토양, 인류가 지켜야 할 소중한 자산
우리나라에서는 토양의 중요성에 대해 아직까지 대다수 국민의 인식이 부족한 현실이다.
연구기관과 학자들, 토양학회가 토양의 중요성에 대하여 역설하지만 현실은 토양을 이용하여 살아가는 일부분만이 토양이 인류에게 소중한가를 인식하고 있을 정도이다.
토양에 대하여 학자들 사이에서는 학문적 근거에 의해 달리 견해를 나타내고 있지만 토양의 근간의 중요성에 있어서는 똑같이 한목소리를 내고 있다. 토양은 크게 무기질과 유기질로 구성된다. 무기질인 암석은 햇빛, 빗물, 바람 및 하천수 등에 의해 풍화, 침식작용으로 암석 조각, 모래(sand), 나아가서는 입자의 직경이 0.002mm 이하의 미부식 성분은 토양입자 표면에 결합되어 있으면서 토양표면의 특성을 지배하고 있다.
토양학자들은 지구의 표출 면이 오랜 시간을 걸쳐 암석 또는 기후, 암석모체, 생물체, 사람등간의 상호관계에서 나타나는 암반과는 다른 것으로 정의하고 있으며, 토양화 과정에서 생성되는 자연적인 지표층으로 구성되어 있다고 정의하고 있다. 이와 반대로 환경학자들은 일반적으로 지표층, 기후적안 지구의 표피층, 액체, 광물질과 유기물질까지 포함하고 있다 한다. 이와 같이 서로가 다른 학문적 견해를 갖고 있지만 토양의 중요성에 대해서는 같은 인식을 갖고 있다.
토양은 1차적으로 식물의 뿌리를 지탱케 하여 우리 인류가 살아 갈 수 있는 식량을 제공하고 있으며, 우리가 입고 다니는 옷의 재료인 섬유, 집을 지을 수 있는 목재를 제공하고 건강과 관련된 세라믹 등을 제공하고 있다. 또한 토양은 암석과 지하수 등, 물을 포함한 다른 구성 물질을 포함하고 있어 생태계를 유지시켜 주고 있다
생명체의 보고, 토양의 기능과 오염(Contamination Pollution)물질
토양에는 땅속에서 사는 지렁이와 같은 환형동물과 두더지와 같은 척추동물, 조류, 세균에 이르기까지 다양한 생명체들이 서로 간에 함수적 역학 관계를 유지하며 살아가고 있다. 토양이 살아 있는 곳에서는 미생물들이 여러 형태의 작용을 일으킨다. 광합성 작용을 하고, 질소를 고정시켜 토양을 비옥하게하며 항생물질과 같은 독특한 물질을 만들어 내기도 한다. 토양은 토양에 살고 있는 미생물은 동물과 식물의 유기체나 배설물을 무기물로 분해시키는 역할을 한다. 분해된 물질은 다른 생물의 먹이가 되거나 자연으로 환원 된다. 이와 같이 토양은 여러 종류의 오염물질이 토양내로 유입되면 해로운 성분들은 토양입자에 의해 걸러지며 입자의 표면에 흡착되고, 토양 생물의 의해 흡수되며, 특히 미생물에 의해 분해된다. 또한 자정 작용을 통해 오염물질을 깨끗하게 정화 시킨다.
사람에 활동에 의해서 오염 물질이 토양에 유입되어 토양을 변화시키고 구조를 파괴시켜 살아있는 생물의 생육에 장애를 일으키는 등 토양의 질을 나쁘게 하는 것으로 볼 수 있으며, 우리의 식생활과도 직결되는 식물에도 영향을 끼쳐 우리의 건강을 해치는 상황에 직면 할 수도 있으며, 가축 등에도 오염물질에 의한 심각한 영향을 끼친다. 인간 활동에 의한 토양에서 위해성 물질의 수준이 증가하는 것은 국가경영에 있어서도 토양오염 정화에 대한 막대한 비용이 들어가며, 지하수를 정화하는 비용도 적지 않게 든다.Contamination과 Pollution은 일반적으로는 동의어로 사용 되지만, Contamination은 항상 유해한 것은 아니나 인류가 사용 활동에 의해 토양 내에 유해물질의 수준이 증가하는 것이며, Pollution은 토양 중 유해물질의 농도가 일반적으로 나타나는 배경치(자연함유량) 이상으로 증가되어 토양의 기능에 피해가 나타난 상태로 구분할 수 있다.
유럽위원회(Council of Europe, 1990)는 토양의 기능을 6가지로 구분하였는데, 3가지는 주로생태학적 관점이며, 나머지 3가지는 인간의 활동과 토지이용에 관련된 것이다.생물질의 생산(biomass production)기능: 식품, 사료 재생 가능한 에너지 및 가공하지 않은 재료(raw materials)의 제공filtering, buffering, storage and transforming 기능: 토양은 오염 물질로부터 먹이연쇄와 지하수를 한정적으로 보호함. 토양은 雨水(rain)의 저장고.
