http://news.dongascience.com/PHP/NewsView.php?kisaid=20120730200002323840&classcode=01
신개념 방사성의약품 개발 시급…美, 2015년 5조730억원 규모
2012년 07월 30일
우리나라 국민의 세 명 중 한 명이 걸린다는 암. 이 때문에 국내외 연구진은 암 치료제 연구가 활발하다. 특히 암 조직만 선택적으로 공격하는 표적치료제는 부작용이 적다는 강점 때문에 활발히 연구되고 있는데, 최근에는 이 표적치료제에 방사성 의약품을 붙여 더욱 효과적인 암 치료법이 연구되고 있다.
현재 미국의 방사성의약품 시장은 2006년 기준 14억8000만 달러(한화 1조6872억원) 수준으로 오는 2015년까지는 44억5000만 달러(한화 5조730억원)로 10년 동안 3배 정도 확대될 것으로 전망되고 있다. 그렇지만 국내에는 이를 전담하는 연구기관과 인프라가 부족한 상황. 이 때문에 정부는 오는 2017년을 목표로 방사성동위원소를 이용한 치료기술 개발 플랫폼을 구축한다는 계획이다. 관련해서 지난해 12월부터 현재 한국과학기술기획평가원에서 예비타당성 조사를 수행 중에 있다.
실제로 제약 선진국들은 미래 의약품 시장을 선점하기 위해 치료용 방사성 동위원소와 방사성의약품 개발을 위한 투자에 나서고 있다. 프랑스와 이탈리아의 경우 치료용 방사성동위원소 생산을 위해 70MeV(메가 전자볼트)급 고에너지 사이클로트론(원형가속기)과 연구기반 시설을 구축하고 있다. 이와 함께 알파입자 방출 방사성동위원소(At-211, Sm-153, Sn-117m등) 생산에도 박차를 가하고 있는 실정이다.
국내에서도 신개념 암치료용 방사성의약품 관련 연구개발이 한국원자력의학원을 비롯해 여러 기관이 진행하고 있는데, 치료용 방사성의약품도 방사성동위원소 의존성이 높기 때문에 방사성동위원소 생산과 방사성의약품의 검증에 필요한 연구개발 플랫폼 구축이 시급하다는 의견이 대두되고 있다.
이와 관련해 한국원자력의학원 측은 “세계적 제약사들이 갖고 있는 암치료제 원천물질 특허만료가 올해부터 시작돼 10년 내에 대부분의 블록버스터급 바이오약품들의 특허가 만료될 예정”이라며 “국내 제약산업 분야가 한 단계 도약하기 최적의 시점인 만큼 치료용 방사성의약품 연구개발 플랫폼 구축이 시급한 상황”아라고 말했다.
이와 관련해 이달 20일 서울 노원구 한국원자력의학원에서 ‘방사선의약품 개발 및 임상이용 촉진방안 도출을 위한 공청회’가 열리기도 했다.
참석자들은 최근 들어 기존 항암제가 갖는 치료의 한계를 극복하고 치료 효과를 극대화하기 위한 대안으로 치료용 방사선의약품이 최근 세계적으로 크게 주목받고 있지만, 국내의 경우 연구 인프라가 미흡하다고 입을 모았다..
이와 함께 공청회에서는 방사성의약품의 특성에 맞는 합리적인 안정성 및 유효성 심사제도와 방사성의약품 실용화 촉진을 위한 품질관리 및 임상연구 활성화 지원대책도 요구됐다.
한국원자력의학원 핵의학과 임상무 박사는 "방사성의약품 및 치료기술 개발은 국내 암 환자의 치료 성과는 물론 삶의 질을 크게 높일 수 있다”며 “전 세계적으로 급성장하고 있는 방사성의약품 시장의 선점을 위한 국가 차원의 지원 방안 도출이 필요한 시점”이라고 말했다.
유용하 기자 edmondy@donga.com
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31 July 2012
박스오피스에서 거미인간 몰아낸 기생충
http://news.dongascience.com/PHP/NewsView.php?kisaid=20120730200002323685&classcode=01
[KISTI의 과학향기]
2012년 07월 30일
언제부터인가 공포영화의 소재가 초자연적인 존재에서 ‘있을 법한 생물’로 옮겨가고 있다. 여기에 그럴싸한 과학적 근거도 붙어 공포감은 한껏 고조된다. 한강의 ‘괴물’은 몰래 폐기한 화학약품 때문이고, ‘좀비’는 바이러스나 기생충에 감염됐기 때문이란 것이다.
이러한 트렌드에서 최근 주목받고 있는 것이 ‘기생충’이다. 기생충은 숙주의 몸을 빌어 번식하는 생물인데, 다른 생물을 먹이로 하지만, 먹이의 몸 속에서 살아야하기 때문에 기생충은 포식자이면서도 먹이를 가급적 살려두는 이상한 생물체다. 그래서 기생충에 감염되더라도 겉으로는 별다른 점이 보이지 않는다. ‘멀쩡한 줄 알았는데 알고 보니 몸속에는 무서운 생물이 있더라’ 라는 식으로, 익숙한 일상이 공포로 변하는 장치로는 충분하다.
올해 7월 초 개봉한 영화 ‘연가시’는 이런 공식에 충실하다. 영화에 등장하는 기생충은 실존하는 기생충의 변종이라는 설정에, 연가시에 현실감을 부여하기 위해 감염과 전파 과정에 초점을 맞추기도 했다. 실제 제약회사와 구충제가 실명으로 등장해 영화 개봉 후 영화 속 구충제를 찾는 사람들이 늘었다는 후문이다.
●곤충을 좀비로 만드는 무서운 기생충들
연가시는 유선형동물문 연가시강에 속한 동물로 산 속의 맑은 물가에 떠다닌다. 은빛 양파 뿌리처럼 생겨서 실뱀, 철사벌레로 불리고, 영어로는 ‘말털(Horsehair)’이라고 부른다. 몸에 눈이나 숨구멍, 하다못해 플라나리아에게도 있는 안점(眼點)조차 없어서 얼핏 생물인지 무생물인지 분간이 되지 않는다. 자극에 대한 반응도 워낙 느려 손에 닿더라도 꿈틀대지 않는다.
물속에서는 이렇게 얌전해 보이지만 곤충의 몸속으로 들어가면 난폭해진다. 물속의 연가시 성충이 낳은 알은 물가로 온 곤충들의 몸속으로 들어가서 부화한다. 깨어난 애벌레는 숙주의 내장을 차근차근 먹어치우고 10~15cm 정도가 될 때까지 자라서 내장 대신 배 속을 빽빽하게 채운다.
경우에 따라서는 1m가 넘게 자라는 경우도 있을 정도니, 연가시가 자랄 대로 자라면 곤충은 말 그대로 껍데기밖에 남지 않을 정도다. 연가시의 주요 숙주 중 하나인 메뚜기의 배 길이가 3~4cm도 채 되지 않는다는 점을 생각해 보면 공포 그 자체다.
텅 빈 뱃속을 기생충이 꽉 채웠다는 것만으로도 공포스러운데, 연가시는 숙주의 행동을 조종하기도 한다. 연가시는 공기 중에 노출되면 얼마 살지 못하기 때문에, 숙주의 몸속에서 자란 연가시가 번식하려면 가급적 빨리 물속에 들어가야 한다. 연가시는 신경전달물질을 분비해 숙주가 스스로 물에 빠져 죽도록 조종하며, 이때다 싶으면 숙주의 배를 찢고 물속으로 튀어나온다.
이처럼 무시무시한 생활사 덕분에 연가시는 대표적인 혐오곤충 중 하나인 ‘꼽등이’와 엮이기도 한다. 그러나 이미지와는 다르게 연가시는 1급수에서만 사는 청정 생물이다. 사체나 썩은 유기물을 주로 먹는 꼽등이와는 상종할 일이 별로 없다. 영화에서 연가시가 1급수가 아닌 한강으로 풀려나오는 설정은 영화 속 '옥의 티' 중 하나다.
연가시는 숙주인 곤충을 조종해 물속으로 뛰어들게 만든 뒤 숙주의 몸속에서 빠져나온다. 위키미디어 제공
이밖에 연가시처럼 숙주의 생각까지 조종하는 무서운 기생충으로 ‘케르카리아(cercaria)’가 있다. 정확히는 란셋흡충(Dicrocoelium dendriticum)이라는 디스토마의 한 종류로, 성충은 양이나 소에 기생한다. 포유류에 기생하는 많은 기생충처럼 란셋흡충도 곤충을 중간숙주로 삼는다.
