WATER FOR OUR FUTURE

WATER FOR OUR FUTURE

김송 외 지음

에코리브르/2004년 5월/288쪽/12,000원



물, 생명의 샘인가 죽음의 독인가?

물은 무엇으로 구성되어 있으며 어떻게 생명의 샘이 되는 것일까? 물은 지구상에서 가장 풍부하게 존재하는 물질로, 수소와 산소의 공유 결합과 수소 결합으로 이루어져 있다. 물은 다른 물질을 녹이는 용매성이 뛰어나기 때문에 산소와 이산화탄소, 인, 질소 등의 영양 물질이 물에 녹아들어 수중 생태계를 유지한다. 또한 물의 용매성은 식물의 뿌리부터 잎까지 영양 물질을 전달하여 광합성을 돕는다. 그리고 동물에서도 혈관을 통하여 필요한 물질을 체내의 모든 세포로 운반하여 생명을 유지할 수 있게 해준다. 뿐만 아니라 자연의 물에는 생명을 유지하는 데 반드시 필요한 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨 등과 같은 다양한 미네랄 성분이 들어 있다. 물이 갖는 이러한 특성 때문에 생명이 존재할 수 있으며 그런 의미에서 물은 곧 생명을 의미하는 것이다. 그러나 다른 물질로 오염되면 물은 생명의 샘이 아니라 죽음의 독으로 변할 수 있다. 물을 오염시키는 물질은 수없이 많지만 오염되었을 때 나타나는 물의 성질에 따라 크게 다섯 종류로 나눌 수 있다.

① 부수성

부수성(腐水性)은 물이 부패하는 현상을 말하며, 이러한 현상을 일으키는 물질을 ‘부수성 물질’이라고 한다. 물 속에 들어 있는 유기물은 ‘부패 박테리아’나 곰팡이에 의해 물과 이산화탄소로 분해되는데 이때 용존산소를 쓴다. 용존산소가 부족하면 어류처럼 산소 호흡이 필요한 수중생물은 살 수 없다.

② 부영양성

부영양성(富營養性)은 수중식물이 성장하는 데 필요한 인, 질소, 규소 같은 무기물질이 풍부한 정도를 나타내는 말이다. 부영양성이 높은 물에 빛과 온도 그리고 충분한 시간이 주어지면 수중식물은 급속히 성장하게 된다. 이렇게 무기물질이 과다하게 풍부해지는 현상을 ‘부영양화’라고 한다. 부영양화된 물에서 수중식물인 조류(Algae)가 과잉 성장하는 것을 물꽃현상 또는 조화현상이라고 한다. 물꽃현상은 물이 정체되어 있는 호수에서 수질을 악화시키는 주원인이다. 물꽃현상이 호수에서 나타나면 수중의 유기물이 빠른 속도로 증가하고 물에서 냄새가 나며 물맛이 나빠진다. 물꽃현상이 바다에서 나타나면 성장하는 조류가 붉은 빛을 띠는 경우가 많기 때문에 적조현상이라고 부른다. 담수에서 나타나는 물꽃현상은 대부분 녹색을 띠기 때문에 녹조현상이라고 부르기도 한다. 녹조현상이 발생하면 수중생태계에 큰 피해를 줄뿐만 아니라 수돗물을 만들 때에도 큰 어려움을 겪게 된다. 또한 적조현상을 일으키는 조류는 물고기의 아가미에 붙어 호흡을 방해하기 때문에 인근 양식장은 엄청난 피해를 입게 된다.

③ 독성

독성(毒性)은 중금속이나 유독성 화학물질처럼 생물체에 병을 일으키거나 치사를 유발하는 성질을 가리킨다. 독성을 가진 물질이 물에 들어가면 수중생태계가 피해를 입고, 식수원이나 농업용수로 사용할 수 없게 된다. 또한 물고기나 식수를 통하여 인체에 들어오면 인체 역시 치명적인 피해를 입게 된다. 미나마타병이나 이타이이타이병과 같은 공해병은 독성 물질에 의한 수질 오염 때문이다. 지금까지 발생한 환경 재난 사건의 원인 물질은 대부분 독성 물질이다. 특히 최근 많은 문제가 되고 있는 생물체의 내분비계 교란물질인 ‘환경 호르몬’도 독성 물질로 분류할 수 있다. 독성 물질은 물리화학적으로 분석하여 농도를 측정하거나 생물 시료를 이용하여 독성 정도를 검사한다.

