안녕하세요. 손진국 전문가입니다.
환경·에너지
Q. 우리나라에서 방사성 폐기물은 연간 어느 정도가 나오고 있나요?
원자력 발전소에서 발생하는 방사성 폐기물은 크게 두 가지로 나뉩니다: 중·저준위 방사성 폐기물과 고준위 방사성 폐기물입니다. 이 중 고준위 방사성 폐기물이 더 위험하며, 주로 사용 후 핵연료가 이에 해당합니다.1. 방사성 폐기물의 양- 중·저준위 방사성 폐기물: 한국에서 원자력 발전으로 인해 발생하는 중·저준위 방사성 폐기물은 연간 약 8700드럼(200L 드럼 기준) 정도가 발생합니다. 이는 보호복, 장갑, 사용된 공구 등의 방사선에 오염된 물질들로 구성되어 있습니다.- 고준위 방사성 폐기물: 주로 원자로에서 사용된 사용 후 핵연료가 이에 속하며, 매년 약 750톤가량의 고준위 방사성 폐기물이 발생합니다.2. 방사성 폐기물의 처리- 중·저준위 방사성 폐기물: 경주에 위치한 중·저준위 방사성 폐기물 처분장에서 처리가 이루어집니다. 이곳은 2015년에 운영을 시작하여, 드럼에 담긴 폐기물을 철저히 관리된 시설에서 장기 보관합니다. 주로 100~300년의 관리 기간을 거친 뒤, 방사능이 안전한 수준으로 감소하면 처분이 완료됩니다. - 고준위 방사성 폐기물: 사용 후 핵연료는 임시 저장 상태로 각 원자력 발전소 부지 내의 수조나 건식 저장 시설에 보관됩니다. 한국은 아직 영구 처분장이 없어, 임시 저장소에 저장하는 방식으로 대응하고 있습니다. 하지만 이러한 저장소의 수용 용량은 한계가 있어, 장기적인 처리가 필요한 상황입니다. 정부는 2050년까지 고준위 방사성 폐기물 처분장을 건설할 계획을 세우고 있습니다.따라서, 한국에서는 중·저준위 폐기물의 처리는 어느 정도 안정적으로 이루어지고 있으나, 고준위 폐기물의 영구 처분을 위한 시설은 아직 마련되지 않은 상태입니다.
환경·에너지
Q. 지구 온난화에 인간이 미치는 영향은 매우 미미한가요?
지구 온난화는 여러 요인에 의해 발생하는데, 과학적 합의에 따르면 인간의 활동이 가장 중요한 요인으로 꼽힙니다. 특히 화석 연료의 연소로 인한 이산화탄소(CO₂)와 같은 온실가스 배출이 지구 온난화를 가속화하고 있다는 것이 널리 인정된 사실입니다. 그러나, 지구 온난화에 영향을 미치는 자연적 요인도 존재하며, 이를 무시할 수는 없습니다.
환경·에너지
Q. 요즘은 친환경 에너지로 풍력발전기가
현재 우리나라에서 풍력발전을 통해 생산되는 전기의 비중은 전체 전력 공급량 중 약 1.4%에 해당합니다. 이는 풍력 설비용량이 2023년 기준 약 1,970MW로, 신재생에너지 설비용량(약 1만 5,796MW)의 11.5%에 불과합니다. 국내 풍력발전은 아직 초기 시장에 머물러 있으며, 주로 육상풍력과 해상풍력으로 나뉩니다.그러나 정부는 2030년까지 풍력발전 설비용량을 19.3GW로, 2036년까지 34.1GW로 확장할 계획을 세우고 있어, 앞으로 풍력발전의 비중이 크게 증가할 것으로 기대됩니다.
