코로나19 대유행 상황이 계속 이어지고 있지만 4월 과학의 달을 맞아 다채로운 행사가 진행된다. 과학의 달은 4월에 ‘과학의 날’이 있기 때문에 과학관련 기관과 단체들이 한 달 동안 국민들에게 과학기술의 중요성을 알리자는 취지에서 다양한 행사가 진행된다. 과학의 날은 1933년 과학대중화운동가 김용관이 찰스 다윈 50주기를 기념해 4월 19일 ‘과학 데이’로 정한 이후 1967년 4월 21일 과학기술처가 중앙행정기관으로 설립된 것을 기념하기 위해 1968년 공식적으로 과학의 날이 만들어져 발명대회, 과학글짓기, 그림그리기 등 다양한 행사가 치뤄진다. 경기도 과천의 국립과천과학관에서는 오는 5일부터 어린이날인 다음달 5일까지 한 달 동안 ‘해피사이언스 축제’를 개최한다. 해피사이언스 축제는 매년 과학의 달에 개최되는 종합과학축제로 올해 주제는 ‘과학은 재미있다’로 정하고 체험, 실험, 과학쇼, 경진대회 등 다양한 활동을 온·오프라인으로 진행된다. 가장 먼저 시작되는 행사는 온라인으로 진행되는 ‘미래 과학자 그림대회’이다. 만 4~12세 어린이를 대상으로 ‘감염병과 미래 사회’라는 주제로 다양한 상상력과 창의력을 발휘할 수 있도록 하는 것이다. 온라인(www.kids-sciart.co.kr)으로 오는 5일부터 18일까지 접수를 받고 최종 수상자는 오는 22일 발표된다. 수상자에게는 과학기술정보통신부장관상, 국립과천과학관장상이 수여된다. 대면행사들도 마련돼 있다. 이들 대면행사는 4월 24일~5월 5일 중 주말과 공휴일에 열릴 예정이다. 이 기간 동안 관람객들은 슈퍼밀웜 키우기, 화석표본 관찰하기, DNA 이중나선 만들기 등 다양한 체험 프로그램에 참여할 수 있다. 또 중앙홀 2층에서는 ‘사이언스 북페어’가 열리고 과학관 야외에서는 ‘사이언스 쇼’가 매일 진행되고 ‘나도 과학자 코스프레’ 같은 이벤트들도 진행된다. 자세한 행사내용은 국립과천과학관 누리집에서 확인할 수 있다. 과학관 관계자는 “철저한 방역과 실시간 소독으로 코로나19 상황에서도 안전하게 4월 과학의 달에만 즐길 수 있는 다채로운 행사를 준비했다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

3주째 주말마다 전국적으로 비가 내리고 있다. 이번 주말에 내리는 비는 봄비치고는 다소 많을 것으로 전망됐다. 비로 인해 중부지방을 중심으로 매우 건조한 공기상태가 다소 개선되겠지만, 비가 내린 뒤에는 기온이 떨어지면서 다소 쌀쌀한 기운이 느껴지겠다. 기상청은 “이번 주말에는 중국 상해부근에서 발달해 서해상으로 북동진하는 저기압의 영향으로 전국에 비가 오겠으며, 다소 많은 양의 봄비로 인해 중부지방을 중심으로 내려진 건조특보가 대부분 해제될 것”이라고 2일 예보했다. 이번 비는 오늘 밤 제주도와 전남 남서해안부터 시작돼 토요일인 3일 오전 수도권, 강원영서북부, 충남, 전북, 전남권내륙, 경남서부에서도 비가 오겠으며 오후에는 전국으로 확대되겠다. 이번 비는 일요일인 4일 오전까지 이어질 것으로 기상청은 전망했다. 특히 강원 산지는 일요일 오전에 기온이 영하권으로 떨어지면서 비가 눈으로 바뀌어 내려 1~5㎝ 정도 눈이 쌓이는 곳이 있을 것으로 보인다. 예상 강수량은 제주도 산지 100㎜ 이상, 중부지방, 제주도 산지, 제주도 동부와 남부는 30~80㎜, 남부지방과 제주도 북부와 서부는 10~60㎜이다. 봄비로 인해 전국 대부분 지역의 낮 기온은 20도 내외가 되겠으며 강원영동은 동풍의 영향으로 15도 내외로 선선하겠다. 일요일인 4일 낮 기온은 전날보다 3~7도 가량 더 떨어지면서 전국 대부분 지역이 15도 내외가 되겠으며 강원 영동과 경북북부내륙은 10도 이하로 쌀쌀할 것으로 전망됐다. 토요일인 3일 아침 최저기온은 9~15도, 낮 최고기온은 12~22도, 4일 일요일 아침 최저기온은 5~15도, 낮 최고기온은 8~18도 분포를 보이겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

플라즈마는 전기적으로 중성을 띄는 기체분자가 외부 에너지로 인해 이온과 전자로 분리된 상태를 말한다. 반도체와 디스플레이 제조 공정에도 핵심 역할을 하고 형광등 내부나 네온사인, 공기청정기에도 활용되고 있다. 국내 연구진이 ‘제4의 물질상태’라고 플라즈마가 액체와 기체 사이 경계면에서 안정성을 증가시킨다는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 카이스트 원자력및양자공학과, 한국핵융합에너지연구원 공동연구팀은 기체를 이온화시킨 플라즈마가 기체-액체 사이 경계면의 유체역학적 안정성을 증가시키는 것을 발견하고 이를 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 과학저널 ‘네이처’ 1일자에 실렸다. 와인이 담긴 잔을 가볍게 흔든 다음 그대로 두면 와인이 잔의 벽을 타고 눈물처럼 아래로 흘러내리는 일명 ‘와인의 눈물’ 현상이나 갯벌 바닥의 물결무늬, 샤워기 물줄기 등 유체 경계면에는 유체역학적 불안정성이 흔히 나타나는 것을 알 수 있다. 제트 형태의 기체를 액체 표면에 분사시키는 방식은 다양한 과학과 산업분야에서 활발히 쓰이고 있다. 그렇지만 이 때 액체 표면에서 유체역학적 불안정성이 증가하는 현상과 이를 안정화하는 방법에 대해서는 여전히 해결되지 않은 문제들이 많다. 이에 연구팀은 헬륨 기체 제트를 고전압으로 이온화시켜 만든 플라즈마를 물 표면에 분사시키면 일반적인 기체와 액체 사이 경계면에서보다 훨씬 안정적으로 유지된다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀이 사용한 플라즈마 제트는 플라즈마 총알로 불리는 고속의 이온화 파동과 전기바람이 발생시키는데 이것들이 물 표면의 불안정성을 줄인다는 것이다. 연구팀은 물 표면을 따라 초당 수 십㎞의 속력으로 이동하는 플라즈마 총알이 물 표면과 나란한 방향으로 일으키는 강한 전기장을 만들어 물 표면을 안정적으로 유지한다는 것을 실험적으로 확인하고 플라즈마-물 이론을 만들었다. 최원호 카이스트 원자력및양자공학과 교수는 “이번 연구는 플라즈마라는 독특한 물질 상태에 대한 이해를 높이고 산업적으로 활용이 가능한 플라즈마 유체제어 분야를 확대시켜 플라즈마 의료, 생명, 농업, 식품, 화학 등 다양한 분야 기술발전을 이끌어 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

