도시화가 가속되면서 도심 하천은 단순한 물길이 아니라 빗물 처리, 생태 서식처, 도시 환경 조절 등 다양한 기능을 수행하는 중요한 자연 기반 인프라입니다. 그러나 불투수면 확대, 생활하수 유입, 산업 활동, 난개발 등으로 인해 도심 하천 대부분이 수질 악화와 생태계 붕괴를 겪고 있습니다. 특히 비점오염 확대와 유량 감소는 하천의 자정능력을 급격히 약화시키며, 유기물 축적·악취 발생·저서생물 감소·조류 폭증 등의 문제를 야기합니다. 이러한 상황에서 최근 가장 주목받고 있는 복원 방식이 바로 ‘미생물 기반 도시 하천 복원 기술’입니다. 미생물은 하천 생태계의 가장 기초에 있는 생명체로, 자연적인 분해·정화·순환 과정을 회복시키며 하천 스스로 살아나는 기반을 마련합니다. 본문에서는 미생물 복원의 필요성과 실제 적용 사례를 더 깊이 있게 살펴보고, 이 기술이 도시 생태계 전체를 어떻게 변화시키는지 자세히 정리합니다.
도심 하천 오염 특성과 미생물 복원 필요성
도시 하천은 자연 하천과 근본적으로 다릅니다. 흐름이 느리고 수량이 일정하지 않으며, 도시 전역에서 발생하는 오염물질이 직접·간접적으로 유입됩니다. 특히 도심의 경우 지표수가 흙에 스며들지 못하고 빗물과 함께 도로 먼지, 자동차 배기가스 잔류물, 생활 쓰레기, 건축현장 오염물질 등이 그대로 하천으로 유입됩니다. 이러한 비점오염은 하천의 수질을 단기간에 악화시키며, 건기에는 유량 감소로 인해 오염물질이 농축되는 현상도 나타납니다. 이 과정에서 가장 먼저 무너지는 것이 바로 미생물 기반 자정능력입니다. 미생물은 유기물을 분해하고 질소·인 순환을 수행하는 하천 생태계의 기본 엔진인데, 오염물과 유량 변화로 미생물 군집이 붕괴되면 하천은 스스로 정화할 수 없게 됩니다. 이때 필요한 것이 미생물 복원 기술입니다. 미생물은 외부 화학약품 없이도 자연적으로 유기물을 처리하고, 황화수소·암모니아 등 악취 물질을 분해하며, 생물막을 형성해 여과 기능을 강화합니다. 또한 퇴적층 분해, 질산화·탈질, 인산 제거 등 하천 복원에 필수적인 생태 기능을 수행합니다. 결국 미생물은 도시 하천을 살리기 위한 가장 근본적이자 지속 가능한 복원 도구입니다.
국내·외 도시에서 확인된 미생물 기반 복원 사례
미생물을 활용한 도시 하천 복원 사례는 전 세계적으로 빠르게 확산되고 있습니다. 특히 단순한 수질 개선뿐 아니라 생태계 복원과 도시 환경 재생까지 성공한 사례가 주목받고 있습니다서울시는 오염과 악취 문제가 심각했던 중랑천과 탄천 일부 구간에 복합 미생물제를 투입해 유기물(BOD) 감소, 암모니아 제거, 질소·인 농도 개선 등의 효과를 거두었습니다. 분해균·질산화균·탈질균이 함께 작용하는 미생물 콘소시엄을 주기적으로 주입함으로써 바닥 펄층이 줄고, 악취 원인인 황화수소 농도가 크게 감소했습니다. 또한 수변 식생과 결합한 미생물 복원 시스템을 적용해 수생곤충과 어류가 다시 돌아오는 생태 회복 효과가 나타났습니다. 스미다강은 20세기 중반 심각한 오염으로 악명 높았으나, 미생물 기반 인공섬(부유식 습지)을 설치해 수질이 크게 개선되었습니다. 이 구조물에는 미생물·수생식물·플랑크톤이 함께 서식하며 자연형 생물막이 형성되었고, 이를 통해 질소·인 제거율이 증가했습니다. 10년 이상 운영한 결과 물고기·곤충·조류가 돌아오며 도심 자연환경이 눈에 띄게 회복되었습니다. 싱가포르는 도시 전체가 정수·관개·레크리에이션 기능을 동시에 수행해야 하는 특성상 고도 생태 관리 기술을 필수로 요구합니다. 이 지역에서는 미생물 기반 생물학적 여과 시스템을 설치해 수질을 연중 안정적으로 유지했으며, 인공습지·식생섬·생물막 구조를 결합해 미생물의 활동을 극대화했습니다. 또한 도시 폐기물 처리장에서 생성된 유익 미생물을 물환경으로 공급하는 자원순환형 모델도 운영하고 있습니다. 이러한 사례들은 미생물 복원이 단순한 수질 개선을 넘어 도시 생태·환경·경관을 통합적으로 회복하는 기술임을 보여줍니다.
미생물 복원이 도시 생태 재생에 미치는 장기적 효과
미생물 복원 기술의 가장 큰 장점은 ‘지속 가능한 생태 회복력’을 형성한다는 점입니다. 이는 단기적인 화학 처리나 기계적 처리로는 얻을 수 없는 효과입니다. 첫째, 자정능력 회복 미생물이 활성화되면 유기물·질소·인이 자연적으로 순환되며, 하천이 외부 오염에도 스스로 균형을 유지할 수 있습니다. 즉 하천의 자연 면역력을 회복시키는 것입니다. 둘째, 퇴적층 안정화 오염된 도시 하천은 바닥 펄이 악취와 수질 악화의 주요 원인인데, 혐기성·호기성 분해균이 동시에 작용해 검은 퇴적층을 줄이고 황화수소 발생량을 낮춥니다. 이는 저서생물의 서식 환경을 회복시키는 데 매우 중요한 요소입니다. 셋째, 생물다양성 증가 미생물이 풍부해지면 플랑크톤과 조류가 증가하고, 이를 먹는 수서곤충·어류·조류가 다시 돌아옵니다. 이는 도심 생태계를 되살리고 자연스러운 먹이사슬을 복원하는 기반이 됩니다. 넷째, 도시 환경 질 향상 악취가 사라지고 수변 공간 경관이 개선되며, 시민 접근성이 높아져 도시 열섬 완화·정서적 안정·레크리에이션 기능 강화 등의 효과까지 나타납니다. 이처럼 미생물 복원은 단순한 오염 제거가 아니라 도시 전체의 생태 시스템을 ‘재구축’한다는 점에서 의미가 큽니다.
결론적으로, 미생물 기반 도시 하천 복원 기술은 도심 하천이 직면한 수질 오염·생태 붕괴 문제를 자연 원리에 따라 해결할 수 있는 가장 지속 가능한 방법입니다. 미생물은 오염물질을 분해하고 순환을 회복시키며 생태계 구조를 되살리는 핵심 역할을 합니다. 도시의 미래 환경 정책은 단순한 인공 처리에서 벗어나, 미생물 생태를 기반으로 한 자연 복원 기술 중심으로 나아가야 할 것입니다.