만, 온수성 어류양식에는 성장이 느리므로 적합 하지 않다. 양식수용밀도는 통과하는 수량에 비례하여 중가시킬 수 있고 보통 10 0∼200㎏/㎡까지 기를 수 있다. 한편, 송어는 산소요구량이 높아 보통 7ppm정도 유지하여야 하고, 최저일 경우에 도 5ppm이상을 유지해야 하지만, 온수성인 잉어등은 최저 산소요구량이 3ppm정도 로 낮으므로 지수식 못에서도 충분히 양식할 수 있다. 그러나, 잉어를 유수식 양식 으로 할 경우 수온을 온수성어류의 성장에 적합한 24∼28℃정도로 유지되는 곳이면 최저 산소요구량이 낮으므로 많은량을 수용할 수 있다. 결국, 유수식 양어는 어떤 어종이든 배설물의 처리는 자동으로 배출되는 물에 의 하여 제거되므로 양어지내에서의 수질관리에는 별도 조치가 필요 없으나, 배출되는 사육폐수에 의한 하천오염이 문제가 된다. 다. 가두리양식과 수질관리 가두리양식은 망목이 클수록 물의 교환이 잘되므로 산소공급과 대사노폐물의 반출이 쉽고 어느 정도 고밀도로 수용하여 양식할 수 있다. 보통, 잉어양식의 경우 100㎡(가로5m×세로5m×깊이2m×4개)의 가두리 1조에서 연간 8∼10톤을 생산할 수 있으며, 여기에 필요한 필요량은 사료계수를 1.5로 보았을 때 연간 12∼15톤의 사료가 투여되므로, 가두리망 밖으로 배출되는 양어배설물과 사료찌꺼기를 고려할 때 장기간 양어시와 과다 시설시는 가두리 주위의 수질에 많은량의 유기물질 확산 으로 수질유지에 문제가 된다. 수중에 용해된 유기물은 세균의 분해작용으로 부유생물의 주요 영양염류인 질산 염 등으로 변하며 이때 다량의 산소를 소비하여 탄산가스를 배출하고, 또, 산소가 부족한 깊은곳 에서는 혐기성세균이 번식하여 유독한 황화수소를 발생시킨다. 가두리양식장은 넓은 댐호등을 이용하므로 현재로는 인위적인 수질관리는 어려우 나 시설물량의 조절과 적절한 사료 투이로 양식장 주위의 수질관리에 유의하여야 할 것이다. 수면의 자정능력을 감안한 생산량은 ha당 최고 1톤 정도의 시설이 적당 하다. 그러나 댐호내의 가두리양식업이 오늘날 수질오염원으로 지목되고 있으므로, 향 후 댐호내에서 이용할 수 있는 방법은 오물을 가두리 밖으로 뽑아내 처리하는 폐쇄 식 가두리 이용방법이 고안되어야 할 것이다. 라. 순환여과식양어의 수질관리 순환여과식 양어는 좁은 면적에서 다량의 어류를 양식하므로 어류의 호흡에 필요한 산소보충과 대사노폐물의 제거는 순환되는 물을 따라 인위적으로 처리한다. 산소보충은 순환공급 되는 물을 폭기 또는 분사시켜 주수한다. 사료찌꺼기나 대사 노폐물은 배출수를 따라 1차로 침전기에서 고형물을 침전, 분리제거하고 암모니아 (오줌)는 여과지의 여과시설을 통과하면서 분해시킨다. 즉, 암모니아는 여과지 표면에 부착한 아질산균의 작용으로 산화하여 아질산염으 로 되고, 아질산은 다시 질산화세균의 작용으로 산화 분해되어 질산염으로 되면서 독성이 없어지게 된다. 질산염은 여과지재에 부착된 부착규조류 또는 녹조류 등의 생활 영양원으로 이용되어 수중에서 제거된다. 여과지를 통과한 물은 보일러에 의 해 가온된후 다시 펌프로 퍼올려 사육탱크로 보냄으로써 계속 사용할 수 있다. 이 과정에서 암모니아제거는 각종 분해세균의 작용으로 진행되므로 인위적 강제여과로 서는 치러되기 힘들고 효율적인 생물여과만이 암모니아량을 최소로 할 수 있다. 생물여과를 위한 사육지와 여과지의 이상적인 구성비는 1:1이 좋으나 시설, 경제 성을 고려하여 1:0.5정도로 하면 다량으로 배설되는 암모니아를 제대로 처리할 수 있다. 7. 순환여과 시스템 가. 순환여과 시스템의 기본적 고찰 고밀도사육으로 용수절약형의 순환여과식은 토지, 노동력, 용수, 가온연료비 등의 상승에 따른 양어환경의 악화에 대처할 수 있는 방식으로, 그 처리비용의 제 약과 함께 정화에 한계가 있음을 인식하여 능률적으로 이용하는 것이 중요하다. 예를들어 100%의 사료효율이라 하여도 수분을 보정한 사료성분의 전환효율과 에 너지이용효율은 낮고, 또 급여한 사료성분의 대부분은 먹이찌꺼기 및 배설물로서 수중에 축적된다. 전술한바와 같이 어체내에서 소화된 사료성분은, 물, 탄산염, 암모 니아염, 황산염, 인산염 등으로서 아가미(호흡)와 신장(오줌)으로부터 배설된다. 먹 이찌꺼기 및 분은 직접 또는 가용성물질로 되어 미생물의 중식에 이용되고, 분해되 기 힘든 유기물 이외는 어체내에서 소화되어 무기물화 한다. 동시에 질산화작용으 로부터 양어지수질의 산성화, 알카리도의 감소, 질산염의 축적등이 생기고 잇다. 나. 순환여과지의 수질관리 순환여과지의 시설은 지수(池水)의 순환폭기 및 가온하는데 드는 경비부담을 줄이기 위해 적정한 사육량을 유지하는 것이 중요하다. 살수여상법 및 회전원판법에서는 순환수가 정지해도 비교적 어류의 생존에는 지 장이 없지만 산소공급을 전적으로 순환수에 의전하고 있는 침수형여과지에서는 순 환수가 약30분만 정지해도 어류가 산소를 모두 소비해버리므로, 일반적인 관리사항 으로서 항상 순환계통로를 점검해야한다. 특히 암모니아가 20∼40ppm 이상으로 높을 때는 질산화에 관여하는 요인을 다음 과 같이 점검해야 한다. ① 여과지를 통과하는 물의 용존산소량(DO)농도가 1ppm전후일 때는 순환수량을 증가시켜야 하고, 양성지의 폭기 및 여과지의 송기(送氣)또는 분 및 먹이찌꺼기를 제거하는데 주력한다. ② 여과기통과 수질의 DO농도가 2∼3ppm이상이고, 지수의 송기(送氣)가 충분히 행하여져도 pH가 6.5이하이고, 또 알카리도가 0.4㎎당량/ℓ이하로서 양어의 섭이가 나쁠 경우에는 취양, 선별 및 여과지의 세정(洗淨)을 겸하여 환수한다. (혹한기에는 알카리성분의 보급을 검토한다.) ③ 여과지에 입․출수의 수위차가 5∼20㎝에 도달하고, 여재표면에 퇴적한 산화 오니의 상태로보아 물의 흐름이 나쁠 경우는 여과지를 세정한다. ④ 양성지의 수량 1㎥당 급이량이 1㎏/일(日)이상일 경우는 사육량을 줄이든가 정 화 설비를 보강한다. ⑤ 아질산이 0.1∼1ppm이상 되지 않도록 한다. 다. 수질정화의 기본 시스템 순환여과지에서 수질정화의 기본시스템은 사육지에서 나온 사육수를 먼저 침 전지에서 침강물을 침전, 제거시키고 여과지에서 물리적, 화학적, 생물학적 처리법 을 통하여 여과처리한 후, 처리수를 다시 사육지로 보내어 재사용하게 하는 것이다. 한편, 양어사육수의 정화처리법도 산업폐수처리공정의 시스템을 응용할 수 있다. 현재, 산업폐수처리공정에 이용되는 정화법은 ① 물리적방법(스크린처리, 침강, 부 상, 여과, 자외선처리, 오존처리) ② 화학적방법(응집침전, 흡착, 살균) ③생물학적방 법(살수여상법, 활성슬러지법, 회전생물원판법) 등이 있다. 따라서 양어용사육수의 정화처리도 이와 같은 산업폐수처리공정을 응용하여 물의 탁도를 제거(물리적방법) 하거나 분해성유기물을 제거(생물학적 방법)하고 있다. 양어용 사육수의 정화처리에서 현재까지 주로 이용되어온 방법은 자갈, 모래, 프 라스틱판 등을 여과재로한 물리․생물학적처리라 할 수 있다. 그리고 분해성유기물 을 제거하기 위한 미생물을 이용한 생물학적처리법을 이용하는데는 ① 질산화과정 (암모니아→아질산→질산) 및 ② 탈진산화과정 (질산→아질산→질소가스)의 2가지 반응과정을 포함하고 있다. 첫째, 질산화과정은 호기성 상태하에서 이루어지며, 최 종생산물인 질산은 비교적 안정되고 무독성이지만 수중에서 과도한 축적은 오히려 어류성장을 저해하므로 농도를 탈질산화 과정으로 바꿀 필요가 있다. 둘째, 탈진산 화과정은 사육수에 축적된 질산, 아질산을 혐기성 상태하에서 유리질소(N2)로 만드 는 과정이며, 보통 질산화과정이 끝난 사육수는 저농도의 유기탄소(C)을 가하여 탈 진산화과정을 효과적으로 일어나게 하고 있다. 라. 여과지의 구조와 기능 일반적으로 순환여과지는 사육지, 여과지, 침전지의 3부분으로 되는 것이 보통 이지만, 여기에 저수지 또는 고가조(高架槽)를 부설하는 경우도 있다. 이 3부분 가운데서 가장 중요한 여과지에는 사육수를 정화하고 사육지로 순환시 켜야 한다. 정화방법은 ① 모래․자갈을 이용하는 방법 ② 식물을 이용하는 방법 ③ 화학약품을 이용하는 방법 등이 있다. ① 모래․자갈이용법 : 상수도, 수족관등의 정화에 이용되며, 정화기능은 모래․자 갈의 기계적 작용, 피여과수중으로부터 모래층에 침착하는 뻘 및 교질상물질에의한 흡착작용, 모래충에 증식하는 조류, 미생물에 의한 동화작용 등 많은 작용이 서로 복합되어 이루어진다. ② 식물이용법 : 식물의 광합성작용은 CO2농도를 감소시키고 O2를 증가시킨다. 조류는 엽상부 전체에서 수중영양염류 (질산염, 암모니아염등)를 흡수하므로 순환 지중에 축적된 탄산가스(CO2), 질소(N2)화합물의 제거에는 매우 적합하다. ③ 화학약품이용법 : 위와같이 미생물 또는 식물의 작용에 의존하는 방식은 미생 물 식물의 중식이 제어되지 않고, 또 시설규모가 커지는 결점이 있다. 따라서 이온 교환수지를 이용하거나, 천연산(天然産) 함수알미늄규산염 등에 속하는 불석(拂石, zeolite)을 순환수조에 투입하는 방법 등이 있다. 결국, 순환여과식양어에서 사육수의 여과는 자갈, 모래충 기타 다공질막등 여과재 를 사용하는 것이 보편적인 방법이며, 이에 따라 여과재 표면에 미생물막(徾生物膜) 이 형성되면서 미생물에 의한 유해물질제거도 동시에 일어나기 때문에 보통, 기계 적여과와 생물학적여과를 통칭하여 여과라고 부른다. 현재 주로 많이 사용하는 여과재는 자갈, 모래, 패각, 프라스틱조각, 헌그물, 스치 로플 등이 이용되며, 대체로 어류 1톤을 생산하는데 1,400㎡의 여과표면적을 필요로 한다. 여과효율은 수중의 암모니아제거율로서 표시할 수 있는데, 암모니아의 산화율 은 여과재표면적, 미생물의 수 및 대사활력, pH, 용존산소, 그리고 사육수의 여과지 (여과조)의 통과시간 등에 달려있다. 마. 살수여상법(撒水濾床法) 살수 여상법은 여과제 (여재)로서 자갈, 패각, 프라스틱조각 등을 사용하며, 사 육수를 미생물막 (새균, 곰팡이, 기타 호기성미생물)으로 덮인 여재충 상부에 뿌림 으로서, 사육수중에 함유된 유기물이 미생물에 의해 흡착되어 호기적 분해가 일어 나면서 제거되는 방식이다. (그림1). 이방식은 여재사이로 이동하는 공기로부터 사 육수를 통하여 미생물점막에 산소가 공급되며, 점막으로부터 물질대사의 최종물질 인 탄산가스와 무기물질이 방출된다. (그림 1) 살수여상법을 응용한 여과방식 여재표면에 미생물이 과잉증식되어 미생물막이 두터워지면, 여재표면 부근에는 산소가 공급되지 않아 혐기성충을 이루게 되어 여재와 미생물의 점착성이 떨어져 탈락한다. 유기물의 제거효율은 여상의 상충부에서 가장 높고, 하충부로 갈수록 사 육수내 용존유기물이 감소되면서 제거효율도 떨어진다. 바. 회전생물원판법 이 방법은 원판을 수평회전축에 일정한 간격으로 배열시켜, 원판표면에 형성 된 미생물점막이 사육수내의 용존유기물을 제거 할 수 있도록 하는 방법이다. 생물원판은 산화반응 조내에 전표면적의 40%가 물에 잠겨 회전하면서 폭기가 일 어난다. 따라서 미생물에 산소보급이 연속적으로 일어나고, 원판에는 미생물중식이 계속 일어나서 과도하게 미생물막이 형성되면 회전에 의해 탈락되어 반응조내로 침 전, 여기에서 탈질산화과정이 일어난다. ※ 회전원판속도 : 1∼2ppm 원판재질 : 폴리에치렌, 폴리스티렌 등 (그림 2) 회전생물원판법의 여과 8. 