④ 병원성

병원성(病原性)은 물에 바이러스나 박테리아, 원생동물, 기생충 등이 들어 있어 질병을 일으키는 것을 말한다. 병원성이 있는 물을 사용할 경우 인간은 큰 피해를 입는다. 특히 물을 통해 전염되는 모든 수인성 병균은 전염성이 강하기 때문에 피해가 발생할 경우 그 규모가 매우 크다. 대표적인 수인성 전염병으로는 콜레라, 장티푸스, 이질, 간염 등이 있다.

⑤ 혼탁성

혼탁성(混濁性)은 수중에 부유 고형 물질이 존재하여 물의 투명도가 감소하는 현상이다. 혼탁성이 높은 물은 미관상 불쾌감을 줄뿐만 아니라 물 속으로 빛이 투과하는 것을 방해하여 수중식물의 광합성을 억제하고 결국 수중생태계를 파괴하게 된다.

여기서 우리가 알아야 할 것은 물은 하나의 분자 구조를 가진 물질이 아니라는 것과, 생명을 위해 창조된 물질이라고 할 만큼 생명체를 위한 다양하면서도 독특한 성질을 가지고 있다는 것이다. 또한 생명과 죽음이라는 두 극단 사이를 나타내는 수질이 좋고 나쁘다는 것은 곧 생명과 죽음을 재는 척도를 의미하며 그 척도는 부수성, 부영양성, 독성, 병원성, 혼탁성 등으로 구분된다.



지구온난화로 강수가 증가하면 물 부족은 없다?

지구온난화 시나리오에 따르면 기온이 상승하는 것은 물론이고 지역에 따라 차이가 있지만 강수량도 증가할 가능성이 높다. 우리가 활용할 수 있는 수자원의 양은 단순히 강수량의 증감에 따라 결정되는 것은 아니다. 우선 물 순환을 생각해보자. 가장 간단한 물 순환은 증발 - 이동 - 구름 - 강수 - 이동 - 증발이다. 지표와 관련된 부분은 이 중에서 증발과 강수라고 할 수 있으며, 미래에 강수량은 어느 정도 증가할 것이라고 보고 있다. 그러면 증발은 어떻게 변할까? 공기가 최대한도로 포함할 수 있는 수증기의 양(포화수증기량)은 기온에 따라 달라진다. 공식에 의하면 온도가 1℃ 상승함에 따라 포화수증기량은 약 7%가 증가한다. 즉 온도가 상승하면 지표에서 증발하는 수증기의 양도 7%/℃ 비율로 증가한다는 것이다. 이것은 그만큼 강수량이 증가한다는 것을 의미한다. 물론 지표 물이 있다는 가정하에.

세계 각지에서 나타나는 지구온난화가 우리나라에도 나타나고 있다. 강수량의 변화는 기온의 변화처럼 간단한 것은 아니지만 여름철에는 특히 호우가 자주 발생해서 이로 인한 피해도 증가하고 있다. 겨울은 따뜻해져서 남쪽에서만 자라던 나무들을 북쪽에서도 볼 수 있다. 그뿐인가. 바다에서도 아열대 바다에서만 볼 수 있는 어종이 우리나라 부근에서도 잡히고 있다. 그러면 21세기에는 우리나라의 기후가 어떻게 변할까? 기온 상승은 거의 모든 계절에 나타나지만 강수량은 여름철에 주로 증가하는 것으로 전망되며, 따라서 호우로 인한 피해가 점점 증가할 것으로 보인다. 이러한 변화는 20세기에 일어난 변화에 비해 몇 배나 급격한 변화라고 할 수 있으며, 자연생태계도 막대한 영향을 줄 것이다.