환경·에너지
Q. 연료가 완전 연소하기 위한 조건에는 어떤것이 있나요?
연료가 완전히 연소하기 위한 조건은 주로 연소의 삼요소라고 불리는 세 가지 기본 조건을 충족해야 합니다. 1. 연료 (불에 타는 물질): 연소할 물질, 즉 불에 타는 물질이 필요합니다. 이는 목재, 가스, 석탄, 휘발유 등 다양한 형태가 될 수 있습니다.2. 산소 (공기): 연소가 일어나려면 산소가 필수입니다. 보통 공기 중의 산소가 연료와 반응하여 열을 발생시킵니다. 산소가 충분해야 연료가 완전하게 타면서 유해 물질을 덜 배출합니다.3. 점화원 (열): 연료와 산소가 있어도, 이를 발화시키는 열이 필요합니다. 이 점화원이 연료를 일정 온도 이상으로 가열하면 연소가 시작됩니다.연료가 완전히 연소하는 조건- 적정 비율의 산소 공급: 산소가 부족하면 연소가 불완전하게 되어 그을음(탄소 입자)이나 일산화탄소가 발생할 수 있습니다. 연소가 완전하려면 충분한 양의 산소가 필요합니다. - 적절한 온도 유지: 연소에 필요한 열이 일정 수준 이상 유지되어야 연료가 계속 타면서 완전 연소가 가능합니다. 온도가 너무 낮으면 연소가 멈추거나 불완전 연소가 일어날 수 있습니다.- 균일한 혼합: 연료와 산소가 고르게 섞여야 완전 연소가 가능합니다. 가스레인지처럼 가스와 공기가 잘 섞여야 깨끗하게 타는 원리입니다.완전 연소 vs. 불완전 연소- 완전 연소: 연료가 충분한 산소와 만나 깨끗하게 타는 경우로, 주로 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)만이 배출됩니다.- 불완전 연소: 산소가 부족하거나 연소 조건이 적절하지 않으면 일산화탄소(CO), 그을음(탄소 입자) 등 유해 물질이 발생하며, 환경에 더 해롭습니다.따라서 환경 보호를 위해서는 연료가 충분한 산소와 함께 완전 연소되도록 하는 것이 중요합니다.
환경·에너지
Q. 기후의 변화가 가져올 재앙은 어떤것이 있을까요?
빙하가 녹고 해수면이 상승하면서 발생할 문제는 기후 변화와 더불어 전 세계에 다양한 방식으로 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 변화는 이미 진행 중이며, 앞으로 더 심각해질 가능성이 큽니다. 1. 해수면 상승으로 인한 문제- 저지대 지역 침수: 해수면이 상승하면 해발고도가 낮은 해안 지역이 물에 잠길 위험이 커집니다. 예를 들어, 방글라데시, 몰디브, 네덜란드 같은 저지대 국가들이 큰 영향을 받을 수 있습니다. 일부 섬나라는 영토의 대부분을 잃을 위험에 처해 있습니다.- 도시 인프라 피해: 해안 도시에 거주하는 수백만 명의 사람들이 주거지와 인프라(도로, 전력망, 상수도 등)에 심각한 타격을 입을 수 있습니다. 이는 경제적 손실로 이어지고, 인구 이동을 촉진시킬 수 있습니다.- 해양 생태계 변화: 해수면이 상승하면 염도 변화와 더불어 해안 생태계가 파괴될 수 있습니다. 산호초, 맹그로브 숲 등 해안 생태계가 영향을 받아 생물 다양성이 감소할 수 있습니다.- 식수 공급 부족: 염수가 육지로 침입하면서 담수 자원이 오염될 가능성이 커져, 많은 지역에서 식수 공급에 문제가 발생할 수 있습니다.2. 기후 변화로 인한 환경 변화- 극한 기상 현상 증가: 폭염, 홍수, 허리케인, 가뭄과 같은 극한 기후 현상이 더 빈번하고 강해질 가능성이 높습니다. 