상공 100㎞서 2030년 착륙 장소 탐색세계 첫 편광지도 제작… 풍화 작용 연구얼음 있을 극지방 찍어 유인 탐사 대비 우주인터넷 통한 파일 전송 검증 시험2030년 한국의 달 착륙선 발사에 앞서 내년 8월 달 궤도선이 띄워져 착륙장소 탐색과 달기지 건설자원, 우주인터넷 기술 등 정찰임무를 수행하게 된다. 1일 과학기술정보통신부는 이 같은 내용이 포함된 한국형 달 궤도선(KPLO)의 과학임무 운영계획을 처음 공개했다. 한국형 달 궤도선은 지구 궤도를 도는 위성처럼 특정 달 궤도를 돌면서 달 표면을 탐색하는 일종의 ‘달 위성’이다. 내년 한국형 달 궤도선 발사에 성공하면 미국, 러시아(구 소련), 일본, 인도, 유럽, 중국에 이어 7번째로 달 탐사 국가로 이름을 올리게 된다. 달 상공 100㎞ 궤도에 안착하게 되면 2023년 1월부터 12월까지 1년 간 다양한 탐사임무를 수행하게 된다.일반적으로 달 궤도선은 지구를 도는 위성과는 달리 임무수행 기간이 지나면 연료고갈과 중력으로 점점 달 표면으로 끌려가 파괴된다. 2009년 발사된 미국의 엘알오(LRO) 궤도선이 연료소모를 최소한으로 하는 ‘동결궤도’에 진입해 유일하게 아직까지 돌고 있다. 한국형 달 궤도선에는 국내 대학과 정부출연연구기관에서 개발한 5종과 미국 항공우주국(NASA)에서 개발하는 탑재체 1기가 실린다. 이 장비들의 핵심 목표는 달에서 자원과 물을 찾는 것이다. 가장 중요한 임무를 수행할 장비는 한국항공우주연구원에서 개발중인 고해상도카메라인 ‘루티’다. 루티는 최대 해상도 5m, 위치오차 225m 이하로 달 표면을 관측해 한국의 달착륙선 착륙 후보지를 탐색한다. 항우연은 2019년 국내 연구자들을 대상으로 착륙 후보지 49곳을 골라냈다. 루티는 49곳 중 44곳을 관측해 착륙 가능성을 면밀히 살펴볼 수 있는 자료를 제공한다. 천문연구원에서 개발하는 광시야편광카메라 ‘폴캠’은 특정 방향으로 진동하는 빛인 편광을 이용해 100m급 해상도로 촬영할 예정이다. 세계 최초로 제작되는 달 표면 편광지도는 미소운석 충돌이나 태양풍, 고에너지 우주선 등에 의한 우주풍화를 연구하는 데 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 특히 티타늄 지도는 지질연구와 자원탐사에 기여할 것으로 연구원은 보고 있다. 나사에서 개발하는 ‘쉐도우캠’은 햇빛이 들지 않는 달의 어두운 부분, 특히 얼음이 있을 것으로 추정되는 달의 극지방을 고해상도로 촬영하는 임무를 맡는다. 이는 나사의 유인 달탐사 프로젝트인 ‘아르테미스’에서 유인 착륙에 적합한 후보지를 찾는 것이다. 지질자원연구원의 감마선분광기는 달의 지질과 자원 연구를 위해 달 표면의 감마선 측정자료를 수집해 5종 이상의 달 원소지도 작성에 활용된다. 청정에너지원으로 알려진 헬륨-3와 물, 산소는 물론 달기지 건설에서 쓰일 수 있는 건설자원을 탐색하기 위한 목적이다. 이 밖에도 전자통신연구원(ETRI)의 우주인터넷 검증기는 지구와 달 궤도선 간 우주인터넷 통신기술을 검증하고 파일이나 메시지를 전송하는 시험을 하고, 경희대의 자기장 측정기는 자기 이상지역과 달 우주환경 연구에 활용된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

美연구팀 정치적 중간지대 성향 분석사람들은 ‘우리’ ‘그들’ 진영 구분하고보수·진보, 중도층을 반대편으로 생각 중간자들은 배제에 대한 두려움으로어느 한쪽에 속한 것처럼 보이게 행동시간 지나면서 결국 두 집단만 남게 돼오는 7일 재보궐선거가 치러진다. 선거철이 되면 언론이나 정치권에서는 ‘중도층 표심의 향방’에 관심을 기울인다. 중도층의 마음을 사로잡기 위해 다양한 공약을 내놓기도 한다. 이는 국내뿐만 아니라 외국에서도 마찬가지다. 그런데 여기서 궁금증 하나. 정치인들이 이야기하는 ‘중도층’은 어떤 집단이며 정말 정치인들은 중도층에 관심이 있을까 하는 점이다. 이런 의문을 갖고 복잡계 과학 연구의 본산이라고 불리는 미국 산타페연구소의 응용수학자, 전산 사회학자, 뇌인지과학자, 통계학자들이 머리를 맞댔다. 결론부터 말하자면 정치인들이나 언론에서 이야기하는 중도라고 불리는 정치적 중간지대에 있는 사람들은 보수나 진보, 좌파나 우파 어느 쪽에서도 사실상 배제되고 있다. 정치 성향의 동역학(dynamics)을 처음 분석한 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관이 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 1일자에 실렸다. 연구팀은 사람들이 어떤 방식으로 ‘우리’와 ‘상대’를 규정하는지 파악하기 위해 “사람들은 범주를 나누려는 목적으로 가능한 한 정확하게 서로를 구별짓기 한다”는 인지심리학적 가설을 세웠다. 가설 검증을 위해 1980년대 미국 국민들을 상대로 수행된 정치 설문조사 빅데이터를 이용했다. 응용수학 기법의 하나인 ‘동역학계’(dynamical system) 모델로 시계열분석을 했다. 동역학계 모델을 간단히 말하자면 움직이는 물체에 대한 역학으로 어떤 현상이 시간이 지남에 따라 변하는 성질과 움직임의 과정을 연구하는 것이다. 주로 수학 분야에서 많이 쓰이지만 물리학, 생물학은 물론 공학 분야에서도 활용된다. 감염병 확산 예측에 많이 쓰이는 SIR 모델도 동역학계 연구를 바탕으로 한다. 연구팀은 정치적 스펙트럼 방정식을 계산한 결과 ‘보수 대 진보’, ‘좌파 대 우파’, ‘공화당원 대 민주당원’ 등 미국 내 다양한 정치적 지형에서 중도층은 모두에게 배제되기 쉽다는 것을 확인했다. 인지과학적으로 사람들은 자신이나 타인이 어느 위치인지 연속선상에서 생각하지 않고 디지털적으로 ‘우리’ 또는 ‘그들’이라는 두 진영으로 나눠 생각하는 경향이 강하다고 연구팀은 밝혔다. 뇌과학 측면에서 보면 범주를 명확히 구분하려는 것은 ‘자신에 대한 유불리를 판단’하기 위한 정신적 에너지를 덜 쓰고자 하는 전략이라는 것이다. 일반적으로 보수나 진보 쪽에 있는 이들은 중간에 있는 사람들을 자신들과 가까운 동맹으로 보기보다는 상대측에 더 가깝다고 생각해 배제하는 경향이 강하다고 연구팀은 설명했다. 정치인들이 ‘중도층’을 공략한다고 말하는 것은 정치적으로 중간 위치에 있는 이들을 대상으로 한다기보다는 자신들과 비슷한 성향이지만 다소 벗어난 사람들을 확실한 자기편으로 끌어들이기 위한 전략이라는 것이다. 