유해조류

1. 개요

유해조류는 시아노박테리아, 와편모조류, 규조류 등 다양한 조류가 과도하게 증식하여 발생하는 현상으로, 물 표면에 거품, 찌꺼기, 매트 형태로 나타나 다양한 색을 띨 수 있다. 유해 조류는 독소를 생성하거나 물속 산소를 고갈시켜 어류 폐사를 유발하며, 인간 건강과 경제에도 심각한 피해를 입힌다. 과도한 영양분 유입, 기후 변화, 수온 상승 등이 유해 조류 발생의 원인으로 작용하며, 조기 경보 시스템 구축, 물리적/화학적/생물학적 처리, 예방 프로그램 등을 통해 관리 및 제거 노력이 이루어지고 있다. 한국에서는 낙동강, 한강, 시화호 등에서 녹조, 적조로 인한 유해 조류 발생 사례가 보고되었다.

2. 용어

시아노박테리아(남세균, blue-green algae)에서 발생하는 유해조류 증식(HABs)은 물 표면이나 바로 아래에 거품, 찌꺼기 또는 매트 형태로 나타날 수 있으며, 색소에 따라 다양한 색상을 띨 수 있다. 이러한 번식으로 인한 유해한 영향은 생성하는 독소 또는 물 속의 산소를 소모하여 어류 폐사를 유발할 수 있기 때문이다. 모든 조류 번식이 독소를 생성하는 것은 아니며, 일부는 물의 색깔만 변하게 하거나, 악취를 발생시키거나, 물에 좋지 않은 맛을 더할 뿐이다.

유해조류의 좁은 정의에 따르면, 유해조류는 다른 종에 영향을 미치는 독소를 방출하는 조류 번성만을 의미한다. 반면, 모든 조류 번성은 낮은 산소 수준으로 인해 죽음의 구역을 유발할 수 있으며, 이러한 의미에서 "유해하다"라고 불릴 수 있다. 더 넓은 정의에 따르면, 모든 "유기체와 사건은 인간의 건강이나 사회경제적 이익에 부정적인 영향을 미치거나 수생 생태계에 해로운 경우 HABs로 간주된다".

미국 환경 보호국에서는 HABs는 "잠재적으로 독성 (영양 의존성, 종속 영양) 종과 고생물량 생산자로서, 독소를 생성하든 하지 않든, 고농도에 도달한 후 저산소증 및 무산소증을 유발하고 해양 생물의 무차별적인 사망을 초래할 수 있는 것"을 포함한다고 명시했다.

해안 지역에서 유해 조류 번식은 종종 "적조"라고 불리기도 한다. "적조"라는 용어는 Karenia brevis와 같은 여러 종의 와편모조류 번식에서 유래되었다. 그러나 이 용어는 조류 번식의 색상이 매우 다양하고 조류의 성장이 조류와 관련이 없다는 점에서 오해의 소지가 있다. 모든 적조가 와편모조류에 의해 생성되는 것은 아니다. 혼합 영양 섬모충 Mesodinium rubrum은 섭취한 조류에서 얻은 엽록체에 의해 진한 붉은색을 띠는 비독성 번식을 생성한다.

한국에서는 유해 조류 대발생을 '녹조(담수)'와 '적조(해수)'로 구분하여 사용하기도 한다.

3. 유형

유해 조류를 형성할 수 있는 주요 플랑크톤의 종류는 남세균, 와편모조류, 규조류의 세 가지가 있다. 이 세 종류 모두 식물처럼 광합성을 통해 햇빛으로부터 스스로 양분을 만들 수 있는 미세한 부유성 유기체로 구성되어 있다. 이러한 능력 덕분에 이들은 대부분 작은 물고기 및 기타 유기체의 먹이 사슬에서 필수적인 역할을 한다.

=== 남세균 (Cyanobacteria) ===
남세균(Cyanobacteria)은 담수 호수와 강, 하구에서 발생하는 유해 조류 번식(HAB)의 주요 원인이다. 남세균은 조류와 달리 진핵생물이 아닌 원핵생물이다. 널리 퍼져 있는 Microcystis 속을 포함한 일부 남세균은 간독소인 마이크로시스틴과 같은 시아노톡신을 생성하여 포유류의 간에 해를 끼칠 수 있다. 다른 유형의 남세균도 신경독소, 세포독소, 내독소 등을 생성할 수 있다.

HAB는 식물과 조류의 광합성에 필요한 햇빛을 차단하고, 물고기 등 수생 동물에게 필요한 용존 산소를 고갈시켜 물고기 폐사를 유발한다. 산소 고갈된 물이 장기간 넓은 지역을 덮으면 저산소증 또는 무산소증 상태가 되며, 이러한 지역은 데드 존이라고 불린다.

한국에서는 낙동강, 한강 등 주요 하천과 호수에서 남세균이 빈번하게 발생하며, 특히 여름철 고온기에 심각해진다. 4대강 사업 이후 보 건설로 인한 유속 감소와 수온 상승이 남세균 번성을 악화시킨다는 비판이 있다. 정수 처리 시설에서도 이러한 독소가 완전히 제거되지 않아 식수 안전에 대한 우려가 커지고 있다. 2021년 8월, 뉴욕주에서만 47개의 호수에서 조류 번식이 확인되었다. 2021년 9월, 스포캔 카운티의 환경 프로그램은 뉴먼 호에 대한 HAB 경고를 발령했고, 캘리포니아주 클리어 호수의 280가구에는 기록적인 수준의 마이크로시스틴이 보고되어 '마시지 마시오' 경고가 내려졌다.

=== 규조류 (Diatoms) ===
규조류는 해양 환경에서 주로 발견되며, 해안선이나 만에서 조류 번식을 형성할 수 있다. 연안 HAB는 자연 현상이지만, 특히 해안선이나 하구 가까이에서 형성될 때 인간으로 유발된 부영양화 및/또는 기후 변화에 의해 악화되는 것으로 나타났다. 규조류는 신경독인 돔산을 생성하며, 이는 먹이 사슬을 따라 농축됨에 따라 상위 척추동물과 조류에서 발작을 일으킬 수 있다. 돔산은 조개류, 정어리 및 멸치의 몸에 쉽게 축적되며, 이를 바다사자, 수달, 고래류, 조류 또는 사람이 먹으면 신경계에 영향을 미쳐 심각한 부상이나 사망을 초래할 수 있다. 2015년 여름, 주 정부는 조개류에서 돔산의 고농도로 인해 워싱턴주, 오리건주 및 캘리포니아주의 중요한 조개류 어장을 폐쇄했다. 전 세계에 존재하는 5000개 이상의 해양 식물성 플랑크톤 종 중 약 2%가 유해하거나 독성이 있는 것으로 알려져 있다.

=== 와편모조류 (Dinoflagellates) ===
와편모조류는 해양 환경에서 주로 발견되며, 식물성 플랑크톤 또는 미세조류라고 불리는 유기체이다. 전 세계적으로 5000개 이상의 해양 식물성 플랑크톤 종이 존재하며, 이 중 약 2%가 유해하거나 독성이 있는 것으로 알려져 있다. 대부분의 HAB 조류는 와편모조류에 속하며, 1,000 조류 세포/ml의 농도에서 물에서 관찰되며, 밀집된 번식에서는 200,000/ml 이상을 측정할 수 있다. 연안 HAB는 자연 현상이지만, 특히 해안선이나 하구 가까이에서 형성될 때 인간으로 유발된 부영양화 및/또는 기후 변화에 의해 악화되는 것으로 나타났다.

한국 연안에서는 코클로디니움(Cochlodinium)과 알렉산드륨(Alexandrium) 등이 주요 유해 와편모조류로 알려져 있다. 코클로디니움은 어류의 아가미에 손상을 주어 대량 폐사를 유발하며, 알렉산드륨은 마비성 패류 독소(Paralytic shellfish poison, PSP)를 생성한다.

이외에도 곤갈락스(Gonyaulax), 카레니아(Karenia), 짐노디니움(Gymnodinium), 디노피시스(Dinophysis), 야광충(Noctiluca), 샤토넬라(Chattonella), 세라티움(Ceratium), 아메보피라(Amoebophyra) 등의 와편모조류가 존재한다.

=== 기타 유해 조류 ===
많은 유해조류를 형성하는 종들은 저서 휴면 단계와 원양 영양 생장 단계를 오가는 이중 생활사를 가진다. 저서 휴면 단계에서 이 종들은 해저 근처에서 휴식을 취하며, 최적의 조건이 되면 표면으로 이동한다. 원양 영양 생장 단계에서는 활발하게 성장하고 증식하며, 이 과정에서 세포가 빠르게 번식하여 수체 상층부를 점령하면서 블룸이 발생할 수 있다. 이러한 두 생활 단계 간의 전환은 조류 블룸에 여러 영향을 미치는데, 예를 들어 세포가 원양 상태에서 저서 상태로 전환되면서 유해 조류 대발생(HAB)이 빠르게 종료될 수 있다. 이중 생활사를 가진 조류 종들은 급격한 수직 이동을 하며, 수체의 저서 지역에서 원양으로 이동하는 데 많은 에너지를 필요로 한다. 이러한 이동 과정에서 수온약층, 염분약층, 밀도약층을 통과한다.

