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청정수에 대한 접근성 제공

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세계는 현재 물 부족의 위기에 직면해 있다. 그리고 선진화된 기술이 인류를 구원할 수 있다.

사무엘 테일러 콜러리지(Samuel Taylor Coleridge)는 “물아, 물아, 너는 어디에나 있지만, 마실 수가 없구나”라고 썼지만, 그가 21세기의 지구 물 부족 현상을 염두 해두고 있진 않았을 것이다. 그러나 그가 가히 틀린 것은 아니다. 현재 세계 곳곳에서 이러한 물 부족 현상이 감지되고 있다.

<물 부족 현상은 얼마나 심각한가?>

전 세계적으로 물 부족 현상은 전쟁보다 더한 인명피해를 일으키고 있다. 6명 중 1명은 깨끗한 물을 마실 수 없고, 그 두 배에 해당하는 사람들이 위생을 위해 사용해야 할 물을 얻지 못하고 있다. 어떤 국가에서는 인구의 반이 마실 물이 없어 건강을 위협 받고 있다. 몇몇 평가에 의하면, 매일 5천명의 아이들이 설사관련 질병으로 죽어가고 있으며 위생에 필요한 물만 확보되어도 그와 같은 희생을 현저히 줄일 수 있을 것이라고 한다.

사실 물이 충분하지 않은 것은 아니다. 세계적으로 물은 충분히 있다. 다만 그것이 필요한 곳에 배급되지 못하는 것이 문제가 되는 것이다. 예를 들어, 캐나다에는 국민들이 필요로 하는 것보다 많은 양의 물이 있고, 중동이나 북아프리카 등의 국가는 끊임없이 물부족 현상에 시달리고 있다. 브라질 같은 특정 국가는 지역별로 다른 차이를 보이기도 하고, 정치나 경제적인 이유로 물 접근성이 떨어지는 국가도 있다. 몇몇 개발도상국가는 사람들이 배출시킨 독성 오염원에 의해 상수시설이 오염되었을 뿐만 아니라 지하 대수층(aquifer)이 비소와 같은 자연 발생적 오염원에 의해 오염되기도 한다.

식수 등 시민의 일반적 필요에 의해 사용되는 물의 양은 그다지 많지 않다. 가정용 상수는 전체 물 사용량의 5%에 불과하다. 공중 위생을 포함하여 대부분의 물은 농업과 산업 용수로 사용되고 있다. 물론 물은 인간과 직접적인 관계가 없는 생태계를 위해서도 사용된다. 건강을 위해, 지구를 위해 청정수 확보를 위한 기술력이 절실히 요구되는 상황이다.

지구에 넘쳐나는 물은 대부분이 바닷물이다. 담수화하지 않는 이상 이용할 수 없는 물이다. 지구 물의 3%만이 깨끗한 물이며 그것도 눈이나 얼음의 형태를 띠고 있다. 지하 대수층에서 만들어지는 지하수도 그 사용량이 재생산되는 양을 초과하고 있는 실정이다.

“물과 공중 위생에서 오는 위기는 인류가 21세기에 해결해야 할 가장 중요한 문제”라고 최근 유엔은 경고했다.(국제연합계발계획(United Nations Development Programme, p.1))

<우리가 사용하는 물은 어떻게 제공되는가?>

우물에서 댐을 건설하는 것까지 기술자는 역사 속에서 공동체에 물을 제공하여 삶의 질을 높이는 일등공신이었다. 최근에는 단순히 물의 접근성을 높이는 것뿐만 아니라 환경과의 조화, 생태계 보존 등을 고려해야 하기 때문에 좀 더 복잡해진 일을 수행하고 있다.

물의 접근성 확보를 위해 미국, 중국, 인도 등지에서 대대적으로 이루어지는 것은 물이 많은 지역에서 물이 적은 지역으로 물의 흐름을 바꾸는 작업이다. 그러나 물의 흐름을 바꾸는 방안(diversion)은 실용적인 측면과 생태학적인 측면 등을 고려해 볼 때 장기간 동안 지속 가능한 방법은 아니다. 또한 농업 용수의 부족 현상이 근본적으로 해결되진 않는다. 게다가 물의 흐름을 바꾸는 방안을 시행할 경우 특정 지역에는 손해를 발생시키므로 격렬한 정치적 이슈가 될 수도 있다.