란셋흡충의 알은 감염된 소나 양의 배설물에 섞여 나온다. 이 알이 흙 속에 섞여 달팽이에 먹히면 달팽이 몸속에서 부화한다. 달팽이는 몸속에 사는 유충인 케르카리아를 점액질로 둘러싸서 몸 밖으로 쫓아낸다. 여기까지만 보면 케르카리아가 달팽이에게 대책 없이 퇴치당한 것으로 보이지만 어디까지나 추진력을 얻기 위해 웅크리는 과정일 뿐이다. 케르카리아가 잔뜩 들어찬 점액덩어리는 개미가 먹어치우고, 개미의 몸속으로 들어간 케르카리아들은 무럭무럭 자라서 성체가 될 채비를 마친다.
특이하게도 한 마리의 케르카리아만은 다른 것들과 다르게 식도 아래의 신경중추로 이동해서 개미를 말 그대로 ‘조종’한다. 이 한 마리의 영향으로 개미는 저녁마다 집단을 빠져나가 풀 꼭대기에 올라가서 새벽이 될 때까지 꼼짝 않고 기다린다. 소나 양과 같은 동물들이 밤참을 즐기다가 케르카리아에 감염된 개미까지 덥썩 베어 물면 개미를 조종하던 한 마리는 죽고 나머지 유충들은 무사히 숙주의 몸속으로 들어가 성장한다.
●사람에게도 연가시 감염이 가능할까?
물론 현실에서는 연가시나 케르카리아가 사람 생각과 행동을 조종하는 일은 없다. 기생충들이 생물의 몸속이라는 매우 특수한 환경에 적응했다는 점을 생각한다면 앞으로도 곤충을 숙주로 삼는 기생충이 포유류에게 기생할 일은 없을 것이다. 그러나 연가시와 비슷하게 생긴 기생충이 사람에게 기생하는 일은 있다.
아프리카 사하라 이남 지역에 만연하는 병 중 ‘기니아충병’이라는 것이 있다. 이름 그대로 기니에서 많이 발견되는 질병으로 ‘메디나충병’이라고도 한다. 이 병은 ‘메디나충(Dracunculus medinensis)이라는 기생충이 일으키는 질병으로, 고대 이집트의 미라에서 발견되고 성서에 ‘불뱀’이라는 이름으로 언급될 정도로 역사가 길다.
연가시보다 조금 더 긴 모양의 메디나충은 유충 시절을 물속에서 보내다가 사람이 물을 마시면 몸속에 들어가서 기생한다. 경우에 따라서는 눈에 잘 보이지도 않는 유충이 피부를 뚫고 들어가는 경우도 있다고 한다. 때문에 이 병이 유행하는 동안은 학교들이 몇 달을 쉴 정도로 공포의 대상이다.
인간의 몸속에 침투한 메디나충은 피하조직으로 들어가 꿈틀꿈틀 움직이며 주변의 조직으로부터 양분을 얻는다. 다 자라면 50~80cm나 되는 기생충들이 피부 속을 헤집으며 기어 다니니, 감염된 사람으로서는 미칠 노릇이라고 한다. 메디나충은 사람의 몸속에서 교미를 한 후 알을 밴 암컷이 발목 쪽으로 내려와서 다시 물속으로 나갈 채비를 한다. 암컷이 수정한 후 1년 정도가 지나면 환자의 다리는 걷지 못할 정도로 퉁퉁 부어오르며 가렵고 따가운 수포가 생긴다. 수포가 생긴 부분에는 작열감이 아주 강한데, 이를 식히려고 물속에 발을 담그면 수포가 터지면서 알주머니가 나오는 것이다.
뇌를 조종하지는 않지만 메디나충으로 인한 고통은 상당하다. 일단 몸속에 침투한 메디나충은 피하조직 깊숙이 파고들기 때문에 구충제도 듣지 않는다. 때문에 메디나충이 피부 가까이에 있을 때 칼로 째서 막대에 감아 천천히 꺼내는 방법밖에 없다고 한다. 1m쯤이나 되는 것들을 하루에 2~3cm씩 감질나게 빼내니 완전히 뽑아내는 데도 한달이나 걸린다. 이 과정에서 겪는 고통도 엄청나서 기절하는 환자도 있다고 한다. 다행히 기생충학자들의 노력으로 피해가 많이 줄기는 했지만 일부 지역에서는 여전히 메디나충병이 주기적으로 발생하고 있다.
기생충은 생물의 몸속에서 생활하는 탓에 기괴하고 나약해 보일지 모르지만 실은 엄청나게 진화한 생물에 해당한다.
살아있는 생물의 몸속에서 생활한다는 것은 말처럼 간단하지 않다. 수많은 효소와 화학적 방어체계를 뚫어야 하고, 침투한 이후에도 끊임없이 숙주의 면역체계를 회피해야 하기 때문이다. 숙주의 몸속에서 생활하므로 실제 생활사를 관찰하기도 쉽지 않은 탓에, 기생충에 대한 연구도 아직 부족한 실정이다. 이런 이유로 기생충의 모티브가 연가시나 에일리언과 같은 공포영화에 자주 등장하는지 모른다. 미지의 대상일수록 경이롭고 무서운 법이니까.
김택원 기자 twkim@donga.com
[KISTI의 과학향기]
2012년 07월 30일
언제부터인가 공포영화의 소재가 초자연적인 존재에서 ‘있을 법한 생물’로 옮겨가고 있다. 여기에 그럴싸한 과학적 근거도 붙어 공포감은 한껏 고조된다. 한강의 ‘괴물’은 몰래 폐기한 화학약품 때문이고, ‘좀비’는 바이러스나 기생충에 감염됐기 때문이란 것이다.
이러한 트렌드에서 최근 주목받고 있는 것이 ‘기생충’이다. 기생충은 숙주의 몸을 빌어 번식하는 생물인데, 다른 생물을 먹이로 하지만, 먹이의 몸 속에서 살아야하기 때문에 기생충은 포식자이면서도 먹이를 가급적 살려두는 이상한 생물체다. 그래서 기생충에 감염되더라도 겉으로는 별다른 점이 보이지 않는다. ‘멀쩡한 줄 알았는데 알고 보니 몸속에는 무서운 생물이 있더라’ 라는 식으로, 익숙한 일상이 공포로 변하는 장치로는 충분하다.
올해 7월 초 개봉한 영화 ‘연가시’는 이런 공식에 충실하다. 영화에 등장하는 기생충은 실존하는 기생충의 변종이라는 설정에, 연가시에 현실감을 부여하기 위해 감염과 전파 과정에 초점을 맞추기도 했다. 실제 제약회사와 구충제가 실명으로 등장해 영화 개봉 후 영화 속 구충제를 찾는 사람들이 늘었다는 후문이다.
●곤충을 좀비로 만드는 무서운 기생충들
연가시는 유선형동물문 연가시강에 속한 동물로 산 속의 맑은 물가에 떠다닌다. 은빛 양파 뿌리처럼 생겨서 실뱀, 철사벌레로 불리고, 영어로는 ‘말털(Horsehair)’이라고 부른다. 몸에 눈이나 숨구멍, 하다못해 플라나리아에게도 있는 안점(眼點)조차 없어서 얼핏 생물인지 무생물인지 분간이 되지 않는다. 자극에 대한 반응도 워낙 느려 손에 닿더라도 꿈틀대지 않는다.
물속에서는 이렇게 얌전해 보이지만 곤충의 몸속으로 들어가면 난폭해진다. 물속의 연가시 성충이 낳은 알은 물가로 온 곤충들의 몸속으로 들어가서 부화한다. 깨어난 애벌레는 숙주의 내장을 차근차근 먹어치우고 10~15cm 정도가 될 때까지 자라서 내장 대신 배 속을 빽빽하게 채운다.
경우에 따라서는 1m가 넘게 자라는 경우도 있을 정도니, 연가시가 자랄 대로 자라면 곤충은 말 그대로 껍데기밖에 남지 않을 정도다. 연가시의 주요 숙주 중 하나인 메뚜기의 배 길이가 3~4cm도 채 되지 않는다는 점을 생각해 보면 공포 그 자체다.