이러한 생활사를 가진 조류에는 곤갈락스(Gonyaulax), 카레니아(Karenia), 짐노디니움(Gymnodinium), 디노피시스(Dinophysis), 야광충(Noctiluca), 샤토넬라(Chattonella), 세라티움(Ceratium), 아메보피라(Amoebophyra), 알렉산드륨(Alexandrium), 코클로디니움(Cochlodinium) 등이 있다.

3.1. 남세균 (Cyanobacteria)

남세균(Cyanobacteria)은 담수 호수와 강, 하구에서 발생하는 유해 조류 번식(HAB)의 주요 원인이다. 남세균은 조류와 달리 진핵생물이 아닌 원핵생물이다. 널리 퍼져 있는 Microcystis 속을 포함한 일부 남세균은 간독소인 마이크로시스틴과 같은 시아노톡신을 생성하여 포유류의 간에 해를 끼칠 수 있다. 다른 유형의 남세균도 신경독소, 세포독소, 내독소 등을 생성할 수 있다.

HAB는 식물과 조류의 광합성에 필요한 햇빛을 차단하고, 물고기 등 수생 동물에게 필요한 용존 산소를 고갈시켜 물고기 폐사를 유발한다. 산소 고갈된 물이 장기간 넓은 지역을 덮으면 저산소증 또는 무산소증 상태가 되며, 이러한 지역은 데드 존이라고 불린다.

한국에서는 낙동강, 한강 등 주요 하천과 호수에서 남세균이 빈번하게 발생하며, 특히 여름철 고온기에 심각해진다. 4대강 사업 이후 보 건설로 인한 유속 감소와 수온 상승이 남세균 번성을 악화시킨다는 비판이 있다. 정수 처리 시설에서도 이러한 독소가 완전히 제거되지 않아 식수 안전에 대한 우려가 커지고 있다. 2021년 8월, 뉴욕주에서만 47개의 호수에서 조류 번식이 확인되었다. 2021년 9월, 스포캔 카운티의 환경 프로그램은 뉴먼 호에 대한 HAB 경고를 발령했고, 캘리포니아주 클리어 호수의 280가구에는 기록적인 수준의 마이크로시스틴이 보고되어 '마시지 마시오' 경고가 내려졌다.

3.2. 규조류 (Diatoms)

규조류는 해양 환경에서 주로 발견되며, 해안선이나 만에서 조류 번식을 형성할 수 있다. 연안 HAB는 자연 현상이지만, 특히 해안선이나 하구 가까이에서 형성될 때 인간으로 유발된 부영양화 및/또는 기후 변화에 의해 악화되는 것으로 나타났다. 규조류는 신경독인 돔산을 생성하며, 이는 먹이 사슬을 따라 농축됨에 따라 상위 척추동물과 조류에서 발작을 일으킬 수 있다. 돔산은 조개류, 정어리 및 멸치의 몸에 쉽게 축적되며, 이를 바다사자, 수달, 고래류, 조류 또는 사람이 먹으면 신경계에 영향을 미쳐 심각한 부상이나 사망을 초래할 수 있다. 2015년 여름, 주 정부는 조개류에서 돔산의 고농도로 인해 워싱턴주, 오리건주 및 캘리포니아주의 중요한 조개류 어장을 폐쇄했다. 전 세계에 존재하는 5000개 이상의 해양 식물성 플랑크톤 종 중 약 2%가 유해하거나 독성이 있는 것으로 알려져 있다.

3.3. 와편모조류 (Dinoflagellates)

와편모조류는 해양 환경에서 주로 발견되며, 식물성 플랑크톤 또는 미세조류라고 불리는 유기체이다. 전 세계적으로 5000개 이상의 해양 식물성 플랑크톤 종이 존재하며, 이 중 약 2%가 유해하거나 독성이 있는 것으로 알려져 있다. 대부분의 HAB 조류는 와편모조류에 속하며, 1,000 조류 세포/ml의 농도에서 물에서 관찰되며, 밀집된 번식에서는 200,000/ml 이상을 측정할 수 있다. 연안 HAB는 자연 현상이지만, 특히 해안선이나 하구 가까이에서 형성될 때 인간으로 유발된 부영양화 및/또는 기후 변화에 의해 악화되는 것으로 나타났다.

한국 연안에서는 코클로디니움(Cochlodinium)과 알렉산드륨(Alexandrium) 등이 주요 유해 와편모조류로 알려져 있다. 코클로디니움은 어류의 아가미에 손상을 주어 대량 폐사를 유발하며, 알렉산드륨은 마비성 패류 독소(Paralytic shellfish poison, PSP)를 생성한다.

이외에도 곤갈락스(Gonyaulax), 카레니아(Karenia), 짐노디니움(Gymnodinium), 디노피시스(Dinophysis), 야광충(Noctiluca), 샤토넬라(Chattonella), 세라티움(Ceratium), 아메보피라(Amoebophyra) 등의 와편모조류가 존재한다.

3.4. 기타 유해 조류

많은 유해조류를 형성하는 종들은 저서 휴면 단계와 원양 영양 생장 단계를 오가는 이중 생활사를 가진다. 저서 휴면 단계에서 이 종들은 해저 근처에서 휴식을 취하며, 최적의 조건이 되면 표면으로 이동한다. 원양 영양 생장 단계에서는 활발하게 성장하고 증식하며, 이 과정에서 세포가 빠르게 번식하여 수체 상층부를 점령하면서 블룸이 발생할 수 있다. 이러한 두 생활 단계 간의 전환은 조류 블룸에 여러 영향을 미치는데, 예를 들어 세포가 원양 상태에서 저서 상태로 전환되면서 유해 조류 대발생(HAB)이 빠르게 종료될 수 있다. 이중 생활사를 가진 조류 종들은 급격한 수직 이동을 하며, 수체의 저서 지역에서 원양으로 이동하는 데 많은 에너지를 필요로 한다. 이러한 이동 과정에서 수온약층, 염분약층, 밀도약층을 통과한다.

이러한 생활사를 가진 조류에는 곤갈락스(Gonyaulax), 카레니아(Karenia), 짐노디니움(Gymnodinium), 디노피시스(Dinophysis), 야광충(Noctiluca), 샤토넬라(Chattonella), 세라티움(Ceratium), 아메보피라(Amoebophyra), 알렉산드륨(Alexandrium), 코클로디니움(Cochlodinium) 등이 있다.

4. 원인

특정 유해조류 대규모 번식의 원인이 무엇인지 불분명할 때가 있는데, 일부 지역에서는 발생이 완전히 자연적으로 보이는 반면, 다른 지역에서는 인간 활동의 결과로 나타나기 때문이다. 게다가 유해조류 대규모 번식을 형성할 수 있는 다양한 종류의 조류가 있으며, 각 조류는 최적의 성장을 위한 서로 다른 환경적 요구 사항을 가지고 있다. 세계 일부 지역에서 유해조류 대규모 번식의 빈도와 심각성은 인간 활동으로 인한 영양 염류 과다 유입과 관련이 있다. 다른 지역에서는 유해조류 대규모 번식이 특정 해류의 움직임으로 인한 자연적인 결과인 연안 용승으로 인해 예측 가능한 계절적 발생이다.

해양 식물성 플랑크톤(비독성 및 독성 모두)의 성장은 일반적으로 연안 용승 지역과 농업 유출수에서 풍부하게 존재할 수 있는 질산염과 인산염의 가용성에 의해 제한된다. 시스템에서 사용할 수 있는 질산염과 인산염의 유형도 요인으로 작용하는데, 식물성 플랑크톤은 이러한 물질의 상대적 풍부도에 따라 다른 속도로 성장할 수 있기 때문이다(예: 암모니아, 요소, 질산 이온).

철, 규소 또는 탄소를 포함한 다양한 다른 영양소 공급원도 조류 대규모 번식 형성에 영향을 미치는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 인간이 생산한 연안 수질 오염 (철 비료 포함)과 지구 온난화로 인한 체계적인 해수 온도 증가는 유해조류 대규모 번식에 기여하는 요인으로 제안되었다.

조류 대규모 번식의 원인으로는 다음과 같은 것들이 있다:
* 과도한 영양분—비료 또는 하수에서 유래한 인과 질산염—이 수역으로 배출됨 (이를 영양 오염이라고도 함)
* 기후 변화
* 발전소 및 공장의 열 오염
* 내륙 수로와 호수의 낮은 수위는 수류를 감소시키고 수온을 증가시킴
* 침입성 여과 섭식자—특히 세줄무늬담치(Zebra mussel, Dreissena polymorpha)—는 유해 조류의 경쟁자인 비독성 조류를 우선적으로 섭취함

유해조류(HAB)는 고밀도의 유기체를 포함하며, 물의 변색으로 나타나며, 종종 적갈색을 띤다. 이는 자연 현상이지만, 유해조류 발생의 정확한 원인이나 요인의 조합은 반드시 알려져 있는 것은 아니다. 그러나, 염분, 온도, 바람 등 세 가지 주요 자연적 요인이 번식에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다. 유해조류는 경제적 피해를 유발하므로, 발생 상황을 주의 깊게 감시한다. 예를 들어, 플로리다 어류 및 야생동물 보존 위원회(Florida Fish and Wildlife Conservation Commission)는 플로리다의 유해조류에 대한 최신 상태 보고서를 제공한다. 텍사스 공원 및 야생동물 관리부(Texas Parks and Wildlife Department) 또한 상태 보고서를 제공한다. 유해조류의 특별한 원인은 밝혀지지 않았지만, 다양한 요인이 그 발생에 기여할 수 있다. 이러한 요인에는 인간의 하수 및 농업 오염과 같은 오염원에서 비롯된 수질 오염이 포함될 수 있다.

