I-2. 환경수의 종류와 특성
˚ 수중환경은 폭 넓은 여러 요인을 포함하고 있어, 수생동물 의 성장 및 생식의 기본적 요소인 항상성 (homeostasis)의 유지에 영향을 미친다.
˚ 가장 중요한 요인으로는 수온, 빛의 조 도 및 주기성, 물의 화학적 조성, 수중생물 상, 공간 및 먹이의 유효성, 그리고 외계인 자의 자극빈도 등 자연계에 있어서의 제반 요인 들이다.
˚ 이 요인 들이 어떤 원인에 의해 한계를
넘어 변동을 일으키면, 수생동물의 면역 및 생리에 영향을 주 어 질병을 일으킬 수 있다.
What is water ?
1. Water is a ubiquitous chemical substance composed of hydrogen and oxygen
vital for all known forms of life
2. Liquid state - water, solid state- ice, and a gaseous state-water vapor or steam.
3. Water covers 71% of the Earth's surface.
4. Oceans hold 97% of surface water, glaciers and polar ice caps 2.4%, and other land surface water such as rivers, lakes and ponds 0.6%.
A very small amount of the Earth's water is contained within biological bodies and manufactured products.
5. Water on Earth moves continually through a cycle of evaporation or transpiration , precipitation, and runoff, usually reaching the sea.
6. Clean, fresh drinking water is essential to human and other life forms.
There is a clear correlation between access to safe water and GDP per capita.
More than half of the world population will be facing shortage of water by 2025.
Approximately 70% of freshwater is consumed by agriculture.
1. 환경수의 종류
1) 담수 (freshwater)
염분을 전혀 함유하지 않는 육 지(내수면)의 물을 말한다.
1. 하천수 (surface water)
a. 육지의 표면을 흐르는 물 (강, 하천 등)로, 암석이나 토양으로 부터 스며 나온 성분이나, 공장의 폐수, 하수, 농약으로부터의 오염을 피할 수 없다.
b. 일반적으로 pH는 6.0-8.5이나, 용해물질이나 오염상황에 따 라 달라질 수 있다.
c. 장소와 기후에 따라 수온의 변동이 심하다.
2. 복류수 (underground flow)
a. 하천이나 호수의 바닥, 또는 그 부근의 지하를 흐르는 물.
b. 수질은 지하수와 비슷하고 오염이 되어 있지 않아, 사육용수 로 적합하다.
Freshwater
1. Fresh water is naturally occurring water on the Earth's surface
- in a bogs, ponds, lakes, rivers and streams, and underground as groundwater in aquifers and underground streams.
2. The source of almost all freshwater is precipitation from the atmosphere, - in the form of mist, rain and snow.
3. Freshwater can be defined as water with less than 500 parts per million (ppm) of dissolved salts.
4. Acid rain - In industrialized areas rain is typically acidic because of dissolved oxides of sulfur and nitrogen formed from burning of fossil fuels and from the atmospheric emissions of industry.
1) Surface waters
(1) Rivers and streams
- Diurnal temperature fluctuations are considerable in the smaller, shallower streams and rivers in temperate and mountain regions, without shade from the sun.
- All industrial or agricultural activities upstream might affect water quality.
산성비(acid rain)란 빗물의 산도가 강한 비를 말하는데, 공장에서 배출되는 매연이나, 자 동차 배기가스 속에 들어있는 황 산화물(SO₂,SO₃)이나 질소 산화물(NO, NO₂등)이 빗물에 녹으면서 형성되는 비로, pH가 5.5이하를 말한다.
산성비로 호수가 산성화되면 물에 사는 동물들도 사라진다. 갑각류와 연체동물이 먼저 사 라지고 다음 물고기들이 사라진다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 pH 5.5의 빗물에서 박 테리아가 죽기 시작하고 4.5 이하가 되면 대부분의 물고기와 개구리가 생식기능을 잃기 시 작한다고 한다. 또한 산성비로 인해 토양으로부터 용해된 알루미늄이 물 속에 흘러 들어 물고기의 아가미에 피해를 주어 호흡불능으로 만든다.
