지속 가능한 양식 수질 관리: 글로벌 관점

수생 생물을 기르는 양식업은 증가하는 전 세계 해산물 수요를 충족하는 데 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 그러나 이러한 급속한 확장은 특히 수질 관리와 관련하여 상당한 과제를 제기합니다. 지속 가능한 양식 방식은 환경 영향을 최소화하고, 양식 종의 건강과 생산성을 보장하며, 산업의 장기적인 생존 가능성을 확보하는 데 매우 중요합니다. 이 종합 가이드에서는 전 세계적으로 채택된 혁신적인 해결책과 지속 가능한 접근법을 조명하며 양식 수질 관리의 주요 측면을 탐구합니다.

양식업에서 수질의 중요성 이해하기

수질은 양식업에서 가장 중요합니다. 수생 생물은 환경에 매우 민감하며, 최적의 수질 매개변수를 유지하는 것은 성장, 건강 및 생존에 필수적입니다. 수질이 나쁘면 스트레스, 질병 발생, 성장률 감소로 이어져 궁극적으로 양식업자에게 경제적 손실을 초래할 수 있습니다.

주요 수질 매개변수

양식 시스템에서는 몇 가지 중요한 매개변수를 효과적으로 모니터링하고 관리해야 합니다:

• 용존 산소(DO): 호흡에 적절한 DO 수치는 매우 중요합니다. 낮은 DO는 저산소증과 폐사를 초래할 수 있습니다. 이상적인 DO 범위는 종에 따라 다르지만 일반적으로 5 mg/L 이상의 수준이 선호됩니다.
• 수온: 수온은 신진대사율, 성장 및 번식에 영향을 미칩니다. 대상 종에 맞는 최적의 수온 범위를 유지하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 틸라피아는 따뜻한 물(24-30°C)에서 잘 자라지만, 연어는 더 시원한 온도(8-16°C)를 필요로 합니다.
• pH: pH는 영양소의 용해도와 특정 화합물의 독성에 영향을 미칩니다. 대부분의 양식 종에 대한 최적의 pH 범위는 6.5에서 8.5 사이입니다.
• 암모니아(NH3): 암모니아는 어류 대사의 독성 폐기물입니다. 높은 암모니아 수치는 스트레스와 아가미 손상을 유발할 수 있습니다. 암모니아를 아질산염, 질산염과 같은 덜 해로운 형태로 전환하기 위해서는 효과적인 생물학적 여과가 필요합니다.
• 아질산염(NO2): 아질산염은 또 다른 독성 질소 화합물입니다. 암모니아와 마찬가지로 질산화를 통해 질산염으로 전환되어야 합니다.
• 질산염(NO3): 질산염은 비교적 독성이 없지만 고농도에서는 조류 대발생에 기여할 수 있습니다.
• 염도: 염도는 해수 및 기수 양식에 매우 중요합니다. 적절한 염도 수준을 유지하는 것은 삼투 조절과 생존에 필수적입니다.
• 탁도: 물의 투명도를 나타내는 탁도는 빛 투과에 영향을 미치며 조류 및 수생 식물의 성장에 영향을 줄 수 있습니다. 높은 탁도는 어류의 아가미를 자극할 수도 있습니다.
• 알칼리도 및 경도: 이 매개변수들은 물의 완충 능력에 영향을 미치며 pH 안정성에 영향을 줄 수 있습니다.

양식 수질 관리의 과제

양식업은 수질 관리와 관련된 다양한 과제에 직면해 있으며, 이는 환경과 산업의 지속 가능성 모두에 영향을 미칩니다.

영양 오염

집약적 양식은 물속에 영양분, 특히 질소와 인의 축적을 초래할 수 있습니다. 이러한 영양분은 주변 수역의 부영양화, 유해 조류 대발생 및 산소 고갈에 기여할 수 있습니다. 이는 연안 양식업에서 특히 중요한 문제인데, 영양분 유출이 산호초나 해초 군락과 같은 민감한 생태계를 손상시킬 수 있기 때문입니다. 동남아시아(태국, 베트남)의 집약적 새우 양식장과 칠레, 노르웨이의 연어 양식장 주변 지역이 큰 영향을 받은 사례입니다.