일부 지역에서의 유해조류 발생은 완전히 자연적인 현상으로 보인다(조류 번식은 특정 해류의 이동에 따른 자연적인 결과인 연안 용승의 계절적 발생이다). 반면 다른 지역에서는 인간 활동으로 인한 영양 염류 오염 증가의 결과로 나타나는 것으로 보인다. 해양 플랑크톤의 성장은 일반적으로 농업 유출수와 연안 용승 지역에서 풍부할 수 있는 질산염과 인산염의 가용성에 의해 제한된다. 사하라 사막과 같은 대규모 사막 지역에서 유입되는 철분이 풍부한 먼지와 같은 다른 요인들도 유해조류 발생에 주요 역할을 하는 것으로 여겨진다. 태평양 연안의 일부 조류 번식은 엘니뇨 현상과 같은 대규모 기후 변동의 발생과도 관련이 있다.

4.1. 영양 염류 과다

육상에서 유입되는 질소, 인 등 영양 염류의 과다는 유해 조류 대발생의 주요 원인 중 하나이다. 농경지 비료, 축산 분뇨, 생활 하수, 산업 폐수 등이 주요 오염원이며, 이들은 표면 유출, 도시 유출 등을 통해 담수 또는 해양 환경으로 유입된다. 특히 지중해 연안의 대도시 대부분은 하수를 제대로 처리하지 않고 바다로 배출하며, 개발 도상국의 일부 지역에서는 대도시 하수의 최대 70%가 처리되지 않은 채 수계로 유입되기도 한다.

처리된 하수에도 잔류 영양분이 남아있어 하류 수원 지역에 축적되며, 이는 부영양화를 촉진하여 계절성 유해 조류 대번식(HABs)을 일으키는 시아노박테리아 지배 시스템으로 이어질 수 있다. 하수 처리 시설이 증가하면서 처리된 하수의 방류량이 늘어나고, 잔류 영양분 또한 증가하는 추세이다. 잔류 영양분은 다른 오염원에서 유입된 영양분과 결합하여 퇴적물 내 영양분 축적을 가속화하며, 이는 고착된 부영양 상태를 유발하는 요인이 된다. 댐, 호수, 강, 저수지 등 수원 지역의 지속적인 악화는 하수 처리 시설 및 정수장에 부담을 가중시키고, 이는 다시 계절성 유해 조류 대번식을 심화시킨다.

유해조류(HAB)는 고밀도의 유기체를 포함하며 물의 변색으로 나타나고, 종종 적갈색을 띤다. 유해조류 발생의 정확한 원인은 명확하게 밝혀지지 않았지만, 염분, 온도, 바람 등 세 가지 주요 자연적 요인이 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 플로리다 어류 및 야생동물 보존 위원회(Florida Fish and Wildlife Conservation Commission) 와 텍사스 공원 및 야생동물 관리부(Texas Parks and Wildlife Department)는 유해조류에 대한 상태 보고서를 제공한다.

일부 지역의 유해조류 발생은 자연적인 현상으로, 연안 용승에 따른 조류 번식이 원인으로 추정된다. 반면, 인간 활동으로 인한 영양 염류 오염 증가가 유해조류 발생의 원인으로 지목되기도 한다. 해양 플랑크톤의 성장은 농업 유출수와 연안 용승 지역에서 풍부한 질산염과 인산염에 의해 제한되며, 사하라 사막 등에서 유입되는 철분이 풍부한 먼지 또한 유해조류 발생에 영향을 미친다. 태평양 연안의 일부 조류 번식은 엘니뇨 현상과 같은 대규모 기후 변동과 관련이 있는 것으로 추정된다.

4.2. 기후 변화

기후 변화는 유해 조류 번식에 유리한 조건을 만들어 발생 빈도와 범위를 증가시킨다. 일반적으로 정체되고 따뜻하며 얕은 물이 호수나 강에서 고영양 조건과 결합되면 유해 조류 번식 위험이 증가한다. 지구 온난화로 인해 1985년에서 2009년 사이에 10년마다 0.34 °C씩 상승한 호수의 여름 표면 온도 상승은 다음 세기에 조류 번식을 20% 증가시킬 것으로 예상된다.

유해조류(HAB)는 고밀도의 유기체를 포함하며, 물의 변색으로 나타나며, 종종 적갈색을 띤다. 유해조류 발생의 정확한 원인이나 요인의 조합은 알려져 있지 않지만, 염분, 온도, 바람 등 세 가지 주요 자연적 요인이 번식에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다. 유해조류는 경제적 피해를 유발하므로, 발생 상황을 주의 깊게 감시한다. 예를 들어, 플로리다 어류 및 야생동물 보존 위원회는 플로리다의 유해조류에 대한 최신 상태 보고서를 제공한다.

유해 조류 번식(HABs) 형성에 영향을 미치는 매개변수는 해양 온난화, 해양 열파, 산소 손실, 부영양화 및 수질 오염이다. 일부 지역에서의 유해조류 발생은 자연적인 현상으로 보이지만, 다른 지역에서는 인간 활동으로 인한 영양 염류 오염 증가의 결과로 나타나는 것으로 보인다. 해양 플랑크톤의 성장은 일반적으로 농업 유출수와 연안 용승 지역에서 풍부할 수 있는 질산염과 인산염의 가용성에 의해 제한된다. 사하라 사막과 같은 대규모 사막 지역에서 유입되는 철분이 풍부한 먼지와 같은 다른 요인들도 유해조류 발생에 주요 역할을 하는 것으로 여겨진다.

4.3. 기타 요인

유해조류(HAB)는 고밀도의 유기체를 포함하며, 물의 변색으로 나타나고 종종 적갈색을 띤다. 이는 자연 현상이지만, 정확한 원인이나 요인의 조합은 알려져 있지 않다. 염분, 온도, 바람 등 세 가지 주요 자연적 요인이 번식에 중요한 역할을 한다. 플로리다 어류 및 야생동물 보존 위원회, 텍사스 공원 및 야생동물 관리부 등에서 유해조류 발생 상황을 감시하고 상태 보고서를 제공한다.

유해조류의 특별한 원인은 밝혀지지 않았지만, 인간의 하수 및 농업 오염과 같은 오염원에서 비롯된 수질 오염이 발생에 기여할 수 있다. 일부 지역에서는 자연적인 현상으로 보이지만, 다른 지역에서는 인간 활동으로 인한 영양 염류 오염 증가의 결과로 나타나는 것으로 보인다. 해양 플랑크톤의 성장은 질산염과 인산염의 가용성에 의해 제한된다. 사하라 사막과 같은 대규모 사막 지역에서 유입되는 철분이 풍부한 먼지도 유해조류 발생에 주요 역할을 하는 것으로 여겨진다. 태평양 연안의 일부 조류 번식은 엘니뇨 현상과 같은 대규모 기후 변동과 관련이 있다. 유해 조류 번식은 또한 많은 강우량과 관련이 있다. 1500년대 초 탐험가 카베사 데 바카에 의해 멕시코 만에서 유해 조류 번식이 관찰되었지만, 발생 요인과 인위적 및 자연적 요인이 번식에 얼마나 큰 역할을 하는지는 불분명하다.

댐, 보 건설 등으로 인한 유속 감소는 유해 조류 번성을 촉진할 수 있다. 저수지 내 조류의 번식은 영양분이 축적되는 퇴적물 트랩이 될 수 있다. 일부 연구자들은 저수지 내의 집중적인 조류 대발생이 하류에서 관찰된 유해 조류의 주요 원인임을 발견했지만, 조류의 이동은 아직 연구가 덜 진행되었다.

5. 영향

## 영향

전 세계적으로 유해 조류(시아노박테리아) 발생 보고가 증가하고 있다. 이러한 현상이 실제로 증가하는 것인지, 아니면 관찰 노력의 증가와 종 식별 기술의 발전에 따른 것인지는 불분명하다.

2008년 미국 정부는 "유해 조류 번성 관리 및 대응: 평가 및 계획" 보고서를 통해 문제의 심각성을 인지했다. 이 보고서는 "HAB의 빈도와 지리적 분포가 전 세계적으로 증가하고 있다는 믿음이 널리 퍼져 있다"고 언급하며, 담수 시스템에서도 HAB 빈도가 증가하는 것으로 보인다고 밝혔다.

연구자들은 빅토리아 호수와 같은 아프리카 대호수를 포함하여 유럽, 아프리카, 호주에서 HAB 번성을 보고했다. 인도는 매년 번성 발생 건수가 증가하고 있다고 보고한다. 1977년 홍콩은 처음으로 해안 HAB를 보고했으며, 1987년에는 연평균 35건이 발생했다. 캐나다의 호수에서도 유해 조류 번성이 보고되었고, 이는 동물 사망 및 수영 주의보로 이어졌다.

지구 온난화와 오염은 북극 얼음 시트 아래, 남극, 히말라야 산맥, 로키 산맥, 시에라네바다 산맥 등 이전에는 발생이 드물었던 장소에서도 조류 번성을 유발하고 있다.