* 산성비(acid rain)에 의한 수중생태계의 피해 *
Acid rain
1. The principal cause of acid rain is from human sources - Industrial factories, power-generating plants and vehicles
- Sulphur dioxide and oxides of nitrogen are released during the fuel burning process (i.e.
combustion)
2. When water vapour condenses, or as the rain falls, they dissolve in the water to form sulphuric acid (H2SO4) and nitric acid (HNO3).
3. While the air in cleaned of the pollutants in this way, it also causes precipitation to become acidic, forming acid rain
4. Harmful to aquatic life
1) Increased acidity in water bodies
2) Stops eggs of certain organisms (e.g. fish) to stop hatching 3) Changes population ratios
5. Affects to the ecosystem
1) As acid rain flows through soils in a watershed, aluminum is released from soils into the lakes and streams.
2) low pH and increased aluminum levels are directly toxic to fish.
3) In addition, low pH and increased aluminum levels cause chronic stress - lead to lower body weight and smaller size and makes fish less able to compete for food and habitat.
(2) Lake and pond waters
- These are used in aquaculture to provide pumped water supplies or for pen or cage culture.
- Thermal stratification poses its most serious problems in eutrophic waters,
when overturn, or destratification, occurs and the deeper waters, depleted in oxygen or even anoxic, come to the surface.
- A pond is a body of standing water, either natural or man-made, that is usually smaller than a lake.
- distinguished from streams via current speed (thermally driven microcurrents and moderate wind driven currents)
(3) Ground and spring waters
- Groundwater is water located beneath the ground surface : aquifer when it can yield a usable quantity of water.
- Spring is any natural occurrence where water flows on to the surface of the earth from below the surface (aquifer surface meets the ground surface).
- Ground and spring waters are of considerable value for aquaculture
: constancy of temperature and the virtual absence of parasites or microbial flora.
- derived from rain-water draining through the surface soil layers until it reaches the water table.
- ground and spring waters are not saturated with oxygen,
but are supersaturated with nitrogen and, if acidic, have high levels of carbon dioxide.
3. 호소수 (lake water=pond water)
a. 연못, 저수지(reservoir), 호수나 늪(swamp)의 물로, 지역이나 계절에 따라 수질이 변동할 수 있다
(예 ; 산성비→산성화, 플랑크톤의 이상번식→알칼리화).
b. 수온약층의 역전현상 (thermocline distortion) : 수심이 깊은 호수에서 겨울철에 저온, 무산소의 저층수가 수면에 역전, 상승 하여 어패류에 장해를 주는 현상.
Overturning of thermocline
1. A thermocline (=metalimnion) is a thin but distinct layer in a large body of fluid (e.g. an ocean or lake)
2. Thermoclines are changeable
- depend on season, latitude and environmental conditions, such as tides and currents
3. During the summer, warm water, which is less dense, will sit on top of colder, denser deeper water.
- The warm layer is called the epilimnion and the cold layer is called the hypolimnion.
- in calm weather, there is less and less oxygen below the thermocline - as the water below the thermocline never circulates to the surface - and organisms in the water deplete the available oxygen.
4. As winter approaches, the temperature of the surface water will drop
- the density of the cooling surface water becomes greater than the density of the deep water,
- and overturning begins as the dense surface water moves down under the influence of gravity.
- aided by wind or any other process (currents for example) that agitates the water.
- although low in oxygen, is higher in nutrients than the original surface water : enriching of surface nutrients may produce blooms of phytoplankton
5. When the water on the surface may get cold enough to freeze
- new thermocline develops where the densest water (4 °C) sinks to the bottom, - and the less dense water(ice cover) rises to the top.
- this new stratification establishes itself, it lasts until the water warms enough for the 'spring turnover'
c. 부영양화 현상 (eutrophication) : 유기염류의 유입으로 인한 플 랑크톤의 이상번식에 의하여 용존산소량의 감소와 플랑크톤의 독 소에 의해 어패류에 치명적인 타격을 주는 현상
4. 지하수(subterranean water=ground water)
a.우물물(well water)와 용천수(spring water)가 이에 속하며, 수온이 연중 일정(10-15℃)하고, pH가 중성으로 수생동물의 사육에 적합함.
b. 토양오염에 의한 질소 가스의 과포화나 산소의 부족 등 용존가스 의 장해를 일으킬 수 있다.