<해수담수화(desalination)란 무엇인가?>

해수담수화란 바닷물에서 소금을 제거해 이용 가능한 물을 얻어내는 작업을 말한다. 이미 여러 국가, 특히 중동에서 이용되고 있다. 세계 탈염수의 10분의 1을 사우디 아라비아에서 생산하고 있고, 이스라엘은 국내 물 수요의 4분의 1을 해수담수화를 통해 제공하고 있다. 현대 담수화 공장은 삼투막을 이용해 소금을 분리해내는 역삼투화 기법을 사용하고 있다. 만 이천개의 담수화 공장이 세계 전역에서 가동되고 있다.

그러나 막대한 건설비용과 과도한 에너지를 필요로 하는 담수화 공장은 해안에 위치한 부유한 국가들만 이용하고 있다. 그러므로 사실상 물 부족 현상이 심각한 가난한 국가에서는 해결책이 되지 못하고 있다.

에너지 효율을 높이고 가격을 낮출 수 있는 기술이 개발된다면 해수담수화 작업으로 인한 청정수 접근성은 보다 쉽게 확보될 수 있을 것이다. 최근에 개발된 나노삼투기법(nano-osmosis)은 나노크기의 탄소 튜브(tube of carbon)를 이용해 소금을 걸러내는 것으로 실험에서 그 효과가 입증되고 있다.

그러나 이러한 발전에도 불구하고 해수담수화만으로는 세계 물부족 현상을 해결할 수 없다.

<청정수 확보를 위한 또 다른 기술들은 무엇인가?>

폐수와 하수 등을 정화하여 농업용과 산업용 용수로 사용하는 기술도 개발되었다. 이렇게 정수된 물은 다시 지하 대수층으로 보내지기도 한다. 그러나 정화수를 안전하게 저장하고 효과적으로 정화할 수 있는 기술이 더욱 개발되어야 한다. (다양한 나노기술들, 예를 들어 나노 분리막(nanofiltration)을 이용해 필요한 영양소는 흡수하고 오염원들은 분리하는 기술들이 계속적으로 개발되어야 한다.)

물 부족 문제를 해결하는 또 다른 방법은 물의 사용을 줄이는 것이다. 개발 도상국에서는 전체 물 사용량의 80%에 해당하는 물을 농업용수로 사용하고 있다. 현재 적수관계법(drip irrigation)과 같은 기술을 통해 농업 용수 사용량을 줄이고 있고, 요르단에서는 이 기술을 통해 물 사용량을 현저히 줄였다. 그러나 적수관계법으로는 흙이 잘 씻겨지지 않는다는 문제가 있어 여전히 완벽한 해결책이라 보기 힘들다. 도시건설 시스템에서도 물의 사용을 줄이는 것이 중요하게 여겨지고 있다.

깨끗한 물의 접근성을 높이는 또 다른 방법은 작은 분리된 증류시설(distillation unit)을 확충하는 것이다. 특히 인프라가 부족하고 배급이 열악한 곳에 적합한 방법이다. 가장 중요한 이슈는 시골과 경제력이 떨어지는 곳에 물을 경제적으로 배급하는 일이다. 최근 어떤 종류의 물도 정수 가능한 저렴한 비용의 증류시설을 설치하는 프로젝트가 진행되고 있다. 접시보다 좀 더 작은 장치로 하루에 100명이 이용 가능한 청정수가 제공되고 있다.

이런 기술적 노력이 물의 불균형적 분배 문제를 해결해 줄 수 있을 것이다. 물이 풍부한 국가에서도 깨끗하고 싼 물은 부자들에게, 비싸고 안전하지 못한 물은 가난한 사람들에게 제공되고 있다. 물 부족 현상을 해결하기 위해 고안된 기술적 해결책은 이러한 불균형도 해결해 줄 수 있을 것이다.