지구온난화에 따라 기온이 1℃ 상승할 때 강수량이 7% 증가한다면, 지금과 같은 물 순환 특성을 유지할 수 있을 것이다. 그러나 지구온난화를 예측하는 모델들의 실험 결과에 의하면 온도가 1℃ 상승할 때 강수량은 1～2%밖에 증가하지 않는다. 그러므로 기온 상승에 의한 증발량의 증가가 강수량의 변화보다 크다면 가뭄의 발생 빈도가 증가할 가능성이 높다. 또한 강수량의 증가로 인한 홍수 빈도의 증가도 예상된다. 그러므로 현재 계획되고 있는 수자원 확보 방안에 기후 변화로 인한 증발량 부족을 감안한 새로운 방안이 강구되어야 할 것이다.



우리가 바라는 하천의 모습

하천이란 자연적으로 혹은 인공적으로 지구 표면에 만들어진, 바다로 이어지는 물의 흐름길을 말한다. 비가 와서 땅에 다다른 물은 지구의 중력에 의해서 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하게 되고, 이로 인해 지표면에는 물의 흐름길이 만들어진다. 이렇게 만들어진 흐름길은 오랜 시간이 지나면서 점차 너비가 넓어져 하천으로 자리를 잡아간다. 고대부터 현재까지 인류는 하천의 혜택 속에서 문화와 기술을 번영시켜 왔다. 인류는 대대로 하천 주변에서 농사를 지으면서 하천의 물을 농업용수로 사용해 왔다. 또한 하천에 배를 띄워 교통 수단으로 이용함으로써 이웃을 늘리고 다른 지역과 활발한 교역을 할 수 있었다.

우리나라에서도 청동기 시대 유물들이 주로 강을 따라 펼쳐진 평야 주변에서 발견되고 있다. 이 시기부터 청동기인들은 집단으로 거주하며 씨족국가를 형성하고 ,고조선으로부터 시작하는 한반도 역사의 초석을 마련하였다. 근대 문명이 발달하면서 인간은 점차 도시 생활에 익숙해지고 있으며, 급속한 산업화로 농업의 비중이 줄어들고 있다. 그러나 하천은 여전히 도시 생활자들의 식수원과 농업용수, 공업용수 등의 각종 용수 공급원의 역할을 하고 있다. 인공적인 하천 개발이 본격적으로 시작된 것은 근대에 들어서이다. 올바른 하천 개발은 ‘이수’, ‘치수’, ‘환경’의 측면에서 모두 균형잡힌 개발을 하는 것이다. 이수는 인간이 하천의 물을 자원으로 활용할 수 있는 기능이고, 치수는 하천 범람이나 홍수 같은 자연 현상을 인간이 통제할 수 있는 기능이다. 현재까지의 하천 개발은 환경을 무시한 채 지나치게 이수와 치수에만 치중해왔다. 환경을 고려하지 않은 이런 하천 개발로 인해 하천은 예전의 모습을 잃고 자연으로부터 점차 멀어졌다.

자연과 어우러진 하천을 만들려는 노력이 1990년대부터 우리나라에서 시작되었다. 그 좋은 예가 양재천의 자연형 하천 개발과 현재 진행되고 있는 청계천 복원 사업이다. 청계천 복원 사업의 가장 큰 효과는 자연과 어우러진 자연형 하천을 복원함으로써 청계천이 많은 사람들이 여유롭게 여가를 즐길 수 있는 공원으로서의 역할을 할 수 있다는 점이다. 산책 나온 시민과 직장인은 주변 경관을 감상하며 휴식을 취하고 주변 상가에서 쇼핑을 즐기고 아이들은 물가에서 물놀이를 즐기는, 도시형 자연 하천으로서 큰 역할을 하게 될 것이다.

훼손된 하천을 원래의 자연 상태로 되돌리는 것은 지역 사회의 자연 환경을 보전, 복원, 창출하는 것은 물론 우리의 잃어버린 정서를 되찾을 수 있는 유일한 기회라고 할 수 있다. 또한 하천 복원은 산, 들, 호수, 해안, 섬과 같은 다른 자연 환경의 복원 가운데 가장 시급한 것이면서 성공 가능성이 가장 높은 것이다. 미래의 하천은 사람과 자연이 함께 하는 하천이 될 것이다.