순환여과식 뱀장어 양식 가. 사육시설(순환여과지 : 온실가온사육) 연간 15톤생산물 최소경영단위로 본다면, 사육지면적은 실뱀장어에서 식용뱀 장어에 이르기까지 200∼300평을 필요로 하며, 못깊이는 실뱀장어나 종묘양성시는 수심 40∼70㎝로 유지하되, 못벽은 수면위로 20∼30㎝정도 노출되도록 하고 원지(元 池), 2번池, 3번池의 순으로 차차 깊게 설계한다. 또, 成鰻池는 얕은곳이 수심 70∼ 80㎝되게 한다. 못바닥의 경사는 1/20또는 그이상 급경사를 두는 것이 효과적이다. 또한, 급이장은 통상의 수위보다 깊이 20∼40㎝ 높이고, 면적은 20∼30㎏을 방양하 는 원지(元池)이라면 80㎝×120㎝, 배수량은 30∼40ℓ/분으로 한다(사육량 1톤미만 의 못이라면 급이장 2㎡, 배수량 100ℓ/분 정도로 함). 여과조의 크기는 사육지면적 의 80∼100%로 한다. 한편, 기온설비는 비닐하우스, 보일러 및 부속설비로 된다. 보일러는 보통 온수 보일러의 수관식을 많이 사용하며, 열량은 평당 1,500∼2,000Cal/h가 필요하다. 특히, 보일러용량을 결정할 때는 가장 추울때의 조건을 전제로 20∼30%의 여유를 준다. 배관공사는 전면배관식과 집중배관식이 있다. (참고)․여과재료의 종류 : 석재(石材), 공조용충진재, PVC파이프 절단편, 활성탄, 어망 또는 그물 ․보일러 부속설비 : 수차, 펌프, 보일러, 에어블로아 등의 전기기구가 많이 소요되는데 필요한 전력은 대개 1,000㎡당 10Kw/h 정도이므로 이에 대 해 예비발전기, 각종통기장치, 환기문 등이 필요 나. 온실가온사육지 용수관리 (그림 3) 양만 온실 가온 사육시설 a형 b형 a형 : 사육지 개별 여과 b형 : 사육지 합동 여과 (3-1) 사육지와 여과조 배치도의 예 우통과 강우시긔 수위 (3-2) 연동식의 단면과 우통 (3-3) 비닐하우스와 사육지 (3-4) 보일러 배관방식 양만온실가온池는 당초 지수(池水)를 1일 2∼3회 환수하는 유수식방식 이었지 만, 생산비절감, 용수절감을 위해 현재 환수율 50%이하의 반유수식 또는 지수에 의 한 사육이 주류를 이룬다. 그러나 용수량절감과 함께 지수에의 오탁물질의 축적이 문제되고, 또 침전조 및 여과조 등의 용수정화장치의 도입이 필요하게 되었다. 용수관리사항을 요약하면 다 음과 같다. ① 수온 : 가온경비를 제외하면 28∼30℃의 수온에서 사육함이 성장효율면이 유 리하다. 10g정도의 소형어에서는 대형어에 비하여 적수온 범위가 비교적 높다. ② 산소공급 : 수차를 이용한다. 수차의 산소공급량은 조건에 따라 차이가 있으나 대체로 400∼1,300ℓ/시간 정도이다. 지수중에 70%이상의 산소를 유지하기 위해서 는 수차 1마력으로 600∼1,950㎏의 뱀장어가 수용가능하다. ③ 사용수량과 방양밀도 : 용수량을 충분히 사용하면 고밀도 사육(100㎏/㎡)이 가 능하지만, 대체로 1∼2개월 사육시 방양량은 10㎏/㎡정도가 좋다. ④ 오탁부하 : 지수(못물)의 오염원은 먹이찌꺼기 및 뱀장어가 배설하는 분뇨등 으로부터의 암모니아 및 요소(오줌)등이다. (고형물이 침전 또는 수중에 현탁됨에 따라 이곳에 함유된 질소가 분해되어 유기태질소에서 암모니아등의 무기태질소에 변화함) ⑤ 환경수오염 문제 : 못의 수질의 시간의 경과에 따른 변화를 보면 pH와 용존산 소가 차차 감소, 암모니아, 아질산 질산이 차례로 증가한다. 따라서 암모니아 및 아 질산의 제거가 온실가온지 용수관리의 중요한 과제이다. ⑥ 일반가온지(池)의 수질정화 먹이를 조금씩 제한하므로서 오염방지와 사료효율 을 크게 향상시킬수 있다. ⑦ 침전조의 효과 : 오니의 제거를 위해 침전은 반드시 필요하다. 고밀도수용의 경우, 오니로부터 질소의 용출을 방해하므로 세정회수를 증가시켜 야 할 것이다. ⑧ 순환여과방식의 용수정화효과 : 순환여과식은 현재 문제로되어 있는 수질환경 개선에 큰 효과가 있는 반면에, 그 기능이 저하하면 암모니아 및 아질산이 급격히 증가하고, 아질산중독을 일으키는 등 위험성도 있다. 특히, 여과조의 안정에는 1개월정도를 요하므로 그사이에 특별한 주의를 요한다. 질산의 증가에 따라 pH의 저하가 심할 경우 소석회의 정기적 살포등으로 pH의 유 지를 필요로 한다. 여과조의 부하량을 감소시키고 관리르 용이하게 하기 위해 침전 조를 병설하는 방식도 있다. 이 경우 침전조에서 현탁물의 20∼50%가 제거되며, 또 침전조를 세정하여 오니의 축적을 막으므로써 정화능력이 매우 높아진다. ※ 현재 가온순환여과식양민에서는 용수량에 대해 0.6㎏/㎥․일이상의 급이량을 장기간에 걸쳐 유지하기는 어려우므로 년간 최고 급이량은 180㎏/㎥정도이다. 이에 따른 생산한도는 수량 ㎥당 120㎏정도로 추정되지만, 실제의 사육량은 50∼100㎏/㎥ 으로 본다. 9. 순환여과식 틸라피아 양식 가. 사육 시설(수조사육) 사육지의 각 사육수조는 개별적으로 배수, 소독 및 수리가 가능토록 되어야 한다. 수조의 크기는 성어용은 지름 3∼5m, 수심 50∼100㎝, 치어용은 지름 1.5m이 내, 수심 50∼60㎝로 하고, 또, 바닥경사율은 수심이 얕을때는 5∼10%, 수심이 70∼ 100㎝이상일때는 15∼20%로 한다. 한편, 여과조면적은 사육지면적의 80∼100%정도로 하고, 여과재료는 석재, 썬라이 트판, PVC파이프절단편, 어망 등이 사용되나 썬라이트판이 가장 많이 이용된다. (여과재료의 구비조건은 표면이 넓고 거칠며 세균부착이 용이할 것) 또, 물속의 암모니아를 직접 흡수하여 물을 정화시키는 여과재료로서는 활성탄, 제오라이트가 이용된다. (그림 4) 틸라피아 사육수조 시설 (4-1) 수조 단면도 (4-2) 수조 평면도 나. 사육수조 용수관리 수온은 9월 하순∼익년5월말까지 20℃이상을 유지시켜야 한다. 수온을 1∼ 2℃ 상승시키기 위해서는 수량이 200㎥일 경우 하루 20∼40만 Kcal의 열량을 추가 하면 된다.(22℃). 한편, 순환여과식 수조에서의 사육밀도는 물 1톤당 30∼50㎏을 수용하여 2∼3개 월후면 80∼100㎏으로 성장시킬 수 있고, 10∼20g의 치어는 20∼30㎏/㎥을 수용한 다. 또한, 수질관리는 용존산소를 2.5∼3.0㎎/ℓ정도로 유지하고, 유속은 7.5∼10㎝/ 초, 암모니아는 6ppm이하로 유지한다. 10. 공기보급에 의한 양어장 환경개선법 가. 용존산소소비 원인물질의 제거 양식업은 경제행위이고 과밀양식과 급이에 의해 성립하므로 수질악화등이 이 러나기 쉬우며 양어에 적합한 수질환경을 유지하는 것이 필요하다. 수질환경에서 수질기준은 BOD, COD, 영양염류(N.P), 용존산소(DO), pH, 착색, 수온 및 저질 등 의 기준이 있다. 그러나 양어에 대한 DO농도는 가장 중요한 것으로서, 산소는 어류의 호흡에 관 여할 뿐만 아니라 수질환경 존재하는 많은 물질의 화학적․생물학적 산화분해를 지 배하는 가장 중요한 요인이기 때문이다. 또, 일반적으로 양어장에서 산소공급원은 대기중의 산소 및 플랑크톤의 광합성에 의해 방출되는 산소(O2)이다. 한편, 양어장에서 용존산소가 소비되는 요인(인자)으로서는 다음과 같이 산소자체 가 산화제로서 역할을 하는 부문 및, 생물화학적 분해에 의한 부분이 잇다. ① 먹이찌꺼기의 저질침강에 따른 분해(침강할때는 산소가 산화제로 작용하여 분 해, 먹이찌꺼기가 저질에 퇴적하면 표충에서는 호기적분해가 생기고, 저층부위에서 는 혐기적분해가 일어남. ② 어류의 호흡 ③ 어류배설물의 분해(저질에서는 먹이찌꺼기와 마찬가지로 분해함) ④ 야간에 플랑크톤의 호흡 ⑤ 사망, 침전하는 플랑크톤의 분해(먹이찌꺼기와 유사 분해) ⑥ 기타 혐기성 분해물(NH4-N, H2S)의 분해 등이다. (어류의 배설물인 NH4-N 및 요소, 퇴적한 먹이찌꺼기, 플랑크톤의 사체는 혐기성 분해로서 NH4-N, NO4-N, H2S, HS-, CO2, 아민류, PO4-P등을 방출한다. 어류에 유 해한 NH4-N, NH3-N, NO4-N, 아민류, H2S, HS-등은 용존산소농도가 높아지면 호 기성분해 또는 산화되어 무해한 NO3-N, SO4 2-로 변한다. 이 생물학적․화학적작용 으로 용존산소사 소비된다. 결국, 양호한 수질을 유지하는데는 용존산소 소비원인물질의 제거 및 용존산소의 공급으로 수질을 점검하는 것이 필요하다. 한편, 이와같은 용존산소소비원이 되는 물질을 제거하는 방법은 ① 과잉급이를 피하고 가능한한 먹이찌꺼기량을 감소시켜야 한다. (용존산소의 농 도를 높이는 것은 섭이율, 사료효율을 높이므로 적절한 급이와 함께 가장 중요한 대책이다). ② 플랑크톤의 밀도를 적절히 유지해야 한다. 플랑크톤은 용존산소농도의 상승에 기여하고 또 어류의 먹이로 되지만, 광합성작용을 하지 않는 밤에는 용존산소를 소 비하게 되는 용존산소 소비자로 변한다. 또, 광합성작용에 의해 HCO3 -가 소비되어 수중의 pH가 상승하고, 어류에 생리장애를 준다. 따라서, 지수식 양어장에서는 어종 에 따라 적당한 일정밀도를 유지하는 것이 바람직하다. 이렇게하기 위해서는 NO3-N 및 PO4-P의 제거, 또는 발생한 플랑크톤을 여과법등으로서 물리적으로 제 거할 수 바께 없다. 그리고 NO3-N은 탈질소법으로서, PO4-P는 황산알미늄으로서 침전시켜 제거한다. 나. 공기주입처리 시스템 양어장에서 오염부하처리 시스템을 설계하는 것은 경제적 문제도 있고, 또 제 거대상 물질의 농도가 낮으므로 일반적인 오수처리법으로는 적당치 않다. 오히려 양어지내의 용존산소수준을 고농도로 유지하고, PO4-P는 양어지내에 용존하는 Fe 와의 화합물로서 침전시켜 재용출시키지 않는 방법이 적당하다. NO3-N은 회전원판 등 고정식 생물막을 양어지내에 설계하여 탈질소를 실시하든지, 급수에 의한 회 석․방류가 적당하다. 한편, 용존산소를 높이 유지하는데는 일반적으로 폭기법이 사 용된다. 폭기법은 크게 나누어 수면교반방식(예, 水車, 그림 5-1) 및 수중산기방식(예, blower로서 送氣-散氣方式, 공기자동흡입 또는 송기하여 기포를 돌출시키는 방식, 그림 5-2)이 있다. 그러나, 위에서 말한 여러 가지 방식은 현장의 상태에 따라 적합하게 사용해야 할 것이며 대체로 다음과 같은 3가지 방식으로 나눌 수 있다. 첫째, 수온약층(보통 하계에 표충 가까이 수심 20∼30m에 나타나는 제1수온 약 층)이 발달한 경우에는 저층에만 산소를 공급하는 방법이 바람직하다.(그림 5-3). 왜냐하면, 저층에 공기포말(기포)을 주입하면 수중(水中)전체의 폭기가 되어 저층이 나쁜 수질이 표층수의 수질과 교환되기 때문이다. 둘째, 수온약층이 발달하지 않은 경우에는 수중전체의 폭기가 적당하다. 셋째, 가두리망내에서의 폭기 방법은 망을 경계로 하여 보통 물의 교환이 매우 적으므로 가두리망내에서 공기포말(기포)을 주입하면 가두리내에만 순환류가 일어 나고, 따라서 매우 효과적인 산소의 공급이 가능하다. 또, 폭기는 산소의 공급뿐만 아니라 탄산가스(CO2), 질소가스(N2), 기타 유독사스의 탈기효과를 포함하여 용존가 스의 균형을 자연상태로 가까이 가져가는 작용이 있다. 순수한 산소공급만으로는 이러한 효과가 없으며, 오히려 산소에 의한 가스병(病)등에 주의를 요한다. 이러한 종류의 폭기장치를 선정함에 있어서는 설비비, 유지관리비(소비전력량당 산소공급능력이 크고, 기기의 구조가 단순하여 견고할 것), 운전방법, 기기의 설치, 이동, 동력원의 종류 등을 고려해야 한다. (그림 5-1) 양축날개형수차(水車) (5-1-1) 프로펠라 수류기(水流機) 수심 20m 가지의 양어지에 적합함, 밧줄메달기식. 