텅 빈 뱃속을 기생충이 꽉 채웠다는 것만으로도 공포스러운데, 연가시는 숙주의 행동을 조종하기도 한다. 연가시는 공기 중에 노출되면 얼마 살지 못하기 때문에, 숙주의 몸속에서 자란 연가시가 번식하려면 가급적 빨리 물속에 들어가야 한다. 연가시는 신경전달물질을 분비해 숙주가 스스로 물에 빠져 죽도록 조종하며, 이때다 싶으면 숙주의 배를 찢고 물속으로 튀어나온다.
이처럼 무시무시한 생활사 덕분에 연가시는 대표적인 혐오곤충 중 하나인 ‘꼽등이’와 엮이기도 한다. 그러나 이미지와는 다르게 연가시는 1급수에서만 사는 청정 생물이다. 사체나 썩은 유기물을 주로 먹는 꼽등이와는 상종할 일이 별로 없다. 영화에서 연가시가 1급수가 아닌 한강으로 풀려나오는 설정은 영화 속 '옥의 티' 중 하나다.
연가시는 숙주인 곤충을 조종해 물속으로 뛰어들게 만든 뒤 숙주의 몸속에서 빠져나온다. 위키미디어 제공이밖에 연가시처럼 숙주의 생각까지 조종하는 무서운 기생충으로 ‘케르카리아(cercaria)’가 있다. 정확히는 란셋흡충(Dicrocoelium dendriticum)이라는 디스토마의 한 종류로, 성충은 양이나 소에 기생한다. 포유류에 기생하는 많은 기생충처럼 란셋흡충도 곤충을 중간숙주로 삼는다.
란셋흡충의 알은 감염된 소나 양의 배설물에 섞여 나온다. 이 알이 흙 속에 섞여 달팽이에 먹히면 달팽이 몸속에서 부화한다. 달팽이는 몸속에 사는 유충인 케르카리아를 점액질로 둘러싸서 몸 밖으로 쫓아낸다. 여기까지만 보면 케르카리아가 달팽이에게 대책 없이 퇴치당한 것으로 보이지만 어디까지나 추진력을 얻기 위해 웅크리는 과정일 뿐이다. 케르카리아가 잔뜩 들어찬 점액덩어리는 개미가 먹어치우고, 개미의 몸속으로 들어간 케르카리아들은 무럭무럭 자라서 성체가 될 채비를 마친다.
특이하게도 한 마리의 케르카리아만은 다른 것들과 다르게 식도 아래의 신경중추로 이동해서 개미를 말 그대로 ‘조종’한다. 이 한 마리의 영향으로 개미는 저녁마다 집단을 빠져나가 풀 꼭대기에 올라가서 새벽이 될 때까지 꼼짝 않고 기다린다. 소나 양과 같은 동물들이 밤참을 즐기다가 케르카리아에 감염된 개미까지 덥썩 베어 물면 개미를 조종하던 한 마리는 죽고 나머지 유충들은 무사히 숙주의 몸속으로 들어가 성장한다.
●사람에게도 연가시 감염이 가능할까?
물론 현실에서는 연가시나 케르카리아가 사람 생각과 행동을 조종하는 일은 없다. 기생충들이 생물의 몸속이라는 매우 특수한 환경에 적응했다는 점을 생각한다면 앞으로도 곤충을 숙주로 삼는 기생충이 포유류에게 기생할 일은 없을 것이다. 그러나 연가시와 비슷하게 생긴 기생충이 사람에게 기생하는 일은 있다.
아프리카 사하라 이남 지역에 만연하는 병 중 ‘기니아충병’이라는 것이 있다. 이름 그대로 기니에서 많이 발견되는 질병으로 ‘메디나충병’이라고도 한다. 이 병은 ‘메디나충(Dracunculus medinensis)이라는 기생충이 일으키는 질병으로, 고대 이집트의 미라에서 발견되고 성서에 ‘불뱀’이라는 이름으로 언급될 정도로 역사가 길다.
연가시보다 조금 더 긴 모양의 메디나충은 유충 시절을 물속에서 보내다가 사람이 물을 마시면 몸속에 들어가서 기생한다. 경우에 따라서는 눈에 잘 보이지도 않는 유충이 피부를 뚫고 들어가는 경우도 있다고 한다. 때문에 이 병이 유행하는 동안은 학교들이 몇 달을 쉴 정도로 공포의 대상이다.
인간의 몸속에 침투한 메디나충은 피하조직으로 들어가 꿈틀꿈틀 움직이며 주변의 조직으로부터 양분을 얻는다. 다 자라면 50~80cm나 되는 기생충들이 피부 속을 헤집으며 기어 다니니, 감염된 사람으로서는 미칠 노릇이라고 한다. 메디나충은 사람의 몸속에서 교미를 한 후 알을 밴 암컷이 발목 쪽으로 내려와서 다시 물속으로 나갈 채비를 한다. 암컷이 수정한 후 1년 정도가 지나면 환자의 다리는 걷지 못할 정도로 퉁퉁 부어오르며 가렵고 따가운 수포가 생긴다. 수포가 생긴 부분에는 작열감이 아주 강한데, 이를 식히려고 물속에 발을 담그면 수포가 터지면서 알주머니가 나오는 것이다.
뇌를 조종하지는 않지만 메디나충으로 인한 고통은 상당하다. 일단 몸속에 침투한 메디나충은 피하조직 깊숙이 파고들기 때문에 구충제도 듣지 않는다. 때문에 메디나충이 피부 가까이에 있을 때 칼로 째서 막대에 감아 천천히 꺼내는 방법밖에 없다고 한다. 1m쯤이나 되는 것들을 하루에 2~3cm씩 감질나게 빼내니 완전히 뽑아내는 데도 한달이나 걸린다. 이 과정에서 겪는 고통도 엄청나서 기절하는 환자도 있다고 한다. 다행히 기생충학자들의 노력으로 피해가 많이 줄기는 했지만 일부 지역에서는 여전히 메디나충병이 주기적으로 발생하고 있다.
기생충은 생물의 몸속에서 생활하는 탓에 기괴하고 나약해 보일지 모르지만 실은 엄청나게 진화한 생물에 해당한다.
살아있는 생물의 몸속에서 생활한다는 것은 말처럼 간단하지 않다. 수많은 효소와 화학적 방어체계를 뚫어야 하고, 침투한 이후에도 끊임없이 숙주의 면역체계를 회피해야 하기 때문이다. 숙주의 몸속에서 생활하므로 실제 생활사를 관찰하기도 쉽지 않은 탓에, 기생충에 대한 연구도 아직 부족한 실정이다. 이런 이유로 기생충의 모티브가 연가시나 에일리언과 같은 공포영화에 자주 등장하는지 모른다. 미지의 대상일수록 경이롭고 무서운 법이니까.
김택원 기자 twkim@donga.com
‘거대한 CO2 저장고’ 남극해 비밀 풀렸다
http://news.dongascience.com/PHP/NewsView.php?kisaid=20120731100000000258&classcode=01
[동아일보] 濠-英 연구팀 “해류가 차단막 역할”
2012년 07월 31일
남극해가 화석연료 연소 과정에서 발생하는 이산화탄소를 흡수해 지구온난화를 억제함으로써 기후변화 속도를 완화시킨다는 연구결과가 나왔다.
미국 ABC방송은 30일 “호주 연방과학원(CSIRO)과 영국 남극 자연환경연구소(BAS) 공동 연구팀이 남극해가 이산화탄소를 흡수해 저장하는 원리를 찾았다”고 보도했다. 바다가 이산화탄소를 빨아들이며 특히 남극해가 그중 40%나 차지해 핵심 역할을 한다는 연구가 있었지만 어떻게 이뤄지는지 밝혀진 것은 이번이 처음이라고 이 방송은 전했다.
연구팀은 이산화탄소 흡수는 남극해 속에 자연적으로 생성된 깔대기 모양의 대형 소용돌이에서 이뤄진다고 밝혔다. 바람과 해류로 인해 형성된 이 소용돌이는 수면과 표층에 있는 이산화탄소를 남극해 깊은 곳까지 끌고 간다. 연구팀은 10년 동안 첨단 로봇장비와 전자센서를 이용해 관찰한 결과 남극해에는 이 같은 소용돌이가 최소 5개 이상 존재한다는 것을 알아냈다. 이산화탄소가 깊은 바닷속으로 휩쓸려 들어간 뒤에는 심해 속에 흐르는 해류가 일종의 차단막 역할을 하며 이산화탄소를 붙잡아 두는 것으로 추정된다.