이는 농업, 주거지, 경제 전반에 걸쳐 심각한 영향을 미칠 것입니다.- 생태계 파괴: 기후 변화로 인해 특정 종의 동식물이 멸종 위기에 처할 수 있습니다. 생태계는 균형이 깨지면 회복이 어려워지고, 이는 인간 사회에도 영향을 미칩니다. 예를 들어, 어류 자원이 감소하면 어업 경제가 큰 타격을 받을 수 있습니다.- 농업 생산성 감소: 온난화와 이상 기후로 인해 농작물의 생장에 필요한 조건이 변하면서 농업 생산성이 감소할 수 있습니다. 이는 식량 부족 문제로 이어질 수 있습니다.- 질병 확산: 온난화로 인해 열대성 질병이 이전에는 발생하지 않던 지역으로 확산될 가능성이 있습니다. 예를 들어 말라리아나 뎅기열 같은 병들이 더 북쪽으로 퍼질 수 있습니다.3. 인구 이동 및 사회적 불안정- 기후 난민 증가: 침수나 환경 악화로 인해 더 이상 살 수 없는 지역에서 사람들이 대규모로 이주하게 되면서, 새로운 형태의 난민 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 이동은 국제적인 정치적, 경제적 갈등을 초래할 수 있습니다.- 경제적 불균형: 기후 변화는 저개발 국가나 저소득층에 더 큰 영향을 미칠 가능성이 높습니다. 이로 인해 부유한 국가와 가난한 국가, 또는 사회 내 계층 간의 경제적 불균형이 더욱 심화될 수 있습니다.4. 생물 다양성 감소- 종의 멸종: 생물 종은 기후 변화에 적응하는 속도가 느리기 때문에 멸종 위험이 커집니다. 특히 해양 생물과 북극, 남극에 사는 동물들이 위험합니다.- 해양 산성화: 빙하가 녹고 대기 중의 이산화탄소가 바다로 흡수되면, 해양이 점점 산성화되면서 어류와 산호초 같은 해양 생물에 영향을 미칠 수 있습니다.이처럼 해수면 상승과 환경 변화는 단순한 자연 현상을 넘어 경제, 사회, 생태계 전반에 걸쳐 심각한 위기를 불러일으킬 수 있습니다.
환경·에너지
Q. 안개는 왜 발생하며 어떤 원리로 생겨나는지 궁금합니다.
안개는 공기 중의 수증기가 응결하여 작은 물방울로 변하면서 생깁니다. 이 현상은 특정한 기후 조건에서 발생합니다.1. 공기의 냉각: 안개는 대기가 급격히 냉각되면서 수증기가 응결할 때 생깁니다. 공기가 차가워지면, 그 안에 포함된 수증기를 유지할 수 있는 능력이 떨어집니다. 이때 공기가 포화 상태에 이르게 되면, 남은 수증기가 작은 물방울로 변해 안개를 형성합니다.2. 이슬점 도달: 안개가 형성되기 위해서는 공기가 이슬점에 도달해야 합니다. 이슬점은 공기가 수증기를 응결시키기 시작하는 온도입니다. 대개 밤에 공기가 냉각되면서 새벽이나 아침에 이슬점에 도달해 안개가 생기게 됩니다.3. 안정된 공기: 안개는 바람이 없고 안정된 기상 조건에서 자주 발생합니다. 바람이 강하게 불면 수증기가 흩어지기 때문에 안개가 잘 형성되지 않습니다.4. 습기: 공기 중에 수증기가 충분히 많이 포함되어 있어야 안개가 생깁니다. 물가나 강가에서 안개가 자주 발생하는 이유는 그곳의 습도가 높기 때문입니다.안개의 종류도 여러 가지 있는데, 대표적으로 복사안개와 이류안개가 있습니다. 복사안개는 밤사이 지표면이 빠르게 냉각될 때 주로 발생하고, 이류안개는 따뜻하고 습한 공기가 차가운 지표면 위로 이동하면서 생깁니다.