부영양화란 인류의 경제 활동의 급격한 발전에 따라 내만이나 호소에 질소와 인 등 영양물질이 많이 들어있는 생활폐수, 농업폐수 및 공장폐수가 다량 유입해서, 식물 plankton을 현저히 증식시키고 수질을 악화시키는 현상을 말한다.
貧營養湖(빈영양호) ▶▶
N.P. 적고 生産性 低下
富營養湖(부영양호) ▶▶
산소감소 적조발생 腐植營養湖 (부식영양호
부영양화(富營養化) Eutrophication
Eutrophication : Excess Nitrogen and Phosphorous Spur Algal Growth, Deplete Oxygen and Kill Fish
Aquatic plants, like their terrestrial counterparts, require nutrients to grow and reproduce. The growth of algae and other vegetation in water bodies is usually controlled by the nutrient whose supply is most limited.
Phosphorous is usually the limiting nutrient in brackish or freshwater, while nitrogen is usually the limiting nutrient in saltwater. When excess nutrients applied to the land in the form of manure or commercial fertilizer find their way into the water, blooms or overabundant growth of algae and other aquatic plants can result.
Algal blooms at the surface can interfere with photosynthesis of submerged plants by blocking sunlight, causing them to die. When this happens, dissolved oxygen levels near the bottom drop abruptly because oxygen demand by decomposing bacteria is great while little or no oxygen is being produced by the dying plants. The problem is compounded when organisms which flourish in oxygen starved environments release hydrogen sulfide and methane. These substances are toxic to fish and other aquatic life.
Excessive algal growth in estuaries can result in decline of eelgrass and the loss of shellfish beds. Shellfish die and the beds fail to recolonize when thick layers of algae prevent animals
such as oysters from pumping water through their bodies to provide adequate food and oxygen. Eelgrass, a submerged grass eaten by many waterfowl, is lost when floating algal mats and or phytoplankton in the water reduce light penetration and interfere with photosynthesis.
Some species of fish, as well as other animals lower in the food chain, are very sensitive to low levels of oxygen or food and generally die. The loss of species simplifies the food chain of an ecosystem and makes it more vulnerable to further destruction.
Brackish water
1. Brackish water is water that has more salinity than fresh water, but not as much as seawater.
- estuaries (mouth of rivers), freshwater prawn farms
- contains between 0.5 and 30 grams of salt per litre(0.5 to 30 ‰).
2. It may result from mixing of seawater with fresh water, as in estuaries,
Sea water (=marine water)
1. Seawater is water from a sea or ocean.
2. Seawater in oceans has a salinity of about 3.5%,
- has approximately 35 grams (1.2 oz) of dissolved salts (the ions of sodium chloride: Na+, Cl−).
3. The average density of seawater at the ocean surface is 1.025 g/ml.
- seawater is denser than freshwater (1.000 g/ml at 4 °C) - the freezing point is about −2 °C (28.4 °F) at 35 g/l.
4. The major forms of marine fish culture
- floating net pens or cages, net enclosures or pumped sea-water in shore-based tanks.
5. The most saline open sea(high salinity) is the Red Sea
- high rates of evaporation, low precipitation and river inflow (the Dead Sea – 33.7% salinity) 6. Seawater pH is limited to the range 7.5 to 8.4.
7. In freshwater, salinity may be increased to some degree using table salt (NaCl).
- used to reduce osmoregulatory stress or to eliminate certain ectoparasites.
2) 기수 (brackish water=estuary water)
1. 내만이나 하구 등에서 담수와 해수가 혼합된 염분농도가 낮은 물.
2. 이 수역에서는 삼투압 변화에 대응할 수 있는 광염성 (euryhaline) 의 어류(숭어, 문절망둑 등)가 서식.
3. 비중이 큰 해수가 저층에 정체되어, 유기물 퇴적에 의한 무산소 상태나 황화수소가 발생할 수 있다.