CSIRO의 리처드 매티어 박사는 “다른 해양에서도 소용돌이나 다른 이유로 이산화탄소가 해저로 들어가지만 대부분 다시 대기 중으로 배출된다”며 “하지만 남극해는 이를 저장고처럼 모아둔다”고 설명했다. 왜 유독 남극해에서 이런 현상이 발생하는지는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 다만 이 같은 이산화탄소 저장 기능 때문에 기후 온난화가 억제돼 기후변화 속도를 늦추는 긍정적 영향을 끼치는 것으로 연구팀은 보고 있다.
정양환 동아일보 기자 ray@donga.com
[동아일보] 濠-英 연구팀 “해류가 차단막 역할”
2012년 07월 31일
남극해가 화석연료 연소 과정에서 발생하는 이산화탄소를 흡수해 지구온난화를 억제함으로써 기후변화 속도를 완화시킨다는 연구결과가 나왔다.
미국 ABC방송은 30일 “호주 연방과학원(CSIRO)과 영국 남극 자연환경연구소(BAS) 공동 연구팀이 남극해가 이산화탄소를 흡수해 저장하는 원리를 찾았다”고 보도했다. 바다가 이산화탄소를 빨아들이며 특히 남극해가 그중 40%나 차지해 핵심 역할을 한다는 연구가 있었지만 어떻게 이뤄지는지 밝혀진 것은 이번이 처음이라고 이 방송은 전했다.
연구팀은 이산화탄소 흡수는 남극해 속에 자연적으로 생성된 깔대기 모양의 대형 소용돌이에서 이뤄진다고 밝혔다. 바람과 해류로 인해 형성된 이 소용돌이는 수면과 표층에 있는 이산화탄소를 남극해 깊은 곳까지 끌고 간다. 연구팀은 10년 동안 첨단 로봇장비와 전자센서를 이용해 관찰한 결과 남극해에는 이 같은 소용돌이가 최소 5개 이상 존재한다는 것을 알아냈다. 이산화탄소가 깊은 바닷속으로 휩쓸려 들어간 뒤에는 심해 속에 흐르는 해류가 일종의 차단막 역할을 하며 이산화탄소를 붙잡아 두는 것으로 추정된다.
CSIRO의 리처드 매티어 박사는 “다른 해양에서도 소용돌이나 다른 이유로 이산화탄소가 해저로 들어가지만 대부분 다시 대기 중으로 배출된다”며 “하지만 남극해는 이를 저장고처럼 모아둔다”고 설명했다. 왜 유독 남극해에서 이런 현상이 발생하는지는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 다만 이 같은 이산화탄소 저장 기능 때문에 기후 온난화가 억제돼 기후변화 속도를 늦추는 긍정적 영향을 끼치는 것으로 연구팀은 보고 있다.
정양환 동아일보 기자 ray@donga.com
2 March 2012
죽은 밍크고래 잡으면 ‘로또’… 구해서 살려주면 ‘꽝’
[동아일보] 태안 어민 하루일 접고 구조… “보상커녕 표창장 하나 없어”
같은날 주변선 1억원 횡재
지난달 20일 오전 8시 반 충남 태안군 소원면 법산리 갯벌에 몸길이 7m가 넘는 밍크고래 한 마리가 파도에 떠밀려 왔다. 고래를 발견한 전명자 씨(63)의 연락을 받은 마을주민 7명과 태안해양경찰서 직원 2명이 쏜살같이 달려와 ‘밍크고래 구출작전’에 나섰다.
구조작업에 참여했던 변정훈 씨(55·서산수협 비상임이사)는 “고래 눈에 피눈물이 흘러 몸을 만져 보니 전신이 뜨거웠다”며 “체온 상승을 막기 위해 몸에 바닷물을 계속 끼얹었더니 점차 회복하기 시작했다”고 말했다. 고래는 바닷물을 벗어나면 평소 체온(36∼37도)보다 높아져 위독해진다. 당일 생업도 포기한 주민들의 5시간에 걸친 구출작전으로 고래는 이날 오후 2시 반경 바다로 되돌아갔다.
하지만 고래를 구했다는 뿌듯함도 잠시. 같은 날 10km가량 떨어진 원북면 방갈리에서는 죽기 직전의 밍크고래를 발견한 주민이 경매로 1억1500만 원을 받았다는 소식이 전해졌다. 고래가 ‘바다의 로또’라는데 고래를 살려낸 이들에게는 아무런 보상이 없고 죽은 고래를 발견하면 횡재를 하는 아이러니한 상황이 벌어지고 있는 것이다. 고래 구출에 나섰던 한 주민은 “금전적 보상은 고사하고 면장 표창 하나 없다”며 “보호가 필요한 고래를 살려냈다는 자부심이 크지만 아쉬움도 크다”고 말했다. 그는 “‘고래가 죽도록 기다렸다가 파는 게 낫다’는 인식이 확산되면 누가 고래를 살릴지 걱정”이라도 했다.
현행 농림수산식품부의 고래자원 보존관리 고시는 고래를 잡거나 발견하면 즉시 관할 해경에 신고하고 살아있으면 구조 또는 회생 조치를 취하도록 하고 있다. 하지만 혼획(다른 고기와 같이 그물에 잡힘)돼 죽은 경우에는 최초 포획자 또는 발견자가 매각할 수 있다. 국립수산과학연구원 고래연구소 손호선 연구원은 “고래를 살린 사람에게 어떤 방식으로든 포상을 해 구조에 대한 보람을 느끼도록 할 필요가 있다”고 말했다.
태안=지명훈 동아일보 기자 mhjee@donga.com
같은날 주변선 1억원 횡재
지난달 20일 오전 8시 반 충남 태안군 소원면 법산리 갯벌에 몸길이 7m가 넘는 밍크고래 한 마리가 파도에 떠밀려 왔다. 고래를 발견한 전명자 씨(63)의 연락을 받은 마을주민 7명과 태안해양경찰서 직원 2명이 쏜살같이 달려와 ‘밍크고래 구출작전’에 나섰다.
구조작업에 참여했던 변정훈 씨(55·서산수협 비상임이사)는 “고래 눈에 피눈물이 흘러 몸을 만져 보니 전신이 뜨거웠다”며 “체온 상승을 막기 위해 몸에 바닷물을 계속 끼얹었더니 점차 회복하기 시작했다”고 말했다. 고래는 바닷물을 벗어나면 평소 체온(36∼37도)보다 높아져 위독해진다. 당일 생업도 포기한 주민들의 5시간에 걸친 구출작전으로 고래는 이날 오후 2시 반경 바다로 되돌아갔다.
하지만 고래를 구했다는 뿌듯함도 잠시. 같은 날 10km가량 떨어진 원북면 방갈리에서는 죽기 직전의 밍크고래를 발견한 주민이 경매로 1억1500만 원을 받았다는 소식이 전해졌다. 고래가 ‘바다의 로또’라는데 고래를 살려낸 이들에게는 아무런 보상이 없고 죽은 고래를 발견하면 횡재를 하는 아이러니한 상황이 벌어지고 있는 것이다. 고래 구출에 나섰던 한 주민은 “금전적 보상은 고사하고 면장 표창 하나 없다”며 “보호가 필요한 고래를 살려냈다는 자부심이 크지만 아쉬움도 크다”고 말했다. 그는 “‘고래가 죽도록 기다렸다가 파는 게 낫다’는 인식이 확산되면 누가 고래를 살릴지 걱정”이라도 했다.
현행 농림수산식품부의 고래자원 보존관리 고시는 고래를 잡거나 발견하면 즉시 관할 해경에 신고하고 살아있으면 구조 또는 회생 조치를 취하도록 하고 있다. 하지만 혼획(다른 고기와 같이 그물에 잡힘)돼 죽은 경우에는 최초 포획자 또는 발견자가 매각할 수 있다. 국립수산과학연구원 고래연구소 손호선 연구원은 “고래를 살린 사람에게 어떤 방식으로든 포상을 해 구조에 대한 보람을 느끼도록 할 필요가 있다”고 말했다.
태안=지명훈 동아일보 기자 mhjee@donga.com
5 January 2012
올해 암 백신 쏟아져 나온다고?
2012년 주목되는 5가지 의학적 진보
2012년 01월 03일
올해 백신으로 암과 말라리아를 치료할 수 있는 방법이 개발될 전망이다.
