외해가두리용 황동망과 섬유망에서의 참돔(Pagrus major) 생산성 비교연구

Ⅰ. 서 론

우리나라 양식 시설의 약 80% 이상이 남해안의 내만에 집중되어 있어 한정된 공간에서의 장기간 고밀도 양식으로 인해 자가 오염이 심해져 생산량이 감소하는 추세이다. 이러한 문제점을 해결하는 방법 중 하나로 외해 양식이 논의되고 있다. 외해는 수질은 양호하나 강한 조류와 파도 등으로 기존의 양식 방법을 그대로 적용시키기에는 한계가 있으므로, 시설과 생물 피해를 최소화 할 수 있는 시설물의 개발이 요구되고 있고(Yang et al., 2014), 국내 해상가두리 양식에 사용하는 어망의 대부분은 나일론, 폴리에틸렌 등의 섬유 소재로 만들어져 있어, 가두리 사업자의 노령화 및 노동력 확보의 어려움, 그물 교체에 따른 인건비 상승, 짧은 내구 연수, 해적생물의 그물 파손에 의한 생산손실, 태풍 및 적조 등 자연재해로부터의 취약성, 연안환경의 오염도 상승 등으로 지속적인 양식의 어려움이 우려되고 있다.

이러한 기존의 섬유망과 달리 황동망은 구리(Cu)에 아연(Zn)이 함유된 대표적인 비철금속 합금으로 된 그물망으로, 구리합금 표면은 해수 중에서 점차 산화되어 Cuprousoxide (CuO)가 되고 분해되어 cuprous ion (Cu+)을 방출하고 Cu+는 산화되어 cupric ion (Cu₂+)이 되는데, Cu₂+는 어망에 생물이 부착되는 것을 방지하는 기능(Efird and Anderson, 1975; Powell and Stillman, 2009)과 더불어 어류 질병의 원인이 되는 박테리아 혹은 바이러스를 차단하는 항균 효과(Miles et al., 1998)와 그리고 강한 조류나 태풍과 같은 극한의 기상 조건 속에서도 구조적 완전성(structural integrity)과 안정성이(Tsukrov et al., 2011) 뛰어나다는 것으로 알려져 있다(Efird and Anderson, 1975; Powell and Stillman, 2009).

그리고, 황동망 가두리의 사용에 따른 이점으로는 부착생물 억제, 병원성 세균의 발생억제, 해수의 소통과 용존산소 유지, 방오제 미사용에 따른 친환경 양식, 어망형태 유지로 활용용적 상승, 해적 생물로 부터의 어망 보호 및 양식어 탈출방지, 어망 교체 불필요로 관리 및 안전비용 절감, 사용기간 장기화 및 완전 재활용, 전통 섬유 어망 대비 CO2 배출량 감소 등이 있다(SINTEF, 2005; Shin et al., 2014; Yang et al., 2014).

이미 국제적으로도 해양환경오염 감소와 생산성 향상을 위해 어망 소재로 구리합금이 사용되기 시작하였으며, 미국, 호주, 칠레, 유럽, 중국, 일본 등에서는 Luvata의 SeawireTM, Mitsubishi Shindoh의 UR30TM, Wieland의 BlueseaTM 등의 구리합금 어망 소재를 적용하고 있고(SINTEF, 2005), 국내 가두리양식산업의 미래 발전 모델로써 외해 내파성 시설이 제안(Kim, 2007)되고 있다.

따라서 본 연구는 경남 통영시 욕지도 유동지선 외해역의 부착생물을 조사하고, 새로이 제작된 황동망 가두리와 기존의 섬유망 가두리에서 사육된 참돔의 생산성을 비교하여 앞으로 황동망 가두리의 활용 및 외해가두리 양식장의 경영개선을 위한 기초 자료로 활용하고자 한다.

Ⅱ. 연구 방법

1. 실험해역의 수심 및 유속

실험해역인 경남 통영시 욕지도 유동지선의 수심은 외해역인 35 m 이상이며, 조류의 유속은 약 10 cm/s일 때가 가장 많았고, 최강 유속은 유향이 158°에서 53.5 cm/s 이었다. 강한 흐름은 약 165°방향(북쪽이 0°)에서 주로 나타나며 평상시에 어망의 수중형상의 변화가 최대로 일어날 수 있는 유속은 약 50 cm/s 내외인 것으로 확인되었다.

[Fig. 1]

The distribution of frankincense flow in the waters of the experimental open sea cages in Yokjido.

2. 가두리 시설

참돔의 생산성 비교를 위한 황동망 가두리를 2017년 5월에 제작하여, 경남 통영시 욕지도 유동지선 외해 어장에 설치하였다.

[Fig. 2]

Brass net cage (A), fiber net cage (B).