3) 해수 (marine water=sea water)
1. 염분농도(33-37‰)와 pH(7.5-8.4)가 거의 일정하며, 협염성 (stenohaline)의 어류가 서식.
2. 수온, 수심, 해류, 조류의 간만 등이 어류의 생활에 중요 요인 이 된다.
문절망둑 [yellowfin goby]
학명 Acanthogobius flavimanus
분류 농어목 망둑어과
크기 10~20cm, 최대 25cm
몸색깔 연한 갈색, 배쪽은 하얀색
제철 9~11월
산란시기 1~5월
서식장소 바닷물과 민물이 만나는 강 하구의 모래나 뻘 바닥
분포지역 우리나라, 일본, 중국, 시베리아
일본어명 마하제(mahaze)
방언 꼬시래기, 망둥이, 문절이, 운저리
기타방언 망둥어, 문절어
2. 환경수의 이화학적 요인
1) 수온
1. 어류의 생활에 가장 영향을 크게 미치는 요인 - 어류의 생활 가능 최적온도 범위 5-25℃ (어 종에 따라 다름 ; 냉수어 (송어, 은어, 산천어 등), 온수어 (잉어, 붕어, 틸라피아 등)
2. 수온 변화는 용존산소량의 증감과 밀접한 관계
2) 빛
1. 투과되는 빛의 양은 수심, 조류와 미생물 의 다소, 수목의 그림자에 의해 변화.
2. 오염물질은 빛을 반사, 흡수하여 조류의 생산성을 감소 → 어류의 먹이 감소
3. 광조건(조도, 광주기, 그림자)은 어류의 생리에 영향을 준다 (예 : 생식주기의 변동, sunburn disease).
수온의 변동에 따른 어체의 영향
식욕은 감소하며, 더욱 호흡곤란이 심해진다.
30 ~
수중의 산소가 감소하여 호흡곤란에 빠지며, 입올림 현상을 일으킨다.
27 ~
생활 최적온도(optimum water temperature) 23 ~ 26
수온의 상승에 따라 소화시간이 빠르게 되고, 유영 운동도 활발하게 된다.
16 ~
섭취한 먹이는 하루 정도에 소화된다.
15
먹이를 먹기 시작하고(봄), 또는 먹기를 멈춘다(가을). 섭취한 먹이는 2일 정도 소화관 내에 남아있다. 산란과 부화가 시작된다(봄).
13
섭취한 먹이는 4-5일간 소화관 내에 남아있다.
10
유영 운동이 활발치 못하고, 소화력이 감퇴한다.
6 ~ 9
소화력이 없으며, 정지하고 있다.
0 ~ 5
어체의 영향 (비단잉어의 경우) 수온 (℃)
수온과 용존산소량과의 관계
수온 물 1리터 중의 포화량 (기압 770㎎Hg)
℃ 공 기 산 소
0 28.805㎤ 10.244㎤
2 27.382 9.706
5 25.429 8.970
10 22.644 7.965
15 20.450 7.154
20 18.690 6.501
25 17.278 5.958
30 16.073 5.408
머리 위가 너무 뜨거워? ‘끓는 기름 아래 수족관’ 금붕어들
‘끓는 기름 수족관’ 속을 유유히 헤엄치고 있는 금붕어들이 화제다.
일본 TV를 통해 소개된 후 인터넷을 통해 그 모습이 알려지면 서 화제를 낳고 있는 ‘끓는 기름 수족관’은 일본의 한 음식 점에 설치된 종류. 엄밀히 말하면 이 장치는 수족관이라기보다 는 ‘튀김기’에 가까운데, 서로 섞이지 않는 물과 기름의 원 리를 응용해 튀김기 겸 수족관으로 제작된 종류. 즉 물 위에 항 상 떠 있는 기름을 이용해 음식을 조리하고, 기름 밑의 물 속에 서는 금붕어가 평화롭게(?) 살고 있는 것이다.
겉모습으로 봤을 때는 엽기적이라 할 수 있는 ‘끓는 기름 수 족관’의 모습을 본 해외 네티즌들의 금붕어들의 안위(?)가 심히 걱정된다면서 우려를 표시하고 있다. 하지만 튀김기 제조 회사 측은 튀김기 겸 수족관이 혁신적인 발명품이면서 주위의 우려를 일축하고 있다.