미국 의학전문지 ‘My Health News Daily’는 이 같은 내용을 포함해 2012년 주목할만한 의학적 진보 5가지를 예측했다. 다분히 미국의 사회적 환경에서 나온 내용이기 때문에 우리나라 실정에 맞지 않는 것도 있지만 몇 가지는 관심을 가질만하다.
설문에 참여한 전문가들은 올해 가장 주목해야 할 부분으로는 백신을 통한 암치료에 한 발 더 다가설 것이란 전망을 내놨다.
현재 암 치료를 위해 널리 쓰이는 방법으로는 외과 수술 외에 방사선과 화학 요법이 있다. 암 전문가들은 “올해는 암 백신 개발을 위해 매우 흥미로운 시간으로, 개발되는 암 백신 종류도 매우 다양해질 것”이라고 설명했다.
미국 국립암연구소에 따르면 미국 내 현재 임상시험 중인 암 백신은 방광, 유방, 자궁, 신장, 폐, 췌장 등 250여건에 이른다. 미국식품의약품안전청(FDA)은 2010년에 전립선암 치료를 위한 프로벤지(Provenge)라는 최초의 암백신을 승인했고, 흑색종에 대한 백신도 지난해 임상시험 마지막 단계를 무사히 통과하는 등 암 백신의 연구가 활성화되고 있다.
다음으로는 말라리아 백신의 진보를 꼽았다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 2010년 기준으로 말라리아에 감염된 사람은 2억1600만명으로 이 중 65만5000명이 사망했고, 대부분이 어린아이일 정도로 여전히 치명적인 질병이다. 모기를 막아 말라리아 감염을 억제할 수는 있지만 백신으로 모든 말라리아를 막을 수는 없는게 현실이다.
옥스포드대 연구팀이 지난해 12월 20일자 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표한 논문에 따르면 말라리아로 인한 사망 원인인 ‘P. falciparum’ 감염을 멈출 수 있는 백신을 개발해 동물 실험을 끝냈다. 연구팀은 말라리아균이 적혈구 세포로 침투하기 용이하게 만드는 RH5라는 단일 수용체를 찾고, 감염 메커니즘을 밝혀내 이 같은 과정을 차단하면 될 것이라고 설명하고 있다. RH5에 대한 항체는 대부분의 말라리아균에 효과가 있는 것으로 조사됐고 조만간 사람을 대상으로 한 임상시험도 이뤄질 전망이다.
또 주요 질병치료제의 가격이 싸질 것이라는 전망도 나왔다.
미국 내 가장 많이 판매되는 의약품들 대부분이 2012년 특허가 끝나게 된다. 비아그라 같은 또 다른 블록버스터 약품에 대한 특허도 만료될 예정이다. 이 때문에 제너릭 의약품(일명 복제약) 제조업체는 심장병 치료제 Plavix, 당뇨병 치료제 Actos, 면역 질환 치료제 Enbrel 등의 복제약이 나올 전망이다.
이 밖에도 미국내 건강보험 선택을 좀 더 쉽게 선택할 수 있도록 법률이 바뀔 것이라는 전망과 함께 미국 환경보호국(EPA)의 새로운 규제로 많은 사람들이 숨쉬기 편해질 것이라는 전망이 나왔다.
유용하 기자 edmondy@donga.com
2012년 01월 03일
올해 백신으로 암과 말라리아를 치료할 수 있는 방법이 개발될 전망이다.
미국 의학전문지 ‘My Health News Daily’는 이 같은 내용을 포함해 2012년 주목할만한 의학적 진보 5가지를 예측했다. 다분히 미국의 사회적 환경에서 나온 내용이기 때문에 우리나라 실정에 맞지 않는 것도 있지만 몇 가지는 관심을 가질만하다.
설문에 참여한 전문가들은 올해 가장 주목해야 할 부분으로는 백신을 통한 암치료에 한 발 더 다가설 것이란 전망을 내놨다.
현재 암 치료를 위해 널리 쓰이는 방법으로는 외과 수술 외에 방사선과 화학 요법이 있다. 암 전문가들은 “올해는 암 백신 개발을 위해 매우 흥미로운 시간으로, 개발되는 암 백신 종류도 매우 다양해질 것”이라고 설명했다.
미국 국립암연구소에 따르면 미국 내 현재 임상시험 중인 암 백신은 방광, 유방, 자궁, 신장, 폐, 췌장 등 250여건에 이른다. 미국식품의약품안전청(FDA)은 2010년에 전립선암 치료를 위한 프로벤지(Provenge)라는 최초의 암백신을 승인했고, 흑색종에 대한 백신도 지난해 임상시험 마지막 단계를 무사히 통과하는 등 암 백신의 연구가 활성화되고 있다.
다음으로는 말라리아 백신의 진보를 꼽았다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 2010년 기준으로 말라리아에 감염된 사람은 2억1600만명으로 이 중 65만5000명이 사망했고, 대부분이 어린아이일 정도로 여전히 치명적인 질병이다. 모기를 막아 말라리아 감염을 억제할 수는 있지만 백신으로 모든 말라리아를 막을 수는 없는게 현실이다.
옥스포드대 연구팀이 지난해 12월 20일자 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표한 논문에 따르면 말라리아로 인한 사망 원인인 ‘P. falciparum’ 감염을 멈출 수 있는 백신을 개발해 동물 실험을 끝냈다. 연구팀은 말라리아균이 적혈구 세포로 침투하기 용이하게 만드는 RH5라는 단일 수용체를 찾고, 감염 메커니즘을 밝혀내 이 같은 과정을 차단하면 될 것이라고 설명하고 있다. RH5에 대한 항체는 대부분의 말라리아균에 효과가 있는 것으로 조사됐고 조만간 사람을 대상으로 한 임상시험도 이뤄질 전망이다.
또 주요 질병치료제의 가격이 싸질 것이라는 전망도 나왔다.
미국 내 가장 많이 판매되는 의약품들 대부분이 2012년 특허가 끝나게 된다. 비아그라 같은 또 다른 블록버스터 약품에 대한 특허도 만료될 예정이다. 이 때문에 제너릭 의약품(일명 복제약) 제조업체는 심장병 치료제 Plavix, 당뇨병 치료제 Actos, 면역 질환 치료제 Enbrel 등의 복제약이 나올 전망이다.
이 밖에도 미국내 건강보험 선택을 좀 더 쉽게 선택할 수 있도록 법률이 바뀔 것이라는 전망과 함께 미국 환경보호국(EPA)의 새로운 규제로 많은 사람들이 숨쉬기 편해질 것이라는 전망이 나왔다.
유용하 기자 edmondy@donga.com
8 October 2011
“줄기세포 연구, 장밋빛 환상에서 깨어나야”
이화여대 권복규 교수 기고
최근 이명박 대통령이 정부 차원에서 줄기세포 연구에 1천억 원을 지원하겠다고 발표하면서 해당 연구계에 활기가 돌고 있다.
그러나 연구자들이 보기에는 예기치 않은 곳에서 ‘이상 돌풍’이 부는 듯하다. 대통령의 발표 이후 ‘줄기세포 연구’를 표방하는 회사들의 주가가 ‘주가 폭락장’속에서도 상승세를 그리고 있다. 한 언론에서는 논문조작과 연구부정행위로 서울대 교수직에서 물러났던 황우석 박사에 대한 인터뷰 기사를 대대적으로 보도하기도 했다.
이러한 흐름은 한편으로는 걱정스럽다. 과거와 마찬가지로 지금도 줄기세포연구에 대해서는 우리 사회에 수많은 오해가 있다. 그 오해의 일부는 과학적 의학적 지식의 부족에서, 또 다른 일부는 적절한 기반이 없는 상태에서 지나치게 일찍 상업화한 줄기세포 업계의 특성에서 비롯된 것으로 보인다.
줄기세포 연구의 의학적, 산업적 잠재력은 필자를 비롯한 우리나라의 거의 모든 사람들이 인정하고 있는 사실이다. 미국을 비롯한 일부 선진국에서는 잔여배아를 이용한 배아줄기세포나 (황우석 박사 때문에 잘 알려진) 체세포복제 배아줄기세포 연구에 대한 논란이 여전히 분분하다. 배아 파괴, 연구목적 배아 창출, 인간복제 등 생명윤리적 쟁점 때문이다.