환경·에너지
Q. 석탄의 종류를 나눌 때 유연탄과 무연탄은 어떻게 다른가요?
석탄은 탄화 정도에 따라 여러 종류로 나뉩니다. 이 구분은 석탄의 연소 특성, 탄소 함량, 휘발성 물질의 양에 따라 결정됩니다. 석탄은 주로 유연탄과 무연탄으로 구분되며, 더 세분화된 종류로는 이탄, 토탄, 갈탄, 역청탄 등이 있습니다.1. 유연탄 vs. 무연탄 - 유연탄 - 탄소 함량이 중간 정도(약 45-86%)이고, 휘발성 물질이 많아 잘 타는 특성이 있습니다. - 주로 발전소와 산업용 연료로 사용되며, 석유화학 제품의 원료로도 사용됩니다. - 연소 시 많은 열을 내지만, 대기 오염 물질(특히 황산화물과 이산화탄소)을 더 많이 배출합니다.- 무연탄 - 탄소 함량이 높고(약 86-97%), 휘발성 물질이 적어 연소가 어려운 특성을 지닙니다. - 높은 열량을 내며, 연소 시 생성되는 연기와 오염 물질이 비교적 적습니다. - 가정용 난방 및 산업용 보일러 연료로 사용되며, 연소 속도가 느린 대신 효율적입니다. 2. 이탄 , 토탄 , 갈탄 , 역청탄- 이탄 - 석탄화 초기 단계로, 식물 유기물이 완전히 분해되지 않은 상태의 물질입니다. - 탄소 함량이 가장 낮고, 에너지원으로 사용하기에는 효율성이 떨어집니다. - 주로 습지에서 발견되며, 건조시 연료로 사용할 수 있습니다.- 토탄 - 이탄과 동일한 물질로, 지역에 따라 이탄과 토탄으로 불립니다. - 건조 후 연료로 사용되기도 하지만, 탄화도가 낮아 에너지 효율은 낮습니다.- 갈탄 - 이탄보다 더 오래된 석탄으로, 탄화가 더 진행되었지만 여전히 탄소 함량이 낮고(약 25-35%) 수분 함량이 많습니다. - 주로 발전소에서 연료로 사용되며, 열량은 낮지만 가성비가 좋은 에너지원입니다.- 역청탄 - 유연탄으로 분류되며, 석탄의 중간 단계로 높은 열량을 내는 연료입니다. - 탄소 함량은 중간 정도(약 45-86%)이며, 발전소와 산업용으로 주로 사용됩니다.- 석탄은 탄화 과정에 따라 이탄 -> 갈탄 -> 유연탄 -> 무연탄 순서로 변합니다.- 유연탄은 휘발성 물질이 많고 잘 타지만, 대기 오염 물질을 더 많이 배출하는 반면, 무연탄은 탄소 함량이 높고 환경에 미치는 영향이 비교적 적습니다.- 이탄과 갈탄은 탄화도가 낮아 에너지원으로 사용될 때 효율이 떨어지지만, 갈탄은 여전히 발전소에서 사용됩니다.- 역청탄은 가장 흔한 유연탄으로, 열량이 높고 산업용 연료로 많이 사용됩니다.탄화도가 높을수록 연소 시 열량이 증가하지만, 석탄화가 덜 된 석탄은 오염 물질을 더 많이 방출하는 경향이 있습니다.