크로켓 등의 요리 과정에서 발생하는 튀김 부스러기 등이 물을 통해 걸러지면서, 요리용 기름의 양을 대폭 절감할 수 있고 기 름 사용 기간도 늘어난다는 것이 회사 측의 설명. 또 기름과 물 사이에는 냉각 장치가 있어 끓는 기름 아래에서 사는 금붕어들 의 건강에도 아무런 문제가 없다고. 이밖에도 튀김 과정에서 나오는 부스러기를 먹이로 이용할 수 있기 때문에, 별도로 금 붕어 먹이를 주지 않아도 된다고 회사 측은 주장하고 있다.
제조 회사 측에 따르면, ‘튀김기 겸 수족관’은 현재 일본의 호 텔 및 레스토랑, 병원 등에 다수 보급되어 있다고. /팝뉴스
3) 용존가스
1. 수중 용존가스- 산소, 질소, 탄산가스 (어류의 호흡작용과 밀접), 생물량, 빛, 바람, 강우량, 그리고 오염물질 등에 의해 변동한다 2. 어류의 필요 용존산소량 ; 냉수어류 6-8
ppm, 온수어류 3-5 ppm
3. 입올림현상 (surfacing) : 호흡곤란에 빠진 물고기가 수면으로 올라와 호흡하는 현상.
4. 일중 용존산소량의 변동 (조류, 어체수, 사 료투여량 등에 의해 변화)
- 저녁에 사료를 너무 많이 투여하면, 소화 시 보다 많은 산소가 필요하여 새벽에 입올림이나 질식사 의 우려가 있음.
5. 용해 염분농도가 높으면 산소량은 저하.
6. 탄산가스량이 많으면 혈중 헤모글로빈에서 탄산가스가 해리되지 않아 호흡곤란.
잠수부와 해녀들이 잘 걸린다는 잠수병의 정체는 무엇일까. 수압이 높은 바 다 속에서 호흡을 위해 들이마시는 공기가 문제다. 잠수부용 공기통에는 산 소만 들어 있는 게 아니다. 일반 공기와 비슷한 비율로 산소(약 20%)와 질 소(약 80%)가 들어 있다. 공기통(diving sylinder) 속의 공기를 바다 속에 서 들이마시면 산소뿐 아니라 질소까지도 혈액 속으로 녹아 들어간다. 이 질 소가 잠수병(decompression illness(DCI)/caisson disease )을 일으키는 주범이다.
바다 속 깊은 곳에서 재빠르게 수면으로 떠오르 면 혈액 속 질소가 기포로 변해(vaporization) 혈관 속을 돌아다니거나 혈관을 막는다(가스색 전증 ; gas embolism). 그러면 통증이 오고 심 하면 사망에 이르기도 한다. 지상에서는 질소가 혈액 속으로 거의 녹아 들어가지 않지만 그렇다 해도 곧 날숨을 쉴 때 빠져 나와 문제가 되지 않 는다. 혈관 속에 기포를 만들지 않기 때문이다.
이를 예방하려면 바다 속에서 수면으로 천천히 올라와야 한다. 혈액 속의 질소가 폐를 통해 호 흡으로 잘 배출될 수 있는 시간을 주기 위해서
다. 질소 대신 공기통에 용해도가 작은 헬륨가스를 넣어 잠수병을 예방한다 (중앙일보 ; 2008. 3. 21)
* 해녀들 잠수병 원인은 혈액에 녹아있는 질소 *
Decompression sickness
Decompression sickness (DCS) describes a condition arising from the precipitation of dissolved gasses into bubbles inside the body on depressurisation. DCS most commonly refers to a specific type of scuba diving hazard but may be experienced in other depressurisation events such as caisson working, flying in unpressurised aircraft and extra-vehicular activity from spacecraft.