질병 발생

나쁜 수질은 수생 동물의 면역 체계를 약화시켜 질병에 더 취약하게 만듭니다. 질병 발생은 양식업자에게 상당한 경제적 손실을 초래할 수 있으며 야생 개체군에도 영향을 미칠 수 있습니다. 높은 사육 밀도와 부적절한 환수는 질병 전파를 악화시킬 수 있습니다. 예를 들어, 새우 양식의 흰점 바이러스(WSSV)는 전 세계적으로 막대한 경제적 피해를 야기했습니다.

물 부족

일부 지역에서는 물 부족이 양식업 발전에 주요 제약이 됩니다. 농업, 산업 및 인간 소비 간의 수자원 경쟁은 양식용 물의 가용성을 제한할 수 있습니다. 이는 아프리카 및 중동 일부와 같은 건조 및 반건조 지역에서 특히 그렇습니다. 예를 들어 인도에서는 양식을 위한 지하수 과다 취수로 인해 특정 지역의 수자원 고갈에 대한 우려가 제기되었습니다.

배출수 규제

점점 더 엄격해지는 환경 규제로 인해 양식업자들은 운영의 환경적 영향을 최소화해야 한다는 압박을 받고 있습니다. 배출수 제한을 준수하려면 수처리 기술과 지속 가능한 관리 방식에 대한 투자가 필요합니다. 예를 들어, 유럽 연합은 양식 시설에서 배출되는 오염 물질에 대해 엄격한 규제를 두고 있습니다.

지속 가능한 양식 수질 관리를 위한 혁신적 해결책

위에서 설명한 과제를 해결하기 위해 양식 산업은 수질 개선, 환경 영향 감소 및 지속 가능성 향상을 목표로 하는 다양한 혁신적인 해결책을 채택하고 있습니다.

순환여과양식시스템 (RAS)

RAS는 일련의 처리 과정을 통해 물을 재활용하는 폐쇄 루프 시스템입니다. 이러한 시스템은 일반적으로 기계적 여과, 생물학적 여과 및 소독 장치를 포함합니다. RAS는 물 소비 감소, 생물 보안 강화, 환경 제어 향상 등 여러 가지 이점을 제공합니다. 육상 시설에서의 집약적 생산을 가능하게 하여 천연 수자원에 대한 의존도를 최소화합니다. RAS 기술은 연어, 송어, 틸라피아, 바라문디 등 다양한 어종 생산에 전 세계적으로 사용되고 있습니다.

바이오플록 기술 (BFT)

BFT는 폐수를 처리하고 양식 생물에게 보충 영양을 제공하기 위해 미생물 군집(바이오플록)의 발달에 의존하는 지속 가능한 양식 시스템입니다. BFT 시스템에서는 유기 폐기물이 바이오플록으로 전환되어 어류나 새우가 섭취합니다. 이는 환수 및 외부 사료 투입의 필요성을 줄여줍니다. BFT는 특히 새우 양식과 틸라피아 생산에 적합합니다. 아시아, 라틴 아메리카, 아프리카에서 점점 더 많이 채택되고 있습니다.

다영양 통합양식 (IMTA)

IMTA는 여러 종을 가까운 곳에서 함께 양식하는 방식으로, 한 종의 폐기물이 다른 종의 자원으로 사용됩니다. 예를 들어, 해조류는 어류 양식장에서 방출되는 영양분을 흡수하도록 재배할 수 있고, 조개류는 물에서 입자상 물질을 여과할 수 있습니다. IMTA는 영양소 재활용을 촉진하고 환경 영향을 줄이며 양식 생산을 다각화합니다. 이는 중국의 통합 해조류-조개류 양식과 캐나다의 통합 어류-해조류 양식을 포함하여 전 세계적으로 다양한 형태로 실행되고 있습니다.

인공 습지

인공 습지는 폐수를 처리하기 위해 설계된 공학적 생태계입니다. 양식 배출수에서 영양분, 부유 물질 및 기타 오염 물질을 제거하는 데 사용될 수 있습니다. 습지는 자연적이고 비용 효율적인 수처리 접근법을 제공하며, 서식지 조성 및 탄소 격리와 같은 추가적인 이점을 제공합니다. 유럽과 북미에서 양식을 포함한 다양한 출처의 폐수를 처리하는 데 널리 사용됩니다.

