생물확대 (biomagnification)
쉽게 풀면
플랑크톤 한 마리 몸속에 수은이 아주 조금 있다고 해봅시다. 작은 물고기가 이 플랑크톤을 수백 마리 먹으면, 그 수은이 몸 밖으로 잘 배출되지 않고 몸속에 쌓입니다. 이 작은 물고기를 큰 물고기가 또 수십 마리 먹고, 그 큰 물고기를 사람이 먹으면 어떻게 될까요? 먹이사슬 한 단계씩 올라갈 때마다 오염물질의 농도가 눈덩이처럼 불어나서, 최종 포식자(먹이그물 꼭대기의 생물)의 몸속에는 원래 환경 농도보다 수만 배 진한 오염물질이 쌓이게 됩니다. 이것이 생물농축입니다.
왜 중요한가
생물농축은 환경 오염물질이 실제로 사람과 생태계에 얼마나 위협이 되는지를 가늠하는 핵심 척도이기 때문에 독성학·환경보건학·생태독성학 논문에서 반복적으로 다뤄집니다. 대기나 물에 낮은 농도로 퍼진 오염물질이라도 먹이사슬을 거치며 상위 포식자에게는 치명적인 농도로 쌓일 수 있어, 수산물 섭취 기준이나 오염물질 규제 정책을 세우는 데 직접적인 근거로 쓰입니다. 또한 기후변화나 해양 산성화처럼 생태계 전반을 다루는 연구에서도, 오염물질이 먹이그물을 따라 어떻게 이동·농축되는지를 함께 살펴보는 경우가 많습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
이 문장은 참치가 먹이를 통해 수은을 먹이보다 5배 이상 진하게 축적하고 있음을 수치로 보여준다는 뜻입니다.
이 문장은 오염물질이 발생지에서 아주 먼 지역까지 대기·해류를 타고 이동한 뒤에도 먹이사슬을 통해 상위 포식자에게 농축될 수 있다는 점을 보여줍니다.
이 문장은 같은 오염물질이라도 어떤 먹이사슬 경로를 거치느냐에 따라 축적되는 정도가 달라질 수 있다는 것을 보여줍니다.
조금 더 깊게 보면
논문에서는 생물농축의 정도를 나타내기 위해 생물농축계수(BCF, 생물이 주변 환경으로부터 직접 흡수해 쌓는 비율)와 생물농축지수(BMF, 포식자가 먹이를 통해 섭취해 쌓는 비율)를 구분해서 씁니다. 오염물질이 물보다 지방에 잘 녹는 성질(친유성)을 가질수록, 그리고 생물체 안에서 잘 분해되지 않을수록 먹이사슬을 따라 더 강하게 농축되는 경향이 있습니다. 이런 이유로 수은·다이옥신·잔류성유기오염물질(POPs)처럼 지방에 잘 축적되고 분해가 느린 물질이 생물농축 연구에서 자주 등장합니다. 실제 연구에서는 안정동위원소(질소 동위원소 비율 등)를 이용해 각 생물이 먹이사슬에서 어느 단계에 위치하는지 추정하고, 이를 오염물질 농도와 함께 분석해 농축 경향을 정량적으로 확인하는 방법이 널리 쓰입니다.
주의할 점
생물농축은 개체 하나가 오염물질을 계속 섭취해 몸속에 축적하는 "생물축적(bioaccumulation)"과 다른 개념입니다. 생물농축은 그 축적된 농도가 먹이사슬 단계를 거치며 더 진해지는 현상까지 포함하는, 한 단계 더 넓은 개념입니다. 이런 현상은 대개 여러 종이 서로 먹고 먹히는 관계로 얽힌 먹이그물 구조 안에서 일어나며, 생물다양성이 높은 생태계일수록 오염물질의 이동 경로도 복잡해집니다.