원형의 PE 부력프레임에 부착된 황동망은 합금 성분으로 구리(Cu)-아연(Zn)-주석(Sn) 동합금에 크롬(Cr)과 코발트(Co)를 첨가하였으며, 지름이 23.5 m이고, 해수에 사용되는 만큼 내구성이 향상된 구리합금 재료를 사용하였다. 섬유망 가두리는 25 m 원형의 PE 부력프레임에 나일론 소재의 시판용 섬유망 (98합사, 7절, 지름 25 m, 깊이 10 m)을 사용하였다. [Fig. 3]은 원형 가두리 구성의 평면도이며 [Fig. 4]는 제작 설치된 황동망 가두리의 형상과 제원을 나타낸 측면도이다.

[Fig. 3]

The shape and specifications of the manufactured and installed brass mesh guard (plan view).

[Fig. 4]

The shape and specifications of the manufactured and installed brass mesh guard (side view).

Ⅲ. 연구 결과

1. 실험해역의 부착생물 조사

가두리 설치해역의 부착생물 조사를 위해 스테인레스스틸(SUS304, 직경 10 mm) 사각 프레임(70 cm×70 cm)에 황동망 직경 3.5 mm, 3.8 mm, 4.0 mm, 4.5 mm의 망목별 35 mm, 40 mm, 45 mm 및 방오 안 된 섬유망과 방오 된 섬유망을 결속하여 수심 2 m와 6 m 위치에 12개월 동안 침지시켜 4회에 걸쳐 부착생물 총 중량과 종 조성을 계절별로 조사하였다.

황동망 직경 3.5 mm, 3.8 mm, 4.0 mm, 4.5 mm의 망목별 35 mm, 40 mm, 45 mm에서 부착생물의 총 중량은 2 m 수심에서 11.5 g이고, 6 m 수심에서 1.9 g으로 대부분 부니나 일부 해조류가 걸린 상태에서 측정된 중량이며 부착생물은 없었다. 방오 안 된 섬유어망의 경우 2 m 수심에서 10,280 g이고, 6 m 수심에서 7,900 g이었으며, 방오 된 섬유어망의 총 중량은 2 m 수심에서 7,860 g이고, 6 m 수심에서 4,380 g으로 방오 된 어망보다 방오가 안 된 어망의 부착생물의 총 중량이 많았으며, 수심별로는 6 m 수심 보다 2 m 수심에서의 부착생물 총 중량이 많았다.

섬유어망의 부착생물 종 조성에 있어 1차 측정의 겨울철 동안에는 펄과 부니 등이 섞여 종 조성을 알 수 없는 것들이 가장 높은 38.4%로 나타났고, 털다리가시투성바다대벌레(C. mutica) 가 38.3%로 나타났으며, 갈조류인 미역, 지충이, 톳이 17,5%로 나타났다. 2차 측정 시기인 봄철에는 털다리가시투성바다대벌레(C. mutica) 48.2%, 담치(M. edulis) 44.3%로 나타났으며, 3차 측정의 여름철에는 홍조류인 김, 가사리, 도박류가 90.8%로 우점종을 차지했고, 4차 측정의 가을철에는 해면동물 52.5%, 녹조류인 파래, 청각이 39.0%로 나타났다.

[Fig. 5]

Measurement of attached organisms by size of fiber and brass nets at depths of 2m and 6m.

2. 참돔의 사육결과

2017년 6월부터 2018년 10월까지 17개월 후의 체중과 체장은 황동망 가두리가 988±180 g, 37.6.4±2.4 cm이며, 섬유망 가두리는 각각 811±146 g, 35.2±2.2 cm로 나타났다.

실험 기간 동안 황동망 가두리와 섬유망(나일론) 가두리에서의 참돔의 생존율과 성장률을 조사한 결과 생존율(SR)은 황동망 가두리에서 63.9%, 섬유망 가두리에서 31.2%로 나타났고, 증체율(WG)는 567.57±103.65%와 447.97±83.9%로 황동망에서 높게 나타났고, 성장률(SGR)은 황동망에서 0.372±0.03로 섬유망의 0.334±0.03 보다 높게 나타났다. 사료계수(FCR)은 황동망 가두리에서 1.36, 섬유망 가두리에서 5.37로 나타났다. 실험구인 황동망의 참돔이 대조구인 섬유망의 참돔보다 성장에서는 유의하게 높게 나타났다(P<0.05). 증체율(WG)과 성장률(SGR) 및 사료계수(FCR)는 <Table 1>에 나타내었다.

<Table 1>

Comparison of growth rate, feed coefficient ratio and survival rate of red seabream

<Table 2>

Comparison of productivity of red seabream using growth rate, feed coefficient ratio and survival rate

일반적으로 수중오염원에 대한 수서동물의 생물학적 반응을 평가하기 위해 생존율, 성장, 건강도, 조직학적 반응 및 병리학적 반응의 평가 등이 주요한 생물지표로 사용된다(Hebel et al., 1997). 황동망과 섬유망 가두리의 참돔 생산성 조사를 위해 양식 생물학적 지표인 증체량, 사료효율, 그리고 생존율에 각각 50%, 30%, 20%의 가중치를 주어 생산성을 비교하였다..

Red Seabream Productivity Survey Calculation Formula
= (Weight gain × 0.5) + (Feed efficient ratio × 0.3) + (Survival rate × 0.2)

황동망 가두리와 섬유망 가두리의 생산성을 비교한 결과 섬유망에 대한 황동망의 생산성은 34.7% (= [(황동망 생산성 – 섬유 망 생산성)/섬유망 생산성]×100) 향상되었다.