볼 수 없지만 가장 가까이 있는 수자원, 지하수

지하수는 모든 인류와 불과 몇 미터에서 몇 십 미터 정도의 거리에 있는 가장 가까운 수자원이다. 우리나라의 평지에서는 지표에서 몇 미터만 파고 내려가면 지하수면을 만날 수 있다. 서울 시내에는 지하수가 지표에서 대부분 10m 이내의 깊이에 있기 때문에, 지하 몇 십 미터에 위치하는 지하철 터널을 안전하게 확보하기 위해서는 흘러드는 지하수를 퍼내야 한다. 이렇게 지하철 터널과 관련해서 퍼내는 지하수를 서울시민에게 공급한다면 1인당 하루 약 20리터 또는 그 이상(2기 지하철 신규 구간의 통계가 합산될 경우)이 될 정도이다. 얼마나 많은 물이 바로 우리 발 밑에 있는가를 알 수 있다.

세계기상기구의 기초 자료에 의하면 지구상의 수자원 중에서 97.5%는 바닷물과 같은 짠물이다. 우리가 사용할 수 있는 민물의 형태나 녹이면 민물이 되는 수자원(빙하나 만년설의 형태로 존재하는 것 포함)으로 존재하는 것은 총부피의 2.5%에 불과하다. 2.5%의 담수 수자원만을 놓고 보면, 이 중에서 69.9%는 빙하나 만년설의 형태로 있고, 담수호나 강물은 놀랍게도 0.3%에 불과하다. 인류는 지금까지 이렇게 적은 양의 수자원에만 의지해 살아왔다. 토양 수분이나 습지 등은 약 0.9%에 해당한다. 나머지 전체 담수 수자원의 약 3분의 1에 해당하는 28.9%가 지하수로 존재한다. 그리고 극히 일부분이 대기 중의 수증기와 인체나 생물체 내의 물로 존재한다. 물의 형태로 존재하는 수자원만 대상으로 하면 그것의 97% 가량이 지하수로 존재하는 것이다. 빙하나 만년설이 인류가 생활하는 공간과 많이 떨어져 있음을 생각하면, 우리 주변의 거의 대부분의 담수 수자원은 놀랍게도 보이지 않는 땅 속에 있다는 말이 된다.

여기서 한 가지 오해하지 말아야 할 점은 지하수의 저장량이 곧 우리가 개발해서 이용할 수 있는 양은 아니라는 사실이다. 지하수는 땅 속에서 고체상의 암석이나 퇴적물과 상호 협력하여 그 상부의 지층이나 구조물을 지탱하는 역할을 한다. 건설교통부가 2002년에 발행한 지하수 기본 관리 계획상의 분석에 의하면, 이러한 지하수 고유의 기능을 유지하면서 이용할 수 있는 개발 가능량은 저장량의 1%에도 훨씬 못 미치는 116.7억㎥에 불과하다.

국제수리지질학자연맹(IAH)의 지하수 비전에서는 지하수의 일반적인 중요성을 다음과 같이 언급하고 있다. 첫째, 빙하의 형태로 되어 있는 담수 자원을 제외하면 액체의 형태로 존재하는 전 세계 민물의 97% 가량이 지하수이다. 둘째, 지하수는 현재 15억 이상의 지구촌 사람들에게 물을 공급하고 있다. 셋째, 상수도 관로 설치가 쉽지 않거나 경제적이지 못한 농촌이나 시골에서는 지하수가 적은 비용으로 물을 공급하는 수원으로서 유일한 대안이다. 넷째, 대규모나 소규모의 관개농업에서 지하수를 이용하는 비중이 점차 증가하고 있으며, 인구가 증가함에 따라 그 비중은 계속 커질 것으로 예상된다. 다섯째, 지하수는 대규모의 저장 능력 때문에 가뭄 기간에도 물을 공급할 수 있는 수자원이다. 여섯째, 지하수는 전 지구적으로 대부분의 지역에 보존되어 있고 수질도 비교적 양호하므로 값싸게 개발하여 이용할 수 있는 수자원이다. 일곱째, 지하수는 예기치 못한 비상 사태(대규모 댐이나 수도의 수질 오염 사고 등) 때 물을 확보할 수 있는 대안이다. 이러한 여러 이유들로 인해 지하수는 21세기에도 그 중요성이 커질 수밖에 없으며, 우리나라도 국가적으로 지하수의 보전과 관리를 위해 노력해야 한다.