생물학적 서식지 및 유전물질의 저장: 토양은 동식물이 살아갈 수 있는 공간과 물질, 생물을 제공, 유전적 재산(geneticheritage)은 인간의 삶에 꼭 필요한 자원을 형성.기능에 연관된 인간의 이용 물리적인 매체: 토양은 다양한 기술적이고 산업화된 구조물과 사회 경제적 활동의 공간적인 토대(예를 들면 건물, 도로, 철도 및 여가 선용).가공하지 않은 재료의 근원지: 토양은 물의 저장고이며 여러 형태의 자갈, 모래, 진흙, 유류, 광물질을 제공.문화적 유산: 토양은 지구와 인류의 역사를 밝힐 수 있는 고생물 학(화석학) 및 고고학적 정보를 포함하는 것으로 그 기능을 분류하고 있다.
토양오염은 개발, 사용 및 폐기를 통한 순환 과정에서 직접 혹은 간접으로 오염물질이 토양으로 유입되어 나타난다. 토양오염물질(카드뮴, 구리, 비소, 수은, 납, 6가크롬, 아연, 불소, 유기인 화합물, PPB, 시안, 페놀, 석유류, TCE, PCE, 등 16개 물질)을 생산운반, 저장, 취급, 가공 또는 처리함으로써 토양을 오염시킬 우려가 있는 시설 장치 건물 건축물 및 장소를 말한다. 토양오염은 수질, 대기, 폐기물 등의 최종오염으로서 이를 방치할 경우에는 토양, 공기, 물(지하수) 뿐만 아니라 우리의 삶까지도 위협받게 된다. 이와 같이 토양오염은 직접적인 토양오염과 각종 대기오염물질이 농축된 산성비와 화학물질을 포함한 쓰레기매립 등을 들 수 있다. 표1: 토양오염기준자료/출처 환경부
토양환경평가와 조화로운 이용 개발
토양은 홍수방지, 수원함양, 수질정화, 토사붕괴 방지, 토양표면 침식방지, 지반침하 방지, 오염물질 정화, 지표온도 습도변화의 완화, 토양생물상 보호, 식생보호 등의 환경성 기능을 수행한다. 토양 환경을 무시하고는 이제는 인류가 살아 갈 수 없는 시대적 상황에 처해 있으므로 토양을 개발하는데 있어 철저한 환경과 조화를 이뤄져야 한다고 본다.
정부의 정책 방향이 오염원에 대한 정화적 차원에서 보호적 개념의 정책이 우선되어야 할 것으로 본다. 토양의 주요 오염원인자는 산업시설에서 흘러나오는 폐수와 축산폐수가 정화시설 없이 방치된 상태로 농경작지 등으로 로 유입되는 경우, 대단위 아파트단지 건설 및 빌딩 군으로 토양이 죽어가는 것과 시멘트로 토양을 봉합하여 토양의 정상적인 호흡을 가로막는 무절제한 개발은 토양이 원래의 기능과 역할을 못하고 있는 것을 들 수 있다.
토양오염과 관련된 토양환경보호정책은 토양오염방지적 접근방법(사전처리)과 복원, 오염정화적 접근방법(사후처리)으로 구분할 수 있다. 오염방지적 접근방법은 토양을 가치 있고 제한적인 자원으로 고려함으로써 모든 토양의 보호에 초점을 맞추고 있다. 토양의 피해방지와 토양보호 관련에 근거한 오염방지의 원칙은 UN의 Brundtland위원회에 의하여 지속 가능한 개발원칙을 일반적으로 채택하고 있다(WCED, 1987). 건전한 토양은 토양의 어떠한 사용에 의해서도 인간, 식물, 동물에게 어떠한 해를 입히지 않으며, 자연적 주기에 제한없이 기능을 수행하며, 또한 다른 환경을 오염시키지 않는다(Moen et al., 1986). 현재와 미래의 지속 가능한 환경을 유지하기 위해서 토양은 인간의 활동을 지원하는 매체로서 뿐만 아니라 동적이고 다기능적인 생태학적 구성요소를 가지고 있다(Sheppard et al., 1992). 토양환경평가는 주유소, 저유소, 유독물 저장시설 등 토양환경보전법 제2조 의 규정에 의한 토양오염유발시설이 설치되었거나 설치되어 있는 부지의 토양오염상태를 정밀 조사하는 것을 말한다. 우리나라에서 지하유류 저장시설을 보유하고 있는 업체는 18,103개소이며, 이들 업체가 보유하고 있는 유류 저장 탱크는 52,859 개다. 오염된 토양은 복원비용으로 1 톤 (약 1m3) 당 10만 원 정도가 소요되는데 이러한 업체의 재정적인 부담을 감소시키기 위해서 미국은 탱크 소유주에게 100 만 불 ( 약 10 억 원 )의 보험가입을 의무화하고 있다 . 토양환경평가는 주로 토양오염유발시설이 설치된 부지를 대상으로 토양오염여부 및 오염정도를 정밀 조사하는 것을 말하며, 환경영향평가는 도로의 건설 매립사업 산업단지의 조성 등과 같이 환경에 미치는 영향이 큰 개발 사업을 할 때 미리 그로 인한 환경상의 영향을 평가하고 저감방안을 강구하는 행위를 의미한다. 표2: 토양오염유발시설자료/출처