반면 우리나라에서는 ‘생명윤리 및 안전에 관한 법률’의 제정 이후에는 이를 허용해야 한다는 목소리가 주류를 이루고 있다. 배아 파괴 등의 윤리적 문제를 감안하더라도 사회에 미칠 장기적, 잠재적 이득을 고려해야 한다는 시각이 지배적인 것이다. 그렇다고 해서 줄기세포연구가 이른 시일 내에 엄청난 치료효과를 보이면서 커다란 국부를 창출할 수 있는 것은 아니다. 불과 1000억 원의 연구비로 이 분야에서 세계를 선도한다는 것은 과욕에 불과하다. 사실 우리나라 줄기세포 연구는 근본적으로 커다란 문제에 직면해 있다.
첫째, 우리나라가 비교적 경쟁력을 가지고 있다고 알려진 배아줄기세포(체세포복제배아연구 포함) 연구에서조차 전문 인력과 연구기관, 그리고 연구비가 턱없이 부족하다. 줄기세포 연구의 치료적 잠재성은 크지만, 배아줄기세포 연구의 임상적 응용은 갈 길이 멀다. 이 때문에 다국적 제약회사들도 투자를 망설이고 있다.
그리고 이 분야에서 우리나라의 경쟁력은 인간 배아를 다루어 본 경험과 배아연구에 대한 긍정적인 사회분위기에 힘입은 것일 뿐이다(배아줄기세포연구에 대한 미국의 연방정부 예산 지원은 2010년에 다시 좌절되었다). 실상 배아줄기세포 연구의 핵심인 △배발생 △세포간 신호전달 △세포분화 △유전자 표현메카니즘 등 기초생물학 연구에서는 선진국에 비해 크게 뒤져있다. 이 분야는 그야말로 순수 기초 생물학 연구에 속한다. 연구 집단을 급조하여 몇 년간 일부 기관에 수십억 원을 지원했다고 해서 선진국을 따라잡을 수 있는 곳이 아니다.
이른바 ‘기초 원천기술’이라 함은 이 분야에서 주로 나오지만 이를 위해서는 수십 년 이상을 인내심을 갖고 투자하고, 생물학과 기초 의과학 전반을 발전시키겠다는 장기적인 플랜이 필요하다. 예컨대 미국의 기초 의과학 투자 규모를 보면 올해 미국 국립보건연구원의 연구예산이 300억 달러, 즉 우리나라 돈으로 35조원 이상이다. 우리나라 보건복지부의 모든 예산을 합친 것과 비슷한 규모다. 이러한 규모의 투자를 하면서도 우리나라처럼 당장 산업화가 돼 가치를 창출해야 한다고 조급해 하지도 않는다.
우리나라의 이 분야 연구자들이 어려운 여건 하에서도 많은 노력을 기울이고 있는 것은 사실이다. 하지만 기본적으로 의과대학과 생명과학대학 등 기반 연구기관의 수준과 그에 대한 지원은 선진국에 비해 크게 뒤떨어져 있다. 하루아침에 이를 극복하기는 쉽지 않다.
둘째, 배아줄기세포 연구의 패러다임이 바뀌고 있는데 이에 대한 대비가 충분하지 못하다. 이 또한 기초 과학기술의 부족 때문에 생기는 불가피한 현상이다. 배아줄기세포 연구가 가지고 있는 윤리적 함의로 인해 현재 세계 줄기세포 연구의 흐름은 역분화줄기세포, 또는 유도전분화능 줄기세포라고도 불리는 iPSCs(induced Pluripotent Stem Cells)로 옮겨가고 있다. 이는 완전히 분화한 성체세포에 역분화를 가능하게 하는 유전자를 삽입하여 전분화능 줄기세포를 만드는 기술로서 일본이 원조다.
이제까지 성체세포를 역분화시키는 방법은 황우석 박사의 연구에서처럼 “체세포핵 이식 복제배아”를 만들어 일단 성체 세포핵을 배아 단계까지 돌려놓고 그로부터 줄기세포를 수립하는 것이었는데 iPSCs는 그러한 개념이 의미가 없도록 만들 잠재력을 가지고 있다. 만약 iPSCs에 대한 이해가 더욱 깊어진다면 체세포핵 이식 복제는 동일한 유전적 개체를 만들기 위한 수의학적 복제 방법에만 머물게 될 가능성도 있다.
이외에도 다양한 방식으로 성체세포를 역분화해 전분화능 또는 다분화능을 갖게 하려는 연구가 한창 진행 중인데 이는 세포의 발생, 분화, 유전자의 발현, 유전자의 기능 등에 대한 깊은 이해를 필요로 한다. 그에 비하면 일부 연구자들의 성과에도 불구하고 우리나라는 단지 풍부한 재료(10만 여 개의 잔여배아와 이로부터 만든 몇 개의 줄기세포주)를 갖고 있을 따름이다. 이러한 연구 상황에서 세계적인 흐름을 어떻게 따라잡는가도 큰 관건이다.
셋째, 줄기세포연구의 효용은 다양하다. 하지만 근본적으로 인간에게 적용하여 치료 효과를 거두는 것을 목적으로 한다면 그 과정에서 효능과 안전성을 입증하는 임상시험을 피해갈 수 없다. 그런데 여기에도 수많은 난관이 있다. 우선 치료를 위해서는 ‘세포치료제’를 개발해야 한다. 하지만 배아 파괴 문제는 접어두더라도 배양 과정에서 이종 바이러스나 병원체 등의 감염으로부터 안전해야 한다는 생물학적 안전성의 확보가 핵심이다. 여기 더해 유전병이 없다는 증명, 면역 거부반응, 그리고 무엇보다도 기형종 발생 등 종양화의 문제가 있다. 안전성을 입증하기가 무척 어렵다는 말이다.
그리고 세포치료제는 그 특성상 통상적인 전(前)임상-1상-2상-3상-4상으로 이어지는 임상시험의 단계를 밟기 어렵고 처음부터 환자에게 직접 적용할 수밖에 없다. 그 과정에서 피험자 선정과 동의, IRB(임상시험심사위원회)의 심의, 당국의 허가 등 문제가 깊이 있게 고려돼야 한다. 이러한 부분이 부실하면 국내에서 어찌 해보더라도 외국 감독기관의 승인을 받을 수 없으며, 결과적으로 해외로 수출할 수도 없다. 실질적인 연구능력 외에도 우리나라는 이러한 감독, 관리, 승인 분야의 수준이 외국에 비해 상당히 뒤처져 있다. 현재 이 분야에서 가장 앞선 미국의 ‘제론’사는 척수마비 환자에 대한 배아줄기세포치료제 임상시험을 준비하다가 미국 FDA에 의해 중단된 상태에 있다.
그리고 산업화가 목적이라고 한다면 이 치료제는 다른 치료적 대안이 없든지, 아니면 다른 대안에 비해 월등한 치료적, 경제적 효과를 거두어야 하는데 이는 또 다른 문제다. 일례로 최근 국내 모 병원의 자회사들이 수혈목적의 혈구세포를 배아줄기세포로부터 제조하려는 연구를 진행 중이다. 하지만 이것이 설령 성공하더라도 헌혈이라는 값싸고 안전한 대안을 생각해볼 때 과연 산업적으로 의미가 있는 성공이 될지는 회의적이다.
마지막으로 배아줄기세포연구가 가지고 있는 이러한 난점으로 인해 무책임한 연구기관과 병원, 업체 등이 난립하고 있다는 것도 문제이다. 겉으로는 ‘줄기세포 연구’를 표방하면서 실제로는 조혈모세포나 지방세포 추출 성체줄기세포 등 성체 줄기세포를 각종 질환 치료, 심지어는 미용 목적으로 마구잡이로 적용하려는 곳들이다. 상당수 국민은 배아, 역분화, 성체줄기세포의 구분과 그 임상적 의미들을 잘 이해하지 못한 채 그저 줄기세포연구가 “첨단의학”이며 그 잠재성이 높다는 것만 알고 있다.
이를 악용하여 비보험급여 의료행위 시술 또는 병원 홍보를 위해 ‘줄기세포’라는 이름을 붙인 제품 광고를 남발하고 있다. 심지어 자기 회사의 주가 상승을 위해 ‘줄기세포’라는 명칭을 남용하는 개인과 회사도 적지 않다. 과거 한때 ‘원자력’이나 ‘유전공학’, ‘전자’, ‘컴퓨터’가 이러한 목적으로 사용되었던 것과 마찬가지다. 이러한 행위는 결과적으로 줄기세포연구에 대한 실망감과 불신을 조장하여, 건전한 줄기세포 연구의 발전을 가로막는다.