연구팀은 배제에 대한 두려움 때문에 중간자들은 특정 의견에 대해 완전한 동의를 하지 않더라도 어느 한쪽에 속한 것처럼 보이게 행동하며, 이런 행동들은 시간이 지나면서 중간이 사라지고 두 집단만 남게 만든다고 설명했다. 이 같은 동역학적 특성은 정치적 견해뿐만 아니라 섹슈얼리티, 인종 등 다양한 분야에서 작용한다고 강조했다. 이번 연구를 이끈 응용수학자 비키 추키아오 양 박사는 “정치적 계층에 대한 첫 번째 과학적 분석 연구”라며 “이번 연구는 사회의 다수를 차지하는 중간 계층이 어떻게 정치적으로 배제되고 그들의 목소리가 정책에 반영되지 않는지에 대한 과학적 해석을 제시했다는 데 의미가 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아침저녁으로 여전히 찬 기운이 남아 있기는 하지만 가까운 공원이나 동네 한 바퀴 걷는 정도의 가벼운 운동은 하기 좋은 봄입니다. 그렇지만 이런저런 사정이 여의치 않습니다. 지난해 말부터 시작된 코로나19 3차 대유행이 좀처럼 잠잠해지지 않고 있는 데다 이번 주는 심각한 중국발 황사로 인해 대기 상태가 그야말로 최악입니다. 황사나 미세먼지로 인해 평소 선명하게 보이던 산과 건물들이 뿌옇게 보일 때마다 SF 영화 ‘인터스텔라’에서처럼 모래폭풍이 일상화되는 것은 아닌지 걱정이 들기도 합니다. 중국발 오염물질이나 국내 미세먼지 모두 다양한 원인으로 만들어지지만 이를 완화시킬 수 있는 방법은 있습니다. 바로 숲 가꾸기와 식목을 통한 녹지화입니다. ●산림 공익가치 年 221조원… 1인당 428만원 대표적인 지구온난화 완화 수단으로 여겨지는 나무와 숲은 널리 알려졌다시피 다양한 형태로 인류와 관계를 맺어 왔습니다. 과거에는 식량 공급원, 땔감, 건축자재처럼 직접 이용되는 것은 물론 종교나 신앙의 대상이 되기도 했지요. 요즘은 나무를 직접 이용해 얻는 효용보다 간접적이고 공익적인 효과가 훨씬 더 큽니다. 온실가스 흡수, 대기질 개선, 산사태와 가뭄 방지, 생물다양성 확보, 열섬효과 완화, 산림휴양 등이 대표적이지요. 지난해 말 산림청은 우리 산림의 공익적 가치가 연간 221조원에 달하고, 국민 1인당 428만원에 상당하는 혜택을 준다고 밝히기도 했습니다. 기후변화 차원에서만 보더라도 과학자들은 온실가스인 공기 중의 이산화탄소를 포집하고 저장하기 위해 다양한 방법을 연구하고 있지만 나무와 숲이 하는 것만큼 효율이 높지는 않다고 합니다. 보통 녹지화나 숲 가꾸기라는 말을 들으면 거창하게 생각하는 경우가 많은데 어렵게 느낄 필요가 없습니다. 산림학자와 조경학자들은 도심 녹지 조성을 할 때 대형 녹지공간을 덜렁 하나 만들어 놓는 것보다는 도심 곳곳의 자투리땅들을 이용해 나무를 심거나 식물을 키우는 것만으로도 열섬현상과 대기오염 감소에 도움이 된다고 입을 모으고 있습니다. 도심 곳곳에 중소형 녹지를 조성하는 것이 지구온난화로 나타날 수 있는 많은 문제를 해결하는 데 훨씬 도움이 된다는 말입니다. 게다가 삭막한 삶을 사는 도시민들의 정서 안정에도 도움이 된다고 합니다. ●내 정서와 지구를 위해 식물 키워 보기를 다음주 월요일은 나무를 심는 날, ‘식목일’입니다. 올해로 76회를 맞는 식목일은 2006년 휴일에서 제외되면서 사람들의 관심에서 멀어진 기념일이 됐습니다. 지구온난화에 따라 매년 4월 5일의 일평균 기온이 높아지고 있는 만큼 3월로 식목일을 옮겨야 한다는 목소리도 나오고 있지요. 이런저런 이유로 예전 같은 나무심기 행사를 보기는 힘듭니다. 영국의 정신과 의사이자 아마추어 정원사인 수 스튜어트 스미스는 저서 ‘정원의 쓸모’에서 식물을 키우는 것은 다른 어떤 방법보다 정신건강에도 도움이 된다고 조언합니다. 코로나19로 사회적 거리두기가 일상화되면서 고립감, 소외감, 우울감을 호소하는 사람이 많아졌는데 식목일을 맞아 식물 키우기에 나서는 것도 코로나 블루를 날리는 데 도움이 되지 않을까 합니다. 나와 내 가족을 위해 작은 나무 한 그루, 화분 하나를 가꿔 보는 행동이 크게는 온난화로 몸살을 앓는 지구를 위한 일이 될 수도 있을 겁니다. edmondy@seoul.co.kr

미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 해양학연구소, 지구·행성과학과, 샌디에이고주립대, 비글로 해양과학연구소 공동연구팀은 해초가 해양 산성화를 막아 줄 수 있다는 연구 결과를 기후학 및 생물학 분야 국제학술지 ‘글로벌 체인지 바이올로지’ 1일자에 발표했다. 온실가스 증가로 인해 육지처럼 바다도 온난화의 영향을 받고 있을 뿐만 아니라 산성화까지 겹쳐 몸살을 앓고 있다. 연구팀은 2014~2019년 캘리포니아 연안에 위치한 만(灣) 7곳을 대상으로 해초가 번식하는 곳과 그렇지 않은 곳의 산성화 정도를 조사했다. 분석 결과 해초가 많이 자란 지역은 바닷물의 산성도가 30%가량 낮았고 해양생물 다양성도 풍부한 것으로 확인됐다. 연구팀은 해양생태계 복원을 위해서는 해초의 생존력을 높일 필요가 있다고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2050년 탄소배출 제로 사회를 구현하기 위해 오염물질 배출이 많은 철강·시멘트산업의 공정 개선과 함께 대형 풍력발전 기술 개발을 추진한다. 정부는 31일 오후 최기영 과학기술정보통신부 장관이 주재로 ‘제16회 과학기술관계장관회의’를 정부서울청사와 세종청사간 이원영상회의를 열고 이 같은 내용이 포함된 ‘탄소중립 기술혁신 추진전략’을 심의·의결했다. 정부는 탄소중립사회를 만들기 위해 10대 핵심기술을 개발하고 이를 바탕으로 신산업이 만들어질 수 있도록 집중 지원할 계획이라고 밝혔다. 10대 핵심기술로는 탄소배출 비중이 높은 산업 분야인 철강·시멘트에 있어서 단기적으로는 저탄소 원료 사용과 원료 대체기술을 마련하고 장기적으로는 수소환원제철 기술을 확보하게 된다. 특히 시멘트 분야는 이 같은 기술혁신을 통해 2040년까지 현재 24% 수준인 저탄소 연료를 65%까지 대체하게 된다. 또 중국산 저가공세에 시달리고 있는 태양광 발전의 고효율화를 이끌어 2030년까지는 발전효율 35%를 달성할 계획이며 육상과 해상 대형풍력발전 기술을 개발하고 장치 국산화를 통해 현재 1기당 발전용량이 5.5㎿(메가와트)에 불과한 것을 15㎿까지 끌어올린다는 전략이다. 이 밖에도 수소 전주기 기술을 확보하고 탄소배출이 적은 차세대 석유화학공정 기술, 산업분야 전체의 공정 효율화, 바이오에너지 기술 확보, 탄소중립건물 기술, 이산화탄소 포집 상용화 기술 확보 등을 목표로 내세웠다. 