오존 처리 및 자외선 소독

오존 처리와 자외선(UV) 소독은 양식 시스템에서 병원균을 죽이고 수질을 개선하는 효과적인 방법입니다. 오존은 박테리아, 바이러스 및 기생충을 파괴할 수 있는 강력한 산화제입니다. UV 소독은 자외선을 사용하여 미생물을 비활성화시킵니다. 이러한 기술은 RAS 및 기타 집약적 양식 시스템에서 생물 보안을 유지하기 위해 일반적으로 사용됩니다.

막 여과

마이크로필터(MF), 울트라필터(UF), 역삼투(RO)와 같은 막 여과 기술은 양식수에서 부유 물질, 박테리아, 바이러스 및 용존 물질을 제거하는 데 사용될 수 있습니다. RO는 염분을 제거하는 데 특히 효과적이며 기수 또는 해수를 처리하여 담수 양식에 사용할 수 있습니다. 이러한 기술은 대규모 RAS 및 기타 집약적 양식 작업에서 점점 더 보편화되고 있습니다.

양식 수질 관리를 위한 최상의 관리 기법

최상의 관리 기법(BMPs)을 구현하는 것은 지속 가능한 양식 수질 관리를 보장하는 데 필수적입니다. 이러한 관행은 환경 영향을 최소화하고, 자원 사용을 최적화하며, 책임감 있는 양식 생산을 촉진하는 것을 목표로 하는 광범위한 조치를 포함합니다.

부지 선정

신중한 부지 선정은 양식 작업의 환경적 영향을 최소화하는 데 매우 중요합니다. 습지, 맹그로브, 산호초와 같은 민감한 서식지를 피하도록 부지를 선택해야 합니다. 또한 적절한 수자원 가용성과 좋은 수질을 갖춘 지역에 위치해야 합니다. 적절한 부지 평가에는 토양 유형, 물 흐름 패턴 및 다른 토지 이용과의 근접성 분석이 포함됩니다.

사육 밀도

적절한 사육 밀도를 유지하는 것은 과밀을 방지하고 질병 발생 위험을 줄이는 데 필수적입니다. 과밀 사육은 수질 악화, 스트레스 수준 증가 및 성장률 감소로 이어질 수 있습니다. 사육 밀도는 어종, 양식 시스템 유형 및 수질 조건에 따라 조정되어야 합니다.

사료 관리

효율적인 사료 관리는 영양 폐기물을 최소화하고 양식의 환경적 영향을 줄이는 데 중요합니다. 양식업자는 대상 어종에 맞게 특별히 제조된 고품질 사료를 사용해야 합니다. 사료 손실과 먹지 않은 사료 축적을 최소화하기 위해 사료를 효율적으로 분배해야 합니다. 자동 급이 시스템은 사료 이용률을 향상시키고 폐기물을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 사료 전환율(FCR)을 모니터링하는 것은 사료 효율성을 평가하는 데 중요합니다.

환수

환수율을 최적화하는 것은 수질을 유지하고 폐기물을 제거하는 데 중요합니다. 그러나 과도한 환수는 영양 오염과 물 부족에 기여할 수 있습니다. 환수율은 어종, 양식 시스템 유형 및 수질 조건에 따라 조정되어야 합니다. RAS 및 BFT 시스템에서는 물을 보존하고 폐수 배출을 줄이기 위해 환수가 최소화됩니다.

폐기물 처리

효과적인 폐기물 처리 시스템을 구현하는 것은 양식의 환경적 영향을 줄이는 데 필수적입니다. 폐기물 처리 옵션에는 침전, 여과, 인공 습지 및 생물학적 여과가 포함됩니다. 폐기물 처리 기술의 선택은 양식 작업의 규모와 유형, 그리고 지역 환경 규제에 따라 달라집니다.

생물 보안 조치

엄격한 생물 보안 조치를 시행하는 것은 질병의 유입과 확산을 방지하는 데 중요합니다. 생물 보안 조치에는 장비 소독, 새로운 동물의 검역 및 수질 모니터링이 포함됩니다. 견고한 생물 보안 계획을 구현하면 질병 발생 위험을 최소화하고 경제적 손실을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

모니터링 및 기록 유지

수질 매개변수를 정기적으로 모니터링하는 것은 잠재적인 문제를 감지하고 해결하는 데 필수적입니다. 양식업자는 DO, 수온, pH, 암모니아, 아질산염, 질산염 및 기타 관련 매개변수를 모니터링해야 합니다. 상세한 기록 유지는 수질 추세를 추적하고 관리 관행의 효과를 평가하는 데에도 중요합니다. 데이터 분석은 개선 영역을 식별하고 양식 작업을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

지속 가능한 양식 수질 관리의 글로벌 사례

여러 국가 및 지역에서 다른 이들에게 모델이 될 수 있는 성공적인 양식 수질 관리 전략을 구현했습니다.