환경·에너지
Q. 불꽃놀이를 하면 환경에 막대한 영향을 준다던데 얼마나 심한가요?
불꽃놀이는 화려하고 아름답지만, 환경에 악영향을 미칠 수 있습니다. 불꽃놀이가 환경에 미치는 영향을 이해하려면 주로 사용되는 성분을 살펴볼 필요가 있습니다.1. 금속 화합물: 불꽃놀이에서 다양한 색을 내기 위해 여러 금속 화합물이 사용됩니다. 예를 들어, 붉은색을 내는 스트론튬, 파란색을 내는 구리, 노란색을 내는 나트륨 등이 포함됩니다. 이 금속 화합물들이 연소될 때 미세먼지와 독성 금속 입자가 대기 중으로 배출되는데, 이는 호흡기 질환을 유발할 수 있습니다.2. 이산화탄소와 일산화탄소: 불꽃놀이는 화약을 연소시키며 이산화탄소와 일산화탄소를 대기로 방출합니다. 이는 대기 중 온실가스 농도를 증가시키고, 기후 변화에 기여할 수 있습니다.3. 황: 불꽃놀이에는 황이 연료로 사용되며, 연소 과정에서 황산화물로 변환됩니다. 이 황산화물은 대기 중에 떠다니며 호흡기 문제를 일으킬 뿐만 아니라 산성비의 원인이 될 수 있습니다.4. 염소화합물: 일부 불꽃놀이에서는 염소화합물이 사용되는데, 이는 연소 과정에서 다이옥신과 같은 독성 물질을 방출할 수 있습니다. 다이옥신은 환경에 장기적으로 잔존하며, 생태계에 해를 끼칠 수 있는 유해 물질입니다.5. 미세먼지: 불꽃놀이 과정에서 발생하는 미세먼지는 공기 중으로 빠르게 확산되어 호흡기 건강에 악영향을 미치고, 특히 어린이와 노인에게 위험할 수 있습니다.이러한 이유들로 인해 불꽃놀이가 끝난 후 공기질이 급격히 악화될 수 있으며, 이는 대기 오염을 증가시키고 장기적으로 환경과 건강에 부정적인 영향을 미칩니다.
환경·에너지
Q. SRF 발전소는 쓰레기를 태워서에너지를
SRF발전소는 폐기물에서 연료를 만들어 태워 에너지를 생산하는 방식입니다. 하지만 SRF 발전소가 친환경적인지 여부는 논란이 많은 주제입니다. 1. SRF 발전소의 긍정적인 측면 - 쓰레기 처리 문제 해결: SRF 발전소는 매립하거나 소각하는 대신, 폐기물을 연료로 재활용해 에너지를 생산하므로, 쓰레기 처리 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이를 통해 매립지에서 발생하는 메탄가스 등 온실가스 배출을 줄일 수 있습니다. - 자원 재활용: 에너지 생성 과정에서 화석 연료를 사용하는 대신, 버려질 쓰레기를 연료로 활용하므로 재생 가능 자원으로 볼 수 있습니다. 이는 새로운 원료를 채굴하거나 에너지를 생산하는 과정에서의 자원 소비를 줄일 수 있는 잠재력을 가집니다.2. SRF 발전소의 부정적인 측면 - 유해물질 배출: SRF 발전 과정에서 쓰레기를 태우면 다이옥신, 퓨란, 미세먼지, 중금속 등의 유해물질이 발생할 수 있습니다. 발전소에서 필터와 정화 장치를 사용해 이 물질을 제거하려고 하지만, 기술적으로 완전히 차단할 수는 없습니다. 이는 주변 대기 오염과 인체 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. - 온실가스 배출: 쓰레기를 태울 때 이산화탄소(CO2)와 같은 온실가스도 배출됩니다. 따라서, 화석연료를 태우는 것보다는 나을 수 있지만, 이 역시 온실가스 배출을 완전히 피할 수는 없습니다. 특히 플라스틱과 같은 석유 기반 제품이 포함된 쓰레기를 태우면 더 많은 온실가스가 발생합니다. - 재활용 저해: SRF 방식은 원래 재활용이 가능한 자원들도 태울 수 있기 때문에, 장기적으로 재활용률을 낮출 위험이 있습니다. 제대로 분리되지 않은 쓰레기가 연료로 사용되면, 자원을 다시 순환시킬 기회가 줄어들 수 있습니다.3. SRF의 친환경성에 대한 결론 SRF 발전은 일종의 대안적 폐기물 처리 및 에너지 생산 방법으로, 일부 긍정적인 요소를 가지고 있지만, 그 과정에서 유해물질이 발생할 수 있다는 점에서 완전히 친환경적인 에너지원이라고 보기는 어렵습니다. 특히, 폐기물 구성에 따라 배출되는 오염물질의 양과 종류가 달라질 수 있기 때문에, SRF 발전소의 운영 및 폐기물 관리에 대한 철저한 관리와 규제가 필요합니다.따라서 SRF 발전소는 부분적으로 친환경적일 수 있지만, 장기적인 환경적 영향을 고려할 때 이를 '완벽한 친환경 에너지'라고 보기는 어렵습니다.