지하수는 속도가 느리기 때문에 오염 물질의 유입 속도도 느리지만, 일단 유입된 오염 물질이 빠져나가는 것도 대단히 느리다. 또 오염 물질은 빠져나가면서 주변 대수층 암석에 오염 물질을 일부 남긴다. 이렇게 지하수에 오염 물질이 유입되면 거의 빠져나가지 못하고 누적되어 일정 시간이 지난 후에 심각한 문제가 드러나기 때문에, 하천이나 냇물에 오염 물질이 유입되어 몇 시간 안에 그 영향이 즉시 나타나고 시간이 조금 지나면 오염 물질이 하류로 빠져나가는 것과는 뚜렷이 구분되는 것이다. 이런 이유 때문에 지하수를 정화시키고 복원하는 일은 주변의 토양이나 암석을 함께 정화시키고 복원하면서 진행된다.

지하수를 정화하기 위해 우선 생각해 볼 수 있는 방법으로는 지하수를 밖으로 꺼내서 오염 물질을 제거하는 것이 있다. ‘양수 및 처리 방법’이 그것인데 오염된 지하수를 퍼올려 수처리 공정으로 처리한 후 다시 땅 속으로 넣거나 방류한다. 이 방법은 주변 토양이나 암석이 붙어 있던 오염 물질이 다시 서서히 지하수로 들어오기 때문에 지하수를 아주 깨끗한 상태로, 또는 일정 수준 농도 이하로 정화하는 데 어려움이 있다. 지하수와 주변 매질에 있는 오염 물질을 땅속에 그대로 둔 채로 정화하는 방법도 있다. 오염 물질이 땅 속에서 정화될 수 있도록 땅 속으로 물질을 투입하는 것이다. 오염 물질을 분해하기 위한 미생물이나 물질을 오염 지점으로 직접 전달하는 것이 어렵다면 지하수가 흘러가는 길목에 정화를 촉진하는 물질을 필터나 투수성 반응벽의 형태로 설치해서 지하수가 그것을 지나면서 정화되도록 하는 방법이 있다.

그러나 오염된 지하수는 어떤 기술을 적용해도 단시간 안에 오염되기 전의 깨끗한 원상태로 돌아가지 않는다. 그렇다면 오염되지 않도록 예방하는 데에 최선의 노력을 기울여야 할 것이다. 이를 위해서는 자연에서 일어나는 여러 자정 작용이 어느 정도의 오염 물질 유입을 감당할 수 있는가를 진단하고, 그 이상의 오염 물질이 들어가 지하수의 수질이 악화되지 않도록 관련 물질의 이용과 배출에 대한 가이드라인을 설정해야 한다. 그러면서 체계적이고 종합적인 정화 작업을 지속해야만 지하수에 대한 기대와 희망, 그리고 미래 수자원을 확보할 가능성을 계속 유지할 수 있을 것이다. 우리가 잘 보전한 지하수는 우리 세대는 물론 다음 세대의 수자원으로 그 가치를 발휘할 것이다.



한국은 물이 부족한 나라인가?

최근 정부가 수립한 수자원장기종합계획에서는 우리나라의 ‘물 부족’이 전망되고 있다. 또 UN에서도 우리나라를 ‘물 부족’ 국가군에 포함시켰다. 따라서 많은 사람들이 이제 우리나라가 물 부족 국가임을 인식하게 되었다. 그러나 전자와 후자에서 ‘물 부족’이라는 말을 같이 쓰고 있지만 서로 의미가 다르다는 것은 잘 모르고 있다. 국가수자원장기종합계획에서 언급한 물 부족은 30년에 한 번 발생할 수 있는 가뭄이 발생했을 때 용수를 공급할 수 있는 능력이 수요보다 적다는 의미이다. 그러나 UN에서 언급한 물 부족은 우리나라의 국민 한 사람이 이용할 수 있는 수자원 총량이, 주기적 또는 정규적인 물 부족을 겪을 가능성이 있는 연간 1,700㎥보다 적다는 의미이다. 이처럼 앞과 뒤의 ‘물 부족’은 서로 의미가 상당히 다르다.