Decompression sickness (DCS; also historically or colloquially known as divers' disease, the bends or caisson disease) is a dangerous and occasionally lethal condition caused by nitrogen bubbles that form in the blood and other tissues of scuba divers who surface too quickly. A syndrome occurs in people breathing air at high pressure. It was common in those who worked deep underwater in caissons, watertight chambers open at the bottom and containing air at high pressure. On returning to the surface and normal atmospheric pressure, nitrogen dissolved in the bloodstream forms bubbles, which can cause pain if trapped in the joints.
The bubbles can also block the circulation to the brain and elsewhere (decompression sickness).
Symptoms are relieved by returning the patient to a high pressure. It is caused by a too rapid release of nitrogen that has been dissolved into the bloodstream under pressure; when the nitrogen forms bubbles it causes the bends. The condition causes breathing difficulties, joint and muscle pain, and cramps, and is experienced mostly by divers who surface too quickly. After a one-hour dive at 30 m/100 ft, 40 minutes of decompression are needed.
4) 수소이온농도 (pH)
1. 물의 pH는 수질에 따라 다양하게 변화한다. - 탄산가스량 ↑ → pH ↓ (산성) : 지하수는 pH가 낮고, 지표수 는 pH가 높다.
2. 조류가 발생하면 동화작용에 의해 탄 산가스가 소비되어 pH는 높아진다.
3. 수중의 동식물에 의한 호흡작용이나 미생물에 의한 유기물질의 분해작용 (이화작용) 시 탄산가스를 배출하여 pH는 낮아진다.
4. 어류의 최적 pH는 7.2-7.4
5. 수중의 산소량은 pH와 같이 항상 변동 - 용존산소가 적어지면 탄산가스가 증가하여 물은 산성이 됨. 따라서 일중 pH의 최고
치는 오후 2시경이고, 최저치는 오전 3-5시 경이다(입올림 현상).
* 지수 (stagnant pond)에서 수중 이화학적 인자의 일중 변동
* The colors represent : temperature in ℃(blue), oxygen in mg/liter (yellow), pH (red), carbon dioxide in mg/liter (solid black), salinity (broken black)
5) 경도 (GH : general hardness, ˚dH )
1. 주로 물에 용존되어 있는 칼슘과 마그네슘 양에 의해 결정
(hydroxides, carbonates, bicarbonates, sulphates 형태로 존재) ; 경도가 낮으면 → 알칼리성화
2. a. 일시성 경수 (temporary water) : 끓이면 경 도가 저하 (중탄산칼슘, 중탄산마그네슘)
b.영구성 경수 (permanent water) : 끓여도 경도가 안 떨어짐 (황산염, 질산염,염화물 등) → zeolite(비석)나 소다회(soda ash)를 사용하여 연수화 또는 빗물
을 섞음.
3. 경도 1이란 물 1㎥ 중에 산화칼슘 10 g을 함유할 때를 말한다.
4. 경도의 측정 : test kit, soaping reagent, conductivity meter, 5. 경수(hard water)는 연수(soft water)에 비해 어류의 삼투압 조절(osmoregulation)에 영향을 크게 미침 → 어체와 물과의 삼투압 차이가 커지면 혈중 이온 (Ca)이 방출 → 삼투압 스트레 스 증가와 생리 기능 저하.
6) 암모니아
1. 암모니아는 유기물의 분해 (배설) 시 또는 어류의 삼투압 조절 시 아가미로부터 배출됨.
2. 보통 수중의 NH3는 무해한 NH4+ 와 OH-로 되나, pH나 수온이 높 아지면 암모니아량도 증가하여 어 체에 치명적인 독성이 된다 (치사 량 0.2-0.5 ㎎/ℓ).
3. 염분농도가 증가하면 암모니아량 은 감소 (해수가 담수보다 30%
적음)
4. 삼투압 조절장애 (담수어 ; 배뇨
증가, 해수어 ; 음수량 증가)와 아가미 조직 의 자극 손상 (점액
분비 감소, 새박판 부종, 상피증생 촉진→산소 섭취량 감소).