미국에서는 지난 10년간 모든 해안 주에서 유해 조류 번성이 발생했으며, 새로운 종들이 새로운 지역에서 나타났다. 2015년 오하이오 강에서는 인접 주까지 걸쳐 "전례 없는" 번성이 발생해 식수 및 레크리에이션 문제를 야기했다. 2016년에는 유해 조류 번성으로 유타주의 조던 강 일부가 폐쇄되었다.

남아프리카 공화국 서해안에서는 매년 봄 Alexandrium catanella에 의해 유발되는 HAB가 발생하여 어업에 심각한 지장을 초래한다.

조류 번식이 진행됨에 따라 물속의 산소가 고갈되고 햇빛이 차단되어 물고기와 식물이 굶어 죽을 수 있다. 조류가 죽으면 미생물이 더 많은 산소를 사용하게 되어 저산소 데드존으로 이어질 수 있다. 체서피크만의 데드존은 메탄의 주요 공급원일 가능성도 있다.

과학자들은 유해조류 번식이 페름기 말 대멸종의 주요 특징이었다는 것을 발견했다.

### 인간 건강

유해조류는 오염된 수산물 섭취, 오염된 물 접촉, 독성 에어로졸 흡입 등을 통해 인간 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 신경계, 소화기계, 간, 피부 등에 다양한 질환을 유발할 수 있으며, 심지어 사망에 이르게 할 수도 있다.

조개류는 유해조류를 먹고 체내에 독소를 축적한다. 이러한 조개류 섭취는 기억상실성 조개독(ASP), 설사성 조개독, 신경성 조개독, 마비성 조개독 등 다양한 중독을 유발할 수 있다. 1987년 프린스에드워드 섬에서는 홍합 섭취로 기억상실성 조개독이 발생했다. 2013년 필리핀에서는 마비성 조개독으로 최소 120명이 사망했다. 2015년에는 워싱턴, 오리건, 캘리포니아의 조개류 어업이 독성 도모산 농도로 인해 폐쇄되었다.

유해조류 대발생 시 파도나 바람에서 발생하는 증기를 흡입하면 천식 발작이나 기타 호흡기 질환이 발생할 수 있다. 보트 타는 사람들은 물보라를 통해 독소를 흡입할 수 있다. 해변, 호수 및 강이 유해 조류 번성으로 폐쇄되기도 한다. 2015년, 캘리포니아 러시안강에서 개가 죽은 후 경고문이 게시되었다.

2018년 유타주 농업 관계자들은 유독성 물로 관개하면 농작물도 오염될 수 있다고 경고했다. 물을 끓여도 독소가 제거되지 않는다.

유해조류로 인한 수질 오염은 공공 서비스와 상업에 심각한 영향을 미친다. 2014년 8월, 오하이오주 톨레도시는 50만 명에게 수돗물을 마시지 말라고 권고했다. 2004년, 케냐 키수무의 50만 명 식수원에서 유사한 오염이 발생했다. 중국에서는 2007년, 호수에서 발생한 유해 조류로 200만 명이 생수를 사용해야 했다.

독성 물을 마신 증상은 노출 후 몇 시간 내에 나타날 수 있다. 메스꺼움, 구토, 설사, 두통 및 위장 문제가 발생할 수 있다. 드물지만, 간 독성은 사망을 유발할 수 있다. 고농도에서는 피부 발진, 눈, 코, 입 또는 목 자극이 발생할 수 있다.

조류 번성 범위는 비알코올성 간 질환 사망 위험과 관련이 있었다. 독성 조류 번식은 근위축성 측삭 경화증, 파킨슨병과 같은 퇴행성 신경 질환의 원인이 될 수 있다.

조류 번식의 1% 미만이 마이크로시스틴과 같은 유해 독소를 생성한다. 이 독소는 신경 조직을 파괴하는 신경독으로, 신경계, 뇌, 간에 영향을 미치고 사망에 이를 수 있다.

인간은 부적절하게 수확된 조개류 섭취, 에어로졸화된 브레베톡신 흡입, 피부 접촉을 통해 유해조류에 영향을 받는다. 브레베톡신은 전압 개폐 나트륨 채널에 결합하여 신경 전달을 방해한다.

미국에서는 인간이 소비하는 수산물이 안전한지 확인하기 위해 미국 농무부(USDA)가 정기적으로 독소 검사를 한다. 그러나 부적절한 조개류 채취는 마비성 패류 독소 및 신경성 패류 독소를 유발할 수 있다.

### 경제적 피해

유해조류 번식은 다양한 경제 분야에 심각한 피해를 입힌다. 2016년 보고서는 인간 건강, 어업, 관광 및 레크리에이션, 모니터링 및 관리 비용 등 4가지 주요 경제적 영향이 발생한다고 밝혔다. 미국 환경 보호국(EPA)은 조류 번식이 미국 주요 하구의 65%에 영향을 미치며 연간 22억 달러의 비용을 발생시킨다고 추산한다.

어업 산업은 유해조류로 인해 큰 타격을 받는다. 어류 폐사율 증가, 어류 부족으로 인한 가격 상승, 독소 오염 우려로 인한 해산물 수요 감소가 발생한다. 1976년 뉴욕과 뉴저지 해안 유해조류는 상업 및 레크리에이션 어업에서 5억 달러 이상 손실을 야기했다. 1998년 홍콩에서는 유해조류로 1,000만 달러 이상 고가 어류가 폐사했다. 2009년 워싱턴주 해안 카운티 경제적 영향은 2,200만 달러로 추산되었다. 2016년 미국 수산물 산업은 향후 연간 9억 달러 수입 손실을 예상했다. 양식장의 경우, 2007년 브리티시컬럼비아에서 260톤 연어 폐사, 2016년 칠레에서 조류 번식으로 2,300만 마리 연어가 폐사했다.

관광 산업 또한 유해조류의 영향을 받는다. 미국 플로리다, 캘리포니아, 버몬트, 유타 등지 해변과 호수에서 방문객 감소로 지역 경제에 손해를 끼친다. 노스다코타, 미네소타, 유타, 캘리포니아, 오하이오의 호수와 강에는 건강 위험 경고 표지판이 게시되었다. 유럽에서도 유해조류 발생이 잦아졌으며, 2009년 여름 브리타니 북부 해변은 수 톤의 썩은 녹조류로 뒤덮여 말을 탄 사람이 가스에 질식해 사망했다.

유해조류는 인간 질병으로 인한 임금 손실, 건강 손상, 의료 치료 비용, 수질 검사, 피해 지역 경고 표지 게시 등에 많은 비용을 소요시킨다.

NOAA는 유해조류 발생 비용 추정치를 제공했는데, 2011년 텍사스 굴 하역장 HAB으로 1,030만 달러 손실, 2015년 북서 태평양 어업 폐쇄로 부족 상업에서 240만 달러, 워싱턴주 관광에서 4,000만 달러 손실이 발생했다.

2015년 6월, 서부 해안 조개류 산업은 사상 처음으로 폐쇄될 정도로 큰 유독성 HAB이 발생했다. 이 번식은 캘리포니아주 산타바바라에서 북쪽 알래스카까지 퍼졌다.

중국에서도 대규모 조류 번식이 빈번하다. 2008년 베이징 올림픽 이전, 10,000명 이상 인원이 20,000톤 죽은 조류를 제거했다. 2013년, 사상 최대 규모 조류 번식이 7,500평방 마일을 덮었고, 2015년에는 13,500평방 마일로 더 넓은 지역을 뒤덮었다. 중국 조류 번식은 미처리된 농업 및 산업 폐기물 오염이 원인으로 추정된다.

### 생태계 파괴

유해 조류의 과도한 번성은 수중 생태계에 심각한 피해를 초래한다. 조류 급증으로 수중 산소가 고갈되어 저산소증 또는 무산소 수역이 형성되고, 이는 사해를 만들어 수생 생물 생존을 위협한다. 1960년대 전 세계 사해는 49개였으나, 2008년에는 400개가 넘게 증가했다. 가장 큰 사해는 북유럽 발트 해와 멕시코 만이며, 이는 28억 달러 규모 미국 어업에 영향을 미친다. 흑해는 1990년대 소비에트 연방 붕괴 후 비료 사용 감소로 비교적 빠르게 정상으로 돌아왔다.

조류가 수면을 덮으면 햇빛이 차단되어 수생 식물 광합성을 방해하고, 이는 생태계 먹이 사슬에 영향을 준다. 유해 조류는 독소를 생성하지 않고도 성장하는 동안과 죽은 후 썩어가는 동안 물에서 산소를 고갈시켜 환경에 해를 끼칠 수 있다.

유해조류(HABs)로 인해 대규모 물고기 폐사가 발생했다. 2016년 칠레에서 양식 연어 2,300만 마리가 유독성 조류 번식으로 죽었으며, 경제적 손실은 8억 달러로 추정된다. 환경 전문가 레스터 브라운은 연어와 새우를 연안 양식장에서 사육하는 것은 폐기물을 집중시켜 부영양화를 유발하고 무산소 구역을 생성한다고 기록했다. 브라질 리우데자네이루에서는 조류 번식으로 인한 대규모 물고기 폐사가 흔하게 발생한다.