필자는 배아-역분화-성체의 모든 줄기세포연구가 향후 의학과 산업 발전을 위해 매우 중요하다고 믿는다. 그러나 이를 제대로 발전시키기 위해서는 1000억 원 정도가 아닌 그 이상의 장기적인 투자와 전문 인력의 양성이 필요하다. 그리고 해당 분야의 성격과 의미를 잘 따져서 옥석을 가리는 태도도 중요하다. ‘줄기세포 붐’에 편승해서 당장의 이익과 눈앞의 성과만을 추구하는 태도는 이 분야의 발전에 오히려 독이 된다.
줄기세포연구에서 성공하기 위해서는 △특정분야 연구를 선도할 수 있는 과학계 전반의 수준 △어려운 기술적, 윤리적, 사회적 쟁점을 자신감을 갖고 통제할 수 있는 국가 행정의 수준 △조급함과 무분별한 기대를 버리고 인내심을 갖고 과학계를 신뢰하면서 따질 것은 따지는 시민사회의 수준이 함께 가야 한다. 뒤의 두 가지는 단지 투자만으로는 안 된다는 것이 고민이다.
그러므로 줄기세포연구는 우리나라가 선진국으로 갈 수 있는가를 가늠하는 리트머스 시험지이다. 단기간에 몇 가지 가시적인 성과를 거두는 데 급급하다면 이는 참담한 결과로 이어질 것이다.
최근 이명박 대통령이 정부 차원에서 줄기세포 연구에 1천억 원을 지원하겠다고 발표하면서 해당 연구계에 활기가 돌고 있다.
그러나 연구자들이 보기에는 예기치 않은 곳에서 ‘이상 돌풍’이 부는 듯하다. 대통령의 발표 이후 ‘줄기세포 연구’를 표방하는 회사들의 주가가 ‘주가 폭락장’속에서도 상승세를 그리고 있다. 한 언론에서는 논문조작과 연구부정행위로 서울대 교수직에서 물러났던 황우석 박사에 대한 인터뷰 기사를 대대적으로 보도하기도 했다.
이러한 흐름은 한편으로는 걱정스럽다. 과거와 마찬가지로 지금도 줄기세포연구에 대해서는 우리 사회에 수많은 오해가 있다. 그 오해의 일부는 과학적 의학적 지식의 부족에서, 또 다른 일부는 적절한 기반이 없는 상태에서 지나치게 일찍 상업화한 줄기세포 업계의 특성에서 비롯된 것으로 보인다.
줄기세포 연구의 의학적, 산업적 잠재력은 필자를 비롯한 우리나라의 거의 모든 사람들이 인정하고 있는 사실이다. 미국을 비롯한 일부 선진국에서는 잔여배아를 이용한 배아줄기세포나 (황우석 박사 때문에 잘 알려진) 체세포복제 배아줄기세포 연구에 대한 논란이 여전히 분분하다. 배아 파괴, 연구목적 배아 창출, 인간복제 등 생명윤리적 쟁점 때문이다.
반면 우리나라에서는 ‘생명윤리 및 안전에 관한 법률’의 제정 이후에는 이를 허용해야 한다는 목소리가 주류를 이루고 있다. 배아 파괴 등의 윤리적 문제를 감안하더라도 사회에 미칠 장기적, 잠재적 이득을 고려해야 한다는 시각이 지배적인 것이다. 그렇다고 해서 줄기세포연구가 이른 시일 내에 엄청난 치료효과를 보이면서 커다란 국부를 창출할 수 있는 것은 아니다. 불과 1000억 원의 연구비로 이 분야에서 세계를 선도한다는 것은 과욕에 불과하다. 사실 우리나라 줄기세포 연구는 근본적으로 커다란 문제에 직면해 있다.
첫째, 우리나라가 비교적 경쟁력을 가지고 있다고 알려진 배아줄기세포(체세포복제배아연구 포함) 연구에서조차 전문 인력과 연구기관, 그리고 연구비가 턱없이 부족하다. 줄기세포 연구의 치료적 잠재성은 크지만, 배아줄기세포 연구의 임상적 응용은 갈 길이 멀다. 이 때문에 다국적 제약회사들도 투자를 망설이고 있다.
그리고 이 분야에서 우리나라의 경쟁력은 인간 배아를 다루어 본 경험과 배아연구에 대한 긍정적인 사회분위기에 힘입은 것일 뿐이다(배아줄기세포연구에 대한 미국의 연방정부 예산 지원은 2010년에 다시 좌절되었다). 실상 배아줄기세포 연구의 핵심인 △배발생 △세포간 신호전달 △세포분화 △유전자 표현메카니즘 등 기초생물학 연구에서는 선진국에 비해 크게 뒤져있다. 이 분야는 그야말로 순수 기초 생물학 연구에 속한다. 연구 집단을 급조하여 몇 년간 일부 기관에 수십억 원을 지원했다고 해서 선진국을 따라잡을 수 있는 곳이 아니다.
이른바 ‘기초 원천기술’이라 함은 이 분야에서 주로 나오지만 이를 위해서는 수십 년 이상을 인내심을 갖고 투자하고, 생물학과 기초 의과학 전반을 발전시키겠다는 장기적인 플랜이 필요하다. 예컨대 미국의 기초 의과학 투자 규모를 보면 올해 미국 국립보건연구원의 연구예산이 300억 달러, 즉 우리나라 돈으로 35조원 이상이다. 우리나라 보건복지부의 모든 예산을 합친 것과 비슷한 규모다. 이러한 규모의 투자를 하면서도 우리나라처럼 당장 산업화가 돼 가치를 창출해야 한다고 조급해 하지도 않는다.
우리나라의 이 분야 연구자들이 어려운 여건 하에서도 많은 노력을 기울이고 있는 것은 사실이다. 하지만 기본적으로 의과대학과 생명과학대학 등 기반 연구기관의 수준과 그에 대한 지원은 선진국에 비해 크게 뒤떨어져 있다. 하루아침에 이를 극복하기는 쉽지 않다.
둘째, 배아줄기세포 연구의 패러다임이 바뀌고 있는데 이에 대한 대비가 충분하지 못하다. 이 또한 기초 과학기술의 부족 때문에 생기는 불가피한 현상이다. 배아줄기세포 연구가 가지고 있는 윤리적 함의로 인해 현재 세계 줄기세포 연구의 흐름은 역분화줄기세포, 또는 유도전분화능 줄기세포라고도 불리는 iPSCs(induced Pluripotent Stem Cells)로 옮겨가고 있다. 이는 완전히 분화한 성체세포에 역분화를 가능하게 하는 유전자를 삽입하여 전분화능 줄기세포를 만드는 기술로서 일본이 원조다.
이제까지 성체세포를 역분화시키는 방법은 황우석 박사의 연구에서처럼 “체세포핵 이식 복제배아”를 만들어 일단 성체 세포핵을 배아 단계까지 돌려놓고 그로부터 줄기세포를 수립하는 것이었는데 iPSCs는 그러한 개념이 의미가 없도록 만들 잠재력을 가지고 있다. 만약 iPSCs에 대한 이해가 더욱 깊어진다면 체세포핵 이식 복제는 동일한 유전적 개체를 만들기 위한 수의학적 복제 방법에만 머물게 될 가능성도 있다.
이외에도 다양한 방식으로 성체세포를 역분화해 전분화능 또는 다분화능을 갖게 하려는 연구가 한창 진행 중인데 이는 세포의 발생, 분화, 유전자의 발현, 유전자의 기능 등에 대한 깊은 이해를 필요로 한다. 그에 비하면 일부 연구자들의 성과에도 불구하고 우리나라는 단지 풍부한 재료(10만 여 개의 잔여배아와 이로부터 만든 몇 개의 줄기세포주)를 갖고 있을 따름이다. 이러한 연구 상황에서 세계적인 흐름을 어떻게 따라잡는가도 큰 관건이다.