5. 치사량 시 체표와 장관의 점막 손실과 출혈, 신경계 손상
6. 생물학적 여과 (biological filtration) : 넓은 표면적을 갖는 여과 재에 질화세균을 증식 → 암모니아 분해 시 산소 소비 (aeration 필요) ; pH 7.5, 30-
35℃에서 최적
Biological filtration
1. The successful aquarium is virtually a living ecosystem (microorganisms and chemical reactions) 2. The aerobic, or nitrifying bacteria (Nitrosomonas, Nitrobacter)
- grow in the presence of oxygenated water
3. These nitrifying bacteria consume ammonia (NH3) and nitrite (NO2)
- to break these common toxic aquarium chemicals into nitrate (NO3), the final bi-product.
4. There are many types of biological filters
- under gravel filters, bio wheels, trickle filters, canister filters, fluidized bed filters, sponge filters, and live rock/live sand
7) 유기염류 (nitrite, nitrate)
1. 암모니아는
Nitrosomonas
세균에 의해 아질산염 (nitrite, NO2-)으로,Nitrobacter
세균에의해 질산염 (nitrate, NO3-)으로 분해된다 (질화작용)
2. 아질산염의 치사량은 10-20 ㎎/ℓ 으로 암모니아 보다 독성이 낮다.
3. 아질산염은 혈중 헤모글로빈과 결합하 여 아질산중독증(brown blood disease ;
methaemoglobinemia)을 일으킴 (산소의 운 반 능력을 저하) - 0.1㎎/ℓ이하로 유지
4. 아질산중독증에 걸리면 체색이 하얗게 변하고,
아가미가 연한 갈색 또는 초콜릿색으로 보인다. 병어의 혈액 은 갈색을 띠며 ,빈혈을 나타낸다.
5. 경도가 높으면 아질산 독성 저하 - 경수 중의 Ca이 아질산의 흡 수를 방해
6. 질산염의 치사량은 50-300 ㎎/ℓ으로 거의 독성이 없으 나 알이나 치어는 민감
7. 해수어나 무척추동물은 담수 어보다 질산염의 독성에 민감 (20 ㎎/ℓ이하로 유지)
Fish release Ammonia; The Nitrosomonas bacteria consume the Ammonia and release a chemical called Nitrite. The Nitrobacter bacteria consume the Nitrite and release a chemical called Nitrate.
Nitrates are not harmful to fish till very high levels.
Nitrates are consumed by Algae and plants.
8) 염분농도
1. 해수어의 사육 관리에 있어 염분 농도의 조절은 매우 중요
(적정농도 35 ‰)
2. 물의 비중 (specific gravity)에 의해 염분농도 비교 측정 (적정 비중 1.023-1.027)
3. 어류는 대부분 협염성으로 염분농도의 변화는 삼투압 조절에 민감 한 영향을 줌. - 삼투압 스트레스로 면역력 저하
4. 해수어의 사육 시 수조의 이상적 농도는 1.020-1.022 (약간 낮은 농도는 과밀사육, 조작, 수질 이상에 의한 스트레스
를 감소시켜줌)
5. salt creep ; 폭기로 수조나 여과장치에 염분이 덩어 리지는 현상 - 수조 내 염분농도의 변화를 주어
어류에 스트레스 (osmolator로 방지)
9) 염소와 염소화합물 (chloramine)
1. 대부분의 상수원에는 소독제로서 염소가 사용된다.
Cl2 + H2O ↔ HOCl + H+ + Cl- HOCl ↔ H+ + OCl-
2. 차아염소산 (HOCl)은 소독효과도 있지만 어체에 독성이 있다.
3. 염소는 온도가 높거나 폭기에 의해 공기에 노출되면 효력을 잃으 므로, 유리 잔류염소 (residual chlorine) 농도를 수도수에서는 0.2-0.5 ㎎/ℓ로 유지해야 한다.
4. 수중 암모니아 등의 질소 화합물 존재 시 차아염소산은 염소화합 물로 치환된다. NH3 + HOCl ↔ H2O +
NH2Cl (chloramine)
5. 어체에 독성을 주지 않기 위해서는 잔류염 소량을 0.003 ㎎/ℓ이하로 유지해야 한다.
6. 수조에서 염소를 제거하기 위해 주로 폭기 나 sodium thiosulphate을 사용한다.