몬터레이 만은 유해 조류 번식으로 고통을 겪었으며, 가장 최근에는 2015년에 발생했다. "독소를 생성하는 가짜 파니치아 규조류의 주기적인 번식은 몬터레이 만과 미국 서해안의 다른 지역에서 25년 이상 기록되어 왔다. 유독성 조류 또는 산소 부족으로 인한 유사한 물고기 폐사가 러시아, 콜롬비아, 베트남, 중국, 캐나다, 터키, 인도네시아, 프랑스에서 관찰되었다.

|thumb|미국 남부의 데드 존]]

먹이 사슬을 통해 독성 물질이 축적되어 상위 포식자에게 피해를 준다. 육상 동물, 가축, 애완동물을 포함한 동물들이 영향을 받았다. 개들은 조류 번식지에서 수영 후 독소로 사망했다. 미국 오하이오 주 정부 기관들은 미국 및 기타 국가에서 HAB 노출로 많은 개와 가축이 사망했다고 경고했다. 호주에서 농업부는 HAB 독소가 "매우 빠르게 많은 수의 가축을 죽일 가능성이 있다"고 농부들에게 경고했다.

해양 포유류도 심각한 피해를 입었으며, 비정상적인 해양 포유류 사망의 50% 이상이 유해 조류 번식에 의해 발생한다. 1999년, 플로리다 해안 HAB 동안 65마리 이상 큰돌고래가 사망했다. 2013년 플로리다 남서부 HAB는 기록적인 수의 매너티를 죽였다. 고래도 대량 사망했다. 2005년부터 2014년까지 아르헨티나는 평균 65마리 새끼 고래 사망을 보고했으며, 전문가들은 이를 조류 번식과 연관 지었다. 2003년 북대서양 케이프 코드 인근에서 최소 12마리 혹등고래가 HAB 유독성 조류로 사망했다. 2015년 알래스카와 브리티시컬럼비아는 많은 혹등고래가 HAB 독소로 사망했을 가능성이 있다고 보고했으며, 알래스카에서는 30마리가 해안으로 떠밀려왔다.

새들은 유독성 조류에 오염된 죽은 물고기를 먹고 죽었다. 썩어가는 물고기는 펠리컨, 갈매기, 가마우지와 같은 새들과 해양 또는 육상 포유류가 먹고 중독된다. 죽은 새들 신경계를 검사한 결과 독소 영향으로 실패했다. 오리건 및 워싱턴 해안에서는 2009년에도 1,000마리 검둥오리 또는 바다 오리가 죽었다.

유해 조류는 전 세계 해안에서 자연적으로 발생한다. 해양 와편모조류는 어독소를 생성한다. 유해조류가 발생하면 최대 2주 동안 죽은 물고기가 해안으로 밀려온다. 유독 조류는 물고기를 죽이는 것 외에도 조개류를 오염시킨다. 일부 연체동물은 독소에 취약하지 않아 지방 조직에 독소를 저장한다. 유해조류 유발 유기체를 섭취함으로써 조개류는 삭시톡신을 축적하고 보유할 수 있다. 삭시톡신은 나트륨 통로를 차단하며 섭취 시 30분 이내 마비를 유발할 수 있다.

유해 조류 번식은 해양 동물에 직접 피해, 식물 손실 외에도, 해양 산성화를 유발할 수 있다. 해양 산성화는 특정 어종과 조개류 성장을 늦추고 연체동물 껍질 형성을 방해한다. 이러한 변화는 시간이 지나면서 축적되어 연쇄 반응을 일으키고 해양 생태계에 파괴적인 영향을 미칠 수 있다.
독소에 노출된 조개류를 먹는 다른 동물들도 신경독소에 취약하여 신경성 조개류 중독을 일으키고 때로는 사망에 이를 수도 있다. 대부분 연체동물과 조개류는 여과 섭식을 하는데, 이는 단순히 물을 마시는 것보다 독소 농도가 더 높다는 결과를 낳는다. 예를 들어, 비오리는 주로 연체동물을 먹는 잠수성 오리이다. 비오리가 유해조류 독소를 높은 수준으로 축적한 여과 섭식 조개류를 먹으면 그 개체군은 중독의 주요 대상이 된다. 그러나 연체동물을 먹지 않는 새도 해변에서 죽은 물고기를 먹거나 물을 마시는 것만으로도 영향을 받을 수 있다.

5.1. 인간 건강

유해조류는 독성 조류에 오염된 수산물 섭취, 오염된 물과의 접촉, 독성 에어로졸 흡입 등을 통해 인간 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 신경계, 소화기계, 간, 피부 등에 다양한 질환을 유발할 수 있으며, 심지어 사망에 이르게 할 수도 있다.

조개류는 유해조류를 먹고 살면서 체내에 강력한 독소를 축적한다. 이러한 조개류를 섭취하면 기억상실성 조개독(ASP), 설사성 조개독, 신경성 조개독, 마비성 조개독 등 다양한 유형의 중독이 발생할 수 있다. 1987년 프린스에드워드 섬에서는 홍합을 섭취한 사람들이 도모산에 의해 발생하는 기억상실성 조개독에 걸린 사례가 보고되었다. 2013년 필리핀에서는 독성 마비성 조개독으로 인해 수십 년 동안 최소 120명이 사망했다. 2015년에는 워싱턴, 오리건, 캘리포니아의 대부분의 조개류 어업이 조개류에서 독성 도모산의 높은 농도로 인해 폐쇄되었다.

유해조류 대발생 시 파도나 바람에서 발생하는 증기를 흡입하면 천식 발작을 유발하거나 기타 호흡기 질환으로 이어질 수 있다. 보트 타는 사람들은 물 속의 독소가 바람이나 파도로 인한 물보라를 통해 흡입될 수 있다고 한다. 해변, 호수 및 강이 유해 조류 번성으로 인해 폐쇄되기도 한다. 2015년, 캘리포니아 러시안강에서 유해 조류 안에서 수영을 하던 개가 죽은 후, 관계자들은 강 일부에 경고문을 게시했다.

2018년 유타주의 농업 관계자들은 유독성 물로 관개하면 농작물조차 오염될 수 있다고 우려하여 주민들에게 경고를 발령했다. 물을 마시기 전에 집에서 끓여도 독소가 제거되지 않는다.

유해조류로 인한 수질 오염은 공공 서비스와 상업 사업에 심각한 영향을 미친다. 2014년 8월, 오하이오주 톨레도시는 서부 이리호에서 발생한 유해 조류로 인해 50만 명의 주민에게 수돗물을 마시지 말라고 권고했다. 2004년, 케냐 키수무에 있는 50만 명의 식수원인 키수무 베이에서 유사한 수질 오염이 발생했다. 중국에서는 2007년, 세 번째로 큰 호수에서 발생한 유해 조류로 인해 200만 명의 사람들이 생수를 사용해야 했다.

독성 물을 마신 증상은 노출 후 몇 시간 내에 나타날 수 있다. 메스꺼움, 구토, 설사가 나타나거나 두통 및 위장 문제를 유발할 수 있다. 드물지만, 간 독성은 사망을 유발할 수 있다. 고농도에서는 유해 조류가 있는 물에 단순히 접촉하는 것만으로도 피부 발진을 일으키고 눈, 코, 입 또는 목을 자극할 수 있다.

인구 수준의 연구에서 조류 번성 범위는 비알코올성 간 질환 사망 위험과 유의미한 관련이 있었다. 독성 조류 번식은 인간이 근위축성 측삭 경화증과 파킨슨병과 같은 퇴행성 신경 질환을 앓는 데 역할을 하는 것으로 생각된다.

조류 번식의 1% 미만이 마이크로시스틴과 같은 유해 독소를 생성한다. 이들이 생성하는 독소는 섭취 시 인간, 육상 동물, 해양 포유류, 조류 및 어류에게 위험한 것으로 간주된다. 이 독소는 신경 조직을 파괴하는 신경독으로, 신경계, 뇌, 간에 영향을 미치고 사망에 이를 수 있다.

인간은 부적절하게 수확된 조개류를 섭취하거나, 에어로졸화된 브레베톡신(예: PbTx 또는 Ptychodiscus 독소)을 들이마시거나, 경우에 따라 피부 접촉을 통해 유해조류(HAB) 종에 의해 영향을 받는다. 브레베톡신은 세포막의 중요한 구조인 전압 개폐 나트륨 채널에 결합하여 신경 전달을 방해하여 건강 문제를 일으킨다.

미국에서는 인간이 소비하는 수산물이 안전한 섭취를 보장하기 위해 미국 농무부(USDA)에 의해 정기적으로 독소 검사를 받는다. 이러한 검사는 다른 국가에서도 흔히 이루어진다. 그러나 부적절한 조개류 채취는 인간에게 마비성 패류 독소 및 신경성 패류 독소를 유발할 수 있다.

5.2. 경제적 피해

유해조류 번식은 다양한 경제 분야에 심각한 피해를 입힌다. 2016년 보고서에 따르면 인간 건강, 어업, 관광 및 레크리에이션, 유해조류 발생 지역의 모니터링 및 관리 비용 등 4가지 주요 경제적 영향이 발생한다. 미국 환경 보호국(EPA)은 조류 번식이 미국 주요 하구의 65%에 영향을 미치며 연간 22억 달러의 비용을 발생시킨다고 추산한다.

