생물학적 지표 (生物學的 指標)

한라산 천연보호구역 구상나무 군락

과학기술

개념

이칭

• 이칭: bio-marker, bio-indicator

내용 요약

음성 재생

생물학적 지표는 특정 장소에 서식하는 생물의 종류로써 환경 오염의 정도를 알 수 있는 지표이다. 수질을 판정하는 기준은 물속에 사는 생물로 수질을 판정하는 생물학적 수질지표를 이용한다. 생물 변화는 판정이 쉽고 장기간에 걸친 오염의 영향을 알 수 있다는 장점이 있다. 대기오염의 유무는 지표식물을 이용하여 잎이나 줄기 등의 변화를 관찰하여 판단한다. 수질지표로는 민물에 사는 물고기가, 대기오염 지표로는 들깨나 지의류가 주로 사용된다. 환경지표에 이용되는 생물은 환경 변화에 민감하고 분포의 폭이 넓으며 관찰이나 취급이 용이한 종류를 선택한다.

키워드

• 환경오염
• 바이오마커
• 바이오인디케이터
• 수질지표
• BIP
• 오염지표
• 지표식물
• 지표동물
• 부영양화

정의

특정 장소에 서식하는 생물의 종류로써 환경오염의 정도를 알 수 있는 지표. bio-marker · bio-indicator.

개설

생물학적 지표(biological index)는 바이오 마커(bio-marker) 혹은 바이오 인디케이터(bio-indicator)라고도 부른다. 이는 환경오염의 정도를 생물을 대상으로 하여 수량적으로 표시하는 지표로서, 주로 수질오염과 대기오염의 판정 기준으로 활용된다. 환경지표^주1에 이용되는 생물은 환경변화에 민감하고 분포의 폭이 넓으며 관찰이나 취급이 용이한 종류를 선택한다.

내용

수질을 판정하는 기준은 생물학적 수질지표를 이용한다. 이는 물속에 사는 생물로 수질을 판정하는 방법인데, 생물 변화는 판정이 쉽고 장기간에 걸친 오염의 영향을 알 수 있는 장점이 있다. 지표를 구하는 방법에는 생물학적 오염지표(biological index of pollution: BIP)^주2, 생물지수(biotic index: BI)^주3, 다양성 지수^주4, 생물 검정^주5, 조류증식잠재능력(algal growth potential: AGP)^주6 등이 있다. 이중에 가장 널리 사용되는 것이 생물학적 오염지표이다.

생물학적 오염지표는 전체 생물 수에 대한 동물 수의 비(比)로 물의 오염도를 표시하는데, 깨끗한 하천에서는 0∼2%, 어느 정도 오염을 받은 곳에서는 10∼20%, 하수와 같이 심한 오염수에서는 70∼100%의 수치가 된다. 즉 단세포생물^주7 가운데 엽록체가 없는 생물군의 백분율로 맑고 깨끗한 물일수록 수치가 낮고 오염이 심한 물에서는 100％가 된다. 또 깨끗한 물에는 수조류가 많으나 오염이 되면 수조류가 감소하고 원생동물이 많아진다.

대기오염의 유무를 판단하는 방법에는 지표식물(指標植物, indicator plant)을 이용하여 잎이나 줄기 등의 변화를 관찰한다. 생물학적 지표 가운데 대표적인 지표식물로 들깨와 지의류(地衣類, lichen)^주8를 들 수 있다. 들깨는 이산화황이나 오존을 만나면 잎 가장자리부터 연한 검정색 반점이 나타나기 시작해 점차 잎 전체로 번져나가 나중에는 흑갈색으로 바뀐다. 지의류는 산성비 피해가 심한 곳에서는 찾아볼 수 없고 대기오염이 적은 곳에서만 볼 수 있다.

현황

기후적인 측면에서 생물학적 지표는 남방계 식물 중 전라북도 부안군 변산반도가 분포의 북한계선인 호랑가시나무 · 꽝꽝나무 · 후박나무 등이 있는데, 따뜻한 기후를 나타내는 지표이다. 또 백두대간에 분포하는 가문비나무 · 눈잣나무 · 분비나무 · 사스래나무 · 솜다리와 한라산 정상 일대에 서식하는 돌매화나무 · 시로미 · 들쭉나무 · 구상나무 등은 한랭한 기후를 나타내는 지표식물이다.

토양적인 측면에서 너도밤나무 숲은 온대의 비옥한 토양에서 자라며, 느티나무 · 물푸레나무 · 굴피나무 등은 다습하고 기름진 곳에, 후박나무 · 모밀잣밤나무 등은 온난하고 습한 곳에 자란다. 쇠뜨기 · 수영 등은 산성토양임을 나타내며, 거미고사리가 자라는 곳은 중성이나 알칼리성에 가까운 토양이다. 흑쐐기풀 · 외대바람꽃 등이 생육하고 있는 숲 속은 약간 습하고 비옥한 토양이다. 반면 소나무이나 물졸참나무 등은 토양이 척박한 곳에서도 잘 자란다.

수질오염의 정도를 측정하는 지표동물(指標動物, indicator animal)로는 민물에 사는 물고기가 이용된다. 버들치 · 열목어 · 금강모치 등이 살며 강바닥 자갈 사이에 하루살이류 애벌레가 많으면 수질은 1급수이다. 피라미와 갈겨니가 살고 물이 비교적 맑으며 냄새가 없으면 2급수로 본다. 붕어 · 미꾸라지 · 메기 · 뱀장어 등이 살고 물이 황갈색을 띠면 3급수 정도이다. 하천에 실지렁이만 겨우 살 수 있고 악취까지 풍기는 썩은 물은 4급수로 구분한다.

호소, 인공댐 등에서 유기물에 의해 오염된 정도를 나타내는 부영양화^주9는 1차적으로 식물성 플랑크톤의 증식으로 나타난다. 호소에 따라 다소 다르지만 질소(N)와 인(P)이 증식에 중요한 제한요소가 되므로 이들은 가장 널리 적용되는 부영양화 지표이다. 부영양화의 일반적인 기준은 질소 0.2ppm 이상, 인 0.015ppm 이상이다. 또 조류에 반드시 함유되어 있는 엽록소 a를 측정하여 10ppb(㎍/ℓ) 이상이면 부영양화로 본다.

참고문헌

『생물지리학으로 보는 우리식물의 지리와 생태』(공우석, 지오북, 2007)

『환경공학용어사전』(환경용어연구회, 성안당, 1996)

환경산업무역포탈(export.ecotrade.or.kr)

주석

• 주1:

  어떤 환경의 현재 수준이나 질을 측정ㆍ평가하기 위하여 환경의 구성 요소나 상태를 수치로 표현한 것. 우리말샘

• 주2:

  수질이 오염된 정도를 생물학적인 척도로 나타낸 지표. 물속에 존재하는 전체 생물의 수에 대한 특정 생물의 비율로 수질을 판정한다. 우리말샘

• 주3:

  수질 오염의 정도를 생물을 대상으로 하여 표시하는 지수. 보통 물 밑은 지수가 20 이상인데 오염이 진행됨에 따라 작아지고 지수가 5 이하일 경우에는 수질 오염이 심하다고 할 수 있다. 우리말샘

• 주4:

  생물 군집의 종의 수와 개체 수 간의 비율. 우리말샘

• 주5:

  생물의 반응을 통하여 물질을 검정하는 일. 흔히 비타민ㆍ호르몬ㆍ독극물 따위의 약물을 생체에 투여하였을 때 나타나는 작용을 이용하여, 화학적 방법으로는 측정할 수 없는 아주 적은 양의 물질의 정량이나 그 효력을 측정하는 데 쓴다. 우리말샘

• 주6:

  채취한 시료수에서 일정한 기간 성장하여 증식한 조류의 양을 측정하여 수질을 판정하는 일. 우리말샘

• 주7:

  하나의 개체가 한 개의 세포로 이루어진 생물. 가장 단순한 생물로 아메바, 짚신벌레, 박테리아 따위가 있다. 우리말샘

• 주8:

  균류와 조류의 공생체. 균류는 조류를 싸서 보호하고 수분을 공급하며, 조류는 동화 작용을 하여 양분을 균류에 공급한다. 나무껍질이나 바위에 붙어서 자라는데 열대, 온대, 남북극으로부터 고산 지대까지 널리 분포한다. 우리말샘

• 주9:

  수질이 빈영양에서 부영양으로 변하는 일. 호수나 하천수의 식물 영양 염류 농도가 높아짐에 따라 변하게 된다. 우리말샘

관련 항목

• 환경오염 과학기술 개념 인간의 각종 활동으로 배출되는 매연 · 분진 · 악취 · 소음 · 진동 · 오수 · 오물 · 폐기물 · 방사능물질 등이 생활 환경을 오염시켜 인간 또는 생물의 건강 · 생존 · 활동에 장애를 주는 오염현상.
• 대기오염 자연지리 개념 천연 또는 인공적으로 만들어진 유해물질이 공기가 섞이는 환경오염.
• 수질오염 자연지리 개념 인위적인 요인에 의하여 수질이 자연수의 성격을 상실한 상태.
• 들깨 식물 생물 꿀풀과에 속하는 일년생 초본식물.
• 산성비 과학기술 개념 고농도의 황산과 질산 등의 산성을 강하게 포함하여 내리는 비.
• 변산반도 자연지리 지명 전북특별자치도 서남부 황해안에 돌출한 반도.
• 호랑가시나무 식물 생물 감탕나무과에 속하는 상록활엽관목.
• 꽝꽝나무 식물 생물 감탕나무과에 속하는 상록활엽관목.
• 후박나무 식물 생물 녹나무과에 속하는 상록교목.
• 백두대간 자연지리 개념 백두산에서 지리산까지 이어지는 한반도의 가장 크고 긴 산줄기.

관련 미디어

• 
  한라산 천연보호구역 구상나무 군락
• 
  부안 격포리 후박나무 군락

집필자

공우석