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2013년 8월 27일 화요일

해양 메틸 수은 오염과 우리의 미래




 이전 포스트를 통해 현재 바다의 중금속 오염으로 인해서 대형 어류의 경우 일부 그룹에서 섭취량을 제한할 필요가 있다고 언급한 바 있습니다. ( http://blog.naver.com/jjy0501/100159561718 참조) 특히 문제가 되는 중금속은 메틸 수은 (Methylmercury) 으로 생물학적 농축을 통해 수명이 긴 대형 어류에서 농축되어 이를 인간이 섭취할 경우 메틸 수은 중독의 위험성이 있습니다.

 이전 포스트 참조 : http://blog.naver.com/jjy0501/100159561718


 수은 오염은 북미에서는 주로 석탄을 사용하는 화력 발전소나 혹은 염소 관련 물질을 생산 하는 공장. 광산등에서 나오게 됩니다. 이는 환경중에서 메칠 수은의 형태로 생물학적 농축을 일으키기 때문에 이전부터 세계 보건 및 환경 당국의 모니터링 대상이 되고 있습니다. 상세한 내용은 이전 포스트를 참조해 주시기 바랍니다.  




(수은이 환경에 들어가 생물학적 농축이 일어나는 과정 This figure shows some common sources of mercury, the conversion to toxic methylmercury and the outline of EPA consumption recommendations for certain types of fish based on mercury levels. http://en.wikipedia.org/wiki/File:MercuryFoodChain-01.png )  


 이전 FDA 가이드 라인을 참조로 하면 12세 이하 소아, 임산부, 임신을 계획 중인 여성, 수유를 하는 여성은  


  1. Do not eat Shark, Swordfish, King Mackerel, or Tilefish because they contain high levels of mercury.
  2. Eat up to 12 ounces (2 average meals) a week of a variety of fish and shellfish that are lower in mercury.
    • Five of the most commonly eaten fish that are low in mercury are shrimp, canned light tuna, salmon, pollock, and catfish.
    • Another commonly eaten fish, albacore ("white") tuna has more mercury than canned light tuna. So, when choosing your two meals of fish and shellfish, you may eat up to 6 ounces (one average meal) of albacore tuna per week.
  3. Check local advisories about the safety of fish caught by family and friends in your local lakes, rivers, and coastal areas. If no advice is available, eat up to 6 ounces (one average meal) per week of fish you catch from local waters, but don't consume any other fish during that week.

 1. 상어, 황새치, 킹 메크럴, 옥돔과 어류는 섭취하면 안된다.  
 2. 주당 12 온스 (340 g) 까지 다양한 어류를 섭취해서 수은 섭취량을 줄여야 한다.  
  - 가장 많이 식용으로 사용되는 어패류 중 새우, 참치캔, 연어, 대구, 메기 같이 수은 함량이 낮은 어류를 택한다.  
  - 또 다른 식용 어류 중 날개 다랑어의 경우 일반적인 참치캔 보다 더 많은 수은을 가지고 있다. 따라서 날개 다랑어의 경우 주당 6 온스 (170g) 까지 섭취한다.  
 3. 각 호수, 강, 해안 지역에서 잡은 어류의 경우 해당 지역 가이드라인을 따르고 만약 그것이 없다면 여러분이 잡은 어류는 주당 170 g 까지만 섭취하되 더 이상 다른 어류는 섭취하지 말아야 한다.   


 라고 권장하고 있습니다. 대략 다른 나라도 비슷한 가이드라인을 가지고 있고 국내에서도 임산부가 섭취하면 안되는 어류라고 해서 리스트가 보신 분도 꽤 있을 것입니다.  


 위의 까지의 내용은 일반적인 어류 섭취에 대한 가이드라인을 다시 이야기 한 것인데 사실 이 가이드 라인도 언젠가는 변경되야 할 수도 있습니다. 현재도 계속 모니터링을 하고 있지만 시간이 지남에 따라서 수은에 의한 환경 오염이 심해지면 가이드 라인을 더 엄격하게 정해야 할 수도 있기 때문입니다. 그리고 일부 연구들이 점차로 이와 같은 경고를 하고 있습니다.  


 미시간 대학 (University of Michigan ) 의 연구자들과 하와이 대학 (University of Hawaii) 의 연구자들은 새로운 연구를 통해 향후 수십년간 대양 어류의 수은 함유량이 높아질 가능성이 있다고 발표했습니다. 이들 및 다른 연구자들이 이전에 진행한 연구를 종합하면 중국과 인도에서 급증하고 있는 석탄 발전소에서 나오는 수은 (본래 석탄에 미량 함유된 수은) 이 공기를 타고 수천 킬로미터 떨어진 태평양으로 이동하게 됩니다. 하지만 이 상태의 금속 수은은 진짜 위험 물질이 아닙니다.   


 금속 상태의 수은보다 인간에게 더 위험한 것은 메틸화 (methylation)  된 메틸 수은으로 이는 쉽게 체내로 흡수된 후 먹이 사슬을 타고 점차 생물학적 농축을 일으키기 때문에 황새치 같은 대형 어류에 체내에 축적된 후 인간이 섭취하면 인간의 체내에도 농축되게 됩니다. 이와 같은 메틸 수은이 체내 과량 흡수되면 신경계, 면역계, 심장에 문제를 일으킬 수 있으며 특히 태아와 소아의 뇌성장에 매우 치명적인 영향을 줄 수 있습니다. 그리고 널리 알려진 미나마타 병의 원인 물질이기도 합니다.  


