인 과 산화마그네슘(MgO),

1.인산염 인(PO4, Phosphorus) 

매일 공급되는 사료를 통해 인산이 공급되어지는데 사료찌꺼기 및 박테리아에 의한 분해물질로 인하여 수족관은 인산염 인에 의해 오염된다.

특히 새우양식장은 자연환경에 비하여  서식밀도는 높고 식물체의 밀도는 낮기 때문에 사료 유래의 인산염 인은  점차 축적된다. 이 축적된 인산염 인으로 인하여 여러 부작용이 발생되는데 그 대표적인 것이 조류의 발생이다.

양식장의 인산염 인 농도는 0.3ppm이하로 유지하는 것이 바람직합니다. 이 농도를 초과한다고 하여 반드시  해가 있는 것은 아니지만 많은 조류가 발생한다.

가. 양어지내 인의 운명

화학비료에 의해 인이 가해졌을 때 고농도의 인은 물속에서 몇 시간 또는 며칠 동안 지속된다. 그러나 그 농도는 비교적 빠르게 감소된다. 물속에서 인의 일부는 식물이나 박테리아에 의해 소비된다.

 심한 식물플랑크톤의 번식은 상당량의 인을 흡수한다. 그러나 인의 많은 양은 양어지 바닥으로 침전되어 토양에 흡수된다. 식물플랑크톤에 의해 먼저 흡수된 인이라 할지라도 유기물(식물플랑크톤)의 광물화작용에 의해 결국은 양어지 토양으로 들어간다.

 한편, 어류가 배출하는 배설분에는 인이 함유되어 있어서 배설분이 박테리아에 의해 분해될 때 방출된다. 수중생물에 의해 동화(同化)되는 인의 양은 일반적으로 양어지에 유입되는 인의 1/3보다 적은 양이다. 그럼에도 불구하고 양어지로부터 어류를 수확하는 것이 양어지 생태계로부터 인이 감소되는 가장 큰 원인이 된다. 그리고 양어지에 남아 있는 대부분의 인은 토양 내에 불용성 인산화합물로 남아 있게 되는데, 양어지내에는 뿌리 있는 식물들이 없는 경우가 대부분이기 때문에 토양내의 인은 크게 이용되지 못하고 있다.

나. 양어지 침전물에서 인의 작용

토양이나 침전물 속의 무기인(PO₄)은 칼슘, 철, 알루미늄 등과 함께 존재한다. 산성 토양에서는 알루미늄 이온이 매우 높은 농도로 존재하여 인산과 반응하여 다음과 같은 일반적인 반응식에 따라 불용성 인산알루미늄을 형성한다.

     Al₃+ + H₂PO₄- = AlPO₄+ 2H+

  혐기적 침전물에서는 인산은 같은 pH 조건이라면 철 이온부다는 알루미늄 이온과 먼저 결합한다. 그러나 인산이 알루미늄과 첫 번째로 반응하지만 실제 침전물 속에 인산철도 함께 존재하는 것은 인산알루미늄의 일부가 인산철로 전환된 것이 아닌가 생각된다. 침전물이 혐기적 상태가 되면 인산철은 용해되어 양어지 바닥 가까이에 있는 혐기적 상태의 물은 고농도의 인산을 가지게 된다. 그러나 물이 다시 호기적 상태가 되면 인산철은 다시 침전한다.

 

양어지 토양의 pH 가 상승하면 알루미늄 이온의 농도는 감소하여 인산알루미늄으로서의 침전은 줄어 들게 된다. pH 6~ 7 사이에서 인산알루미늄의 침전은 중단되고 이때가 물로부터 인산이 제거되는 주된 계기가 된다.

양어지 토양의 pH가 알카리 쪽으로 더욱 기울어짐에 따라 칼슘농도가 증가하게 되어 이때부터는 인산칼슘으로서 인산이 침전하게 된다. 시간이 오래되면 고도의 불용성 광물성 인회석으로 전환된다. pH와 칼슘농도가 높을때 인회석은 물로부터 바로 침전된다.

 식물플랑크톤은 물로부터 빠르게 인산을 흡수하기 때문에 양어지에 공급되는 인의 상당량 부분이 식물플랑크톤 세포로 들어가 성장에 이용된다. 식물플랑크톤 세포는 동물에 의해 포식되거나 죽어서 양어지 바닥으로 가라앉게 된다. 연구에 의하면 비료나 사료에 의해 양어지로 유입되는 인의 약 70%가 종국적으로는 양어지 바닥의 침전물 속으로 들어간다고 밝히고 있다. 양어지 바닥의 토양 내 인은 양어지 물속의 인과 평형을 이루고 있는데, 그럼에도 불구하고 물속의 인 농도는 매우 낮다. 따라서 양어지 바닥의 퇴적물은 인의 원천이라기보다는 그저 침전되어 있는 것에 불과하다고 할 수 있다.

 인은 식물플랑크톤의 적당한 번식을 위하여 양어지에 비료로서 일정한 간격으로 공급되어져야만 한다. 사료를 급이 하는 양어지에는 먹지 않은 먹이와 배설물의 분해로 계속하여 물속으로 인을 공급하는 효과를 가져 온다. 이

토양에 의한 인의 흡수는 사료를 투여하는 양어지에서 바람직한 현상인데 이는 물속의 인의 농도를 조절하여 과도한 식물플랑크톤 번식을 막아주는 주된 요인으로 작용하기 때문이다. 그러나 섭이율이 대단히 높은 양어지의 경우 물속의 잔존 인 농도는 양어지 바닥 토양이 인을 흡수함에도 불구하고 식물플랑크톤을 대량 번식시키는데 충분하리만큼 높다. 따라서 이러한 양어지에 비료에 의한 인 공급은 오히려 양어지 수질을 악화시키는 결과를 초래한다.