어업 산업은 유해조류로 인해 큰 타격을 받는다. 어류 폐사율이 높아지고, 이용 가능한 어류가 부족하여 가격이 상승하며, 독소 오염에 대한 우려로 해산물 수요가 감소한다. 1976년 뉴욕과 뉴저지 해안에서 발생한 유해조류로 인해 상업 및 레크리에이션 어업에서 5억 달러 이상의 손실이 발생했다. 1998년 홍콩에서는 유해조류로 1,000만 달러 이상의 고가 어류가 폐사했다. 2009년 워싱턴주 해안 카운티의 경제적 영향은 2,200만 달러로 추산되었다. 2016년 미국 수산물 산업은 향후 손실될 수입이 연간 9억 달러에 달할 수 있다고 예상했다. 특히 양식장의 경우 피해가 더 심각할 수 있는데, 2007년 브리티시컬럼비아의 한 양식장에서는 260톤의 연어가 폐사했고, 2016년 칠레의 한 양식장에서는 조류 번식으로 2,300만 마리의 연어가 폐사했다.

관광 산업 또한 유해조류의 영향을 받는다. 미국 플로리다, 캘리포니아, 버몬트, 유타 등지의 해변과 호수에서 방문객이 줄어들어 지역 경제에 손해를 끼친다. 노스다코타, 미네소타, 유타, 캘리포니아, 오하이오의 호수와 강에는 건강 위험 경고 표지판이 게시되었다. 유럽에서도 유해조류 발생이 잦아졌으며, 2009년 여름 브리타니 북부 해변은 수 톤의 썩은 녹조류로 뒤덮여 말을 탄 사람이 썩은 조류에서 나오는 가스에 질식해 사망하기도 했다.

유해조류는 인간 질병으로 인한 임금 손실과 건강 손상을 초래하고, 의료 치료 비용, 수질 검사 및 테스트를 통한 보건 기관의 조사, 피해 지역 경고 표지 게시 등에도 많은 비용이 소요된다.

NOAA는 유해조류 발생에 따른 비용 추정치를 제공했는데, 2011년 텍사스 굴 하역장에서 발생한 HAB으로 1,030만 달러의 손실이 발생했고, 2015년 북서 태평양 어업 폐쇄로 부족 부족 상업에서 240만 달러, 워싱턴주 관광에서 4,000만 달러의 손실이 발생했다.

2015년 6월에는 서부 해안 조개류 산업이 사상 처음으로 폐쇄될 정도로 큰 유독성 HAB이 발생했다. 이 번식은 캘리포니아주 산타바바라에서 북쪽 알래스카까지 광범위하게 퍼졌다.

중국에서도 대규모 조류 번식이 빈번하게 발생한다. 2008년 베이징 올림픽 이전에는 10,000명 이상의 인원이 20,000톤의 죽은 조류를 제거했다. 2013년에는 사상 최대 규모의 조류 번식이 발생하여 7,500평방 마일을 덮었고, 2015년에는 13,500평방 마일로 더 넓은 지역을 뒤덮었다. 중국의 조류 번식은 미처리된 농업 및 산업 폐기물로 인한 오염이 원인으로 추정된다.

5.3. 생태계 파괴

유해 조류의 과도한 번성은 수중 생태계에 심각한 피해를 초래한다. 조류가 급증하면 수중 산소가 고갈되어 저산소증 또는 무산소 수역이 형성되고, 이는 사해를 만들어 어류, 저서생물 등 수생 생물의 생존을 위협한다. 1960년대에는 전 세계 사해의 수가 49개였으나, 2008년에는 400개가 넘게 증가했다. 가장 큰 사해 중에는 북유럽의 발트 해와 멕시코 만이 있으며, 이는 28억 달러 규모의 미국 어업에 영향을 미친다. 흑해는 1990년대 소비에트 연방 붕괴 후 비료 사용 감소로 인해 비교적 빠르게 정상으로 돌아온 사례이다.

또한, 조류가 수면을 덮으면 햇빛이 차단되어 수생 식물의 광합성을 방해하고, 이는 생태계 먹이 사슬에 영향을 준다. 유해 조류는 독소를 생성하지 않고도 성장하는 동안과 죽은 후 썩어가는 동안 물에서 산소를 고갈시켜 환경에 해를 끼칠 수 있다.

유해조류(HABs)로 인해 대규모 물고기 폐사가 발생했다. 2016년 칠레에서 양식되던 연어 2,300만 마리가 유독성 조류 번식으로 인해 죽었으며, 이로 인한 경제적 손실은 8억 달러로 추정된다. 환경 전문가 레스터 브라운은 연어와 새우를 연안 양식장에서 사육하는 것은 폐기물을 집중시켜 부영양화를 유발하고 무산소 구역을 생성하는 데 기여한다고 기록했다. 브라질의 리우데자네이루와 같은 도시에서는 조류 번식으로 인한 대규모 물고기 폐사가 흔하게 발생하고 있다.

몬터레이 만은 유해 조류 번식으로 고통을 겪었으며, 가장 최근에는 2015년에 발생했다. "독소를 생성하는 가짜 파니치아 규조류의 주기적인 번식은 몬터레이 만과 미국 서해안의 다른 지역에서 25년 이상 기록되어 왔다. 유독성 조류 또는 산소 부족으로 인한 유사한 물고기 폐사가 러시아, 콜롬비아, 베트남, 중국, 캐나다, 터키, 인도네시아, 그리고 프랑스에서 관찰되었다.

|thumb|미국 남부의 데드 존]]

먹이 사슬을 통해 독성 물질이 축적되어 상위 포식자에게 피해를 준다. 육상 동물, 가축 및 애완동물을 포함한 동물들이 영향을 받았다. 개들은 조류 번식지에서 수영을 한 후 독소로 인해 사망했다. 미국 오하이오 주 정부 기관들은 미국 및 기타 국가에서 HAB 노출로 인해 많은 개와 가축이 사망했다고 언급하며 경고를 보냈다. 호주에서 농업부는 HAB의 독소가 "매우 빠르게 많은 수의 가축을 죽일 가능성이 있다"고 농부들에게 경고했다.

해양 포유류도 심각한 피해를 입었으며, 비정상적인 해양 포유류 사망의 50% 이상이 유해 조류 번식에 의해 발생한다. 1999년, 플로리다 해안의 HAB 동안 65마리 이상의 큰돌고래가 사망했다. 2013년 플로리다 남서부의 HAB는 기록적인 수의 매너티를 죽였다. 고래도 대량으로 사망했다. 2005년부터 2014년까지 아르헨티나는 평균 65마리의 새끼 고래가 사망했다고 보고했으며, 전문가들은 이를 조류 번식과 연관 지었다. 2003년 북대서양의 케이프 코드 인근에서 최소 12마리의 혹등고래가 HAB의 유독성 조류로 인해 사망했다. 2015년 알래스카와 브리티시컬럼비아는 많은 혹등고래가 HAB 독소로 사망했을 가능성이 있다고 보고했으며, 알래스카에서는 30마리가 해안으로 떠밀려왔다.

새들은 유독성 조류에 오염된 죽은 물고기를 먹고 죽었다. 썩어가는 물고기는 펠리컨, 갈매기, 가마우지와 같은 새들과 해양 또는 육상 포유류가 먹고, 그 후 중독된다. 죽은 새들의 신경계를 검사한 결과 독소의 영향으로 실패했다. 오리건 및 워싱턴 해안에서는 2009년에도 1,000마리의 검둥오리 또는 바다 오리가 죽었다.

유해 조류는 전 세계 해안에서 자연적으로 발생한다. 해양 와편모조류는 어독소를 생성한다. 유해조류가 발생하면 유해조류가 발생한 지역에서 최대 2주 동안 죽은 물고기가 해안으로 밀려온다. 유독 조류는 물고기를 죽이는 것 외에도 조개류를 오염시킨다. 일부 연체동물은 독소에 취약하지 않아 지방 조직에 독소를 저장한다. 유해조류를 유발하는 유기체를 섭취함으로써 조개류는 이러한 유기체가 생성하는 삭시톡신을 축적하고 보유할 수 있다. 삭시톡신은 나트륨 통로를 차단하며 섭취 시 30분 이내에 마비를 유발할 수 있다.

유해 조류 번식은 해양 동물에 직접적인 피해를 주고 식물 손실을 유발하는 것 외에도, 물속의 이산화탄소량이 부자연스러운 수준으로 증가할 때 발생하는 해양 산성화를 유발할 수 있다. 해양 산성화는 특정 어종과 조개류의 성장을 늦추고 심지어 특정 연체동물의 껍질 형성을 방해한다. 이러한 미묘하고 작은 변화는 시간이 지남에 따라 축적되어 연쇄 반응을 일으키고 전체 해양 생태계에 파괴적인 영향을 미칠 수 있다.
독소에 노출된 조개류를 먹는 다른 동물들도 신경독소에 취약하여 신경성 조개류 중독을 일으키고 때로는 사망에 이를 수도 있다. 대부분의 연체동물과 조개류는 여과 섭식을 하는데, 이는 단순히 물을 마시는 것보다 독소 농도가 더 높다는 결과를 낳는다. 예를 들어, 비오리는 주로 연체동물을 먹는 잠수성 오리이다. 비오리가 유해조류 독소를 높은 수준으로 축적한 여과 섭식 조개류를 먹으면 그 개체군은 중독의 주요 대상이 된다. 그러나 연체동물을 먹지 않는 새도 해변에서 죽은 물고기를 먹거나 물을 마시는 것만으로도 영향을 받을 수 있다.