환경·에너지
Q. 해양 온난화나 오염 등으로 인해 해양 먹이사슬이 어떻게 변화하는지 알고 싶습니다.
온난화와 오염은 해양 생태계에 큰 영향을 미치며, 해양 먹이사슬도 이에 따라 변화하고 있습니다. 1. 해양 온난화의 영향 - 수온 상승: 해양 온난화로 인해 수온이 상승하면, 해양 생물의 서식 환경이 변하게 됩니다. 특히, 산호초와 같은 온도 민감 생물들이 서식지를 잃게 되고, 이는 산호초에 의존하던 다양한 해양 생물들이 생존에 어려움을 겪게 만듭니다. 또한, 상위 포식자들이 이주하면서 먹이사슬의 균형이 무너질 수 있습니다. - 산소 부족: 해양 온난화는 산소 용해도를 낮추어 해양 내 산소 부족 현상을 초래합니다. 이로 인해 심해 생태계나 저산소 환경에 민감한 생물들이 감소하면서 해양 먹이사슬의 구조가 변화합니다. - 플랑크톤 감소: 플랑크톤은 해양 먹이사슬의 기초를 이루는 중요한 생물입니다. 해양 온난화로 인해 특정 플랑크톤 종이 줄어들거나 서식지가 변화하면서 이들을 먹이로 하는 작은 어류나 해양 포유류까지 영향을 받게 됩니다.2. 오염의 영향 - 화학적 오염: 중금속, 유기물, 농약 등의 화학물질은 해양 생물에 독성을 나타내어 그들의 번식률과 생존율을 낮춥니다. 오염 물질은 플랑크톤에서 시작해 어류, 포유류에 이르기까지 해양 먹이사슬을 따라 축적되며, 상위 포식자일수록 오염 물질에 더 많은 영향을 받게 됩니다. 이는 먹이사슬 전체에 큰 위협이 됩니다. - 플라스틱 오염: 미세플라스틱은 작은 해양 생물들이 섭취하게 되면서 먹이사슬에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 플라스틱은 해양 동물의 소화를 방해하거나 중독 증상을 일으켜 먹이사슬을 불안정하게 만듭니다. - 적조 현상: 육지에서 유입된 비료와 폐수는 적조(유해 남조류)를 촉발시킵니다. 적조는 물속 산소를 고갈시키고, 독성 물질을 생성해 해양 생물의 대량 폐사를 유발합니다. 이러한 변화는 해양 먹이사슬의 근간을 흔듭니다.3. 해양 먹이사슬의 변화 - 종다양성 감소: 온난화와 오염으로 인해 많은 종들이 멸종하거나 개체 수가 급격히 줄어들고, 이는 먹이사슬의 중간 또는 상위 단계의 포식자들에게 큰 영향을 미칩니다. - 포식자-먹이 관계 변화: 특정 종의 감소는 다른 종들의 수가 불균형적으로 증가하거나 감소하게 만들어 먹이사슬 전체가 교란됩니다. 예를 들어, 플랑크톤이 감소하면 이를 먹이로 하는 어류의 수가 감소하고, 더 큰 포식자들이 영향을 받습니다. - 이종 침입: 수온 상승과 환경 변화로 인해 새로운 종이 기존 해양 생태계로 이주하여 먹이사슬을 교란시킵니다. 이러한 종들은 기존 생물들의 경쟁자나 포식자가 되어 생태계를 불안정하게 만듭니다.결론적으로, 해양 온난화와 오염은 해양 생물들의 생존과 서식에 심각한 영향을 미치며, 이는 해양 먹이사슬을 불안정하게 만들고, 장기적으로 해양 생태계 전체의 건강성을 위협합니다.