특히 중장기 기초·원천기술 연구와 현장특화형 연구개발을 동시에 진행하겠다고 정부는 밝혔다. 철강, 시멘트, 석유화학, 반도체, 디스플레이 등 탄소 다배출 업종에서 탄소중립을 실현하기 위한 신공정 기술 개발은 신속히 현장에 적용할 수 있도록 하는 한편 중장기적으로 확보해야할 국산 기술 연구개발도 동시에 수행하겠다는 것이다. 정부는 탄소중립 기술혁신 관련 기술성과를 조기에 내기 위해 모든 정책과제를 올해 안에 착수하고 지속적으로 수정, 보완해 갈 계획이다. 최기영 과기부 장관은 “2050년 대한민국 탄소중립 실현을 위해 경제, 사회 전 분야에서 요구되는 시급한 기술혁신 과제들이 산재해 있다”며 “이번에 정부가 마련한 전략의 관련 사업과 제도적 지원 사항들이 충실히 이행돼 탄소감축에 파급효과가 큰 혁신기술이 신속히 개발되고 현장에 적용할 수 있도록 관계부처간 긴밀한 협업을 해나갈 것”이라고 말했다. 한편 이날 회의에서는 탄소중립 연구개발 투자전략과 첨단 지상파항법시스템 상용화 추진계획을 보고하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영국 의학저널인 ‘브리티시 메디컬 저널’은 2007년 1월 현대 의학의 가장 위대한 성과로 ‘하수도와 깨끗한 물’을 선정했다. 위생과 삶의 질을 향상시켰다는 평가다. 하수도는 도시 기능을 유지하기 위한 필수 시설이다. 이 중 하수처리장은 생활에서 발생하는 하수를 물리·화학적 방법 및 미생물을 이용해 처리한다. 국내에서는 1976년 9월 21일 청계천 하수처리장이 준공되면서 하수처리시대가 시작됐고, 1988년 올림픽을 전후해 집중 설치됐다. 2019년 기준 4216곳, 시설용량이 하루 2607만t에 달한다. 시설용량이 하루 500t 이상인 처리장이 681개, 5만t 이상 공공하수처리장도 68개나 된다. 공공하수도 보급률 94.3%, 하루 500t 이상 하수처리장은 고도처리공법을 도입해 하수의 수질을 재이용이 가능한 수준으로 높였다. 탄소중립시대를 맞아 위생적 하수 처리와 하천 수질 보호 등을 넘어 에너지 자립과 자원 순환, 온실가스 배출 저감 등으로 역할이 확대됐다. 그러나 하수처리장은 여전히 대표적인 ‘님비시설’ 중 하나다. 막을 올린 통합물관리와 연계해 노후화가 도래한 국내 하수처리장에 대한 재설계가 시급해졌다.●에너지 자립·자원 순환 등 역할 확대 30일 환경부에 따르면 국내 하수처리장의 하루 처리량은 2019년 기준 1922만t으로 시설용량의 73.7% 수준이다. 시설 확충에 따라 하수 오염부하량(BOD 기준 3442t)의 98.7%를 제거하고, 총인(녹조 등을 유발하는 유기물질)은 95.5%를 줄여 공공수역의 수질 환경에 기여하고 있다. 최근에는 하수처리장 내 설치된 소화조를 개선해 하수찌꺼기(슬러지) 감량화와 소화과정에서 발생된 바이오가스를 발전·연료 등으로 활용한다. 2020년 감량화 사업이 완료된 22개 처리장의 감량률이 평균 38.3%로 분석됐다. 소화가스 발생량은 하루 8만t 규모로 판매·발전·자체이용 등으로 7만 7775t을 이용하고, 나머지 잉여가스(2780t)는 소각 처리한다. 하수처리장의 역할이 확대되고 있지만 노후화에 발목이 잡히고 있다. 하루 500t 이상 처리 시설 중 25년 이상 된 노후 하수시설이 63곳이다. 노후 하수처리장은 2025년 158곳, 2030년 281곳으로 급증할 전망이다. 더욱이 노후 처리장 대부분이 도심에 위치하면서 지방자치단체들이 대책 마련에 고심하고 있다. 공공하수관로(16만여㎞)의 43.2%도 20년 이상 사용돼 노후화가 심각하다. 시설 노후화는 기능 저하로 이어진다. 환경부 조사 결과 하수처리 고도화로 에너지 사용량이 늘면서 하루 5만t 이상을 처리하는 대규모 공공하수처리장의 에너지 자립률이 16.3%에 불과했다. 더욱이 초기(BOD 기준 120)와 비교해 유입수질 농도가 높아진 반면 방류수질 기준은 강화돼 시설 개선 필요성도 대두된다. 빗물 등이 유입되는 합류식 관로 대신 하수만 처리하는 분리식이 확대되면서 ‘고농도화’가 심각하다. 유입하수 농도가 200 이상까지 치솟아 처리시간이 길어지자 처리장마다 처리공간이 추가로 필요하게 됐다.노후화 대책은 지역에 따라 각양각색이다. 수도권은 이전 장소 확보가 어렵다 보니 지하화한 후 상부를 공원 등으로 개발해 시민에게 제공하는 방식이 추진되고 있다. 반면 지역은 도시 외곽에 조성됐으나 도시가 팽창하면서 악취·경관 등에 따른 민원이 심각해져 이전이 불가피한 상황이다. 그러나 이전에는 막대한 사업비가 필요하다 보니 논란이 끊이지 않고 있다. 환경부 생활하수과 지영빈 사무관은 “노후 하수처리시설 개선 타당성 평가기준을 하수도정비 기본계획 지침에 반영해 지자체가 기능 저하에 따른 시설 폐지 또는 전면 개량을 판단할 수 있게 됐다”며 “올해 처리장의 에너지 사용을 줄이고 악취 관리 등 처리 전 과정을 정보통신기술(ICT)을 활용해 컨트롤할 수 있는 스마트 하수도 관리사업을 시범적으로 추진할 계획”이라고 밝혔다. 전문가들은 하수도 및 수질 관련 공공서비스의 만족도가 높지 않다고 평가한다. 하수도 정책이 하수처리와 시설 확충에 집중됐기 때문이다. 하수처리장과 관련한 최대 민원은 악취다. 지상에 위치한 처리장은 지역을 막론하고 타깃이 되고 있다. 악취를 컨트롤할 수 있는 최선책은 지하화다. 신축이나 시설 개량 시 지하로 시설을 옮기는 것이 일반화됐다. 2016년 가동을 시작한 세종시 하수처리장(수질복원센터)은 인근에 대형마트가 위치해 있다. 지하에 처리장이 있고 상부는 녹지다 보니 설명하지 않으면 처리장의 존재를 알지 못한다. 세종시는 이곳에 파크골프장을 조성할 계획이다. 경기 안양 새물공원은 기존 박달하수처리장을 2018년 지하화했다. 상부는 체육공원과 피크닉시설 등으로 조성해 시민 편의시설로 제공한다. 하남 유니온파크는 하수와 폐기물처리시설이 융합돼 있다. 지하에 하수처리장과 소각시설, 음식물자원화시설, 재활용품선별시설 등이 입지해 악취 등 민원을 원천 차단했다. 상부에는 전망대와 체육시설, 중앙광장 등 주민친화공원을 조성했다. 지역에서도 의미 있는 시도가 이뤄지고 있다. 충남 서산시는 상부에 조성된 기존 하수처리장과 연계해 통합 바이오가스화 시설을 지난해 8월 완공했다. 별도 처리하던 하수와 음식물, 축산폐수 통합 처리를 시범적으로 도입했다. 유기성 폐자원을 활용해 열에너지와 전기를 생산하고, 사용된 슬러지는 인근 화력발전소에 연료로 공급해 에너지 절감 및 수익을 창출하고 있다. 