사육기간 중 겨울철 저수온 월동기(1∼3월)에 섬유망의 참돔과 황동망의 참돔 폐사가 많았으며, 8월부터 10월까지 태풍 및 간헐적인 적조로 인해 46일간 사료를 급이 하지 못하였다. 섬유망 참돔의 경우 2018년 8월 23일 태풍 19호 및 8월 24일 태풍 20호의 영향으로 그물 파손 및 참돔의 유실이 있었고, 그물 교체 후 전수 측정을 하여 생존 마리수를 확인하였다.

참돔의 유실에 따른 섬유망의 사육결과에 있어 사료계수는 보정하여 계산하였으며, 보정 사료계수를 이용한 참돔의 생산성 비교 결과 황동망 가두리의 참돔이 28.8% (= [(황동망 생산성 – 섬유 망 생산성)/섬유망 생산성]×100) 향상을 보여 보정 전 34.7%와 유사한 결과를 얻었다.

보정사료계수는 아래의 식으로 계산되었다.

• Wt = Wo(1+F/C)
• Wt = weight of fish on day t
• Wo = weight of fish on day O
• F = feeding rate percentage
• C = food conversion rario

• F/C = g (daily growth rate)
• g = (Wt/Wo)1/t-1

따라서,

• C = F/g

사육일수는 503일이며 최초중량 황동망과 섬유망의 참돔 체중은 148 g이었고, 최종중량 황동망 참돔은 988 g이었고, 섬유망 참돔은 811 g이었으며, 총 먹이공급량은 황동망 참돔이 13,285 kg이었고, 섬유망 참돔이 11,270 kg 이었다.

<Table 3>

Calibrated feed factor calculation

<Table 4>

Comparison of productivity of red seabream using corrected feed factor

Ⅳ. 결론 및 고찰

본 연구에서 욕지도 해역에서 1년동안 사육한 148±4 g의 참돔(P. major)을 2개의 지름 25 m 원형 황동망 가두리와 섬유망 가두리에 각각 20,000 마리 씩 입식하여, 2017년 6월부터 2018년 10월 말까지 17개월간 사육하여 황동망 가두리와 섬유망 가두리의 생산성을 비교한 결과 섬유망에 대한 황동망의 생산성은 34.7% 향상되었다.

가두리 시설을 운영하기 위해서는 시설 및 어류 관리 인건비, 사료 구입비, 방오제 구입비, 그물망 청소, 그물망 수리 및 교체, 어류 질병 치료 등 많은 비용이 투입되며, 어종에 따라서는 생산 출하 시기가 길면 수익 발생이 늦어지기도 한다.

그러나 황동망 가두리의 경우 수중 생물의 부착을 억제하는 효과 및 부착 생물에 의한 어망 내외부로의 해수 흐름을 방해하지 않고 내부의 산소 농도를 일정하게 유지하고 그물 청소 및 교체나 방오제를 사용 할 필요가 없어 유지 보수의 비용 절감 효과가 있으리라 판단되며, 기후 변화와 환경 오염으로 인한 연안의 양식 생산성이 지속적으로 하락하여 어민들의 수익이 저하되고 있는 실정을 감안한다면 황동망 가두리에 대한 정부 및 지자체의 적극적인 지원이 필요하리라 여겨진다.

황동망이 어류의 건강 및 성장, 시설 유지 보수의 경제성 등에 미치는 많은 장점이 알려지면서 황동망을 부착한 가두리 시스템에 관한 연구(Cha, 2013)와 적용(Shin, 2017)이 증가하고 있고, 우리나라에서도 2011년 10월 경남 통영의 욕지도 해역에 2조의 황동망 가두리 시스템을 시작으로, 동해안 등 17조 정도의 크고 작은 가두리 시설이 운영 중에 있다. 그러나 구리합금 소재의 높은 단가와 무게로 인해 일반 섬유망 보다 제작비가 높을 뿐만 아니라 아직까지 시스템의 안정성이나 효과에 대한 연구가 미미한 실정으로 앞으로 외해양식 및 참다랑어 등 회유성의 고부가가치 어류를 생산하기 위한 시설에 적합한 시스템 개발에 구리합금 소재 뿐만 아니라 외해양식용 해상 가두리 시설에 관한 연구의 개발 필요성이 요구되어 진다.

또한, 황동망 가두리 양식의 본격적인 산업화를 위해서는 무엇보다 기술적 요인, 제도적 요인, 해양환경적 요인, 그리고 사회경제적인 요인 등에 대한 검토가 신중히 행해져야 하며, 이 중에서 경제적인 요인의 경우 사업투자평가를 통한 수익사업으로서의 타당성 여부를 판단하여 수익성 모델을 확보할 수 있도록 경영학적 연구가 이어지기를 기대한다.

Acknowledgments

이 논문은 해양수산과학기술진흥원 수산실용화기술개발 연구비(2016년-2019년)에 의해 연구되었음.

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