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- 수은은 환경 및 신경 독소, 강을 순환하면 서식하는 생물의 건강에 해를 끼치고 축적
- 지난 175년 동안 강을 통해 운반되는 독성 수은의 양은 2~3배 증가
- 인근 산이 높고 계곡으로 향하는 경사 가파를수록 강 크기에 관계없이 더 많은 수은 운반

수은이 전 세계 강을 오염시키는 방식
인간으로 인해 강의 중금속 함량이 두 배 이상 증가했다.

독성 부하:
지난 175년 동안 강을 통해 운반되는 독성 수은의 양은 2~3배 증가했다. 1850년경에는 강에서 매년 약 390톤의 수은이 바다로 흘러 들어갔지만, 연구자들이 "Science Advances"에 보고한 바에 따르면 오늘날에는 약 1천 톤에 달한다. 이러한 추세는 산업, 에너지 산업, 광산에서 발생하는 폐수와 삼림 벌채에 의해 주도된다. 따라서 강은 대기나 바다와 마찬가지로 인공적인 수은 공급원에 의해 오염된다. 

▲ 수은은 독성이 강한 중금속이다. pixabay

수은은 환경 독소이자 신경 독소다. 중금속이 강을 순환하면 강에 서식하는 생물의 건강에 해를 끼치고 물고기에 축적된다. 다른 동물, 새 또는 사람이 오염된 물고기를 섭취할 경우, 수은은 그들에게도 위험할 수 있으며, 예를 들어 장기 손상을 유발할 수 있다.

수은은 암석과 토양에서 자연적으로 발생하며, 침식, 화산 폭발, 산불을 통해 수역과 대기에서도 발생한다. 그러나 1850년대 이후 인간 활동으로 인해 수은의 순환이 크게 변화했다. 현재 수은은 산업 혁명 이전보다 폐수, 배기가스, 그리고 생산 공장, 발전용 석탄 연소, 금속 채굴과 같은 산업 공정에서 발생하는 폐기물을 통해 더 많이 순환하고 있다.

▲ 현재 수은은 산업 혁명 이전보다 폐수, 배기가스, 그리고 생산 공장, 발전용 석탄 연소, 금속 채굴과 같은 산업 공정에서 발생하는 폐기물을 통해 더 많이 순환하고 있다. wiki

시간 여행

하지만 이러한 현상이 어느 정도 발생하는지는 부분적으로만 밝혀졌다. 오늘날 전 세계 모든 강이 연간 약 1천 톤의 수은을 운반한다는 수치가 있지만, 인간의 개입 이전의 수은 농도는 알 수 없다. 난징 대학교의 동펑(Dong Peng)이 이끄는 연구팀은 이 문제를 조사했다. 이를 위해 1850년대 또는 그 이전의 역사적 퇴적물 코어 샘플 데이터를 분석했다.

샘플은 전 세계 해안 지역에서 채취되었는데, 이 지역은 강에서 흘러들어온 수은을 함유한 부유 물질이 일반적으로 침전되는 곳이다. 연구진은 또한 이전의 침식 연구를 바탕으로 산업화 이전 시대에 전 세계 강에서 얼마나 많은 수은이 순환했는지 계산했다. 이를 바탕으로 육지에서 바다로 수은이 자연적으로 순환하는 과정을 설명하는 하천별 컴퓨터 모델을 개발했다. 그런 다음 산업화 이전 상황과 오늘날 강에 있는 수은의 양을 비교했다.

수은 이동량 두 배 이상 증가

계산에 따르면 1845년에서 1859년 사이에 전 세계 강을 통해 바다로 흘러간 수은의 양은 연간 321톤에서 483톤으로, 연평균 약 390톤에 달했다. 펭과 동료들은 강의 위치, 지형, 그리고 자연적인 토양 침식에 따라 어떤 곳에서는 수은이 더 많고 어떤 곳에서는 더 적다는 것을 확인했다. 추세는 다음과 같았다. 인근 산이 높고 계곡으로 향하는 경사가 가파를수록 강은 크기에 관계없이 더 많은 수은을 운반한다.