10) 중금속 물질
1. lead, copper, iron 등이 수도관을 통하여 오염 (사육시설에 금속 사용 금지)
2. 경도, pH, 온도, 용존물질에 의해 용존량이 달라지나, lead와 iron은 0.03 ㎎/ℓ, copper는 0.015 ㎎/ℓ이하로 유지.
3. 어독성 ; 혈액, 내장, 아가미 점막의 손상, 폐사
4. 예방 ; 사용 전 5-10분 이상 흘려버린 후 사육용수로 사용.
11) 농약 및 수산약품
1. 물이 (water lice) 등의 구충을 위해 상수처리시설에서 pyrethrin 이나 permethrin을 일정기간 혼입 (5-10 ㎎/ℓ; 치사량 – killfish 74 ㎎/ℓ, 송어 2.5-6 ㎎/ℓ)하는 경우가 있음 - 사육용수로 사용 하지 않게 사전 경고 필요(일정기간 후 자연 분해됨)
2. 상수원에 제초제(herbicide)나 살충제, 가정용 sprays, 페인트 등 의 화학물질의 오염이 우려.
3. 물고기의 치료를 목적으로 수중 투여하는 수산약품 (예 ; 과망간산칼륨, 황산 동, 포르말린 등)이 오히려 다른 물고기에 영향을 준 다. → food chain에 의한 생태계의 파괴
3. 환경수의 생물학적 요인
1) 조류 (미생물류)
1. 수온의 증가나 유기염류의 유입 (수질오염)에 의해 번식 증가 - 용존산소량의 감소와 독소의 분비로 인한 수중동물의 폐사 (부영양화 현상)
2. 적조(harmful algal blooms ; HABs): 플랑크톤 (규조류. 편모 조류. 남조류. 미세조류 등)의 폭발적 증식으로 해수가 변색 (적 색, 갈색, 청색 등)되고 해양생물들이 피해를 입는 현상 – 맹독 성 적조 생물을 먹고 어패류가 독성에 중독되거나, 이들이 죽어 밑바닥으로 가라앉게 되면 세균들이 이들을
분해하면서 산소를 고갈시켜 어패류가 죽기 도 하고 과밀한 플랑크톤으로 호흡 기관이 막혀 어패류가 집단 폐사하기도 한다.
Red tide or harmful algal blooms (HABs)
Algal blooms were once considered solely a natural phenomenon in coastal ecosystems. But, in recent years, the frequency and severity of algal blooms have increased dramatically, due primarily to
anthropogenic activities that create agricultural and sewage runoff resulting in nutrient loading in coastal ecosystems. This runoff and nutrient loading stimulates the growth of many algal species. Algal blooms that have harmful implications to the surrounding environment and to human activities are known as harmful algal blooms (HABs). "Red tide" is a term often used to describe HABs in marine coastal areas, as the dinoflagellate species involved in HABs are often red or brown, and tint the sea water to a reddish colour.
HABs can impair the general health of aquatic ecosystems. Usually, the degradation is due to HABs' high respiration rates at night, which subsequently deplete oxygen in the water column that is needed by other organisms. Often, this can result in the death of these organisms. Additionally, some harmful algae
produce chemical poisons (toxins) that cause many adverse human impacts and economic effects. These can include health threats to humans, usually through consumption of contaminated seafood, and
inhalation of toxins. Also, HABs impact coastal fisheries, and tourism. According to the National Oceanic and Atmospheric Administration, on average, HABs cause around $85 million in damages per year in the United States (U.S.) alone. There are many different species of algae that produce harmful toxins, but one of the most potentially destructive is Pfiesteria.
* 그림. : 99년 유해성적조 발생 분포도, 2 : 2001년 유해성 적조 발생 분포도 그림. 적조를 일으키는 미생물. 왼쪽부터 Coclodinium polykrikoides , Heterosigma akashiwo , Gymnodinium mikimotoi , Gyrodinium sp.
2) 수생동물류
1. 야생어류나 수생동물이 양식 수생동물에 전염병의 매개체, 또 는 기생충의 중간숙주로서 역할을 하기도 한다.
2. 사육시설로부터 야생동물(조류, 포유류)의 접근을 차단하거나 연체동물이나 갑각류를 제거해 야 한다.
* 참고 동영상