공기를 공급하며서 강력한 순환대류가 발생함. 양어용 가두리에 이용 (그림 5-2)水中散騎장치 최근에 개발된 폭기기계를 소개하면 (그림 5-4)는 전층(얕은수심의 경우) 폭기용 이다. (그림 5-5)는 (그림 5-4)를 응용한 시스템으로서 심충수를 공기흡입기(airlifter)로 빨아 올려 폭기한후 공기를 분리하고, 산소농도가 높아진 저층수를 다시 낮은 수층 으로 되돌려 보내는 시스템으로서, 부이(부자)로 수면에 고정, 유지한다. 또, 이것이 최대 특징은 모타로서 회전날개를 돌리고, 공기를 빨아들여(흡입) 수중에 극히 미세 한 기포를 돌출시키는데 있다. (그림 5-4에 나타난 자동흡입식 폭기장치는 활어수송 및 축양에도 적합하고 구조 를 바꾸면 유기물질이 많은 수질로부터 기포를 발생시키므로써 유기물질 및 현탁물 질등을 분리농축시키는 것도 가능하며, 해수정화에도 적합하다.). 결국 용존산소는 어류의 생존에 결정요소이고, 농도가 높을수록 좋다. 용존산소를 소비하는데는 여러 가지 요인이있으며, 그러한 요인에 의한 소비절대량은 어류의 호흡에 의한 소비량 보다도 많다. (그림 5-3) 스탠드 파이프형(Stand-Pipe) 심수층폭기설비 (그림 5-4) 모타직결자동흡인식 (그림 5-5) 빈산소층의 산소공급설비 폭기장치 따라서, 먹이찌꺼기 및 플랑크톤이 용존산소 부족을 가속화 한다. 또, 용존산소량의 저하는 저질로부터의 유해성물빌의 용출을 촉진하므로ㅅ 건전 한 어류의 성장을 위해서는 적극적인 폭기가 필요하다. 폭기는 용존산소농도를 상 승시켜 먹이찌꺼기등의 호기적산화분해를 촉진할뿐만 아니라, 유해가스의 탈기, 탄 산가스의 공급(pH의 조절)등 바람직하지 못한 가스의 균형을 자연상태에 접근시키 는 효과를 가진다. 이와같은 이유로서 가장 중요한 수질관리 기술은 용존산소농도의 관리라고 할 수 있다. 한편, 플랑크톤 및 유기현탁물질은 적극적으로 감소시키는데는 자동세전식여 과장치가 적당하다. 그러나, 이것도 여과전에 충분히 산소농도를 높혀줄 필요가 있 다. 11. 양어지의 석회살포 가. 석회살포의 효과 양어지의 환경을 조성하는 양어지바닥 또는 바닥흙의 문제와 관련하여 석회살 포의 효과를 검토하는 것은 매우 중요하다. 석회석은 식물에는 비료의 일종으로 필 수영양소인 칼슘의 공급원이지만, 그와는 또다른 이유로 양어지에 이용된다. 즉 양 어지바닥에 석회를 살포하면 다음과 같은 이점이 있다. ① 석회살포는 식물의 필수영양소의 하나인 칼슘을 양어지에 보급하게 되며, 만 약 이 경우 백운석질(白雲石質)의 석회석이 이용된다면 식물의 영양소가 되는 마그 네슘도 함께 보급하게 된다. ② 석회살포는 양어지바닥의 산성토양을 중성화하여 pH를 높인다. ③ 물의 경도와 알칼리도를 증가시켜 pH에 대한 완충작용이 강화된다. ④ 칼슘의 첨가는 갑각류에 유익하게 작용한다. ⑤ 석회살포 살균제 또는 소독제로 작용한다. ⑥ 바닥흙의 분해를 촉진한다. ⑦ 유기산 및 무기산에 의한 해로운 영향을 중화시킨다. ⑧ 석회는 흙탕물로 오염된 물속의 흙을 굳어지게 하는데 도움이 된다. 영양성분으로서의 칼슘은, 어류의 성육에는 극미량이 필요하지먄, 식물의 성장에 는 그 이상의 칼슘의 존재가 불가결하다. (1) 바닥흙에의 작용 : 산성토양의 못에 석회를 살포하면, pH가 상승하므로 인 (P)과 같은 영양분이 용출되어 플랑크톤이 잘 성장되고, 그 결과 식물연쇄의 일환으 로 어류의 먹이를 생산하게 된다.(동시에 바닥흙속의 유기물 분해가 촉진되어 무산 소상태는 적어진다). 또, 석회는 바닥흙에 작용해서 양(陽)이온과 교환 가능한 산성 이온을 알카리성이온과 교환시켜 산도(酸度)를 중화시킨다(석회살포는 Mg++, K+,Na+등의 양이온을 중화하며 더욱이 유해한 산종류를 고정하여 해로운ㄹ 이온화 합물을 가라앉힌다.). (2) 수질에의 작용 : 보통 수질의 경도 또는 알카리도가 전체적으로 10ppm이하 이면 사육성적에 좋게 하는 것은 거의 불가능하지만, 20ppm이 되면 식물성플랑크톤 이 적당히 번식되고, 50ppm이상이 되면 식물성플랑크톤이 다량 번식하여 어류의 성 장이 빨라지고 생산량은 최고에 달한다. 따라서, 석회살포는 전체의 경도가 탄산 칼 슙의 형태로 20ppm이하의 경우 실시하는 것이 좋다. 또한 칼슙은 갑각류의 성장․생존에 가장 중요한 요소이며 탈피 후의 갑각형성에 도 그렇다. 실험결과, 양어지에서의 왜가제의 성장 및 생존율은 물의 전 경도가 20ppm이하에서는 매우 나쁘게 나타났다.(이 경우 전 경도가 100∼150ppm까지는 성 장․생존율이 늘어나고, 그 이상에서는 변화하지 않았다고 함) (3) 살균․살충효과 : 석회는 그 자체가 강한 독성을 가지고 있으므로 어류의 기 생충과 질병을 억제하는 작용이 있다. 또 양어지바닥에 산화칼슘 또는 수산화칼슘 을 살포하면 달팽이와 같은 중간숙주에 기생하고 있는 기생충의 알이나 유충을 비 롯하여 바닥에 정착, 또는 물속에 유영하고 있는 생물을 폐사시키게 된다(산화칼슘 이 농도로서 물을채운 양어지 1ha당 995∼1,492㎏의 살포량이 권고된다). (4) 살포시의 유의점 : 과잉살포할 경우, 흡수가능한 뻘속의 귀중한 유용물질을 상실하기 쉽고 영양분을 이용할 수 없게 될 가능성이 있다. (석회가 과잉상태가되 면, 인을 불용성의 인석회에 결합시키므로 식물성플랑크톤의 성장에 필요한 인의 이용이 불가능 하게됨). 또한 지나친 석회살포의 결함은 물의 pH에 급격한 변화를 일으키게 된다. 특히, 생석회 또는 수산화칼슘과 같은 작용이 빠른 석회는 물의 pH를 10이상으로 상승시킨다(이종류의 석회는 연 1회 소량을 쓰는 것이 좋음). 이에 반해 탄산칼슘은 비교적 작용이 완만하고, 또한 물에 녹기 어렵기 때문에 pH의 급격한 변화를 막을 수 있다. 나. 종류별 효과 석회의 원료는 산화칼슘 또는 생석회, 수산화칼슘 및 탄산칼슘, 기타 알카리성 광물찌꺼기, 칼슘시안아미드, 황산칼슘, 질산칼슘 등이 있다. ① 생석회는 71%의 칼슘을 함유하여 물에 녹기 쉽고 또 산화되기 쉬운 성질이 있으며, 사용시 충분한 주의가 필요하다. 생석회는 주로 양어지의 바닥 소독 및 바 닥 토양의 pH가 3.5∼5.0이하로 매우 낮은 경우에 사용된다. ② 탄산칼슘은 석회암으로 알려져 있고 40%의 칼슘을 함유하며, 또 물에 비교적 잘 녹지않은 성질을 가지고 있으며, 그 작용도 완만한 편이므로 양어장에서 손쉽게 사용할 수 있다(탄산칼슘은 생석회 다음으로 토양의 pH를 정상값이 6.5∼7.0으로 올리는데 사용됨). ③ 수산화칼슘은 약 50%의 칼슘을 함유하고 비교적 수용성이다. 따라서 토양의 pH를 빨리 상승시키는 힘이 있으며 동식물에 대해 독성을 가지고 있으며 또한 자 극성도 가지고 있다. 보통 급속한 작용을 필요로 하는 경우에는 생석회 보다 널리 이용되고 있다. Ⅲ. 천해양식장의 환경개선 1. 천해양식장의 적조, 부영양화, 자가오염 오늘날 연안어업의 발전저해요인은 무엇보다 어장의 환경오염이 지적되고 있다. 본래 자연은 스스로 자가정화능력을 가지고 있기 때문에 어느정도 오염된 물도 시간이 지나면 다시 깨끗해진다. 그러나 최근 남해안 일대의 많은 어․패류양식장 은 도시하수․산업폐수유입, 자가오염 등으로 자기정화능력의 한계를 넘어, 노화현 상이 일어나고 있다. 한편 해면양식이 발달하기 전에는 도시 또는 산업폐수의 오염 만이 중요시 되었으나, ´80년대에 들어 특히 어류양식장의 확대로(굴양식장 포함) 양식어장 바닥의 오염은 인위적 수단(양식장 바닥청소 등)을 강구하지 않는 한 어 장노화를 방지하고 어렵게 하고 있다. 이와 같은 상황아래서 우선, 적조에 대해 알아보자. 적조란 어떤 종류의 플랑크톤 (부유생물)이 갑자기 좋은 조건을 만나 대량증식하여 수색을 변화시키는 현상으로 써, 이는 바다의 부영양화(질소, 인등이 풍부)와 밀접하게 관련된다. 우리나라의 적조는, 1963년이후 1970년대까지는 진동만, 진해만 일원에서 발생이 보고되었고 적조원인생물도 일반적으로 규조류로서 어업피해도 그렇게 심하지 않았 다(소규모 단기 적조로서 1주일 정도 지속). 그러나 1981년 여름부터는 부산∼진해 만일원∼충무에 이르기까지, 그 이전에 보지 못했던 편모조류에 의한 적조가 발생 하여 바다오염의 심각한 경종을 울렸다(대규모 장기적조로서 1개월 이상 지속). 적 조는 플랑크톤이 증식하여 해수가 착색하는 것을 나타내는 말이지만, 수색이 반드 시 적색을 띠고 있는 것은 아니고, 또 발생하는 수역도 바다의 오염이 심하게 진행 된 곳만이 아니고, 외양과 접한곳, 섬주변에서도 발생하는 등 적조발생은 광역화, 다양화를 보이고 있다. 우리나라의 경우 ´70년대까지는 주로 패조류양식이 발달하였고 양식장 수질오염 의 큰 피해는 적었으나 ´80년대에 들어와서는 어류양식이 발전하기 시작함에 따라 자가오염현상과 더불어, 전술한 바의 적조구제대책이 필연적인 과제로 떠오르게 되 었다(적조대책은 ① 부영양화방지대책, ② 적조의 피해방지대책으로 나눌수 있음). 결국, 천해양식장환경을 적절히 유지하기 위해서는, 기본적으로 어장조건에 대응 한 시설․방양량, 시설․방양밀동에 유의하고 과잉급이 금지 등도 중요하지만(어장 의 규모와 해수유동, 산소소비량 등을 감안, 어류의 방양밀도를 계산함과 동시에 양 식어장의 저질이 먹이찌꺼기, 배설물등 유기물질로 인하여 무산소상태, 환원상태로 변함을 인식하여야 할 것임), 그와같은 노력에도 불구하고 장기간에 걸친 연속적인 양식을 한다면, 어장노화는 피할 수 없으므로, 일단 악화된 어장환경을 어떻게 회 복․재생시킬것인가에 대한 고찰 및 그 방법에 관해, 지금부터라도 대처해나가야 할 것이다. 2. 어패류양식장의 자가오염 어류영식에 있어서 환경, 사료, 어병은 양어의 삼위일체이며, 이들 3요소가 어떻 게 작용하는지는 (그림 6)과 같다. 단위수량 또는 단위면적당 최대생산을 추구하고(사료투여와 환경관리에 의한)집 약적양식을 하는 해상가두리 어류양식장의 경우 가두리양식장 바닥에 가라앉은 양 어배설물과 먹이찌꺼기의 양이 어장의 자정능력 범위내에 있거나 또는 조류에 의해 배설물이 외해로 흘러가버리면 자가오염에 의한 수질악화는 문제가 되지 않는다. (그림6) 그러나 지금까지 우리나라의 해상가 두리양식은 풍파로부터 보호될 수 있는 수심이 얕은 폐쇄성내만(수심 10∼30m의 천해역)에서 이루어졌으 므로, 외해의 안정된 환경과는 달리 조류소통이 나쁠 경우, 도시산업폐수 등 각종 오염된 배수의 유입과 더붕 어, 양식장에서의 어류배설물과 먹이 찌꺼기의 용출에 의한 수질 및 저질 의 오염(자가오염)으로 생산성이 낮 아졌다. ① 잔류사료에 의한 환경오염 ② 환경오염에 따른 사료효율저하 ③ 환경오염에 의한 병원균증식 ④ 病魚, 死魚에 의한 환경오염 ⑤ 영양결핍사료에 의한 어병촉진 ⑥ 病魚에 의한 사료오염 즉 이러한 어장에서는 처음에는 깨끗한 환경에서 순조로운 생산을 할 수 있으나 양식량의 급증과 더불어 수년애 어장환경이 악화된다. 