2019년 6월호
복사
해양도시의 새로운 청정 식수원 - 해저용출수
박맹언 부경대학교 명예교수
2019-05-31 09:10:41

깨끗한 물의 부족

급격한 산업화에 따른 기후변화로 인한 물 부족은 전 지구적인 문제로 대두되고 있다. 특히, 깨끗한 물의 부족은 식량부족에 버금가는 심각한 상황으로서 많은 국가에서 사람들의 건강과 생존을 위협하고 있다. 그러므로 멀지않은 미래에는 깨끗한 물이 지금의 석유나 광물자원처럼 국가의 안보에 중대한 영향을 미치는 요소가 될 것으로 예측되고 있다.

물 부족을 해소하기 위하여 새로운 지하수원 개발과 해수 담수화를 비롯하여 남극의 빙하, 사막의 안개, 인공 강수 등의 활용에 대한 다양한 기술이 제안되고 있다. 우리나라는 댐 건설, 지하수 개발, 해수 담수화, 지표수와 지하수를 연계한 효율적 활용방법 등으로 부족한 물을 충당하고 있다. 그러나 지금도 갈수기 동안에 연안 도서 지역에서는 여전히 제한급수를 하는 실정으로, 아쉽게도 우리나라 유엔이 지정한 '물 부족 국가'로 분류되고 있다.

국내 대도시는 오랫동안 강물을 상수원으로 사용해 왔다. 그러나 산업화와 도시화가 급속히 진행됨에 따라 상수원 보호구역 지정과 수질보호의 실효성 문제로 인해 지금은 주로 광역 상수도사업을 통하여 상류 지역 댐의 물을 이용하고 있다.

 

해저용출수란?

지구상에 존재하는 전체 담수(빙하 제외)95%이상이 지하수로 존재하지만 그 중 1%에도 미치지 못하는 적은 양이 이용되고 있을 뿐이다. 우리나라는 댐의 건설이 여의치 않음에 따라 지표수를 인공적으로 지하에 저장하거나, 지하수가 흐르는 유동 경로를 막 지하댐을 조성하는 등 다양한 기술개발이 수행되고 있다. 이러한 기술발전에도 불구하고 안정적이고 깨끗한 식수원 확보에는 여전히 어려움을 안고 있다.

해저로 유출되는 지하수(해저용출수)의 수량은 상상 이상으로 풍부하다. 담수 지하수의 해저 유출량이 전체 강물 총량의 10%에 이르는 것으로 알려져 있다(Zektzer and Loaiciga, 1993). 해저용출수는 오랜 시간 동안 지표수가 지하로 유입되어 천연의 저수지를 이루다가 해저에서 솟구쳐 나오는 지하수로서 수량이 풍부하고 깨끗하여 해양 심층수를 대체할 수 있는 고급의 담수 수자원이다(그림 1). 해저용출수는 수온이 일정하고 깨끗할 뿐만 아니라 각종 미네랄이 풍부한 알칼리성 천연 암반수로서, 오랜 지질학적 시간 동안 지층 내에서 정수된 태고의 청정 광천수(암반 지하수)이다.

지금도 북해, 남중국해, 북미 동부해안, 인도네시아와 남미 해안에서 해저용출수의 탐사와 개발에 좋은 성과를 거두고 있다. 일본과 프랑스는 해저용출수를 개발하여 식수와 산업용수로 공급하고 있으며, 미국의 동남해안과 조간대에서 수백 년 동안 쓸 수 있는 해저용출수를 발견한 것이 별로 오래된 일이 아니다. 미국 뉴저지 주 해안에서 직접취수에 의한 이송기술을 적용하여 뉴욕시 주민들이 수백 년 동안 물 걱정을 하지 않아도 좋을 만한 해저용출수를 개발하고 있다.

 

 

    

그림1. 해저용출수 모식도

 

해양도시와 해저용출수

해저용출수는 물 위기를 해결할 수 있는 수자원이다. 상류 땜의 식수원 확보에 어려움을 겪고 있는 부산을 비롯한 경남의 해양도시는 여전히 낙동강의 수질에 신경을 곤두세우고 있으며, 깨끗한 물을 얻기 위해 막대한 처리비용을 부담하고 있다. 이처럼 낙동강 하류 지역이 풍부한 상류 댐의 수원 확보가 어렵다면, 이제는 깨끗하고 광물질이 풍부한 해저용출수의 개발이 필요한 시기라고 생각된다. 해저용출수의 개발은 갈수기에 강의 수질이 극히 나빠지는 경우를 대비한 비상수원이나 보조적인 수자원의 개념에서 시작하여, 차후 항구적으로 깨끗한 물을 안정적으로 공급하는 방안으로 진행되어야 할 것이다.

다행스럽게도 부산을 비롯한 우리나라 해양도시는 내륙의 높은 산에서 땅속 깊이 스며든 지하수가 지층을 따라 이동하여 해안에서 떨어진 바다 밑에서 흘러나오기 때문에 풍부한 해저용출수의 자원을 형성하기에 적합한 지질환경을 갖추고 있다.

해저용출수의 생산은 막대한 비용과 기술이 필요하나 풍부하게 분포하고 있을 뿐만 아니라, 해수 담수화보다는 30% 정도 저렴한 비용으로 생산이 가능한 것으로 알려져 있다. 기술적으로 석유개발 방식과 같아 별다른 어려움이 없고, 염분 함량이 적어 식수로 이용하기 위한 추가적인 처리단계가 필요 없거나 극히 간단하다(그림 2). 낙동강 하류에 위치한 해양도시의 주민들이 상류의 댐으로부터 깨끗한 상수원을 공급받기 어렵다면, 지금부터 바다 밑을 흐르는 태고의 청정 식수원인 해저용출수를 찾아야 할 때라고 생각된다

 

그림2. 해저용출수 수자원화 기술 로드맵

 

 

박맹언 부경대학교 명예교수 

목록