도농지역 하수처리장에서 활용할 수 있는 사업 모델로 주목받고 있다. 또 제주에서는 이전 하수처리장에 최초로 국비가 지원되고, 대전하수처리장은 국내 최초 대형 하수처리장 이전 및 국내 최대 환경분야 민간투자방식으로 추진된다. 최신 정화공법이 적용돼 방류수 수질 개선과 운영 비용 등을 최소화할 수 있다는 평가다. 최영균 충남대 환경공학과 교수는 “에너지 자립 및 탄소중립 이행 방안으로 소화조 개선은 효용성을 높일 수 있는 방안”이라며 “과거 슬러지를 줄이기 위한 시설에서 메탄가스를 생산할 수 있는 개량이 요구된다”고 말했다. 최 교수는 이어 “에너지 절감 및 자원회수 성과 등이 높은 지자체나 시설 운영자에게 정책적·재정적 인센티브를 제공할 수 있는 지원책도 마련돼야 한다”고 강조했다.●“하수처리수, 상류 지하수로 활용해야” 물 순환이 강조되고 있지만 정작 무상으로 제공되는 하수 재이용률은 2019년 기준 16.1%에 불과했다. 막대한 비용을 들여 정화한 하수처리수가 하천으로 흘러가고 있다. 재이용도 청소·화장실용 등으로 사용하는 장내용수(5억 2000만t)와 하천유지용수(4억 8300만t)가 대부분을 차지했다. 처리장이 대부분 하천의 하류지역에 위치해 농업용수(1200만t)나 도시용수(3000만t)는 이동거리 등으로 활용이 많지 않았다. 유일하게 ‘유상’ 공급하는 공업용수는 과다한 정화 비용으로 이용 부담 속에서도 수요가 늘고 있는 것으로 분석됐다. 학계에서는 하수처리수의 ‘지하수 충전’을 제안하고 있다. 하수처리수를 상류지역 지하수로 활용하는 방식이다. 박준홍 연세대 건설환경공학과 교수는 “지하수 충전을 통한 재이용은 기술적으로 타당하고 자연기반 정화를 통해 수돗물로 사용하는 것에 대한 검증이 이뤄졌다”며 “지하수 수질 보전과 지반 안전 등을 반영한 수질 및 수량 기준을 마련하기 위한 실증연구가 필요하다”고 말했다. 박 교수는 또 “수계 전체의 수질 관리는 유역관리제가 유용하고 하수 재이용 등 탄소중립 및 자원순환의 실효성을 높이려면 처리장의 소규모 분산화가 필요하다”면서 “지자체·주민 합의가 전제되기에 당장 실현은 어렵지만 중장기적으로 나아갈 방향”이라고 강조했다. 대전·세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

지난 2월 세계 최대 음악 스트리밍 서비스 업체인 ‘스포티파이’가 한국에도 진출했다. 기존의 국내 음원 스트리밍 서비스들이 굳건히 자리잡고 있어서 어떻게 스트리밍 시장 판도를 바꿀 것인가도 주목되고 있다. 이들 스트리밍 서비스들은 사용자들의 취향에 맞는 음악을 추천해주는 큐레이션을 제공하고 있다. 그렇지만 “이 음악이 왜 추천됐지”라고 생각하는 경우도 적지 않다. 데이터 과학자들이 이같은 큐레이션이 특정 장르의 음악을 좋아하는 사람들에게는 제대로 추천되지 않는다는 재미있는 연구결과를 내놨다. 오스트리아 지식센터, 인스부르크대, 린츠 요하네스 케플러대, 린츠공과대 AI연구소, 그라츠공과대, 네덜란드 위트레흐트대 공동연구팀은 스트리밍서비스의 음악추천 시스템이 하드 록이나 힙합 등 비대중적인 음악을 좋아하는 사람들의 선호도를 반영하지 못한다는 연구결과를 네이처 출판그룹에서 발행하는 컴퓨터 과학분야 국제학술지 ‘EPJ 데이터 사이언스’ 30일자에 발표했다. 연구팀은 스트리밍 서비스에서 제공하는 알고리즘 기반 음악추천이 주류 음악과 비주류 음악 선호도에 따라서 얼마나 달라지고 정확한지 비교했다. 연구팀은 영국의 ‘라스트FM’(Last.fm)이라는 음악 스트리밍 플랫폼을 사용하는 4190명의 청취이력과 알고리즘 추천 음악에 관한 데이터를 분석했다. 특히 연구팀은 비주류 음악 청취자 그룹을 포크음악 같이 어쿠스틱 악기와 보컬이 들어간 음악을 듣는 집단, 하드록, 힙합, 전자음악 같은 하이에너지뮤직 청취자, 뉴에이지처럼 보컬 없는 연주음악 청취자, 보컬 없는 하이에너지뮤직 청취자 4개 그룹으로 나눴다. 연구자들은 비주류 음악 애호가들이 자신이 선호하는 장르를 벗어난 음악을 추천 받는 정도와 그런 음악의 추천 가능성을 분석했다. 분석 결과 비주류 장르음악을 좋아하는 사람들은 현재 유행하는 음악을 즐겨 듣는 사람들에 비해 알고리즘이 추천하는 음악들이 부정확한 것으로 나타났다. 연주음악을 듣는 사람들에게는 다양한 장르의 연주음악들이 추천되는 것으로 나타났지만 하드록이나 힙합을 즐겨듣는 사람들에게는 좋아하는 분야가 아닌 포크음악이나 연주음악, 그 밖의 장르 중에서 박자가 강한 것들이 추천된 것으로 조사됐다.연구팀에 따르면 스트리밍 서비스의 추천 정확도는 최신 유행곡들을 즐겨듣는 사용자들일수록 높게 나왔으며 하드록, 힙합을 비롯한 하이에너지뮤직 선호도가 높은 사람들은 음악 추천 정확도가 가장 낮은 것으로 나타났다. 비인기 장르의 경우 자신이 좋아하지 않는 음악을 들을 가능성이 높다는 이야기이다. 오스트리아 그라츠공대 엘리자베스 렉스 교수(응용컴퓨터과학)는 “음악 스트리밍 서비스가 다양해지고 제공하는 음악이 많아지면서 사용자들은 자신이 선호하는 음악을 추천해주는 큐레이션 서비스를 선호하고 있다”라면서 “이번 연구에서도 알 수 있듯이 알고리즘은 보다 대중적인 음악으로 편향되기 때문에 사람들의 선호도가 낮고 비주류 음악장르를 좋아하는 사람들은 원치 않는 곡들을 추천받을 가능성이 매우 높다”라고 말했다. 렉스 교수는 “음악 장르 뿐만 아니라 뉴스를 비롯한 다른 분야에서도 알고리즘이 사용자가 원치 않는 것들을 제공해줄 가능성은 크다”라며 “비주류 음악 애호가들에게 좀 더 정확하게 추천해줄 수 있는 것과 같은 개인 선호도에 따른 추천 알고리즘이 더 강력해질 필요가 있다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전 세계적으로 가짜뉴스가 심각한 사회적 문제가 되고 있다. 최근에는 영상을 합성해 전문가들조차도 혼란스럽게 만드는 가짜뉴스들이 나오고 있는 상황이다. 이런 상황에서 국내 연구진이 딥페이크 영상을 잡아내는 모바일 어플리케이션(앱)을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 전산학부 이흥규 교수팀은 학내 창업기업 디지털이노텍과 함께 인공지능을 기반으로 동영상이나 사진 등 디지털콘텐츠의 위변조를 탐지해 낼 수 있는 소프트웨어 ‘카이캐치’를 모바일 앱 형태로 개발해 서비스를 시작한다고 30일 밝혔다. 연구팀은 지난해 11월 딥페이크와 위변조 사진 탐지기술을 개발해 화제가 되기도 했다. 