가두리 바닥에 어느정도 산 소가 충분히 공급될 때는 호기성세균에 의해 유기불이 분해되어 양식장의 수질과 저질은 비교적 안정된 양식을 계속할 수 있으나, 이러한 가두리 주변에 형성되고 있는 수괴(水塊)에 용존산소의 계속적인 공급이 불충분할 때는 혐기성세균에 의한 메탄가스, 암모니아, 황화물 등의 유해물질이 생성되어, 양식어류는 직․간접으로 큰 피해를 입게된다. (그림7)은 가두리양식장내의 자가오염실태를 보여주고 있다(실 제 현장에서의 거의 30% 이상이 가두리 주변수역으로 확산되고 있음). 이와같이 어류양식장에서의 자가오염물질은 먹이찌꺼기와 어류의 배설물이고, 또 사료중량의 약 35∼50%가 질소부하량이 되고 있다. 또한 먹이찌꺼기와 배설물 중에 서 물에 용해되어 수질을 직접 오염시키는 비율은 약 80%이며, 물에 용해되지 않고 바닥에 침강한 고형물에 의한 저질오염은 약 20%정도라고 한다. 자가오염물질은 가두리를 중심으로 조류(潮流)의 탁월(우세한) 방향으로 거의 타 원형으로 분포하고, 그 침강범위는 유속 5∼7㎝/초일 때 가두리 바로 밑에 전체의 40∼70%, 가두리주변 25m이내에 90%, 50m내에 거의 전량이 침강한다. 또, 침강물의 상태는 COD, BOD, 전탄소량(TC), 전질소량(TN)등이 모두 가두리 바 로 밑에서 최고값을 나타낸다. 결국, 어류양식어장 환경의 악화 또는 노화현상은 그 어장이 가지는 자연정화 능 력을 넘는 이와 같은 유기물의 부하에 의한 것이다. (그림7) 가두리 양식장내의 자가오염 한편, 최근 굴수하식양식은 밀식과 함께 장기간에 걸친 양식으로 굴 및 진주담치, 미더덕류 등 부착생물의 배설물에 의한 자가오염으로 생산성 감소를 초래해게 되었 다. 시험결과에 따르면 9개월간 부착굴 1개체당 건조중량으로 약 38g의 배설물을 배 설한다고 한다. 따라서 양성기간(9개월)중 연승수하식 1대당, 부착생물을 제외한 순 수한 굴만의 배설물량이 2.2톤이고, 양식장 1ha당(연승 수학식 평균 20대)약 44톤 (건조중량)의 배설물이 배설된다. 평균부착수 부착시 × 평균부착기수 수하연 × 평균수하연수 대 = 부착수 대 20 × 20 × 145 = 58,000개 따라서, 58,000(개)×38(g)≒2.2톤(건조중량) 배설물중에는 약 1%정도의 유기질소가 함유되어 있고, 어장조건(수심, 유속 등)에 따라 다르나 총배설물의 약 20∼30%가 어장내(수하시설아래)에 침강된다. 결국, 부착생물을 포함한 굴의 총배설물이 여름철 성층형성기에 저층의 산소를 소비하고, 또한 황화수소(H2S)등을 발생하므로써 양식굴이 성육장애나 폐사의 원인 이 되는 것이다. 3. 양식장 환경개선의 과제 양식장환경을 형성하는 여러 가지 요인 중에는 무엇보다 수중의 유기물질이 환경 악화의 근원이 됨을 알수 있다(그림8). 이미 앞에서 설명한 바와같이 유기물이 분해할 경우, ① 용존산소가 소비되어 산소결핍이 일어나고 ② 저층수중의 유기물은 황산환원세균의 에너지원(原)으로 되어 황화수소가 생성 된다. 황화수소는 어류에 직접 독성작용을 일으키기도 하며 용존산소를 소비하여 산소결핍을 촉진한다. ③ 유기물분해로 생성된 무기질소 및 인산 등의 영양염은 적조의 원인으로 되고, 비타민류 및 유기철(chelate 철 ; 有機鐵)도 적조발생을 촉진한다. 특히, 유기물중 고형분은 침강하여 저질에 퇴적되고, 저질중에서 위에서와 동일한 과정을 거쳐 분해생성물이 수중으로 용출하므로써 환경악화를 더욱 촉진한다. 양식 장과 같은 천해에서는 고형유기물이 수중에서 충분히 분해되지 않는 상태로 저질에 침강, 퇴적한 후 분해되어 수질에 악영향을 주게되므로, 저질이 유기물로 오염된 어 장에서는 수질정화에 노력을 하여도 저질로부터의 2차적 오염 때문에 악영향은 오 랫동안 계속된다. (그림 8) 양식장 환경악화요인 저질에 침강․퇴적한 유기물은 분해되어 약 1년을 경과하게 되면 대부분이 유기 물형태로 소실되지만, 이러한 분해작용으로 유기물은 황산환원세균의 활동 에너지 가 되어 황화수소의 발생원인으로 된다. 결국, 유기물은 소실되더라도 황화수소로 변하여 저질에 주적되기 때문에 2차적 오염으로 악영향을 오랫동안 미치게 된다. 이와같은 수질, 저질의 환경악화 방지에 대한 대책은 기본적으로 ① 먹이찌꺼기를 감소시켜, 급이에 의한 유기물의 투입을 적게한다. ② 물의 교환을 촉진하여, 유기물을 체류함이 없이 어장 밖으로 유출시킨다. ③ 유기물의 호기적분해를 촉진하여 저질의 퇴적을 막는다. ④ 저질 및 저층수에서 황화수소의 발생을 막는다. ⑤ 저질로부터 수중으로 질소, 인, 황화수소의 용출을 막는 것 등이 고려될 수 있 다. 그러나 이중에는 저질의 정화가 수중으로의 유기물 용출과 같은 수질의 악화와 동시에 저질 정화라는 서로 상반되는 작용이 있다. 따라서, 실제 이용될 수 있는 환 경개선을 다음과 같은 기본적인 검토가 필요하다. ① 환경악화의 원인은 무엇인가? 환경악화가 폐쇄적 지형에 의한 것인가, 급이 양식 등 외부적 작용에 의한 것인가. ② 환경악화의 형태는? 산소결핍, 황화수소 발생, 암모니아와 같은 유해물질, 질 소․인의 용출에 의한 적조 등 어떠한 형태인가. ③ 어장이용의 목적은? 양식대상이 어류, 갑각류, 패류 중 어떤 것인가, 또 급이 양식인가, 무급이양식인가, ④ 환경개선의 최정 목적은 무엇인가? 무엇을(수질, 저질), 어떻게(산소결핍방지, 적조방지, 암모니아제거) 개선하고자 하는가, 장기적인 기반정비인가, 단기적인 응급 대책인가. 위와 같은 검토를 면밀히 거친후 각양식장에 적합한 공법과 규모, 기간을 선정해 야 할 것이다. 4. 저질의 유기오염과 개선과제 우선, 저질의 유기오염이 어떤 문제를 야기시키는가를 다시 검토해 보자. 저질의 유기오염은 저질이 가지고 있는 분해능력을 넘어선 유기물의 부하에 의해 일어난 다. 내만에서 물질의 순환에 따라, 해저에 침강․퇴적한 유기물은 세균의 분해작용 으로 무기화되어 영양염류로 수중에 되돌아간다. 세균의 분해과정에서는, 산소가 있으면 호기성세균이 유기물을 분해하여(호기적분 해), 유기물량에 상당하는 용존산소의 소비와 영양염류를 생산한다. 따라서, 유기물 이 다량으로 있으면 대량의 영양염류가 생산될 뿐만아니라, 해수중의 용존산소는 보통 8㎎/ℓ정도 밖에 되지 않으므로, 저층수중의 용존산소는 곧바로 소비되어 버린 다. 여기에는 용존산소의 공급이 없으면 산소결핍상태로 되고, 혐기성세균이 유기물 을 분해하게 된다(혐기적분해). 혐기성세균중에는 보통의 해역에서 존재하는 황산환 원균이 있으며, 이 균이 유기물분해에 관여하면 생물에 해로운 황화수소가 만들어 진다. 황화수소는 저질중의 금속이온(철, 망간 등)과 결합하여 흑색의 황화물로서 저질 중에 고정되지맘, 다량일 경우 수중에 유리(遊離)하게 된다. 또, 황화수소는 산소와 도 쉽게 반응하므로 용존산소의 소비를 더욱 촉진하여 빈산소수괴가 확대된다. 이와같이 영양염류가 풍부하면 호기성세균의 유기물 분해에 의하여 용존산소가 적어지고, 그위에 황화수소를 많이 함유한 저층수가 풍파에 의해 상층으로 부상하 면 오염문제가 야기된다. 보통, 빈산소 저충층수의 상승은 해수교환이 나쁜 해역에 서 여름철에 주로 일어나며, 이때는 양식업에서도 중요한 시기이므로 문게가 크게 된다. 그러면, 왜 빈산소 저층수의 상승이 여름철에 잘 일어날까? 여름철에는 수온이 높아진 저층에서 세균의 활동이 활발하므로 산소소비량이 크게 된다. 더욱이 성층 (成層 ; 냉수위에 따뜻한 온수가 떠올라있는 상태)이 발생하여, 하층수는 용존산소 가 풍부한 상층수와의 혼합이 저해되고 산소는 공급이 거의 없게되어 산소결핍상태 로 되어 버린다. 한편, 겨울철은 수온이 낮고 세균의 활동도 미약하여 성층이 형성되지 않으므로 저층의 산소결핍산태는 나타나지 않는다. 결국, 저질의 유기오염은 용존산소와 밀접 한 관계를 가지고 있다. 따라서 이와같은 저절을 개선하기 위한 적극적 수단으로는 ① 경운, 폭기 등에 의한 유기물의 분해, 준설에 의한 악화된 저질의 제거 ② 석회살포에 의한 황산환원세균이 증식을 저해시킴으로서 황화수소의 발생억제 ③ 점토살포, 복사(覆砂)등에 의한 유기오염된 저질의 봉입(封入)(점토살포는 적 조방제 대책도 됨) ④ 만입구 개량동 토목공법에 의한 맑은 해수를 만내에 유입 ⑤ 수질개량제로서 여러 가지 미생물이나 광합성세균을 활용하여, 황화물을 저하 또는 황화수소를 제가하는 방법 등이 있다. 5. 해저경운기의 활용 가. 목적 및 효과 해저경운은 유기물이 퇴적한 해저뻘을 경운기로서 예인향해하여 강제적으로 교반하고, 분해를 촉진시킴에 따라 저질을 개선하는 방법이다. 어류양식에 따른 먹 이찌꺼기, 분등의 유기물질은 5∼7㎝/초의 속도로 침강하고, 가두리주위 50m범위내 에 대부분이 침강한다. 침강∼퇴적에 이르는 과정에서 유기물질은 급속히 분해하여, 양호한 어장에서는 1년동안에 유기질소(N)의 85%, 유기탄소(C)의 70%가 퇴적물로 되기 전에 분해하지 만, 해수교환이 나쁜 어장에서는 분해속도가 늦어 50∼60%밖에 분해가 진행되지 않 고, 연간 수㎝씩 퇴적한다. 경운은, 이와같은 저질 표층 퇴적물을 교반, 부상시켜 유 기물분해를 촉진시킴에 따라 잔유유기물질을 감소시킴으로써 저질뻘의 COD감소에 큰 효과를 발휘한다. 나. 경운기의 형태 해저경운기는 양식어민이 손쉽게 저렴한 경비로 경운작업을 할 수 있는 것이 고려된다. 경운기형태는, 원반형(원반판으로 저질을 굴착), 삽형(삽을 회전하여 저질을 굴 착), 빗형(빗모양의 칼날로 저질을 굴착), 경운기형(경운기 칼날을 이용하여 저질을 굴착), 기타 행망형 등을 만들 수 있다. 한편, 소형선박으로 간편히 사용가능한 예항식이 좋으며(기선저인망어업을 모델), 또한 협소한 어장 및 해저장해물로 부터의 이탈이 쉽게 되도록 왕복예항이 가능한 형으로 만든다. ◦ 원반형 경운기 (그림 9)와 같이 전체의 중량을 150㎏정도로 만들고, 중앙에서 2분할 할 수 있도 록 조립한다.(2인으로서도 운반할 수 있게 함). 조립후의 규격은 130㎝×200㎝×50 ㎝로 한다. 특히 뻘질에서 원반면이 10㎝이상 매몰하지 않을 정도로 써레판을 부착한다(써레 판으로서 경운의 깊이를 10㎝로 조정 : 신생퇴적물의 깊이가 년간 수㎝인 것ㅇ르 고려하면 충분함). ․재질 : 철재 ․원반판 : 두께 3.2mm, 파이프(외경 60mm, 내경 55mm) ․회전축 : 내경 42 mm, 외경 50 mm ․골력 : 두께 6mm, 50mm의 도관 ․써레판(취판) : 두께 6mm, 폭 100m (그림 9) 원반형 개량경운기 다. 어장조건 해저경운 효과가 기대되는 어장은 다음의 조건에 적합해야 한다. ① 조류가 어느 정도 있는 어장에서 유기물 부하가 집중하고, 저질악화가 국부적 으로 발생하는 어장(수질환경에 미치는 영향을 고려하여 어장을 간헐적으로 이용하 고, 또 정기적으로 가두리를 이동하여 사용함이 바람직함) ② 수심 30㎝이하인 골(이심은 경운기 예항이 어려움) ③ 간사지 등으로서 항상 유기물부하에 의해 생산력이 낮을 어장 ④ 경운작업중 가두리를 이동할 수 있어야 한다(어류양식의 경우). ※ 경운은 빈산소 또는 무산소 상태에 의한 미분해유기물질을 물리적으로 산소와 접촉시키는 기회를 만들어 호기적분해를 시키려고 하는 것이므로 경운에 의해 자연 정화가 촉진될 수 있어야 한다. 특히 용존산소의 감소는 어장환경, 시기 등에 따라 차이는 있지만 저층에는 2㎖/ℓ정도의 감소가 나타날 수 있기 때문에 충분한 주의 가 필요하다. 라. 경운작업 조립후 수중에 투입시 2∼3톤, 30마력 정도의 선박으로 예항 할 수 있도록 한다. 