토양오염 복원비용 국가경제의 주름살
토양오염의 특성은 간접적이고, 만성적이며, 개선 복원의 시간적 경제적 어려움을 가지고 있다. 토양이 오염되면 그 속에 공생하고 있는 토양미생물에 피해를 줄뿐만 아니라, 인간의생명수인 지하수의 오염을 야기 시켜서 종래에는 우리 인간에게 피해를 주어 간접적인 영향을 끼치게 된다. 급성적인 피해보다는 오랜 기간 누적되어 피해를 일으키는 만성적인 영향을 준다. 토양오염은 대기, 수질오염 등과는 달리 육안으로 관찰될 수 있도록 특별히 표토에 오염물질이 누적되기 전에는 대부분의 경우 인체의 오감으로 토양오염을 인지하기 어렵다. 아울러 토양오염은 대부분의 환경오염처럼 한번 오염되면 그 개선이 어려우면서도 대기나 수질에 비해 훨씬 더 긴 시간과 많은 경제적 투자를 필요로 한다는 특징을 가지고 있다. 유럽 선진국의 오염토양 토지에 대한 정의 선진 각국의 토양보호정책은 오염토양의 정의와 토양질의 이용에 관한 개념에 따라 다양하게 나타난다. 토양오염의 특성은 간접적이고, 만성적이며, 개선(또는 복원)의 어려움(시간적, 경제적)의 세 가지로 요약할 수 있다. 즉 토양이 오염되면 그 속에 깃들어 살고 있는 토양생물들과 지하수의 오염을 야기하다. 이는 인간에게 피해를 주어 간접적인 영향을 끼친다. 또한 급성적인 피해보다는 오랜 기간 누적되어 피해를 일으키는 만성적인 영향을 주게 된다. 아울러 토양오염은 대부분의 환경오염처럼 한 번 오염되면 그 개선이 어려우며, 대기나 수질에 비해 훨씬 더 긴 시간과 많은 경제적 투자를 필요로 한다는 특징을 가지고 있다.
미국, 유럽 및 일본의 오염토양 기술특허 출원동향
약 1,500건 정도로 비슷하지만, 그 출원 시기와 내용면에서는 차이가 있다. 출원동향을 시계열로 보면 일본이 1975년 전후해서 일시적으로 출원 건수가 나타나 보이지만, 실제로 출원 건수가 증가하기 시작한 것은 1980년대 미국과 유럽에서 볼 수가 있다.
미국과 유럽의 출원 건수는 1990년대 전반에 피크를 보이다가 1999년에는 감소 경향을 보이고 있다. 한편 일본의 경우는 1980년대에는 출원 율이 저조하다가, 1990년대에 들어서면서 급속히 증가하기 시작하여 1996년 이후에는 미국과 유럽을 웃돌고 있다. 특히 1999년 의 출원 건수는 현저하게 증가하였다. 미국과 유럽의 기술특허 출원상황유럽에서 특허 출원인의 국적별 분류를 보면 독일의 출원 건수가 많아, 1990년대 전반까지는 미국의 출원 건수보다 많았다. 미국은 정책면에서 “슈퍼펀드(supperfund)법” 등으로 세계를 선도하고 있다고는 하지만, 특허의 출원 건수는 이에 미치지 못하고 있다. 또 미국과 같이 토양정화 대책이 일찍부터 시행되고 있는 네델란드에서는 특허 건수가 다른 나라보다도 적은 것을 볼 수가 있다. 한편 정책에 따라서는 특허 출원 건수에 영향을 주는 경우도 있는데, 미국의 경우는 “슈퍼펀드 법개정”(재수권법)에 의해 오염토양의 정화가 추천되었기 때문에 특허 출원 건수가 증가하였고, 1990년에는 基地閉鎖再編法의 제정으로 DOD(국방성)이 기술지원을 하게 된 영향을 받아서 특허 출원 건수가 증가하고 있다. 하지만 1990년대 후반에 접어들면서 특허의 출원 건수는 감소하고 있다.