사람의 얼굴을 대상으로 하는 딥페이크 기술은 얼굴 교체, 재현, 속성변환이라는 3가지 방식이 주로 사용된다. 얼굴교체와 재현은 가짜뉴스나 음란물 제작에 악용되기도 하고 얼굴 속성변환은 영상증거 조작에 악용되기도 한다. 연구팀은 이 같은 딥페이크 생성 유형에는 상관없이 영상의 미세 변형신호 흔적과 미세 이상신호 흔적을 탐지해 낼 수 있도록 했다. 신호처리와 인공지능 기술이 적용된 카이캐치는 얼굴 영역의 미세변형, 코, 입, 얼굴 윤곽 등 얼굴 내 기하학적 왜곡 발상 가능영역의 이상신호 흔적을 분석해 내 딥페이크를 찾아낸다. 카이캐치는 avi나 mp4 형식의 딥페이크 의심 동영상을 개별 프레임으로 자른 뒤 분석 대상 프레임을 이미지로 변환한 다음 딥페이크 여부를 탐지한다. 동영상 내 얼굴이 지나치게 작거나 얼굴이 상당부분 잘린 상태만 아니라면 정확한 탐지가 가능하다고 연구팀은 밝혔다. 분석 결과는 0~100까지 퍼센트로 표시되는데 숫자가 높을수록 딥페이크일 확률이 높다는 것이다.사진 위변조 탐지의 경우도 카이캐치 앱에 어떤 형태의 이미지 파일이든 상관없이 앱에 올리면 위변조가 의심되는 부분과 함께 사진의 진위여부를 알려준다. 카이캐치는 일단 안드로이드 기반 모바일 환경에서 사용될 수 있도록 개발돼 구글스토어에서 ‘카이캐치’를 검색해 앱을 내려받으면 일반인들도 간단하게 딥페이크나 사진 위변조를 알아낼 수 있게됐다. 연구팀은 애플 iOS 기반의 앱과 영어, 중국어, 일본어 앱도 출시할 예정이다. 이흥규 교수는 “카이캐치는 인공지능과 미세이상신호 흔적 분석기법을 활용해 다양한 유형의 변형을 잡아낼 수 있도록 개발됐다”라며 “우리가 예측하지 못하거나 모르는 변형기법을 사용하더라도 90% 내외의 높은 신뢰도로 딥페이크와 사진 위조를 잡아낼 수 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

플라스틱 쓰레기들이 제대로 분리수거되지 않고 버려질 경우 햇빛이나 바닷물에 분해되면서 작은 크기의 플라스틱 조각이 된다. 바로 미세플라스틱이다. 미세플라스틱은 땅 속이나 물 속으로 들어가면서 환경은 물론 인체에도 심각한 영향을 미칠 수 있다. 이 때문에 미세플라스틱이 얼마나 토양이나 물 속에 스며들어있는지를 정확하게 파악하는 것이 필요하다. 한국과학기술연구원(KIST) 센서시스템연구센터, 고려대 KU-KIST 융합대학원 공동연구팀은 수십~수백 나노미터(㎚) 크기의 미세물질을 포착하는 나노입자 포집기술과 테라헤르츠파 증폭기술을 결합한 새로운 개념의 광(光)핀셋 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 최신호(3월 24일자)에 실렸다. 1초에 1조번 이상 진동하는 전자기파인 테라헤르츠파는 파장이 길고 광에너지는 낮아 인체에 무해하다는 특성 때문에 비파괴 검사에 많이 쓰인다. 문제는 물 속에서는 테라헤르츠파가 흡수되버리기 때문에 수중 미세물질을 포착하고 분석하기에는 감도가 지나치게 낮아진다는 것이다. 이에 연구팀은 극미량의 나노입자를 포집하는 전기집게 기술과 테라헤르츠파 변화를 이용한 고민감도 광센서를 하나로 결합시켰다. 지렛대의 원리를 이용한 기계적 집게가 아닌 전기와 특정 파장의 빛을 이용한 광집게가 만들어 진 것이다. 이는 미세입자의 존재와 응집정도에 따라 달라지는 굴절률 등에 따라 테라헤르츠파의 투과율이나 공명주파수가 달라지는 원리를 이용했다. 연구팀은 물에서 테라헤르츠파가 흡수되는 것을 피하기 위해 반사형 센서 시스템과 나노미터 크기의 미세구조를 갖는 메타물질 센서를 만들어 입자를 효과적으로 포집해 분석할 수 있게 했다. 미세입자의 굴절률에 따라 미세하게 변화된 테라헤르츠파 신호를 증폭시켜 형광표지 같은 처리기술 없이도 감도를 수 십~수 백배 높여 극미량 미세입자를 비접촉식으로 모니터링할 수 있게 한 것이다. 실제로 이번 기술을 활용하면 40마이크로리터(㎕)에 존재하는 1(100만분의 1) 정도의 극미랭 미세입자를 검출할 수 있다. 서민아 KIST 박사는 “이번 기술은 물 속에 포함된 미세플라스틱이나 혈액이나 체액 속에 녹아있는 생체고분자 같은 미세물질을 실시간으로 검출해 정량적, 정성적으로 분석할 수 있게 해줄 것”이라며 “특히 실제 의료현장에서 특정 질병에 관여하는 미량의 생체분자를 실시간 검출 및 분석하는 데 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 주말 중국과 몽골에서 발생한 거대한 모래폭풍이 30일 화요일까지 한반도에 영향을 미치겠다. 29일 기상청은 “지난 26일부터 몽골 고비사막과 중국 내몽골고원에서 발원한 황사가 북서풍을 따라 유입되면서 이날 전국에 영향을 미쳤다”고 밝혔다. 특히 이날 정오를 기해 제주도에도 2010년 11월 이후 10년 4개월 만에 황사경보가 발령되면서 강원도 중북부 일부 지역을 제외하고 전국이 황사 영향권에 들었다. 이날 오전 9시 기준으로 1시간 평균 미세먼지(PM10) 농도(㎍/㎥)가 ▲충북 서청주 975 ▲전북 군산 816 ▲강원 영월 638 ▲서울 547 등으로 치솟았다. 이후 다소 약해졌지만 오후 2시 기준 ▲제주 고산 957 ▲부산 구덕산 779 ▲광주 583 ▲서울 284 등 여전히 높은 수치를 보였다. 전국의 미세먼지 농도는 하루 종일 ‘매우 나쁨’ 상태를 보였다. 국립환경과학원에 따르면 30일에는 황사 농도가 점차 옅어지겠지만 대기 정체로 인해 전날 유입된 황사가 잔류한 상태에서 국내 발생 미세먼지까지 축적되며 전국이 ‘나쁨’ 단계에 머물겠다. 이번 주 내내 포근한 날씨가 이어지면서 대기 정체 상태가 계속될 경우 전국에 비가 예보된 토요일 이전까지 미세먼지 농도가 계속 ‘나쁨’ 단계에 머물 가능성도 있다. 한편 30일과 31일 아침 기온은 전국 대부분 지역에서 5도 내외를 보이고 경기 동부와 충북 북부, 강원 영서 등은 0도 안팎을 나타내며 춥겠다. 다만 낮 기온은 전국 대부분 지역에서 15도 내외를 기록하고, 전남권과 경상권 등은 20도 이상 오르는 곳이 많아 일교차가 큰 날씨를 보이겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 주말 중국과 몽골지역에서 발생한 거대한 모래폭풍이 화요일까지 한반도에 영향을 미치겠다. 기상청은 “지난주 금요일인 26일부터 몽골 고비사막과 중국 내몽골고원에서 발원한 황사가 북서풍을 따라 유입되면서 29일 전국에 영향을 미쳤다”라고 29일 밝혔다. 