▲ 산업화 이전 시대의 전 세계 하천 수은(Hg) 수자원. (A) 육지에서 유출수로의 토양 침식 플럭스. (B) 하천 수은 플럭스의 평균 위도 분포. 위도, 위도. (C) 하천의 수은 플럭스. (D) 연안 해양으로의 수은 유출량. (E) 하구의 SPM 내 수은 농도. (F) 하구 근처 퇴적물 기록의 산업화 이전 수은 농도와 SPM 내 모델링된 수은 농도의 비교. (출처;Human perturbations to mercury in global rivers / Science Advances 11.Jun 2025)

결론적으로 수은 유량은 그 이후 거의 2세기 동안 매년 약 595톤씩 증가했다. 이는 전 세계 강을 통한 수은 운반량이 2~3배 증가한 것에 해당하며, 1850년 이후 수은 양이 약 3배 증가한 대기와 해양의 증가량과 유사한 수준이다. 연구진은 산업 혁명 이후 수은 오염이 가장 크게 증가한 지역은 북미와 남미의 강이었고, 그 다음으로 동남아시아와 남아시아 순으로 나타났다고 밝혔다.

원인은 지역마다 다르다.

그렇다면 추가 수은은 어디에서 오는 것일까? 모델에 따르면 이는 주로 인위적인 원인에서 비롯된다. 아마존과 같은 남미의 강에서는 수은이 주로 소규모의 규제되지 않은 금광에서 발생하지만, 심각한 삼림 벌채로 인해 점점 더 침식되고 있는 토양에서도 발생한다. 반면, 중국 양쯔강과 다른 동아시아 국가들의 강들은 주로 대규모 산업 시설의 폐수에서 수은을 흡수한다.

▲ 산업화 이전 시대부터 현재까지의 전 지구 하천 수은 수지 변화. (A) 기후 변화에 관한 정부간 패널(IPCC) WGI 참조 지역의 시뮬레이션에 따른 하천 수은 수지. 해당 지역에는 북남미(NSA), 동남아시아(SEA), 남아시아(SAS), 동아시아(EAS), 중앙아프리카(CAF), 서아프리카(WAF), 지중해(MED), 동북미(ENA), 남중미(SCA), 러시아 북극(RAR), 북서남미(NWS), 북동남미(NES), 동남아프리카(ESAF), 러시아 극동(RFE), 동남남미(SES)가 포함된다. (B) 산업화 이전 시대의 모델 시뮬레이션과 Liu 수지의 차이점(21). (C) 산업화 이전 시대와 현재 모델 시뮬레이션의 차이점. (출처;Human perturbations to mercury in global rivers / Science Advances 11.Jun 2025)

그러나 세계 일부 지역에서는 산업 혁명 이전보다 강을 통해 이동하는 수은의 양이 훨씬 적다. 예를 들어 펭과 그의 동료들이 발견한 지중해 지역의 수은이 그 예다. 그들은 나일강의 아스완 댐과 같은 댐 건설로 인해 수은이 함유된 퇴적물이 포집되어 일부 수은이 바다로 흘러가지 않고 강에 그대로 남아 있게 되었다고 설명했다.

독일 연방 수문학 연구소의 측정 결과, 최근 수십 년 동안 강화된 환경 규제 덕분에 독일의 하천 수은 오염이 감소했다. 그러나 많은 지역에서는 과거의 오염으로 인해 여전히 수은 수치가 너무 높게 유지되고 있다.

환경 보호를 위한 새로운 기준

현재 계산된 산업화 이전 기준은 정책 입안자와 환경 운동가들에게 새로운 목표로 활용될 수 있다. 2017년부터 발효된 미나마타 협약과 같은 국제 협정과 전 세계 수은 오염 방지 조치는 이 값을 기반으로 할 수 있다.

연구진은 "1850년 수은 농도는 기준점으로 활용될 수 있으며, 자연적 요인과 인위적 요인의 영향, 그리고 수은 오염 저감을 위한 노력의 진행 상황과 효과를 측정하는 역사적 기준을 제공할 수 있다"고 기술했다.

참고: Science Advances, 2025; doi: 10.1126/sciadv.adw0471
출처: American Association for the Advancement of Science (AAAS),
Tulane University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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