실제의 경운작업순서는, 우선 경운기를 볼트, 너트로 조립하고 경운기 중앙의 롤라 (권축부 : roller)부분에 샥클(쇠고랑 : shackle, 8分짜리)을 부착한다<샥클은 경운기 의 앞뒤를 반대로 하여 예항할 경우 룰라를 미끌어지게 함으로써 밧줄(로프)의 방 향이 반대로 되어도 경운기가 이반(裏返:전복)되지 않도록 하기위해 필요함>. 이에따라 직경 12㎜, 길이 5m정도의 와이어 로프(와이어로프 끝에 직경 20㎝의 부자를 부착) 및 예항용 직경 18㎜의 나이론 로프를 결착한다. 로프의 길이는 수심 의 1.5배를 표준으로 한다(그림 10). (도중에 부자를 부착하는 것은 로프의 절단사고 가 발생할 때 해저의 탁도 때문에 경운기의 발견이 곤란할 경우를 대비한 것이며, 경운기의 방향을 바꾸어 예항할 경우에 로프가 경운기를 휘감아버리는 것을 막기 위함임) 경운장소로의 예항은 선미보다 3∼4m 아래로 메달아 놓은 상태로서 4∼5놋트로 예항하고 어장에서 경운기가 이반(裏返)되지 않도록 서서히 배를 전진시키면서 착 저시킨다(만약 이반될 경우 로프를 짧게하여 반대방향으로 배를 전진시킨다). (그림 10) 경운기의 예항 배속도는 2놋트 정도로 하고 직경 200m정도의 원을 그리는 것처럼 예항하면 순 조롭게 예항할 수 있다. 6. 해저폭기장치의 활용 가. 목적 및 효과 해저폭기는 유기물이 퇴적한 해저뻘을 폭기함으로써 어장의 기능 및 생산력을 회 복시키려고 하는 것이다. 이 경우 폭기의 목적은 단기 통기(通氣)를 하여 폭기 시키 는 것만이 아니고, 용존산소가 풍부한 표충수를 유기오염된 저질뻘에 분사시킴으로 서 굴삭경운의 효과를 노리는 것이다(경운효과와 더불어 더욱 저극적으로 오염된 저질뻘의 부상효과를 추가하는 방법). 특히, 용승현탁하는 입자(유기뻘)의 현탁(유동확산)시간을 길게하여 유동확산중에 해수의 용존산소로 호기적분해를 촉진시켜 이를 어장밖으로 유출시키는 목적도 겨 냥한다(유속 5㎝/초 이상일 경우 유기물의 대부분이 어장밖으로 유출 가능함) 따라서, 폭기의 효과는 ① 저질유기오염 물질의 분해를 촉진(COD감소) ② 저서생물의 회복 ③ 폭기로서 생긴 유기현탁물의 정화 등을 들 수 있다(조류의 흐름이 적은 폐쇄 적 어장에서는 폭기에 의해 해수중에 떠오르는 유기뻘이 상당한 시간동안 부유하여 일부는 용존산소와 접촉, 분해되지만 대부분은 어장부근에 서서히 침강하므로, 하층 이 난분해성유기물을 상층으로 부상, 노출시킴). 한편 이와같은 폭기실시에 따라 예상되는 영향은 ① 장시간 연속할 경우 투명도의 저하로 주변어장 및 인망류 등 어업조업에 지장 을 줄 수 있고, ② 폭기에 의해 저질뻘에서 다량의 영양염이 용출함으로써 플랑크톤의 이상번식 을 초래할 수 있고, 또한 용출된 영양염에 의해 용존산소가 소비되기도 하며, ③ 양어의 최성기(방어양식등)에는 단순한 현탁 때문에 어류의 섭이활동이 저하 되는 수도 있다. 따라서 실시시기 및 방법에 대해 주의를 요한다. 나. 어장조건 저질 오염이 진행되고 있는 어장에서 다음의 조건을 갖춘 곳을 적용지구로 한다. ① 해수펌프의 능력 및 장치중 에아호스(air hose)의 조작을 고려하여 수심 25m 이하이고 또 어장주변에 암초, 닻등의 장해물이 없을 것이며 ② 현탁의 발생이 문제시되는 어업(초망, 인망류등)과의 적절한 조정이 되어있어 야 한다(경운의 경우와 마찬가지로 혼탁지속시간이 길므로 연속작업시간, 작업일수 등을 신중히 검토). 다. 폭기장치 폭기장치의 특징적 기능은 다음과 같다. ① 유기저질뻘에 해수를 분사시켜 굴삭경운하는 방법이므로, 굴삭깊이는 당해년 의 유기물퇴적층을 파쇄하는데 충분하여야 하고, ② 굴삭작업시 수m 용승하는 유기저질뻘을 필요에따라 에아밸브(air valve)로서 더욱 높이하여 뻘의 이송효과를 상승시키는 기능을 갖출 것이며, 또한 ③ 형태는 소형, 경량이고, 선박에 의한 조정, 해저에 침하착지, 작업수 회수 등이 용이해야 할 것이다. 따라서, 이러한 폭기장치는 굴삭수 분사관(掘削水噴私管) 및 저질뻘의 부상효과 를 도우는 공기분사관(空氣噴射管)을 장치한 “써레”(Sledge 폭 2m정도), 그리고 선 상에서 해수펌프 및 공기압축기(air compressor)를 갖추어야 할 것이다. 라. 폭기작업 (그리 11)과 같이 폭기작업은 써레에 표층수와 공기를 주입(注入)하면서 저질위를 예인․선회시킨다. 그리고 예항선박은 선상엔진으로서는 해수펌프 5HP 3대, 공기압 축리 2대 정도로 하고 사용선박으로서는 15HP을 통상의 50HP상당으로 높여야 할 것이며, 또한 예항속도는 2놋트 정도로 하는 것이 좋다. ※ 어장에서, 우선 작업구역에 부이를 표시한 다음 폭기작업간격은 약 20m정도로 함이 좋을 것임. (그림 11) 폭기장치 전체 배치도 7. 간헐식 공기양수통의 도입 일반적으로 댐, 호수와 같은 폐쇄성 수역에서는 여름철에 형성되는 수온약층에 의해 상화층간의 대류, 교반이 없어지므로, 표층에서는 식물성플랑크톤(유기물)이 대량번식하여 산소가 과포화상태로 되고, 저층에서는 표층으로부터 침강하는 식물 성플랑크톤의 분해로 산소가 소비됨에 따라 환원상태로 되어 철, 망간, 암모니아태 질소등과 함께 영양염이 용출한다. 이 영양염이 가을∼겨울의 순환기에는 자연대류에 의해 수역전체에 확산됨으로써 부영양화에 의한 수질악화를 초래한다. 간헐식공기양수통은 길이 5∼10m, 직경 40㎝정도의 대형공기흡입기(air lifter)의 일종이며, 이를 활용하여, 수역전체에 대류혼합을 촉진시켜 성층기(成層期 : 주로 여 름철에 표층수온과 저층수온의 차이로 형성됨)의 수온약층형성을 파괴하고 유해물 질의 용출을 억제함과 동시에, 표층에 번식하는 식물성플랑크톤을 수광층(受光層) 이하의 중저층부위로 이송시키므로써 식물성플랑크톤의 대량발생을 억제할 수 있 다. 가. 간헐식공기양수통의 원리 기본원리는 양수통(揚水筒)하단에 설치된 역사이폰실(逆siphone室)에 있다(그림 12). 육상에 설치한 압축기(compressor)로 역사이폰실에 공기를 보내면, 공기는 서 서히 역사이콘 실(室)내에 이르러 이윽고 분기관(噴氣管)의 하단에 도달한다. 이어서 사이폰의 역할로서 역사이폰실(室)내의 공기가 한꺼번에 양수통내로 상승하 며, 상승하는 공기에 의해 저층수는 엘보(elbow : 曲管)로 빨려 올라가 실린더 (cylinder)역할을 하는 양수통내를 통과하여 표층수까지로 양수되는 구조이다. 이와 같이 양수된 저층수는 표층수까지로 양수되는 구조이다. 이와같이 양수된 저층수는 표층수와 혼합되어 산소가 공급됨과 동시에 수온도 상승하여 비중이 가벼워지므로 다시 저층으로 되돌아 갈 수 없게되어 수평방향으로 확산된다. (그림 12) 間歇拭空氣揚水筒의 動作原理 공기(空氣)의 토출간격은 약 10초 전후가 되도록 설계되어 있으며, 양수 및 확산 의 반복으로 수역전체의 강제적순환을 촉진하게 된다(그림 13). (그림 13) 間歇式空氣揚水筒의 作用 나. 간헐식공기양수통의 특징 간헐식공기양수통(AHG : Aerohydraulic Gun)의 원리는 1960년경 영국에서 고안 되었고, 일본의 경우 1964년경 처음으로 기계의 실용화가 이루어져 상수용 및 농업 용저수지의 수질개선을 목적으로 활용되었다. AHG의 특징은 수역전체에 강제적순환시스템을 형성, 자연정화작용을 최대한 활 용 수질환경개선을 목표로 함에 있으며, 연속식의 공기흡입기(air lifter)에 비교하여 적은 에너지로 양수효율이 높일 수 있는데 있다. 내수면의 경우 AHG기기 적용수역조건은 다음과 같다. ① 저수지등에서 수심은 최심부가 10m이상 일 것. ② 댐과 같이 폐쇄성이 높은 수역 ③ 양어장 수역의 형태가 원추형(圓錐型)에 가까울수록 순환효과가 높다. 다. 양식해역에서의 시험도입 양식시설의 과밀화로 수질․저질이 악화되고 있는 양식해역의 환경개선대책으로 서 간헐식공기 양수통의 양식해역에서 시험도입은 이미 실시된 바 있으며 양식해역 에서의 실용화는 앞으로 검토되어야 할 것이다(일본의 경우, 愛媛현 진주양식장에 인접한 만내부에서 수산시험장이 중심이 되어 3개월이상 AHG기기를 가동한 결과 가동기간중 양식장부근의 적조발생도 없었고 진주모패성육도 매우 양호했다고 함). 현재 우리나라의 경우, AHG를 실용적으로 해면양식장에 도입한 실예는 없으나, 향후 다음과 같은 해역에 적극 도입을 검토해야 할 것이다. ① 폐쇄성이 높고, 양식장자가오염이 진행되어, 내만전체를 대상으로 수역환경의 근본적 개선이 필요한 해역, ② 저층환경이 비교적 양호한 해역에서, 저층의 냉수를 양수하므로서 여름철 고 수온시의 양식장환경을 개선할 수 있는 해면양식장의 수질관리 등이다. 라. AHG기기의 양식시설에 응용 지금껏, 자연수역을 대상으로 AHG의 이용에 관해 검토해보았지만, 소규모의 AHG를 고려할 경우, 육상시설에서도 이용범위가 확대될 수 있다. 예를들면, 종묘생산 시설에서 크로렐라, 규조류 윤충등 이료플랑크톤의 대량배양 수조에서는 보통의 공기주입(airation)에 의한 폭기, 교반과 동시에 수조전체의 대류 형성을 촉진하고 조도조절 등을 실행하는 것이 유효하며, 이러한 곳에서는 원추형 의 대형수조와 AHG를 결합시켜 수질개선에 대응할 수 있다. 결국, ahg에 의한 수 질개선은 양식해역의 준설, 객토 등에 의한 물리적 방법과는 다른 방식이다. 양식분야에서도 상수 또는 농업용저수지와 같이 수질환경의 모니터링, 수처리(水 處理)의 효율화, 처리비용의 절감 등에 관한 관심이 집중됨에 따라. 향후 수역특성 에 맞는 계획적인 기기도입 및 수질관리대책이 필요한 시대에 접어들고 있다. 8. 수산토목적공법에 의한 수질개선 양식어장의 수질개선을 검토할 경우, 어장의 지형적조건, 해수교류 등의 수리적특 성, 이용형태를 충분히 조사할 필요가 있다. 일반적으로 만입구부의 수위차가 큰 만을 폐쇄성의 만, 그렇지않은 만을 개방성의만(灣)으로 정의한다. 또, 만입구와 만 내부에서의 바닥면저항에 의한 수위차가 크고 연직성층이 불안정한 만을 얕은만(淺 灣), 그렇지않은 만을 깊은만(深灣)으로 정의한다. 어떻든, 상세한 수질개선공법에 대해서는 생략하고 여기에서는 어류양식장으로 이용가능한 수심이 깊은 양식어장의 대표적인 수질개선 공법에 관하여 수산토목적 관점에서 간단히 살펴보기로 한다. 가. 자연에너지를 이용한 수질개선방법 (1) 만구개량․새로운 수도개삭(水道開削) 이것은 폐쇄성의 만에 적용하여 만구(灣口)를 해수교류․교환의 입장에서 최적규 모로 개선하는 공법이다. 여기에서 최적만구규모(最適灣口規模)는 일조석(一潮汐)간 의 해수교류량이 최대가 되도록 되는 만구규모이다. 이를위해, 만구 통수단면적(灣 口通水斷面積 : 만의 입구를 통과하는 물의 단면적)이 최적만구규모보다 작고 해수 의 유출입이 저해되고 있는 경우는, 만구를 확대하고 해수교류를 증대시키면 좋다. 반대로 현재의 만구통수단면적이 지나치게 넓어 만구의 유속이 작은 경우는, 해 수교퓨량의 감소를 초래하지 않는 범위에서 만구를 축소하므로써 만구유속을 높혀 서 해수교환을 증대시키면 좋다. 그 개념도는 (그림 14)에 나타난 바와 같다. 또, 현재의 만구규모가 최적만구규모 보다 적고 더욱이 만내에 체류수역(滯流水域 : 물이 정체하고 있는 수역)이 생기고 있는 경우는 그 수역에 새로운 물길을 파서(水道開削) 외해수(外海水 : 바깥쪽 바닷 물)를 도입하고, 만내의 수질개선릉 시도하는 수도개삭공법(水道開削工法)이 있다. (그림 14) 灣口改良 (2) 조류제어 공법 이것은 어장수질의 개량보전 및 부유난치자․유생등의 이동을 제어하기 위한 도 류공법(導流工法 : 潮流制御工法)이다. 