특히 이날 낮 12시를 기해 제주도에도 2010년 11월 이후 11년 8개월 만에 황사경보가 발령되면서 강원도 중북부 일부지역을 제외하고 전국이 황사 영향권에 들었다. 29일 오전 9시 기준으로 1시간 평균 미세먼지(PM10) 농도(㎍/㎥)가 충북 서청주 975, 흑산도 936, 경북 안동 817, 전북 군산 816, 서울 547, 강원도 영월 638 등을 기록하기도 했다. 오후 들어 옅어지기는 했다고 하지만 제주 고산 957, 전북 군산 925, 흑산도 825, 부산 구덕산 779, 광주 583, 서울 284 등 높은 수치를 보였다. 이에 따라 29일 전국의 미세먼지 농도는 하루 종일 ‘매우 나쁨’ 상태를 보였다. 국립환경과학원은 30일 화요일부터는 황사 농도가 점차 옅어지겠지만 대기 정체로 인해 전날 유입된 황사가 잔류해 있는 상태에서 국내 발생 미세먼지까지 축적되면서 전국이 ‘나쁨’ 단계에 머물 것으로 전망했다. 특히 이번 주 내내 포근한 날씨가 이어지면서 대기 정체상태가 이어질 경우 전국에 비가 예보된 이번주 토요일 이전까지 미세먼지 농도는 계속 ‘나쁨’ 단계에 머물 가능성도 있다. 한편 30일과 31일 아침 기온은 전국 대부분 지역에서 5도 내외를 보이고 경기동부와 충북북부, 강원영서와 산지, 경북북동산지, 전북동부는 0도 안팎을 보이며 춥겠다. 그렇지만 낮 기온은 전국 대부분 지역에서 15도 내외가 되겠으며 전남권과 경상권, 강원 동해안은 20도 이상 오르는 곳이 많겠다. 3월의 마지막 날인 31일은 낮 기온이 전날보다 2~4도 더 올라 전국 대부분 지역에서 20도 내외가 되겠고 전남내륙에서는 25도 가까이 오르겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생수를 비롯해 각종 음료수를 담는 페트(PET)병을 분해해 손소독제나 화장품, 나일론 원료물질로 만들 수 있는 기술이 나왔다. 이번 기술을 활용하면 쓰고 버려지는 플라스틱을 다시 플라스틱으로 재활용하는 것이 아니라 새로운 물질을 만들 수 있게 되는 것이다. 고려대, 한국화학연구원, 포스텍, 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 공동연구팀은 친환경 촉매를 이용해 페트 폐기물을 효율적으로 분해해 새로운 물질의 원료로 사용할 수 있는 방법을 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 촉매과학 분야 국제학술지 ‘ACS 촉매’ 23일자에 실렸다. 페트처럼 고분자 물질은 단량체가 반복적으로 연결돼 있다. 고분자 물질을 폐기하거나 재활용하기 위해서는 단량체로 분해해야 하는데 그 전에 단량체가 수 개~수십개 정도 연결된 저중합체로 예비 분해하는 것이 고농도의 단량체를 많이 얻을 수 있다. 연구팀은 미생물이 분비하는 효소를 이용한 분해공정을 최적화하기 위해 효소나 미생물 발효에 방해되는 구성성분을 최소화할 수 있는 분해공정을 개발했다. 연구팀은 동식물은 물론 미생물 같은 생물체에 널리 존재하는 베타인이라는 물질이 페트를 효율적으로 분해시키는 촉매로 작용할 수 있다는 사실을 발견했다. 베타인은 양이온과 음이온을 동시에 가진 양쪽성 이온이기 때문에 페트 분해에 효과적이라고 알려진 촉매인 이온성 액체와 유사할 것이라고 연구팀은 보았던 것이다. 연구팀은 실제로 베타인을 이용해 페트를 분해한 결과 페트의 80% 이상을 저중합체로 분해할 수 있었고 발효공정 후 최종 반응산물만 분리하면 되기 때문에 공정을 단순화할 수 있었다. 더군다나 금속이온이나 유기화합물 촉매가 아니기 때문에 최종물질 분리가 더 용이한 것으로 확인됐다. 이렇게 생물전환공정으로 페트를 분해해서 얻은 성분은 화장품이나 손소독제 원료로 쓰일 수 있는 글리콜산, 프로토카테큐익산이나 나일론 같은 고분자 물질을 합성할 수 있다. 김경헌 고려대 생명과학대학 교수는 “이번 연구는 페트의 효율적 분해를 위해 화학적, 효소적 공정을 통합시켰을 뿐만 아니라 분해는 물론 고부가가치 산물을 생산해냈다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 미세먼지의 원인물질인 질소화합물을 이용해 수소에너지를 저장할 수 있는 화합물을 만드는데 성공했다. 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부, 카이스트 EEWS대학원, 숙명여대 화공생명공학부 공동연구팀은 미세먼지 주요 원인인 일산화질소(NO)를 고부가치 화합물인 하이드록실아민으로 전환하는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 하이드록시아민은 합성섬유 나일론의 원료인 카프로락탐의 주원료이며 최근에는 수소에너지를 효과적으로 저장보관할 수 있는 물질로 알려져 주목받고 있는 화합물이다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 25일자에 실렸다. 질소는 지구 대기의 약 78%를 차지하고 있는 원소이다. 그렇지만 축산업, 운송업, 에너지 분야 등에서 배출되는 일산화질소, 이산화질소, 질산염, 아질산염, 아산화질소 같은 질소산화물들은 질소 순환계에 불균형을 일으켜 토양산성화, 수질오염 뿐만 아니라 미세먼지의 원인 물질이 되고 있다. 특히 아산화질소는 이산화탄소보다 대기질과 오존층에 미치는 영향이 300배 이상으로 알려져 있다. 연구팀은 분광학과 계산화학 연구를 통해 산화된 단원자 철(Fe) 이온이 일산화질소 환원을 촉진시킨다는 사실을 확인했다. 또 전해질의 산성도를 조절함으로써 친환경 물질인 하이드록실아민을 선택적으로 생산하는 한편 생산량 제어에도 성공했다. 단원자 철 이온에 붙은 일산화질소 주변 전기장의 세기에 따라 반응경로가 변화한다는 사실을 계산화학적으로 확인했다. 이를 통해 연구팀은 추가적인 에너지 공급 없이 일산화질소를 하이드록실아민으로 전환하는데 성공했다. 최창혁 GIST 신소재공학부 교수는 “이번 연구는 미세먼지 주요 원인인 질소산화물을 줄이는 동시에 섬유 생산의 원재료와 수소에너지 저장물질을 확보할 수 있게 해준다는데 의미가 크다”라며 “추가로 질소산화물 이외 대기오염물질을 유용한 물질로 전환하는 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