노르웨이

노르웨이는 양식 연어의 주요 생산국이며 해양 환경에 대한 양식의 영향을 최소화하기 위해 엄격한 환경 규제를 시행하고 있습니다. 노르웨이 연어 양식장은 영양 배출량을 모니터링하고 보고하며 질병 발생 위험을 줄이기 위한 조치를 시행해야 합니다. 국가는 또한 양식 기술과 지속 가능성을 향상시키기 위해 연구 개발에 막대한 투자를 하고 있습니다.

칠레

칠레는 또 다른 주요 양식 연어 생산국이지만 질병 발생 및 환경 영향과 관련된 문제에 직면했습니다. 칠레 정부는 연어 양식 산업의 지속 가능성을 개선하기 위해 사육 밀도와 수질에 대한 더 엄격한 규제를 시행했습니다. 또한 양식 생산을 다각화하고 IMTA 시스템 사용을 장려하기 위한 노력이 이루어지고 있습니다.

베트남

베트남은 새우의 주요 생산국이며 새우 양식의 환경적 영향을 줄이기 위해 BFT 및 기타 지속 가능한 양식 관행을 채택했습니다. 베트남 정부는 또한 양식에서 항생제 및 기타 화학 물질의 사용을 통제하기 위한 규제를 시행했습니다.

중국

중국은 세계 최대의 양식 생산국이며 다양한 양식 시스템을 갖추고 있습니다. 중국 정부는 양식 생산의 지속 가능성을 향상시키기 위해 RAS 및 IMTA 시스템 사용을 장려하고 있습니다. 또한 양식 시설에서 배출되는 오염 물질을 줄이기 위한 노력이 이루어지고 있습니다.

캐나다

캐나다는 해양 환경을 보호하기 위해 양식에 대한 엄격한 규제를 시행했습니다. 캐나다 양식장은 환경 영향을 모니터링하고 보고하며 질병 발생 위험을 줄이기 위한 조치를 시행해야 합니다. 국가는 또한 양식 기술과 지속 가능성을 향상시키기 위해 연구 개발에 투자하고 있습니다.

양식 수질 관리의 미래

양식 수질 관리의 미래는 지속 가능한 관행의 지속적인 채택과 혁신적인 기술 개발에 달려 있을 것입니다. 주요 동향 및 중점 분야는 다음과 같습니다:

• RAS 및 BFT 시스템 사용 증가: 이러한 기술은 수자원 보존, 폐기물 처리 및 생물 보안 측면에서 상당한 이점을 제공합니다.
• 더 효율적인 사료 개발: 더 소화가 잘 되고 폐기물을 덜 생산하는 사료를 개발하기 위한 연구가 진행 중입니다.
• 개선된 질병 관리 전략: 질병 발생 위험을 줄이기 위해 새로운 백신 및 기타 질병 예방 조치가 개발되고 있습니다.
• 데이터 분석 및 인공 지능의 활용 증대: 데이터 분석은 수질 관리를 최적화하고 질병 발생을 예측 및 예방하는 데 사용될 수 있습니다.
• 연구자, 산업계, 정부 간의 협력 강화: 지속 가능한 양식 관행을 개발하고 구현하기 위해서는 협력이 필수적입니다.

결론

지속 가능한 양식 수질 관리는 양식 산업의 장기적인 생존 가능성을 보장하고 환경을 보호하는 데 필수적입니다. 혁신적인 해결책을 채택하고 최상의 관리 기법을 구현함으로써 양식업자들은 환경 영향을 최소화하고 자원 사용을 최적화하며 지속 가능한 방식으로 고품질 해산물을 생산할 수 있습니다. 전 세계 해산물 수요가 계속 증가함에 따라, 우리 지구의 건강을 지키면서 이 수요를 충족시키기 위해 지속 가능한 양식 관행이 점점 더 중요해질 것입니다.