보통, 내만에서의 해수유동은 조석류가 탁월 하므로 해수중 용존현탁물질의 순환․혼합․확산은 조석류의 영향을 강하게 받는 다. 그러나, 조석류가 어느정도 강하더라도 어떤 용존물질이 일주기(一週期)후에 원위 치로 돌아가는 왕복조류에서, 조석류는 해수교환, 부유물질수송에 기여하지 못한다. 이 경우에는 유입․유출의 조석류를 제어하고 원하는 방향으로의 수송을 증대 시 키면 좋다. 이와같이 해수유동을 제어하는 공법이 도류공법이다. 도류제(導流提)의 기능은 해수유동이 가지는 운동에너지를 제어하는 것으로서, 유 속이 큰 경우는 조석류를 도류제에 연접(連接)하여 도류시킬 수 있으나, 유속이 작 으면 도류제는 도류역할보다도, 오히려 해수유동의 저항으로 되기 때문에 주의를 요한다. (그림 15) 導流提에 의한 潮流制御 (그림 15)는 도류제에 의한 조류제어공법으로서, 한쪽방향은 유동(흐름)이 잘되고, 반대방향으로는 흐름이 어렵도록 도류제를 설치한 것이다(해수교환량은 유량계로서 측정할 수 있으며, (그림 15)의 좌측은 만구가 2개 있을 경우, 우측은 만구 1개 있 을 경우의 도류제 배치도 임). (3) 밀도류 조성구조공법 원래 천해역, 간사역에 국소적으로 깊은 수로를 만들어 어장애의 해수유동상황을 변화시키므로서, 해수교환을 촉진함과 동시에 교류량을 증대시키는 공법을 구조공 법이라 한다. 이와 동일한 기능의 구조공법으로서, 밀도성층이 발달하고 밀도성층면 에 내부조석 등의 강제진동이 존재하는 만(灣)에 적용하여 밀도류를 조성하는 방법 이 밀도류조성구조공법이다. 밀도성층을 사이에 두고 하층두께가 상층두께에 비하여 작아지면, 하층으로부터 진입해온 내부조석(潮汐) 에너지는 주로 하층수의 유동현상을 지배한다. 특히, 해저 에 수로연변을 만들고, 하층의 수층두께를 국소적으로 크게함에 따라, 하층수의 유 동현상을, 천해역, 간사역에 적용되는 구조공법과 마찬가지로 현저하게 바꿀 수 있 다. 이에 따라 저층수의 해수교환을 촉진할 수 있다. 나. 동력에너지를 이용한 수질개선공법 조석, 파랑등의 자연에너지를 이용하여 수질개선을 하더라도, 충분한 수질개선이 불가능한 경우에는, 펌프, 기포막발생장치(air valve curtain)등에 의한 동력을 이용 하고 있다. 동력을 이용하는 경우에는, 어장의 수질악화상태에 대비하여 효율적인 개선이 가능하도록 연구노력해야 할 것이다. (1) 펌프에 의한 수질개선공법 펌프에 의한 수질개선은, 주로 저층의 나쁜 수질만을 선택적으로 취수하는 것으 로서 이를 위해, 밀도약층보다 약간 아래쪽으로 내려 펌프흡입구를 설치하고, 상층 수를 동반하지 않는 유량, 유속내에서 배수(排水)를 행하여야 한다(그림 16). (그림 16) 펌프에 의한 底層惡水排除 (2) 기포막발생장치에 의한 수질개선 공법 기포막발생장치(air valve curtain)는 (그림 17)에 나타낸 바와 같이 수중에 기포 를 분출하여 기포막(氣泡幕)을 발생시킨다. 기포막에 의한 수질개선의 메카니즘은 용존산소의 공급과 해수교환의 증대이다. 즉, 저층의 빈산소수괴를 용승시켜 표면폭 기를 촉진하는 것이다. 이 표면폭기를 받은 표층수가 하층으로 스며들어가므로써 저층으로 용존산소를 보급하고 환원층(還元層)의 발생을 방지하므로 저질개선에도 효과가 있다. 한편, 기포막발생장치에 의해 발생한 수류(水流)에 조석류(潮汐流)를 중복적으로 합치시켜 외해(外海)와의 해수교환을 증대시키고, 수질개선을 시도하는 것도 가능하 다. 이것은 수심이 깊고 기포의 구경(氣泃經)이 적을수록 효율이 좋다. 기포막의 발 생시설은 (그림 18)에 나타난바와 같이 공기압축기, 송기조절부(送氣調節部), 기포방 출판, 송기관 및 기포방출관을 지탱하는 가대(架臺)등으로 구성된다. (그림 17) 기포막발생장치에 의한 흐름도 (그림 18) 기포막발생장치의 구성도 지금껏, 어류양식장의 수질개선공법으로서 만구개량, 수도개삭, 조류제어, 밀도류 조성공법, 펌프, 기포막 등에 관하여 그 수리적특징, 설계계획법을 언급했으며, 이밖 에 파랑에너지 등을 이용한 수질개선공법등도 고려된다. 결국 어느방법이든 공법선정에 있어서는 대상생물의 생리․생태를 비롯하여 양식 어장의 지형조건 및 이용가능한 에너지를 충분히 검토할 필요가 있다. 9. 준설 및 해저구(溝)조성 가. 준설 해안에 심하게 퇴적된 저질유기뻘은 수십㎝∼1m이상의 층에 걸쳐 제거할 목적으 로 ① 양니(揚泥)펌프를 사용하여 뻘을 흡인하여 운반선으로 보내기도 하고 ② 준설기(dredger)를 사용하여 준설한 뻘을 선박에서 근해로 운반하여 버리는 장소에 처분한다. 이 방법은 주로 항내를 대상으로 수년간에 걸쳐 작업할 수 있고, 악성 적조발생 에도 효과적이다. 그러나, 준설작업에 따른 혼탁발생은 피할 수 없으므로 장벽 (fence)을 설치하여 확산을 최소화하거나, 뻘의 투기장소를 마련하여야 한다. 양식장 에서 문제로 도는 오염된 뻘은 표층부 수㎝층에 한정되어 있으므로, 주로 이것을 대상으로 준설작업을 하면 효율적이다. 그러나 준설은 넓은지역에 걸쳐 실시하지 않으면 주변해역으로 부터의 오염 때문 에 효과가 떨어진다. 나. 해저구(溝) 조성 해저구 조성은 해저에 물길을 만들어 저층수의 유동․교환을 촉진하고, 부늬의 퇴적 및 무산소층의 발달을 막으려는 목적으로 실시된다. 일반적으로 소규모의 물 길로서는 효과가 충분하지 못한다. 계속적인 효과를 얻기 위해서는 사전에 지형, 조 류, 수질, 저질등의 상세한 조사에 따른 적절한 설계가 중요하다. 이 방법의 응용적 변형으로서는 해저구 조성공법(trench工法)이 있다. 이것은, 유 기오니의 두께가 얇고 또 넓은 지역에 퇴적하고 있어서, 그 부늬가 유동성이 풍부 한 경우에, 해저구(溝 : trench)를 굴삭하여, 자연스럽게 조류의 유동에 수반되어 구 (溝)내에 부늬(浮泥)가 모이도록 하는 방법이다. 구(溝)의 규모는 예를들어 길이 100m×폭 40m×깊이 2m정도로 하면 좋다. 체류 한 오니는 다시금 준설하든가, 복사(覆砂)등이 고려되지만, 유효성은 시공하는 장소 의 조건에 따라 검토해야 할 것이다. 10. 복사(覆砂)에 의한 저질개선 가. 목적 및 효과 유기 오염된 저질에 모래를 살포하여 피복함으로서 저질뻘로부터의 영양염 및 퐝 화수고의 용출을 억제하고, 저질뻘에 의한 용존산소의 소비․결핍을 막는다. 이방법 은 적조의 빈발 등에 의한 어장생산력이 저하된 곳에서 효과적이며, 특히 새우, 바 지락 등 저서생물의 생산력은 높이는데 이용된다. 나. 적용지구의 조건 일반적으로 모래는 17㎝/초 이상의 유속에서는 흘러가 버리므로 저층수의 유속이 15㎝/초 이하인 곳이 필요하다. 또, 덮은 모래를 장기간 유지하기 위하여 패류의 행 망어업등을 금지해야 한다. 다. 실시방법 바지선을 이용하여 선저를 10∼30㎝정도 열어 모래를 서서히 살포하면서 (4㎡/ 분), 배를 저속으로 이동하고(12m/분) 이를 반복한다(복사 두께는 약 15㎝로 하고, 살포량은 복사두께를 약 20㎝로 계산하여 계획면적 10만㎡당 모래량 약 2.5만㎥, 해 상 운반 거리는 편도 2㎞로 산출한다). 저질 위에 덮힌 모래는 상당한 기간 안정하 게 유지되며, 실험결과, 15㎝의 두께로 피복하면 유기물 및 황화물이 뻘층으로부터 모래층으로 혼합되어 부상하지 않고 영양염의 용출이 감소되었다(5일간의 총량으로 서 무기태질소는 약 1/2, 인산은 약1/4초 감소). 라. 문제점 영양염 및 황화수소의 용출은 피복후 장기간 억제할 수 있으나, 모래층 위에 다 소라도 부늬가 침적하여 여름철에는 단기간 저층수가 빈산소상태로 되는 수가 없 다. 이것을 방지하기 위해서는 ① 저층에 5∼10㎝/초의 유속이 있는 곳 ② 요철지대가 아니고 ③ 가까이 급이양식(어류양식)이 행하여지지 않는 곳 ④ 또한 주변으로부터의 오염을 피하기 위해 가능한한 넓은 지역에 걸쳐 공상작 업을 실시함이 좋다. 11. 점토살포에 의한 저질개설 가. 목적 및 효과 점토살포는 저질개설과 함께 적조피해 방지대책도 된다.(점토 : Bentonite는 SiO2 및 Al2O3를 주성분으로 하는 Monmolionte系의 점토광물로서 여기서의 점토는 이것 을 의미함) 점토살포는 수중의 현탁유기물을 응집, 침강시키고, 침전하여 저질뻘을 피복한후 유기물의 분해와 그에 수반하여 산소소비가 억제되므로 인의 용출이 억제된다. 또 저질뻘의 점토에 의한 응집물은 저서생물(바지락, 조개류, 해삼 등)의 먹이로 된다. 즉, 점토살포방법의 특징은 양식을 계속하면서 실시할 수 있고, 빈산소 수괴발생 (하계 성층기의 저층수의 산소결핍현상)의 긴급대책이 될 수 있으며, 그리고 저서생 물의 먹이조성에도 도움이 될 수 있다. 나. 적용지구의 조건 ① 어패류양식장에서 하계(여름철)성층기에 저층에서 빈산소수괴가 형성되고 적 조의 발생이 보이는 수역, ② 조류가 매우 약하여 오염이 가두리주변 또는 지형조건상 국부적으로 발생하는 수역이다. 다. 실시방법 점토는 유속이 약해도 상당한 범위에 확산되므로 살포지점을 미리 결정해두고, 선상에서 퍼 올린 해수에 현탁시켜 해저 위 5m정도에 고정시킨 살포공(孔)으로부터 살포한다(조류가 약한 해역에서도 50∼80m 정도까지 확산하므로 이동살포는 불필 요함). 한편, 살포면적은 가두리주변으로부터 50∼100m의 범위로 하고, 살포량은 1∼2㎏ /㎡정도로 하며 초여름∼여름에 걸쳐 분할하여 살포한다(살포량 1∼2㎏/㎡으로 용 존산소소비는 약 40%, 인산엽용출은 90∼50%로 억제할 수 있음). 표준적인 실시방법으로는 ① 혼합기를 사용하여 가루(粉)또는 원액을 액체(해수) 에 확산․혼합시키고(약15%), ② 살포공(孔)은 저층의 부늬층을 대상으로 중층이하 로 하며(저층위 약 5m), ③ 살포시간은 1톤당 약 20분으로 한다. 라. 점토살포에 의한 적조피해방지 적조발생시 특수점토(monmoliomite 系)를 가두리내(또는 주변)에 살포하여 방어 등 양식어의 폐사를 방지할 수 있다. (그림 19) 점토살포 및 점토의 작용 특수점토의 효과는 ① 일부종의 적조생물세포를 파괴하고 ② 해수투명도가 좋아 지며, 따라서 ③ 방어등이 정상적인 유영을 하도록하는 것이다(해면에서 점토입자가 큰것(1m/m)은 빨리 침강하고, 미세입자는 수심 7m까지 20분이상 체류함). 점토의 종류는 다양하므로 적조대책용으로는 산성백토, 활성백토 및 이온교환 성 이 있는 알미늉을 함유한 점토등이 좋다. (이러한 점토를 해수에 살포하면 해수 pH 는 순간적으로 산성을 나타내고 점토로부터 알미늄이 용출함) 한편, 이경우는 저질개선 대책과는 달리 긴급을 요하므로 ①해수와 잘 혼합하여 펌프로서 아용함이 효과적이고 ②적조발생 상황(가두리접근, 가두리 내침입등)에 따 라 조류의 방향을 이용하여 살포하고 ③살포량은 대략 7×7m 가두리의 경우 1회당 20kg(1포대)으로 하고, 2.5∼3분간 살포한다. 400g/㎡의 점토살포량으로 한다.(그림 19) 마. 문제점 화학약품주류를 수질에 투입하여수질개선을 시도한 실험은 아직도 그 대부분이 효과가 명백하지 않고, 떠 천연해역에 화학약제를 투입한다는 것은 본래 해양요염 방지법으로서도 금지되 있으므로 실용화에는 문제점이 남아있다. 