3월의 마지막 월요일인 29일은 주말에 내린 봄비로 아침 기온이 뚝 떨어지면서 춥겠다. 또 중국발 황사로 인해 전국의 공기가 탁하겠다. 기상청은 “주말 동안 내린 봄비로 인해 29일은 전날보다 2~5도, 30일 화요일은 이보다 더 떨어지면서 아침 기온이 5도 이하로 내려가는 곳이 많아 추울 것”이라고 28일 예보했다. 특히 30일 아침 기온의 경우 경기 동부, 강원 영서와 산지, 충북 북부, 경북 북동 산지는 0도 이하의 영하권으로 떨어져 서리가 내리고 얼음이 어는 곳도 있을 것으로 기상청은 전망했다.추운 아침과 달리 낮 기온은 전국 대부분 지역에서 15도 내외를 보일 것으로 전망된다. 전남권, 경상권, 강원 동해안 지역은 20도 이상 오르는 곳이 많아 일교차가 15~20도로 크겠다. 한편 기상청과 국립환경과학원은 26~27일 몽골 전역에서 황사가 발원됐으며, 이 황사는 28일 밤늦게 서해5도를 시작으로 29일엔 전국을 뒤덮을 것이라고 밝혔다. 이에 따라 환경과학원은 29일 미세먼지 농도는 수도권과 충청권, 전북의 경우 ‘매우 나쁨’, 그 밖의 전국은 ‘나쁨’ 수준을 보일 것이라고 전망했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 수소에너지 생산과 발전 모두 가능한 일체형 재생연료전지의 효율을 획기적으로 높이는데 성공했다. 한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구단, 물질구조제어연구센터, 서울대 화학생물공학부 공동연구팀은 ‘청정에너지’로 불리는 수소를 생산하고 전력까지 만들어 낼 수 있는 일체형 재생 연료전지의 효율을 높이는 방법을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 실렸다. 일체형 재생연료전지는 수소생산과 연료전지 운전이 모두 가능해 친환경 에너지 저장 및 전력생산 장치로 주목받고 있다. 태양광이나 풍력 등 신재생에너지원에서 전기생산이 수요보다 많을 경우는 수소를 생산해 에너지를 저장하고 있다가 전력수요가 증가하면 연료전지 운전으로 전력공급에 사용하는 방식이다. 문제는 기존의 일체형 재생연료전지는 수소 생산-이용 순환운전장치에서 물과 가스가 섞여 빠르게 이동하지 못하면서 효율이 떨어진다는 것이었다. 이에 연구팀은 물과 가스가 섞이지 않고 빠르게 이동할 수 있도록 마이크로 패턴을 가진 플라스틱을 전극에 코팅한 새로운 개념의 부품을 만들어 기체가 최대 18배까지 빠르게 방출될 수 있도록 했다. 이렇게 만들어진 일체형 재생연료전지는 기존의 것보다 연료전지 운전에서는 4.3배, 수소생산에서는 1.9배의 성능향상을 관찰할 수 있었다. 또 수소생산과 전력생산이 160시간 이상 장기운전하는 동안 안정성을 보이는 것도 확인됐다. 박현서 KIST 박사는 “추가 연구를 통해 일체형 재생연료전지의 안정적 작동시간을 수 천시간 이상으로 늘려 상용화를 앞당길 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

3월의 마지막 월요일은 주말에 내린 봄비로 아침 기온이 뚝 떨어져 춥겠다. 또 중국발 황사로 인해 전국의 공기는 탁할 것으로 전망됐다. 기상청은 “주말 동안 내린 봄비로 인해 29일 월요일은 전날보다 2~5도, 30일 화요일은 이보다 더 떨어져 아침 기온이 5도 내외로 떨어져 쌀쌀하겠다”고 28일 예보했다. 30일 화요일 아침 기온의 경우 경기동부, 강원영서와 산지, 충북북부, 경북북동산지에는 0도 이하의 영하권으로 떨어져 서리가 내리고 얼음이 어는 곳도 있을 것으로 기상청은 전망했다. 추운 아침과는 달리 낮 기온은 전국 대부분 지역에서 15도 내외를 보이겠으며 전남권, 경상권, 강원 동해안 지역은 20도 이상 오르는 곳이 많아 일교차가 15~20도로 크게 나겠다. 29일 전국의 예상 아침 최저기온은 4~12도, 낮 최고기온은 13~21도, 30일 화요일 아침 최저기온은 영하 1도~영상 10도, 낮 최고기온은 14~21도 분포를 보이겠다. 한편 기상청과 국립환경과학원은 26~27일 몽골 전역에서 황사가 발원됐으며 이 황사는 28일 밤늦게 서해5도를 시작으로 29일 월요일은 전국을 뒤덮을 것이라고 밝혔다. 이에 따라 29일 미세먼지 농도는 수도권과 충청권, 전북의 경우 ‘매우 나쁨’ 수준을 보이겠으며 그 밖의 전국이 ‘나쁨’ 수준을 보일 것이라고 환경과학원측은 전망했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구온난화로 전 세계가 몸살을 앓는 가운데 한반도가 빠른 속도로 뜨거워지고 있다는 통계가 나왔다. 30년 전인 1980년대보다 2010년대는 평균기온이 1도 가까이 오른 것으로 조사됐다. 기상청은 25일 이 같은 내용이 포함된 최근 30년 동안의 기온과 강수량 등을 평균한 새 기후평년값(1991~2020년)을 발표했다. 기후평년값은 세계기상기구(WMO) 기준에 따라 10년 주기로 산출되는 기후 기준값이다. 지금까지는 2011년에 발표한 1981~2010년의 기후평년값을 사용해 왔다. 이번에 발표한 자료에 따르면 한국의 연평균 기온은 12.8도다. 30년 단위로 평균을 낸 평년값은 이전 평년값보다 0.3도 올랐지만 10년 단위 평균기온으로 보면 1980년대보다 0.9도나 상승했다. 주요 도시의 기온 역시 이전 평년값과 비교해 0.3~0.4도 상승했다. 평년기온이 가장 높은 곳으로는 서귀포(16.9도), 제주(16.2도), 부산(15.0도) 순이었다. 기온 상승에 따라 폭염과 열대야현상은 각각 1.7일, 1.9일이 증가했고 겨울철 한파일수는 0.9일 줄었다. 이와 함께 계절 길이변화도 컸다. 이전 평년보다 봄과 여름은 각각 4일 길어지면서 계절의 시작이 2~6일 정도 빨라졌다. 반면 가을은 1일, 겨울은 7일 짧아졌다. 한반도를 둘러싼 주변 바다의 수온도 크게 올랐다. 한반도 주변 수온은 2010년을 전후해 15.9도에서 16.7도로 0.8도 상승한 것으로 나타났다. 지구온난화에 따라 봄꽃 개화 시기도 변했다. 최근 30년 동안 매화는 10~21일, 개나리는 2~6일, 진달래는 3~5일, 벚꽃은 2~6일이나 일찍 꽃망울을 열었다. 한편 26일 금요일 광주 지역 낮 최고기온이 25도까지 오를 것으로 전망됐다. 이는 2013년 3월 9일 26.8도, 2014년 3월 28일 26.2도에 이어 3월 기준 역대 세 번째로 높은 기온으로 기록될 것으로 보인다. 광주 지역의 경우 3월 최고기온 역대 5위까지의 기록은 모두 2000년대 이후에 세워졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr