원주시 농업기술센터

산성비가 식생에 미치는 영향은 비의 산성도 , 강우시간 , 토양조건 , 작물의 종류 , 품종 , 생육생태 및 기후 조건 등 여러 요인들에 따라 상이하며 , 산성비로 인한 작물의 주된 피해로는 상피조직 피해로 인한 대기오염 물질 및 한발에 대한 내성 감소 , 잎으로부터의 양분 용탈량 증가 , 광합성 및 호흡 등 대사작용 교란 , 작물의 방어조직 피해에 따른 내병성 , 내충성 감소 그리고 토양중 독성물질 용해로 인한 뿌리 및 기타 조직의 독성피해 등이 있다 . 작물의 종류에따른 산성비에 대한 민감도는 쌍자엽 식물〉단자엽 식물〉침엽수의 순으로 보고되어 있으며 , 일반적으로 피해증상은 약산성의 비를 맞은 경우에는 눈에 보이지 않는 피해를 일으키나 pH 2.0 3.0의 강산성 비를 맞으면 잎 표면에 백색 또는 적갈색의 피해반점이 나타난다 .

⼆ 산성비 의 발생

산성비 원인물질은 주로 이산화황 (SO2) 이나 질소산화물 (NOx) 이며 , 이들의 대기중 방출은 자연적 요인과 인위적 요인으로 나눌 수 있다 . 자연적인 요인으로는 육상 및 해상 생물에 의한방출과 산불 , 지질운동 , 번개 , 대기중의 먼지 등 비생물적인 요인들이 있으며 , 인위적인 요인으로는 공장 , 가정 및 교통수단 등 인간 생활로부터 기인되는 요인들이 있다 . 강우는 대기로부터 오염물질들을 정화하는 중요한 기작으로 산상비 생성은 아황산가스나 질소산화물들이 대기중에서 복잡한 반응을 거쳐산성물질을 형성하고 건성침전과 습성침전에 의해 강하되는데 전자는 산성비 전구물질인 SO2나 NOx 등이 기체상태로 직접 식물체 , 토양 및 수면에 흡수되거나 연무질이 중력에 의해 침강되는 것이다 . 후자의 경우는 산성물질들이 대기중 수분과 결합하여 강우의 형태로 침강하는 것으로 pH5.6 이하의 비를 산성비라 한다 . 이 기준은 비오염지의 대기중 이산화탄소 (약 340PPm) 가 대기중 의 수증기에 의해 용해될 때 생성되는 탄산의 수소이온 농도를 기준으로 한 것이다 .

⼆ 작물의 수량 및 생육에 미치는 영향

Kobayashi 등을 주 3회 5mmh 1의 속도로 매회 2시간씩 9주간 인공산성비를 처리한 결과 , pH 5.6 처리구에 비하여 pH 2.0 처리구에서 콩의 건물중이 유의성 있게 감소하였으며 , 주당 2회 5 mh 1의 속도로 매회 1시간씩 7주간 인공산성비를 처리한 결과 , 콩의 엽면적은 pH 3.0까지는 대조구 (pH 5.6) 와 차이를 발견할 수 없었으나 pH 2.0 처리구에서 pH 3.0이상의 처리구에 비해 유의성 있는 감소를 보고하였다 .

작물은 독성물질에 의한 잎의 황하 및 갈변과 같은 가시적 형태변화가 나타나기 이전에 효소활성 변화와 같은 생화학적 변화와 같은 생화학적 변화를 초래한다 .

Peroxidase는 작물이 부적합한 환경에 처할 때 활성이 높아지는 효소로 알려져 공해물질 존재여부 판단의 지표효소로 많이 사용하고 있다 . 인공산성비의 처리 횟수가 증가할수록 Peroxidase의 활성도 증가하며 , pH가 낮을수록 높았다 .

pH 3.0 처리구까지는 대조구와 큰 차이를 보이지 않았으나 pH 2.7 처리구에서는 크게 활성이 증가되어 생리적으로 산성비 피해를 받은 것으로 나타났다 .

⼆ 산성비 에 의한 작물 잎의 가시적 피해

인공산성비에 의한 작물의 가시적 피해는 pH 2.0의 인공산성비 처리 후 24시간 이내에 피해 반점이 형성되었으며 , 피해율은 처리 횟수가 증가할수록 높았다 . 각 작물별 피해 정도는 pH 2.0의 산성비 처리구를 비교할 때 콩 , 무 , 벼 , 보리의 순으로 피해가 적었다 . 또한 pH 3.0 이상의 산성비 처리구에서는 10회 처리 후에도 모든 공시작물에서 잎의 가시적 피해가 전혀 나타나지 않았 거나 피해율이 10% 이하로 큰 피해가 나타나지 않아 작물에 대한 산성비에 의한 작물의 가시적 피해는 pH 3.0 이하라는 기존의 보고를 뒷받침하고 있다 .

산성비에 의한 작물체 잎의 일반적인 피해 증상은 아황산가스 피해와 유사하게 잎 가장자리나 엽맥 사이에 갈색 또는 백색의 반점이 형성되며 , 들깨의 경우에는 피해가 심할 경우 피해 부위에 구멍이 뚫리게 된다 . 개화기에 산성비를 처리한 경우에는 꽃이 갈변하는 등의 피해를 받게 된다 .

⼆ 산성비 에 의한 작물 잎의 불가시적 피해

산성비에 의한 작물 잎의 조직형태 변화 특히 , 모용의 피해는 외부로부터 잎에 가해지는 물리적인 힘과 잎의 수분 균형에 의한 것 그리고 산성비와 같이 환경오염에 의한 피해 등이 있다 . 모용의 기능은 크게 첫째 , 잎으로부터의 염류방출의 통로가 되어 식물체내의 독성염류 축적을 억제하며 , 둘째 , 열에 의한 유연조직의 피해를 방지하며 , 그리고셋째 , 해충에 대한 방어조직으로서의 역할 등으로 볼 수 있는데 그 형태는 작물에 따라 다양하다 .

비의 산성도에 대한 피해가 모용의 형태별로 상이함은 각 조직에 따라 산성도에 대한 내성차이도 있겠지만 엽맥에 빗물이 고임에 따른 산성비에 대한 노출시간 차이도 있었을 것으로 생각된다 .

그러나 잎표면의 피해가 작물 수량에 미치는 영향이 적다는 보고와 가시적 피해는 없어도 작물의 생육저하가 일어날 수 있다는 보고 등으로 볼 때 산성비에 대한 농작물의 일반적인 피해를 알아보기 위해서는 많은 작물과 다양한 품종에 대한 연구가 이루어져야 할 것이다 . 위의 결과들로 볼 때 약산성비에 의한 직접적인 작물의 피해는 발견할 수 없더라도 잎 표면조직의 피해로 인한 병원균이나 해충 등의 침입이 용이해짐에 따른 간접적인 피해가 우려된다 .

⼆ 산성비 피해방지 대책

산성비의 원인은 대기오염 물질에 있으므로 이에 대한 근본적인 대책은 첫째로 대기오염물질 저감에 있을 것이다 . 즉 , 화석연료의 사용량 감소와 LNG 공급 확대 , 황 성분이 적게 함유된 기름을 공급하는 것이며 , 둘째 , 완벽한 탈황시설 설치로 대기중으로 방출되는 오염물질의 절대량을 감소시키는 것이다 . 셋째로 작물의 피해를 줄이기 위하여 산성비에 강한 품종이나 산성비의 빈도가 큰 시기에 내성이 큰 생육단계를 갖는 품종 등을 개발하며 , 넷째로 석회 등을 처리하여 pH를 조절하고 부족한 양분을 보충하는 일 등이 있다 .

자료 : 연구와 지도