양어장에서 저층수와 저질뻘의 경계에 때때로 여름철에 발달하는 유기물ㅇ이 풍 부한 고탁도층을 이방법으로서 응집․침강시켜도 수질은 정화되나 저질이 일시 오 염된다. 전술한 바와같이 침강후 유기물 분해가 늦어지면(억제), 문제가 야기되기도 하지 만 여름철에는 일시적으로 유효한 대책으로 보인다. 그러나, 이와같은 효과를 넓은 수역전체에 기대한다는 것은 무리이다. 12. 석회살포에 의한 저질개선 가. 목적 및 효과 석회살포에 의한 저질개선의 목적은 황화수소의 발생방지에 있으므로 어장 노화 가 진행된 진주양식장에 생석회를 살포하여 저질뻘로부터 황화수고의 발생을 억제 시키므로써 진주조개의 대량폐사를 막을 수 있다. 본래의 목적이 황화수소의 발생 방지이므로 저층수온이 15℃전후에 황화수소가 발생하기 쉬운점을 고려하여 시기를 선정함이 좋다. 석회는 생석회(CaO)나 소석회(Ca(OH)2) 어떤 것을 사용해도 좋으나, 소석회는 분 말이므로 해수가 혼탁해지는 문제가 있다. 생석회는 굽는 방법에 따라 활성도(물과 의 반응성)가 다르고, 활성동가 낮은 것이 위험도 적으며, 해정에서의 반응도 서서 히 진행하므로 더욱 바람직하다. 또, 입경(粒徑 : 입자의 크기)은 작은편이 좋지만, 활성도 100이하, 직경 1∼3㎝의 것이 적당하다. 살포된 생석회는 침강하면서 물과 반으하여 소석회로 되고 해저에 침적하여 pH 를 상승시킨다. 이 때문에 저질뻘층에 축적된 암모니아 및 황화물이 용출된다(황화 물은 알카리성 물질과 반응하여 유리상태의 황화수소로 존재하므로 독성이 약해져 진주조개에는 영향을 미치지 않음). 석회살포의 효과는 ① 석회는 해수중의 인산염을 감소시키고 저질로부터의 암모니아 및 황화물을 용 출시킨다(암모니아 및 황화물의 용출은 저층수의 일시적 악화 및 성층기의 빈산소 를 조장하므로 실시시기에 주위할것임. 또 인산염의 감소는 적조발생방지 역할을 하지만, 한편 인산염의 감소로 진주조개의 먹이로되는 식물성플랑크톤의 증식에 영 향을 주므로 주의할것임) ② 그리고 저질뻘층의 유기물 특히 질소화합물 및 난분해성유기물의 용출, 분해 를 촉진한다. ③ 또한 석회살포는 황산환원균이 증식을 저해하고 황화수소의 발생을 방지한다. 즉, 황화수소발생 요인인 황산환원균의 증식을 저해하여 진주조개에 결정적 피해를 주는 황화수소는 발생 및 이에 수반되는 산소결핍을 방지한다. 나. 적용지구의 조건 수하식 2매패류양식어장으로 이용되는 폐쇄성이 강한 수역에서 저질뻘색갈이 검 로, 여름철에 산소부족 및 황화수소발생이 있는 장소가 적합하다. 다. 실시방법 1∼5톤의 작업선에 20㎏들이(1포대) 생석회를 적재하여, 배를 천천히 이동시키면 서, 조금씩 가능한한 균일하게 살포한다. 배에 경사판을 붙여 석회를 자연낙하시키면 되지만, 벨트 콘베이어를 사용하면 효과적임. 살포후 2개월정도 효과를 볼수 있다. 살포량은 50g/㎥으로 황산환원균의 증식억제가 가능하지만, 실제 균일한 살포로 서는 50∼200g/㎥이 바람직하다. 취급시, 생석회를 물과 반응하면 발열하는 성질이 있으므로, 피부접촉을 피하고, 방진안경 및 마스크를 착용하여야 한다. 또한 생석회 는 위험물 제3종으로 지정되 있고, 습기가 없는 장소에 보관하며, 살포시는 사전에 해양경찰대의 양해를 구하는 것이 필요하다. 라. 문제점 작은 덩어리모양의 생석회는 수중에 계속 침하하면서 소석회로 되고, 해저에서 빨리 수산화마그네슘(Mg(OH)2)으로 변하지만, 그 유효성은 볂하지 않는다. 석회살 포에 의한 뻘의 정화는 현저하지만, 반면에, 저층수의 일시적 빈산소화 및 부영양화 현상을 야기시키므로, 살포시기를 선정하여 생물에 대한 악영향을 방지하는 것이 필요하다. 결국, 석회살포는 수질의 단기적 개선효과보다도 저질의 기반정비적인 효과를 목 적으로 사용하는 것이 바람직하다. 이와같은 이유로서 어류양식에도 응용할 수 있도록 연구할 필요가 있다. 살포구역은 어장주변의 넓은 구역에 살포함이 바람직하고, 또 양식어장에서는 향 상 해저에 유기물이 침적하여 있으므로, 단1회만이 실시로서 장기적효과를 기대하 기는 어려울것이고, 매년 석회살포를 실시하는 것이 요망된다고 하겠다. 13. 수질․저질개량제의 활용 가. pH개량제(수질) 최근 양어용 수질개량제로서 pH개량제의 활용이 주목되고 있으므로, 그 적용원리 에 대해 알아보기로 한다. 일반적으로 물공급이 불충분한 순환여과식사육의 경우 수질의 pH변화가 크다. 예를들어, 산성비 및 무기성암모니아의 산화에 의한 사육수의 산성화를 개선하는 데는 칼슘제가 사용되고 있으며, 대표적인 것으로서 소석회(Ca(OH)2), 탄산칼슘 (CaCO3)이 있다. 소석회는 강알카리성, 속효성인데 비해, 탄산칼슘은 약알카리성 지 속성이다. 실제 사용시 이러한 성질을 충분히 이해해둘 필요가 있다. 보통, 양어지에서 pH개량제로 CaCO3 240g, Ca(OH)2 27g의 혼합제를 만들어 이 를 양어지 1㎡당 살포량으로 하며, 혼합제의 사용은 양자간의 상승효과 때문이다. 이러한 사실을 이해한다면, 예를 들어, 암모니아를 질산화분해할 때 pH조정제로 이 용할수 있다. 나. 암모니아제거제(수질․저질) (1) 제오라이트(Zeolite : 沸石) 양어용 수질중의 암모니아는 어류에 대한 독성이 있으므로 암모니아 제거용 수질 개량제로서 제오라이트가 사용된다. 수중에 용해된 암모니아에는 어류의 분뇨등에 기인하는 무기성의 것과 먹이찌꺼기등에 의한 유기성의 것이 있지만 여기서는 무기 성분의 제거제에 대해 알아보기로 한다. 원래, 제오라이트는 토양개량제로서 권장되고 있고, 염기성치환능력 및 강력한흡 착력등 몇가지 우수한 특성을 가지고 있다. 즉, 수중의 양이옹(ion)흡착, 암모니아․ 황화물․아질산의 흡착제거, 저질중의 유기물 분해촉진 등이다. 첫째, 수질개량제로서 암모니아 흡착제로 주목되고 있는 제오라이트는 암모니아 를 선택적으로 흡수하는 성질이 있으나, 흡착량에는 한계가 있으므로 어느정도 사 용후는 다시금 제오라이트의 흡착기능을 재생시켜야 한다. 재생방법은 제오라이트 를 농후한 식염수(NaCl)중에 침지하여, 흡착한 암모니아를 염화암모늄(NH4Cl)으로 제거한다. 둘째, 저질개량제로서의 활용은 제오라이트에는 저질에서 분해된 유기물을 일시 적으로 축적하여 조금씩 수중으로 돌려보내는 작용이 있기 때문이다. 현재, 제오라이트는 보리새우양식장에서 사용되고 있고(생산량의 증대, 양어장 청 소시 악취감소의 효과 등으로, 이것은 암모니아태질소의 감소에 의한 것임), 또 굴 양식어장에서도 살포하고 있다. 최근에는 제오라이트를 이료에 첨가하여 육질개량 및, 생이료의 산화분해억제, 그 리고 특히 하계 고온시 암모니아 및 산화지방의 발생을 억제하여, 어체의 간기능장 해, 소화 불량을 방지함으로써 폐사율을 저하시키는 시험등도 행해지고 있다. (※ Zeolite : 沸石 : 무기물교환체의 성질이 있고, 원래 규산질교환체를 총칭함. 화학조성은 Na2Al2Si3O10XH2O이며 산에서 퍼내온 그대로의 부드러운 것과 강도가 있는 燒成物이 있으므로 이점에 주의할 바이다. 부드러운 것은 여과조에 사용시 쌓 아 눌려두면 형체가 찌그러짐) (2) 질산화성 세균 암모니아제거용 수질개량제로서, 수중에서 암모니아를 아질산으로 산화시키는 미 생물은 Nitrosomonas이고, 아질산을 질산으로 산화하는 미생물은 Nitrobacter이다. 이 2가지 세균은 호기적상태하에서 작용하는 자가영양세균으로서 보통 질화균이 라고 부른다. 최근 선진국에서는 이러한 세균을 농축한 “生”의 액상제품이 개발되어 시판되고 있다. 이러한 질화균이 이용하므로서 양어수질에서 암모니아태질소 및 아질산태질 소를 수일간에 안정화시킬수 있다고 한다. 지수식, 순환여과식에 사용하여 암모니아 제거는 확실하더라도 양어는 세균성 어 병발생이 있으므로 이러한 점도 고려하여, 보다 훌륭한 수질개량제로 개발해 나가 야 할 것이다. 다. 미생물활성화제(수질) 순환여과식양어법(내수면)에서는, 천연광물인 항화석(抗石) 및 요업제품(Ceramic) 이 수질개량제로서 주목되고 있다. 이러한 것은 다공질이므로 세균등 미생물이 부 착하기 쉬운 미세공(微細孔)이 많은 것이 특징이다(최근에는 항하석과 거의 동일한 특성을 갖인 공모양의 세라믹제품이 개발되어 생물여과제로 활용됨). 이러한 것이 수질개량을 수반하는 미생물활성화제로 주목되는 이유는, 미생물의 활성화에 필요한 실리카(Si) 및 마그네슘(Mg)으로 된 미네랄성분을 용출하기 때문 이다. (表) 抗火石과 세라믹의 화학성분(%) 품 종 SiO2 CaO MgO Al2O3 기 타 항하석 73.32 2.05 0.65 15.06 8.92 세라믹 54.0 7.0 1.1 28.0 9.9 또, 순환여과식양어에서 항하석을 생물여과제로 활용하여 암모니아를 제거할 수 도 있다. 이경우에는 질화균의 첨가가 불필요함. 이밖에도, 미네랄용출형의 천연광물은 종류가 많으므로 경제성을 고려하면서 양 어용수질개량제로서 연구개발되어야 할 것이다. 라. 미생물의 활용(저질) 자연계에서 미생물은 하천, 해양을 불문하고 자연정화에 기여하고 있지만, 곳에따 라 고도성장에 의한 오염은 자정능력을 파괴하여, 그결과 저질을 오염시키게 된다 (미처리된 하수․폐액의 퇴적뻘). 여기에서는 산소를 함유한 무기물질에 미생물을 혼합하여 발효-무기화-고정시킨 개량제를 사용한 정화법에 대한 실험 예를 중심으로 설명코져 한다. 이 저질개량제는 완숙퇴비로부터 추출한 여러 가지 기능을 가진 미생물군(群)을 고정, 배양한 것이다. 자정능력을 넘어선 오염 때문에 퇴적한 뻘질은 분해되지 않 고, 어류에 필요한 미네랄, 비타민등의 미량용존원소가 희박해지는 반면 H2S, CH4 등 유해가스를 발생한다. 따라서 그러한 뻘질은 수온의 상승과 더불어 유해가스를 발생하게 되고 또 균형이 붕괴된 미생물군의 작용으로 부패현상이 일어아서 암모니 아태질소, 인 등이 용출하며, 그것을 먹이로 하는 식물성프랑크톤이 발생하여 산소 를 소비한다. 그러나, 이 개량제를 살포하면, 장기간에 걸쳐 서서히 뻘질을 분해하므로 자정능 력을 도운다는 것이다. 이 개량제에 함유된 주요한 균체(菌體)는 호기성세균, 혐기성세균, 고온세균, 내열 성아포, 그람양․음성균, 장내세균, 유산균, 황산환원균, 진균 등으로 되어있다. 어떻든 산소의 존재가 불가결하고, 빈산소․무산소로 되면 혐기성세균의 작용으 로 저질은 부패화하는 것이다. 또, 이러한 미생물 이외에도 토양개량제로서 사용되 는 세균군(혐기성세균 : 황하균․섬유분해균․효모균․뿌리혹박테리아, 호기성세균 : 진균․방선균)이 연질세라믹의 이온(ion)교환작용 및 활성탄의 흡착성등과 서로 어울려서 유기뻘질을 분해시킨다. 결국, 가용성유기물등을 수역내에서 처리하는데는 자연의 정화미생물을 적극이용 함이 중요한 것이다. 끝으로, 저질의 본질적인 개선은 물리적인 퇴적조건의 제거와 함께 충분한 산소 공급이 요구된다는 것을 염두에 두어야 할 것이다. 마. 광합성세균의 활용(수질․저질) (1) 수질개량 향후 수질개량제로서 광합성세균의 이용이 기대되고 있다. 광합성세균은 지구의 어디에나 오염된 물웅덩이등에 생육하고, 수중유기오염물질의 유기산 및 아미노산, 당류를 먹이로하여 식물성플랑크톤과 마찬가지로 광합성(탄소동화) 작용을 하여 증 식한다. 수산용으로서는 홍색의 비유황세균이 주목되고, 배양기술의 발달에 따라 균을 농 축한 것이 선진국에서는 시판되고 있다. 