 실제 수은의 메틸화를 담당하는 것은 해양 환경에서는 미생물로써 지금까지의 연구에 의하면 중간 층에 해당하는 수심 2000 피트 (600 미터) 까지 메틸화가 일어나는 것으로 보인다고 합니다. 연구의 주저자인 미시간 대학의 조엘 블룸 (Joel Blum) 은 이 연구에서 방사성 동위원소를 이용한 연구를 통해 심해에 사는 어종들이 가진 메틸 수은의 80% 가 바다의 표층 아래에서 직접 메틸화를 거친후 흡수되는 것으로 보인다고 8월 25일자 Nature GeoScience 에 발표했습니다. 그리고 이 수은은 궁극적으로 대기 오염을 통해 바다에 공급되고 있습니다.  


 최근에는 주로 석탄 발전소에서 나오는 (특히 중국과 인도. 물론 한국도 석탄 발전소가 적지 않지만... ) 수은이 수천 킬로미터를 이동해 하와이 바다 까지 영향을 미치고 있습니다. 비와 함께 바다로 떨어진 수은은 미생물에 의해 표면에서 독성 유기수은인 메틸 수은으로 변하게 되지만 태양빛에 의한 광화학 분해 photochemical degradation 과정을 거쳐 대부분 사라지게 됩니다.  


 반면 이번 연구에서 드러난 바에 의하면 수심 50 - 400 미터 사이의 중간층 바다에서는 표층에서 내려오는 유기물질을 분해하는 미생물들이 수은을 메틸화 시키지만 잘 분해되지 않기 때문에 비교적 높은 농도의 메틸 수은을 유지할 수 있는 것으로 보이며 연구에서 조사한 9 개 어종들은 표층이 아니라 그보다 아래의 중간층에서 미생물이 생성한 메틸 수은 (주로 monomethylmercury 의 형태) 을 체내로 흡입한 것으로 보인다고 합니다.  


 그러나 불행하게도 개도국은 물론 한국 역시 석탄 발전소를 계속 확충할 계획이 있고 (특히 원전에 대한 불안심리가 높아지면서 상대적으로 안전해 보이는 화석 연료 발전소가 더 많이 지어질 가능성이 높음) 아직 석탄 매장량이 적지 않게 남아 있기 때문에 앞으로 더 많은 석탄을 태움에 따라 향후 대기중 수은 배출은 더 늘어날 가능성이 있습니다. 결국 수은 배출량의 증가와 더불어 지구 온난화에 의한 수온 상승이 바다에 공급 되는 수은의 양을 늘리고 수은의 메틸화를 더 촉진해 향후 수십년 간 어류에서 메틸 수은 함유량을 늘릴 가능성이 존재합니다.


 연구의 주 저자인 블룸은 "이 연구는 아시아 국가에서 배출되는 수은과 하와이에서 잡히고 우리 나라 (미국) 에서 소비하는 어류사이에 상관 관계를 더 강하게 보여주었다. This study reinforces the links between mercury emitted from Asian countries and the fish that we catch off Hawaii and consume in this country. " 라고 언급하면서  "이것이 의미하는 바는 우리가 만약 대양에 사는 어류에서 수은 함량을 효과적으로 낮추려고 한다면 중국과 인도를 포함해 전지구적 수은 배출량을 감소시켜야만 한다는 것이다. The implications are that if we're going to effectively reduce the mercury concentrations in open-ocean fish, we're going to have to reduce global emissions of mercury, including emissions from places like China and India" 라고 덧붙였습니다.


 사실 석탄을 연소시킬 때 나오는 수은을 비롯한 각종 중금속은 매연 저감 장치를 통해 줄일 수 있습니다. 당장에 석탄 발전소를 중단시키기는 힘들 것이기 때문에 결국 개도국을 포함한 모든 국가가 중금속 배출을 엄격하게 규제하지 않으면 미래에는 특정 어종의 물고기는 아예 먹지도 못할 가능성이 있습니다. 사실 물고기가 문제가 아니라 인간이 문제이며 바다에 사는 물고기들은 모두 피해자라고 할 수 있습니다. 또 바다에서 나는 먹거리를 먹는 새와 해양 포유류 역시 다른 피해자입니다.   


 결국 국제 사회의 노력이 필요함과 동시에 결국 전기를 절약해야만 하는 이유, 그리고 원전 하나는 물론이고 석탄 발전소 하나라도 더 멈춰야 하는 이유를 (아니면 적어도 매연 저감을 확실히 해야 하는 이유) 설명해주는 내용이라고 생각합니다. 비록 언제나 그렇듯이 경제 문제가 발목을 잡고 있기 때문에 그 해결이 간단하지는 않겠지만 지금 우리 세대가 하지 않는다면 그 고통이 우리에게 미치는 것은 물론 미래 세대에게도 전가될 것입니다.         



 참고    


Journal Reference

Blum J. D., Popp B. N., Drazen J. C., Choy A. C. and Johnson M. W. (2013) Mercury isotope evidence for methylation below the mixed layer in the central North Pacific Ocean. Nature Geoscience, doi: 10.1038/NGEO1918

Blum J. D., Popp B. N., Drazen J. C., Choy A. C. and Johnson M. W. (2013) Mercury isotope evidence for methylation below the mixed layer in the central North Pacific Ocean. Nature Geoscience, doi: 10.1038/NGEO1918

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