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낙동강 녹조 항공기를 활용해 모니터링한다

초분광 센서를 항공기에 장착해 지난해 8월 촬영한 낙동강 창녕함안보의 녹조 상황, 남조류가 지닌 피코시아닌이란 색소가 반사하는 파장만을 골라 촬영했다. 붉은색을 띤 곳이 녹조가 심하게 발생한 곳이다. [사진 환경부]

초분광 센서를 항공기에 장착해 지난해 8월 촬영한 낙동강 창녕함안보의 녹조 상황, 남조류가 지닌 피코시아닌이란 색소가 반사하는 파장만을 골라 촬영했다. 붉은색을 띤 곳이 녹조가 심하게 발생한 곳이다. [사진 환경부]

여름철 낙동강 등에서 빈발하는 녹조를 항공기로 신속·정확하게 관측하는 기법이 개발돼 녹조 감시에 본격적으로 활용될 전망이다.
 
환경부와 국립환경과학원은 초분광(超分光, hyper-spectral) 영상을 활용한 녹조 현상 원격 모니터링 기법을 개발, 낙동강 남조류 관측에 적용하는 데 성공했다고 22일 밝혔다.
환경부는 이 기법을 사용해 낙동강에서 2015년부터 최근까지 촬영한 초분광 영상을 23일부터 환경부 인터넷 홈페이지의 '물 환경 정보시스템(water.nier.go.kr)'을 통해 공개할 예정이다.
녹조 모니터링에 투입된 항공기 [사진 환경부]

녹조 모니터링에 투입된 항공기 [사진 환경부]

이번에 개발을 완료한 녹조 모니터링 기법은 환경과학원에서 2014년 개발에 착수했으며, 항공기에 초분광 센서를 장착해 녹조의 원인 생물인 남조류(cyanobacteria) 분포를 관찰하는 방법이다.

지난해 8월 낙동강 합천창녕보의 녹조를 일반 카메라로 촬영한 영상 [사진 환경부]

지난해 8월 낙동강 합천창녕보의 녹조를 일반 카메라로 촬영한 영상 [사진 환경부]

지난해 8월 낙동강 합천창녕보에서 초분광센서를 활용해 촬용한 남조류 분포, [사진 환경부]

지난해 8월 낙동강 합천창녕보에서 초분광센서를 활용해 촬용한 남조류 분포, [사진 환경부]

사람의 눈이나 일반 카메라는 여러 파장의 빛을 한꺼번에 감지하지만, 초분광 센서는 특정 파장의 빛만 촬영할 수 있는 장치다.
녹조 모니터링에서는 400~700㎚(나노미터, 1㎚=10억분의 1m) 파장의 가시광선 영역이나 700~900㎚ 파장의 근적외선의 빛을 파장에 따라 수백개의 영역으로 나눠 촬영했다.
 
녹조(綠潮) 현상은 식물성 플랑크톤의 일종인 남조류나 녹조류(綠藻類)가 번성해 물이 짙은 녹색으로 보이는 현상을 말한다.
남조류 중에는 독소를 지닌 종류도 있고, 수돗물에서 흙냄새를 내는 종류도 있어 환경부는 마이크로시스티스·아나베나 등 남조류 4종을 '유해 남조류'로 지정해서 집중적으로 모니터링하고 있다.
낙동강에서 발생한 남조류 녹조 [중앙포토]

낙동강에서 발생한 남조류 녹조 [중앙포토]

환경과학원 김경현 물환경평가연구과장은 "남조류의 경우 피코시아닌(phycocyanin)이란 특정 색소를 지니고 있어 초분광 센서를 활용하면 남조류만을 확인, 숫자를 추정할 수 있다"며 "피코시아닌의 경우 700㎚ 안팎의 빛을 반사한다"고 말했다.

일반 항공 촬영으로는 해캄·클로렐라 같은 녹조류, 개구리밥 같은 수생식물과 남조류를 구분하기 어렵지만, 초분광 센서로 피코시아닌이 반사하는 파장을 촬영하면 쉽게 구분할 수 있다는 것이다.

수생식물 사이로 녹조가 발생한 모습. [중앙포토[

수생식물 사이로 녹조가 발생한 모습. [중앙포토[

낙동강의 경우 6~8월에는 남조류 중에서도 유해 남조류가 95% 이상을 차지하고 있어, 파이코시아닌으로 확인된 남조류는 대체로 유해 남조류로 볼 수 있다는 게 환경부의 설명이다.
 
이에 따라 연도별로 녹조 발생 상황을 담은 영상을 비교하면 어느 지점에서 녹조가 시작되고, 어느 시기와 조건에서 녹조가 가장 심각한 지를 한 눈에 파악할 수 있게 될 전망이다.
환경부는 매년 6~10월 사이 날씨가 맑은 날을 이용해 20회 정도 항공 촬영을 진행하고 있다.
 
환경부는 이번에 개발된 녹조 원격 모니터링 기법을 실제 현장에 적용하면 낙동강 전체에서 발생한 녹조 현상을 신속하게 파악할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
또 그 동안 환경단체 등에서 발표하는 녹조 발생 상황과 환경부 등에서 분석을 통해 발표하는 녹조 상황이 크게 달라 논란이 빚어지곤 했으나 이 기법을 적극 활용할 경우 이 문제도 어느 정도 해소될 것으로 예상된다. 
지금까지 남조류 분석은 현장에서 직접 시료를 채취, 현미경으로 남조류의 세포수를 직접 세거나, 엽록소 등 색소를 추출해 측정하는 방법이어서 시간과 인력이 많이 들어가는 단점이 있었다.

 
환경부 조석훈 수질관리과장은 "내년까지 한강·금강·영산강 등에도 피코시아닌을 활용해 녹조를 원격 모니터링하는 기법을 개발할 예정"이라며 "2019년부터는 인공위성을 활용한 남조류 원격 모니터링 기술 개발도 추진할 예정"이라고 말했다.
 
강찬수 환경전문기자 kang.chansu@joongang.co.kr
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