시판품의 특징은, 군의 크기가 약 1µ이고, 또 1㎖당 균체집락(colony)수는 약 108개이며, 군체자체에 비타민 B12, 바이오틴 (Biotin), 엽산(Floic aid) 및 카로티노이드(Carotenoid)를 많이 함유하고 있다. 첨가 량은 지수식, 순환여과식등에서 사육수에 대해 원액을 5∼10ppm범위로 혼입, 사용 하고 있다. 금후, 유기물에 의한 수질오염개량제로서는 물론이고, 어류의 영양제로서의 2가지 측면에서 활용이 기대된다. 또, 이와 병행하여, 광합성세균의 서식처로서는, 앞에서 이미 이야기한바 있는 다공질의 미네랄용출형 미생물활성화제의 개발이 요망된다. (2) 저질개량 한편, 이와같이 유익한 미생물인 광합성세균은, 황화수소(수질․저질에서 호흡독 으로 됨)를 제거하는데 매우 효과가 있다. 그밖에 수소가스의 발생 및 질소고정의 능력이 있으므로, 양어지에서 사육수의 정화뿐만아니라, 저질뻘에서 발생하는 병원성세균을 제거하므로서 저질뻘(미처리된 하수․폐액의 퇴적뻘)을 정화하는 능력이 있다. 또한 어병의 억제에도 효과가 인정 된다. 보리새우의 경우에는 사육지의 저질모래중에 병원균이 발생하여 일어나는 일종의 아가미병의 치료가 가능하고, 은어의 종묘생산에서는 세균성질병이 발생하지않는가 하면, 더욱이 복어의 아가미부식병에도 유효하다고 한다. 이와같이 우수한 특성을 가진 “Biocosmo”(시판 광합성세균 제품의 상품명)는 양 어관계 뿐만아니라 농업, 의약, 수질처리, 에너지방면 등 그 이용범위가 다방면에 미치고 있으며, 특히 선진국에서는 이를 활용한 저질개선으로 적조대책을 연구한고 있다. 바. 진고분말(眞菰 : 물고미, 줄 : Water- Oat) 이것은 수질개량과 어병예방의 2가지 측면에서 양어에 이용이 주목되고 있다. 물 고미는 벼과의 다년생 풀로서 강, 호소에 자생하는 숙근초(宿根草)이다. 물고미는 방부작용이 있는 것으로 알려져 있고 또 수질유지효과가 안정되고 잇다. 이 분말은 물고미를 초여름 성숙기에 베어내어 세정- 천일건조-절단-재세정-증 기상균-재천일건조를 한후, 300mesh의 분말로 만들어 200℃에서 열처리한 것이다. 조성은 미네랄성분으로서 Ca, P, Fe, Mg, K등이 함유되고 있고, 특히 K, Ca이 많 으며 비타민 B12가 함유된 것이 특징적이다. 또 이 분밀의 효과는 물곰팡이의 기생방지, 암모니아의 흡착, 상처의 치유등이 있 다고 한다. 실험결과, 순환여과조에서 이 분말을 100ppm이상이 되도록 첨가했을 경 우 전혀 어류의 행동에 이상이 보이지 않았다고 한다. 14. 해조에 의한 질소, 인의 회수 가. 목적 및 효과 일반적으로 해조류는 해수중의 질소, 인릉 흡수하여 생장하고, 이를 고정하는 능 력을 가지고 있으므로, 부영양화한 해역에서 대형해조류의 인공조장을 조성하고, 이 러한 해조를 대량으로 양성, 번식시킴으로서 적조발생대책과 함께 해역의 정화를 시도할 수 있다. 여기에서는 적조가 발생하는 부영양행역에서 대형갈조류인 팽생이모자반을 대량 양성, 번식시켜 해수중의 질소, 인을 흡수시킴으로서, 적조발생의 원인이 되는 질소, 인을 회수할 수 있는 방법을 통한 해역의 수질정화에 대해 고찰해보기로 한다. 평생이모자반은 조체(藻體)중에 해수중의 질소를 2∼3%, 인을 0.1∼0.3%로 고정 (건물량)할 수 있다고 하며, 또, 그 성장과정에서 광합성에 의해 탄산가스를 흡수, 산소를 방출하는 등 일련의 환경정화기능이 크다. 따라서, 팽생이모자반을 인공양성 하여 최대번식시에 수획하면, 질소, 인을 회수하여 제거하는 효과가 있고, 특히 이 와같이 조성된 인공조장(人工藻場)에는 집어효과 등 어업생산의 효과는 물론, 수획 후는 사료․비료등에 재이용 할수도 있다. 그러나 최대번식시기에 질소․인의 흡수효과도 최대로 되기 때문에, 이 시기에 조체를 수획하여야 하고, 이 시기를 그대로 방치하면 주락(淍絡)히야 다시금 해수중 에 질소․인을 환원하므로 수획시기를 확실히 파악, 실시할 필요가 있다(연구소의 도움을 필요로 한다). 나. 적용지구 이러한 사업은 다음과 같은 내만 천해역, 간사지 등에 적용할 수있다. ① 항상 부영양화된 어장으로서 적조의 발생, 빈산소수괴의 출현등이 보이는 해 역. ② 간사지 또는 수심 20m이하의 천해로서 괭생이모자반이 성육하고 있는지 또는 성육조건을 만족시키는 해역(조도 관계상 10m이천이 좋지만 수하식양식을 할 경우 수심 20m이천의 수역이면 가능함) ③ 조류의 유속이 10㎝/초 이상일 것(조류의 유속은 해수 의 갱신율, 영양염공급 에 관계하므로 일정한 유속이 필요함) ④ 양성시설의 유지가 가능한 곳 등이다. 다. 실시방법(괭생이모자반양성법) 괭생이 모자반 양성법은 모조채집→채란․채묘→배양→수중양성→회수의 순서로 된다. ① 모조채집 채집시기는 5월초순경 실시함이 좋겠으나, 모조의 성숙기는 연변동이 있으므로 예비조사에 따라 적기를 잃지 않도록 주의가 필요하다(연구소의 도움으로 채집시 모조의 생식기탁상의 수정란을 확인한다). ② 채란․채묘(그림 20) (ⅰ) 채집한 모조는 맑은 여과해수로서 세정하여 뻘, 부악생물 등을 제거한다. (ⅱ) 모조에서 생식기탁(生殖器托 : 조체상부에 형성됨)만을 들어내어, 채란용기의 바닥면이 거의 안보일정도로 띄워서, 1∼2일간 약하게 유수․통기를 한다. 이때 조 도는 2,000∼3,000룩스로 한다. (ⅲ) 수정란의 침강을 확인하면, 생식기탁을 들어내어 상층해수를 버린다. 이채란 처리를 3회정도 반복하고 난(卵)을 세정한다. (ⅳ) 채란 용기의 바닥면에 쌓인 수정란(란의 직경 0.2∼0.3㎜)을 뮤라가제(망목 100µ)로서 다시 세정하여 난의 농축액을 만든다. (그림 20) 괭생이모자반의 채란과 채묘순서 ③ 배양 (ⅰ) 배양해수의 수온은 25℃이하로 한다. (ⅱ) 조도는 1,000∼2,000룩스로 조절한다. (ⅲ) 비중은 1.020∼1.024이내로 한다. (ⅳ) 배양해수교환은 2∼3일에 한번씩, 1회에 1 2 ∼1의 해수로 하고, 해중 투입전의 10일간은 流水로 한다(2∼3回轉/日). (ⅴ) 통기 및 영양염류첨가는 원칙적으로 필요치 않는다. (ⅵ) 배양일수는 채묘후 50∼60일을 목표로 한다. (ⅶ) 유아의 크기는, 종망방식에서는 5∼6m/m, 부착판 방식에는 3∼4m/m로 한다. ④ 해중투입․양성 (ⅰ) 이식(해중투임)시기는 6월경으로 한다. (ⅱ) 양성시설은 부류식양성시설을 이용한다.(1셋트=40m×20m=800㎡으로하고, 1셋 트에 종망 12매를 펼칠 수 있다) (그림 21) (그림 21) 種網의 養成施設 (ⅲ) 이와같이 이식, 양성(종망방식)할 경우, 성장은 여름철에는 느리지만, 11월이 후 수온의 강하와 함께 성장이 빨라지고, 이듬해 2월 이후에 급성장, 4월에 번성기 로 되지만, 그 이후 주락기에 접어들어 1년간의 생활사를 끝낸다. ⑤ 회수 최대번성기이고 현존량이 최대로되는 4월경에 종망을 철거함으로써 조체(藻體)중 에 고정된 질소․인이 회수․제거 된다. ※ 그러나, 종망을 일부 남겨두고, 또, 투석등 기질(基質)을 투입하여, 양성한 괭 생이모자반이 모조를 종망과 함께, 기질상에 침하시킴으로서 천연조장으로 재생산 을 기대할 수도 있다. 15. 습식펠렛트에 의한 자가오염방지 해면어류양식장에서 먹이찌꺼기등 사료손실이 적은 습식펠렛트(MP: Moist Pellet)를 사용하므로서, 수질․저질에 대한 자가오염 진행에 수반하는 환경악화를 미연에 방지하여 양식어장환경을 보전하는 것은 매우 중요하다. 해면양식어의 건전한 발전을 위해서는 우선, 무엇보다 어장환경오염부하의 방지 에 세심힌 주의가 필요하다. 이때문에 생이료, 특히 민스육 또는 잘게썰은 생이료는 비하여 오염부하를 대폭 경감할 수 있는 MP를 해면방어양식에 이용할 경우에 대해 설명하기로 한다. 가. MP원료의 성장 습식펠렛트는 생이료(민스육), 배합사료 및 유지류를 원료로 하고 있다. 이와같은 MP의 성상은 다음과 같다. ① 상당한 수분을 함유하여 부드러우며 점착성이 있고 ② 물성이 안정되어 있으므로 운반․보관․급이 등이 용이하고, 유효성분의 용출 이 적으며 ③ 부두러우므로 어류가 포식하기 쉽고, ④ 포식행동에 수반되는 상승류에 저항하는 적당한 침강성이 있으므로 가두리 밖 으로 나가지 않는다. 나. MP 사료의 제조 방어양식의 경우 MP사료의 크기는 MP조립기(그림 22)로서 직경 3∼25m/m의 범 위로 제조하여 방어의 성장에 적합한 크기로하고, 약40%의 수분을 함유하도록 한 다. 즉, 참돔 등에 사용가능한 수분 약8%의 고형건조펠렛보다 부드러운 성질을 갖 도록 하여야 방어의 표식이 용이하다. ① 본 체 ② 뚜 껑 ③ 패 달 ④ 손 잡 이 ⑤ 뚜껑고정 ⑥ 스 윗 치 ⑦ 가 대 ⑧ 바 퀴 ① 조립기본체 ② 호 파 ③ 입경조절기 ④ 변 속 기 ⑤ 바이엘무단변속기 ⑥ 운전조작반 ⑦ 가 대 ⑧ 차 바 퀴 (그림 22) MP造粒機 다. MP사료의 효과 (1) 자가오염방지 효과 급이시 먹이찌꺼기 등이 적으므로 자가오염방지 효과가 크다. MP는 냉동어를 직 접 분쇄하여 민스육으로 만들어 펠렛트화 함으로 냉동어의 해동액즙(drip)을 유출하 지 않게되는 이점이 있다. 또 MP의 비중은 생이료보다 작지만, 중량당의 표면적으 로 적으므로 생이료보다 침강속도가 빠른 특성이 있다. 이때문에 방어의 활발한 포식활동에 의해 생기는 강한 상승류에 저항되면서 침강 하게 되고, 바닥에 침강되기 전에 거의 방어에 의해 포식된다. (2) 사료효과 MP의 급이량을 습중량으로서 민스육이료의 1 3 ,잘게썰은육 및 생이료의 1 2 에 상당하며, 극히 소량으로 방어양식이 가능한 것이다. 따라서, 급이총량이 적으므로 해동․민스육처리, 운반작업량 및 급이시간의 단축등 조이․급이작업도 경감된다. 이와같이 MP는 생이료에 비해 급이총량이 적은데도 불구하고 생이료와 거의 대 등한 성장을 나타내고 있다. 또, 어분, 유지, 각종 비타민 등을 첨가하므로서 생이료 사육어보다 오히려 우수한 영양상태에 있다고 생각된다. (3) 어병대책 효과 MP는 물성이 안정되 있는 특징을 갖고 있어 유효성분을 용출시키지 않으므로 누 약시의 약제유출량이 적게된다. 즉, MP에 약제를 혼합하여 투여하는 경우, 미리 약제의 안정성을 확인한 뒤에 이 것을 MP에 첨가하여 MP를 대량으로 제조하고 냉동보관함으로서, 매일매일 필요량 을 취해 자연해동 또는 반해동시켜 급이하면 좋다. 또 MP에 의한 투약을 필요호 하는 경우, 그 약제의 종류․투약량․투약기간 등을 어장마다 통일하여 넓은 지역 에 일제히 투약하는 것이 가능하다. 다. MP의 제조 및 보관방법 (그림 23) MP의 제조 및 보관방법 습식펠렛트의 제조 및 보관방법은 다음에 표시된 바와 같다.(그림 23) 끝으로 바다의 수질․저질은 일단 악화된후는 이를 원상으로 회복하기가 힘이들 고, 또 어장의 자정작용에도 한계가 있기 때문에 양식어민 스스로는 지금까지 설명 된바와 같이 가능한한 어장의 오염을 줄일 수 있는 양식방법을 확립해나갈 필요성 을 인식해야 함을 강조하면서 여기서 줄인다.  <table class="clearTable"><tbody><tr><td> </td></tr></tbody></table> <xscript type="text/javascript">//</xscript>  <div id="search_keyword_suggest">    </div> <div class="attachFile" id="AttachFileCCL"> </div>