6. 대응 및 관리

유해 조류 발생을 예방하기 위해서는 폐수 처리, 농업에서 비료 과다 사용 감소, 유출수 감소 등의 프로그램이 강 하구, 기수역, 그리고 강 하구 바로 앞 바다에서 심각한 유해 조류 번식을 줄이는 데 효과적일 수 있다. 비료 속의 질산염과 인은 폭우 후 호수와 강으로 유출될 때 유해 조류 번식을 유발한다. 농법 개선으로 작물에 가장 도움이 될 수 있는 적절한 시기에 정확한 위치에만 비료를 사용하는 방식으로 잠재적인 유출을 줄이는 것이 제안되었다. 점적 관개는 밭에 비료를 광범위하게 살포하는 대신, 튜브와 방출기 네트워크를 통해 식물 뿌리에 물을 점적 관개하여 비료 흔적이 전혀 남지 않도록 하는 방법으로, 농업에서 일반적으로 사용되는 물의 최대 50%를 절약하면서 저수지의 유해 조류 번식을 예방한다.

인이 물에 도달하기 전에 이를 걸러내기 위해 초목과 습지의 완충 구역을 만드는 방안도 제안되었다. 다른 전문가들은 보존 경운, 작물 윤작 변경, 습지 복원을 제안했다. 적절한 관리하에 일부 무산소 구역은 1년 안에 축소될 수 있다. 화학 물질 통제에 성공한 사례로, 1986년 노르웨이의 랍스터 어업이 낮은 산소 수치로 인해 붕괴된 후, 인접국 덴마크 정부는 조치를 취하여 인 배출량을 80% 줄였고, 이로 인해 산소 수치가 정상에 가까워졌다. 흑해와 다뉴브강을 따라 있는 무산소 구역은 농부들의 인 사용량이 60% 감소한 후 회복되었다. 습지 식물을 수확하여 습지에서 영양분을 영구적으로 제거하여 주변 수역으로의 영양분 유입을 줄일 수 있다.

미국에서는 표면 유출이 강과 호수에 추가되는 영양분의 가장 큰 원인이지만, 연방 수질 정화법에 따라 대부분 규제되지 않는다. 영양 오염을 줄이기 위한 지역 주도 계획이 오대호 지역 및 체서피크만과 같은 국가의 다양한 지역에서 진행 중이다. 이리호의 유해 조류 번식을 줄이기 위해 오하이오주는 2016년에 인 유출을 줄이기 위한 계획을 발표했다.
유해 조류를 관리하고 제거하는 방법에는 여러 가지가 있다. 우선, 유해 조류 발생을 조기에 감지하고 경보를 발령하여 피해를 최소화하는 조기 경보 시스템 구축이 중요하다. 멕시코 만에 설치된 센서는 독소 수준 증가를 미리 경고하여 텍사스에서 조개류 채취를 중단시키고, 홍합, 대합, 굴을 회수하여 많은 생명을 구한 사례가 있다. 과학자들은 전국적으로 더 많은 센서 설치가 필요하다고 주장한다. 위성 및 원격 감지 기술도 유해조류 발생을 감시, 추적 및 감지하는 데 중요한 역할을 한다. 미국 환경 보호국(EPA), 미국 항공우주국(NASA), 국립 해양 대기청(NOAA), 미국 지질 조사소(USGS)는 위성 데이터를 사용하여 남세균 번식을 감지하고 측정하는 방법을 연구하고 있다.

물리적인 방법으로는 황토 살포, 조류 제거선 운영, 수초 제거 등이 있다. 화학적 처리 방법으로는 조류 제거제나 응집제 등을 사용할 수 있지만, 환경 영향을 고려하여 신중하게 사용해야 한다. 남세균은 구리 함유 조류 살충제에 대한 내성을 가질 수 있어 더 많은 양의 화학 물질이 필요할 수 있으며, 이는 다른 종에게 더 큰 위험을 초래한다.

화학 물질을 이용한 방법으로는, 오하이오주 북동부에 위치한 치페와 호수는 새로운 화학적 처리를 성공적으로 테스트한 미국 최초의 호수가 되었다. 이 화학 제제는 호수 내의 모든 유독 조류를 단 하루 만에 제거했다. 남아프리카 공화국 가우텡 주에 있는 루드플레이트 댐에서는 Microcystis sp.의 번식에 대항하기 위해 새로운 조류 살충제 제제를 사용했다. 이 제제는 과탄산나트륨을 서서히 방출하여 과산화수소 (H₂O₂)를 수면에 방출, 수생 생물에게 "안전한 피난처"를 제공하며, 표준 조류 살충제 사용과 관련된 부작용을 피할 수 있게 해준다.

육상 및 수생 식물, 특히 해조류에서 분리된 생물 활성 화합물은 HAB에 대한 더욱 친환경적인 제어 수단이 될수 있다. Corallina, Sargassum, 다시마와 같은 해조류에서 발견되는 분자는 일부 번식을 형성하는 미세 조류를 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 해조류에서 발견되는 생물 활성 분자는 항미생물 효과 외에도 항균, 항진균 및 항산화 특성을 가지고 있다. 알루미늄 염화물 변형 점토(AC-MC), 황화 알루미늄 변형 점토(AS-MC) 및 폴리알루미늄 염화물 변형 점토(PAC-MC)와 같은 변형 점토는 점토의 침전물에 미세 조류를 가두어 유해 조류 번성이 발생할 수 있는 물 상층에서 제거함으로써 Aureococcus를 제거하는 데 시험관 내에서 긍정적인 결과를 보였다.

생물학적 처리 방법으로는 천적 생물 이용, 미생물 제제 사용 등이 있다. 네덜란드에서는 영향을 받은 물을 수력학적 분리기를 통해 펌핑하여 표면수에서 조류와 인산염을 성공적으로 제거했다. 여과 섭식 굴과 같은 조개류 개체수의 감소는 유해 조류 발생에 기여할 수 있으므로, 복원된 조개류 개체수가 유해 조류 발생을 줄일 수 있는 잠재력을 평가하는 수많은 연구 프로젝트가 진행 중이다.

6.1. 예방

유해 조류 발생을 예방하기 위해서는 폐수 처리, 농업에서 비료 과다 사용 감소, 유출수 감소 등의 프로그램이 강 하구, 기수역, 그리고 강 하구 바로 앞 바다에서 심각한 유해 조류 번식을 줄이는 데 효과적일 수 있다. 비료 속의 질산염과 인은 폭우 후 호수와 강으로 유출될 때 유해 조류 번식을 유발한다. 농법 개선으로 작물에 가장 도움이 될 수 있는 적절한 시기에 정확한 위치에만 비료를 사용하는 방식으로 잠재적인 유출을 줄이는 것이 제안되었다. 점적 관개는 밭에 비료를 광범위하게 살포하는 대신, 튜브와 방출기 네트워크를 통해 식물 뿌리에 물을 점적 관개하여 비료 흔적이 전혀 남지 않도록 하는 방법으로, 농업에서 일반적으로 사용되는 물의 최대 50%를 절약하면서 저수지의 유해 조류 번식을 예방한다.

인이 물에 도달하기 전에 이를 걸러내기 위해 초목과 습지의 완충 구역을 만드는 방안도 제안되었다. 다른 전문가들은 보존 경운, 작물 윤작 변경, 습지 복원을 제안했다. 적절한 관리하에 일부 무산소 구역은 1년 안에 축소될 수 있다. 화학 물질 통제에 성공한 사례로, 1986년 노르웨이의 랍스터 어업이 낮은 산소 수치로 인해 붕괴된 후, 인접국 덴마크 정부는 조치를 취하여 인 배출량을 80% 줄였고, 이로 인해 산소 수치가 정상에 가까워졌다. 흑해와 다뉴브강을 따라 있는 무산소 구역은 농부들의 인 사용량이 60% 감소한 후 회복되었다. 습지 식물을 수확하여 습지에서 영양분을 영구적으로 제거하여 주변 수역으로의 영양분 유입을 줄일 수 있다.

미국에서는 표면 유출이 강과 호수에 추가되는 영양분의 가장 큰 원인이지만, 연방 수질 정화법에 따라 대부분 규제되지 않는다. 영양 오염을 줄이기 위한 지역 주도 계획이 오대호 지역 및 체서피크만과 같은 국가의 다양한 지역에서 진행 중이다. 이리호의 유해 조류 번식을 줄이기 위해 오하이오주는 2016년에 인 유출을 줄이기 위한 계획을 발표했다.

6.2. 관리 및 제거

유해 조류를 관리하고 제거하는 방법에는 여러 가지가 있다. 우선, 유해 조류 발생을 조기에 감지하고 경보를 발령하여 피해를 최소화하는 조기 경보 시스템 구축이 중요하다. 멕시코 만에 설치된 센서는 독소 수준 증가를 미리 경고하여 텍사스에서 조개류 채취를 중단시키고, 홍합, 대합, 굴을 회수하여 많은 생명을 구한 사례가 있다. 과학자들은 전국적으로 더 많은 센서 설치가 필요하다고 주장한다. 위성 및 원격 감지 기술도 유해조류 발생을 감시, 추적 및 감지하는 데 중요한 역할을 한다. 미국 환경 보호국(EPA), 미국 항공우주국(NASA), 국립 해양 대기청(NOAA), 미국 지질 조사소(USGS)는 위성 데이터를 사용하여 남세균 번식을 감지하고 측정하는 방법을 연구하고 있다.