그 원인으로는 정책 주도에 의한 기술개발이 재정 면에서 축소된 점, 정책이 엄격한 정화기준의 달성보다는 토지의 재생 이용을 중요시하기 시작한 점(미국의 brown field 계획, 독일의 토양보존법, 네덜란드의 BEVER 등에서는 오염토양의 정화기준을 재개발의용도에 의해 변화하고 있음) 등 정화기술의 차별요소가 기술보다는 경험을 중요시하기 때문이라고 생각된다. 오염토양의 문제는 앞서가고 있는 구미 제국에서도 아직 정화가 완료되었다고 선언하는 나라는 없지만, 그 기술개발은 이미 피크가 지나고 있음을 알 수가 있다. 1970년대에 일본에서 특허 출원이 증가한 것은 6가 Cr(크롬)에 의한 오염이 발견되어, 그 대책의 일환으로 여러 가지 새로운 기술이 개발되었기 때문이다. 특허 출원이 본격적으로 증가한 것은 1990년대에 들어서이며, 이때부터 환경기준이 정해지고, 정책면에서도 많은 변화가 나타났다. 또 이와 관련 언론의 집중조명으로 사회적 주목을 받았던 점을 들 수가 있다. 즉 특허의 출원 건수는 사회적 관심에 의한 국민의식에 영향을 받아 증가한다고 말할 수가 있다. 또한 환경청에서 발표한 “토양오염조사 대책사례 및 대응상황에 관한 조사결과” 와 관련성이 있는 것으로 보인다. 오염물질별로 보면 1998년에 휘발성 유기화합물의 오염이 증가 되면서 이에 관한 특허가 다수 출원되고 있다. 현재 일본에서는 오염토양의 정화에 관한 책임을 명확하게 규정하는 정책이 법제화하는 단계에 있으므로, 1980년대부터 검토를 시작한 미국과 유럽의 여러 나라들과는 정책상황에 차이가 있다. 그러나 오염실태를 공표한다는 사실만으로도 특허 출원이 급증하고 있는 것은 분명하다.
일본에서 주요출원을 보면, 일본에서는 특허를 출원하는 주된 기업이 토양 정화를 시행하는 기업이라고 할 수 있다. 단 주요 출원인으로 톱을 차지하는 CANON은 토양정화를 사업으로 하고 있지는 않지만, 과거에 토양오염의 정화를 실시하였던 경험이 있다. 한편, 미국과 유럽에서 일본과는 달리 주요 출원인과 market 리더가 완전하게는 일치하지 않는다. 정화사업자로서도 IEG 인터내셔널(독일), LINDE(드이트) 등의 기업이 포함되어 있지만, 상위 기업은 거의 출원인으로는 나타나지 않는다. 주요 출원인으로는 미국에서는 GE CANON EXON SHELL 등이고, 유럽에서는 SIEMENS BAYER XEROX 등이다. 이러한 기업들은 사업내용으로 볼 때, 정화사업자가 아니라 정화를 의뢰하는 사업자로 분류된다. 즉 미국과 유럽에서는 정화를 실시하는 사업자는 아니고, 정화를 의뢰하는 사업자가 주요 출원인이 되고 있음을 알 수 있다.
국내 토양 복원기술과 정화기술의 현주소
우리나라는 토양환경보존법을 1997년 13일 1차 개정이래 2007년5월 17일까지 15차에 걸쳐 개정하면서 보완하여 왔다. 현재 우리나라의 토양 복원과 정화기술은 선진국에 비교해서 기술특허 출원에서 뒤져있는 것은 국가산업 성장에 가려 토양환경에 관한 연구가 활발하게 진행되지 못한 부분과 토양의 중요성에 대한 국민적 인식이 부족했다고 볼 수 있다. 선진국들은 오래전부터 토양에 대한 연구와 기술개발을 위해 정부 정책지원과 자금지원을 아끼지 않고 지원하여 왔으며 선진국의 민간 기업들은 토양과 관련한 사업이 미래의 산업적 가치가 있다고 판단, 토양과 관련된 기술, 개발을 연구해 왔다.
우리의 실정은 토양오염의 중요성에 대하여 미군 반환기지 유류침하로 인한 토양오염 이후 국민적 관심을 갖게 되었다고 본다. 국내 학계가 토양에 대한 국민의 관심을 이끌어 내는 중요한 역할을 해줘야 할 것이다. 토양오염과 복원, 정화, 사전오염방지 등 지하수오염이 곧 토양오염인 것으로 대다수 국민들이 인식하고 있는 이 부분은 학계 학술세미나 및 연구회 등이 집중되고 있기 때문으로 보인다. 이는 토양 선진 국가와의 시각 차이에서도 비교되는 부분이다. 근간에 지하수학회와 토양학회가 지하수토양학회로 합쳐진 것은 토양의 분류적 측면에서 선진국과도 비교되는 부분이다.
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