세계 물의 날, 미래를 여는 '물' 이야기

생기 가득한 지구의 필요충분조건, 물

여러분의 오늘 아침을 떠올려보세요. 세수를 하고, 이를 닦고, 아침 식사를 하는 과정 내내 얼만큼의 물을 썼나요? 화학기호로 H₂O, 2개의 수소 원자와 1개의 산소 원자가 결합해 이루어지는 물은 우리가 살아가는 데에 꼭 필요한 물질입니다. 비단 사람뿐 아니죠. 식물과 동물, 눈에 보이지 않는 미생물조차도 물이 없다면 존재할 수 없었을 거예요. 오래 전, 지구에 처음 생명체가 탄생한 데에도 물의 역할은 절대적이었습니다.

(왼쪽부터) 화성에 존재했던 물의 역사(단위: 10억 년), 화성 표면에서 발견한 물의 흔적ⓒNASA, Wikimedia.org

46억 년 전 지구가 탄생하면서 곳곳에서 빈번한 화산 폭발이 일어났는데요. 넘쳐 흐른 마그마가 식으며 암석이 되었고, 그 와중에 발생한 가스는 ‘수증기’가 되어 많은 비를 내리게 했죠. 그 빗물이 흐르고 흘러 강이 되고, 바다가 되었습니다. 아직 오존층이 없던 지구에서 태양의 강한 자외선을 피할 수 있는 곳은 물 속뿐이었기에 많은 학자들은 바다 속에서 원시생물이 처음 태어났을 거라 추측합니다. 물이 생명의 근원이라 일컬어 지는 이유죠.

똑같은 이유로 과학자들은 다른 행성에서도 물의 흔적을 찾고 있는데요. 과거 결빙이나 물이 흘렀던 자취 외에 현재 실존하는 물의 증거가 없기에 가까운 화성에 생명체가 없는 것으로 간주하고 있답니다. 물이 없으면 생명도 없다는 진리 때문이지요.

찰랑찰랑 지구의 물, 비상사태 임박?

우리의 탄생과 생활에 도움을 주는 소중하고 고마운 물. 하지만 지구 면적의 70%에 달하는 많은 양과 흔한 비 소식 덕분에 물이 부족할 거라는 생각은 하기 어려웠습니다. 이제 흔한 풍경이지만, PET병에 담아 파는 생수를 처음 보고 ‘물을 돈 주고 사서 마신다고?’ 라는 생각에 깜짝 놀랐던 기억이 나네요. 하지만 지구를 구성하는 물의 대부분이 바닷물이기에 우리가 쓸 수 있는 물(담수)은 오래 전부터 여유롭지 않았다는 사실을 아는 사람은 그리 많지 않죠. 짠 바닷물을 담수화하는 작업은 너무나 많은 비용이 들어 상용화에 어려움이 따르고요. 때문에 학자들은 갈수록 대륙에 따라, 나라에 따라 ‘물 빈부격차’가 커질 거라고 우려하고 있답니다.

2013 세계 물부족국가 현황ⓒwww.wri.org

그래도 우리나라는 물 사정이 아직 괜찮다고 자부하고 있나요? 절대 그렇지가 않습니다. 대한민국의 연간 강수량은 평균 이상이지만, 높은 인구 밀도 탓에 1인당 연간 강수량은 세계 평균치의 1/10에 불과하답니다. 뿐만 아니라 국내 수도요금이 싼 까닭에 1인당 하루 물 사용량이 세계 최고 수준인 400리터에 육박합니다. 가뜩이나 부족한 물을 잘못된 인식과 습관 탓에 펑펑 쓰고 있는 거죠. 어쩌면 앞으로 ‘물을 돈 쓰듯 쓴다’는 말이 생길지도 모를 일입니다.

미래의 물 자원, 어떻게 마련할까?

부족한 만큼 물의 가치는 갈수록 높아지는데요. 이에 따라 21세기를 좌우할 기술로 물 활용법이 주목받고 있습니다. 이는 대부분 물을 절약하거나, 재활용하는 방법이죠. 우선 ‘중수도’ 활용은 그 쓰임에 따라 물을 여러 번 재활용하는 방법입니다. 쌀뜨물로 세수를 하고, 그 물로 발을 씻고, 발 씻은 물로 세차를 하는 식으로, 하수처리 비용 절약은 물론 강물 오염을 유발하는 오수 또한 줄일 수 있습니다.

ⓒdiganta-talukdar, flickr.com

하천 근처에 취수정을 설치해 지하수 등 강변 여과수를 모으거나, 빗물을 모아 활용하는 방법은 이미 오랫동안 널리 쓰이고 있는 아이디어입니다. 또한 최근 세계적으로 주목 받는 ‘해수 담수화 설비’도 있는데요. 짠 바닷물을 담수화하는 기술로, 많은 연구 개발을 통해 비용이 줄면서 중동, 유럽, 북미 등의 수요가 가파르고 늘고 있답니다. 국내에서도 이미 보령, 독도, 홍도 등에서 해수 담수화 설비로 식수를 공급하고 있다는 사실, 모르셨죠?

공급만 안정된다면 물의 활용처는 무궁무진합니다. 물과 플랑크톤 등의 조류로 개발 중인 바이오 연료부터 수력발전, 먹는 샘물 산업까지 그 가치가 석유에 비견될 만큼 귀하고 유용한 자원이죠. 하지만 이러한 물 산업의 미래는 지금 물을 절약하고 보호하는 우리 손에 달려 있습니다. 세계 물의 날을 맞아 오늘은 흔하다고 생각했던 물의 가치를 다시 한 번 생각해보세요.

바닷물을 담수로 만드는 4가지 방법

약 3.5%의 염도를 자랑하는 바닷물을 식수로 사용하기 위해서는 해수 담수화 설비가 필수라고 설명 드렸는데요. 바닷물을 식수로 만드는 4가지 방법을 알려 드릴게요.

우선 가장 오래된 담수화 기술인 증류법은 바닷물을 끓는점 이상으로 가열해 바닷물에서 순수한 물만 증발시켜 냉각시키는 방법입니다. 두 번째, 냉동법은 바닷물을 얼려 염분은 빠지고 순수한 물로 이루어진 얼음을 얻는 방법인데, 바닷물의 어는 점이 워낙 낮아 실행이 쉽지 않다고 해요.

LG화학의 역삼투압 RO 필터

세 번째는 역삼투압 기술로, 압력을 가함으로써 형성된 멤브레인(membrane, 막)에 물 분자만 통과시켜 깨끗한 물을 얻는 방법입니다. LG화학의 RO필터가 바로 이 역삼투압 기술을 활용한 제품이죠. 마지막으로 전기 투석법은 전류를 이용해 소금과 물을 분리하는 방식으로, 주로 바닷물에서 소금을 추출할 때 쓰이는 기술이랍니다.