물리적인 방법으로는 황토 살포, 조류 제거선 운영, 수초 제거 등이 있다. 화학적 처리 방법으로는 조류 제거제나 응집제 등을 사용할 수 있지만, 환경 영향을 고려하여 신중하게 사용해야 한다. 남세균은 구리 함유 조류 살충제에 대한 내성을 가질 수 있어 더 많은 양의 화학 물질이 필요할 수 있으며, 이는 다른 종에게 더 큰 위험을 초래한다.

화학 물질을 이용한 방법으로는, 오하이오주 북동부에 위치한 치페와 호수는 새로운 화학적 처리를 성공적으로 테스트한 미국 최초의 호수가 되었다. 이 화학 제제는 호수 내의 모든 유독 조류를 단 하루 만에 제거했다. 남아프리카 공화국 가우텡 주에 있는 루드플레이트 댐에서는 Microcystis sp.의 번식에 대항하기 위해 새로운 조류 살충제 제제를 사용했다. 이 제제는 과탄산나트륨을 서서히 방출하여 과산화수소 (H₂O₂)를 수면에 방출, 수생 생물에게 "안전한 피난처"를 제공하며, 표준 조류 살충제 사용과 관련된 부작용을 피할 수 있게 해준다.

육상 및 수생 식물, 특히 해조류에서 분리된 생물 활성 화합물은 HAB에 대한 더욱 친환경적인 제어 수단이 될수 있다. Corallina, Sargassum, 다시마와 같은 해조류에서 발견되는 분자는 일부 번식을 형성하는 미세 조류를 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 해조류에서 발견되는 생물 활성 분자는 항미생물 효과 외에도 항균, 항진균 및 항산화 특성을 가지고 있다. 알루미늄 염화물 변형 점토(AC-MC), 황화 알루미늄 변형 점토(AS-MC) 및 폴리알루미늄 염화물 변형 점토(PAC-MC)와 같은 변형 점토는 점토의 침전물에 미세 조류를 가두어 유해 조류 번성이 발생할 수 있는 물 상층에서 제거함으로써 Aureococcus를 제거하는 데 시험관 내에서 긍정적인 결과를 보였다.

생물학적 처리 방법으로는 천적 생물 이용, 미생물 제제 사용 등이 있다. 네덜란드에서는 영향을 받은 물을 수력학적 분리기를 통해 펌핑하여 표면수에서 조류와 인산염을 성공적으로 제거했다. 여과 섭식 굴과 같은 조개류 개체수의 감소는 유해 조류 발생에 기여할 수 있으므로, 복원된 조개류 개체수가 유해 조류 발생을 줄일 수 있는 잠재력을 평가하는 수많은 연구 프로젝트가 진행 중이다.

6.3. 연구 및 기술 개발

7. 한국의 유해 조류 대발생 사례

1976년 동말레이시아 사바에서 202명의 피해자와 7명의 사망자를 낸 최초의 마비성 패류 중독(PSP) 사례가 보고되었다. 2013년 1월, 동말레이시아 사바의 남중국해 서해안에서 적조가 다시 발생하여 조개류를 섭취한 후 2명의 사망자가 보고되었으며, 이는 패류 중독 패류 독소에 오염된 결과였다. 2015년 6월에는 필리핀 보홀 주에서 12명이 적조 중독으로 입원했다.

1991년 10월과 12월 사이에는 바론과 달링강의 1000 km 이상에서 기록상 가장 큰 조류 번성이 발생했는데, 이는 주로 Anabaena circinalis에 의해 발생했다. 2009년에는 브르타뉴에서 집약적 양돈으로 인해 바다로 배출되는 비료의 과도한 양으로 인한 반복적인 대형 조류 번성이 발생하여 치명적인 가스 배출로 인해 1명의 의식불명과 3마리의 동물 사망을 초래했다. 2013년 중국 칭다오에서는 바다 상추에 의한 조류 번성이 발생했다.

2019년 인도 첸나이 해안에서 야광충 조류의 번성이 생물 발광 현상을 일으켰다.

7.1. 낙동강 녹조 대발생

7.2. 시화호 유해 조류 대발생

7.3. 영산강 유해 조류 대발생

7.4. 기타 사례

1991년 달링강 시아노박테리아 번성은 1991년 10월과 12월 사이에 바론강과 달링강에서 발생한 기록상 가장 큰 조류 번성으로, 주로 Anabaena circinalis에 의해 발생했다. 2008년에는 조류 Cochlodinium polykrikoid의 대규모 번성이 체서피크 만과 제임스 강과 같은 인근 지류에서 발견되어 수백만 달러의 피해와 수많은 해변 폐쇄를 유발했다. 2009년, 브르타뉴에서는 집약적 양돈으로 인해 바다로 배출되는 비료의 과도한 양으로 인한 반복적인 대형 조류 번성이 발생하여 치명적인 가스 배출로 인해 1명의 의식불명과 3마리의 동물 사망을 초래했다. 2010년, 에이야프야틀라요쿨 화산에서 나온 재의 용해된 철분이 북대서양에서 플랑크톤 번성을 유발하기도 했다.

2011년에는 북부 캘리포니아와 멕시코 만에서 유해조류 발생이 보고되었다. 2013년 중국 칭다오에서는 바다 상추에 의한 조류 번성이 발생했다. 같은 해 1월, 동말레이시아 사바의 남중국해 서해안에서 적조가 다시 발생하여 조개류를 섭취한 후 2명의 사망자가 보고되었으며, 이는 패류 중독 패류 독소에 오염된 결과였다. 플로리다 시에스타 키를 중심으로 한 사라소타 해변에서도 적조 번성이 발생하여 물고기 폐사를 유발하고 관광객에게 부정적인 영향을 미쳤으며, 해변 이용자들에게 호흡기 문제를 일으켰다.

2014년, cryptomonad 조류를 섭취하는 섬모충 원생생물인 Myrionecta rubra(이전에는 Mesodinium rubrum으로 알려짐)가 브라질 남동부 해안에서 번성을 유발했다. 같은 해 남세균(시아노박테리아)이 이리 호수 서부 유역에서 번성을 유발하여 50만 명의 사람들과 연결된 오하이오주 톨레도 상수도 시스템을 오염시켰다. 8월에는 대규모 '플로리다 적조'가 발생하기도 했다.

2015년 6월, 필리핀 보홀 주에서 12명이 적조 중독으로 입원했다. 8월에는 카트베이크와 스헤베닝겐 사이의 네덜란드 여러 해변에서 적조가 발생하여 정부 기관이 수영하는 사람들에게 입수를 자제하도록 권고했다. 9월에는 텍사스 노스 파드레 섬과 사우스 파드레 섬을 따라 파드레 아일랜드 국립 해안에 영향을 미치는 멕시코 만에서 적조 번성이 발생했다.

2017년과 2018년에는 K. brevis 적조 조류가 발생하여 수영 금지 경고와 함께 비상 사태가 선포되었고, 죽은 돌고래와 매너티가 발생했으며, 캘루사해치 강에 의해 상황이 악화되었다. 2018년 여름에 최고조에 달했으며, 플로리다 남서부에서 유해 조류 번성 적조가 발생했다. 2018년 9월 30일 주말에는 팜비치 카운티의 플로리다 동부 해안을 따라 희귀한 유해 조류 번성이 발생했다.

2019년, 남세균 또는 시아노박테리아 번성이 다시 이리 호수에서 문제를 일으켰다. 2019년 8월 초, 위성 이미지는 최대 1,300제곱킬로미터에 달하는 번성을 보여주었고, 그 중심지는 오하이오주 톨레도 근처에 있었다. "대규모 번성이 반드시 시아노박테리아가 ... 독소를 생성한다는 것을 의미하는 것은 아니다"라고 윈저 대학교의 마이클 맥케이(Michael McKay)는 말했다. 8월에 수질 검사가 진행 중이었다. 같은 해, 야광충 조류의 번성이 인도 첸나이 해안에서 생물 발광 현상을 일으켰다. 유사한 번성은 2000년대 초부터 북부 아라비아해에서 매년 보고되었다.

2021년 7월, 플로리다 걸프만 연안과 탬파만 주변에서 대규모 적조가 발생하여 수백만 파운드의 물고기가 폐사했고, 국립 기상청은 해변 위험을 선포했다. 10월에는 잉글랜드 북부 해변에서 조개류(특히 게와 바닷가재)가 대량 폐사하여 조류 번성이 원인으로 지목되었고, 이는 영국 정부에 의해 지목되었다. 그러나 이 지역의 어업 종사자와 일부 학자들은 피리딘 중독이 원인이라고 말했다.

2023년에는 북아일랜드에서 가장 큰 담수호인 로흐 네이에서 남세균 번성이 발생했고, 영국과 아일랜드에서 북아일랜드는 식수 40%를 공급받는다. 이는 북아일랜드가 기록상 가장 습하고 더운 여름을 겪으면서 남세균에 완벽한 조건을 만들었기 때문이다. 로흐의 부실한 관리가 원인으로 지목되고 있으며, 번성으로 인해 개와 야생 동물(고니 포함)이 사망했다.

2016년 7월, 플로리다는 유해조류 번식으로 인해 4개 카운티에 비상사태를 선포했다. 이는 많은 사업체를 "파괴"하고 지역 경제에 영향을 미쳐 많은 곳이 완전히 문을 닫아야 했다.

2019년에는 역대 최대 규모의 사르가즘 번식이 북아메리카의 관광 산업에 위기를 초래했다. 이 사건은 기후 변화와 비료로 인한 영양염류 오염으로 인해 발생했을 가능성이 높다.