셋째, 줄기세포연구의 효용은 다양하다. 하지만 근본적으로 인간에게 적용하여 치료 효과를 거두는 것을 목적으로 한다면 그 과정에서 효능과 안전성을 입증하는 임상시험을 피해갈 수 없다. 그런데 여기에도 수많은 난관이 있다. 우선 치료를 위해서는 ‘세포치료제’를 개발해야 한다. 하지만 배아 파괴 문제는 접어두더라도 배양 과정에서 이종 바이러스나 병원체 등의 감염으로부터 안전해야 한다는 생물학적 안전성의 확보가 핵심이다. 여기 더해 유전병이 없다는 증명, 면역 거부반응, 그리고 무엇보다도 기형종 발생 등 종양화의 문제가 있다. 안전성을 입증하기가 무척 어렵다는 말이다.
그리고 세포치료제는 그 특성상 통상적인 전(前)임상-1상-2상-3상-4상으로 이어지는 임상시험의 단계를 밟기 어렵고 처음부터 환자에게 직접 적용할 수밖에 없다. 그 과정에서 피험자 선정과 동의, IRB(임상시험심사위원회)의 심의, 당국의 허가 등 문제가 깊이 있게 고려돼야 한다. 이러한 부분이 부실하면 국내에서 어찌 해보더라도 외국 감독기관의 승인을 받을 수 없으며, 결과적으로 해외로 수출할 수도 없다. 실질적인 연구능력 외에도 우리나라는 이러한 감독, 관리, 승인 분야의 수준이 외국에 비해 상당히 뒤처져 있다. 현재 이 분야에서 가장 앞선 미국의 ‘제론’사는 척수마비 환자에 대한 배아줄기세포치료제 임상시험을 준비하다가 미국 FDA에 의해 중단된 상태에 있다.
그리고 산업화가 목적이라고 한다면 이 치료제는 다른 치료적 대안이 없든지, 아니면 다른 대안에 비해 월등한 치료적, 경제적 효과를 거두어야 하는데 이는 또 다른 문제다. 일례로 최근 국내 모 병원의 자회사들이 수혈목적의 혈구세포를 배아줄기세포로부터 제조하려는 연구를 진행 중이다. 하지만 이것이 설령 성공하더라도 헌혈이라는 값싸고 안전한 대안을 생각해볼 때 과연 산업적으로 의미가 있는 성공이 될지는 회의적이다.
마지막으로 배아줄기세포연구가 가지고 있는 이러한 난점으로 인해 무책임한 연구기관과 병원, 업체 등이 난립하고 있다는 것도 문제이다. 겉으로는 ‘줄기세포 연구’를 표방하면서 실제로는 조혈모세포나 지방세포 추출 성체줄기세포 등 성체 줄기세포를 각종 질환 치료, 심지어는 미용 목적으로 마구잡이로 적용하려는 곳들이다. 상당수 국민은 배아, 역분화, 성체줄기세포의 구분과 그 임상적 의미들을 잘 이해하지 못한 채 그저 줄기세포연구가 “첨단의학”이며 그 잠재성이 높다는 것만 알고 있다.
이를 악용하여 비보험급여 의료행위 시술 또는 병원 홍보를 위해 ‘줄기세포’라는 이름을 붙인 제품 광고를 남발하고 있다. 심지어 자기 회사의 주가 상승을 위해 ‘줄기세포’라는 명칭을 남용하는 개인과 회사도 적지 않다. 과거 한때 ‘원자력’이나 ‘유전공학’, ‘전자’, ‘컴퓨터’가 이러한 목적으로 사용되었던 것과 마찬가지다. 이러한 행위는 결과적으로 줄기세포연구에 대한 실망감과 불신을 조장하여, 건전한 줄기세포 연구의 발전을 가로막는다.
필자는 배아-역분화-성체의 모든 줄기세포연구가 향후 의학과 산업 발전을 위해 매우 중요하다고 믿는다. 그러나 이를 제대로 발전시키기 위해서는 1000억 원 정도가 아닌 그 이상의 장기적인 투자와 전문 인력의 양성이 필요하다. 그리고 해당 분야의 성격과 의미를 잘 따져서 옥석을 가리는 태도도 중요하다. ‘줄기세포 붐’에 편승해서 당장의 이익과 눈앞의 성과만을 추구하는 태도는 이 분야의 발전에 오히려 독이 된다.
줄기세포연구에서 성공하기 위해서는 △특정분야 연구를 선도할 수 있는 과학계 전반의 수준 △어려운 기술적, 윤리적, 사회적 쟁점을 자신감을 갖고 통제할 수 있는 국가 행정의 수준 △조급함과 무분별한 기대를 버리고 인내심을 갖고 과학계를 신뢰하면서 따질 것은 따지는 시민사회의 수준이 함께 가야 한다. 뒤의 두 가지는 단지 투자만으로는 안 된다는 것이 고민이다.
그러므로 줄기세포연구는 우리나라가 선진국으로 갈 수 있는가를 가늠하는 리트머스 시험지이다. 단기간에 몇 가지 가시적인 성과를 거두는 데 급급하다면 이는 참담한 결과로 이어질 것이다.
30 June 2011
디지털 교실… 2015년부터 초중고 종이교과서 없앤다
2011년 06월 30일
초등학교 과학 시간. 교실 앞에는 칠판 대신 터치스크린 형태의 전자칠판이 보인다. 교사의 책상에는 태블릿PC와 카메라, QR코드(격자무늬 스마트폰용 바코드)가 인쇄된 카드가 있다. 카메라로 카드를 비추자 전자칠판에는 도토리, 다람쥐, 뱀, 독수리로 이어지는 그림이 뜬 뒤 먹이 피라미드가 3차원(3D) 영상으로 구현된다. 뱀이 도토리를 먹는 다람쥐를 삼키고, 다시 독수리가 날아가 뱀을 낚아채는 모습이 생생하다. 학생들은 전자칠판에서 눈을 떼지 못한다.
미래의 교실이 아니다. ‘디지털교과서 연구학교’로 지정된 전국 130개 학교에서 이런 수업이 실제로 펼쳐지고 있다. 디지털 교실은 2015년부터 전국 초중고교로 확산된다. 종이 교과서가 디지털 교과서로 바뀌고 학생은 수준과 적성에 맞는 과목을 온라인 수업으로 들을 수 있다. 시험도 온라인으로 치른다.
교육과학기술부와 국가정보화전략위원회는 이런 내용의 ‘스마트 교육 추진전략’을 29일 청와대에 보고했다. 정보통신기술(ICT)의 발달과 스마트 기기 확산에 따라 교실에 디지털 교육을 접목하겠다는 것이 뼈대. 이를 위해 2조2281억5000만 원의 예산을 투입할 계획이다.
이주호 교과부 장관은 “21세기가 지향하는 스마트 교육은 자기주도적으로 흥미롭게 수준과 적성에 맞춰 풍부한 자료와 정보기술(IT)을 활용해 공부하도록 하는 것”이라며 “획일화된 입시교육에서 탈피해 개인별 특성에 맞춘 교육을 하기 위한 시도”라고 설명했다.
첫 변화는 교과서의 디지털화다. 2014년에 초등학교를 시작으로 2015년까지는 모든 학년에서, 모든 과목의 교과서가 종이에서 디지털로 바뀐다. 어린 학생들이 무거운 책가방을 메고 다닐 필요가 더는 없는 셈이다. 종이에 인쇄한 교과서를 전자문서로 바꾼 e교과서와는 개념이 다르다. 기존 교과서 내용에 참고서 문제집은 물론이고 사전, 보충 학습 자료를 모두 담는다. 풍부한 멀티미디어 자료까지 포함된다.
디지털 교과서는 정형화된 형태의 교과서라기보다는 일종의 콘텐츠다. 소프트웨어를 개별 기기가 아닌 데이터센터에 저장했다가 필요할 때마다 꺼내 쓰는 클라우드 컴퓨팅 기술을 활용하기 때문이다.
디지털 교과서 내용이 인터넷 서버에 저장되면 언제 어디서나 PC, 태블릿PC, 스마트폰, 스마트TV 등 다양한 기기를 통해 불러내 사용할 수 있다. 종이 교과서가 당장 사라지는 것은 아니다. 교과부는 “2015년까지 디지털 교실을 위한 모든 환경을 갖춘다는 의미다. 학교별 여건과 상황에 따라 당분간은 종이 교과서를 병행해 사용할 수 있다”고 설명했다.
▼ QR코드 찍어 3차원 수업… 인터넷으로 수준별 시험… ▼
○ 온라인 통한 탈시공간 교육
교과부는 과목별로 온라인 강의를 마련해 학생들이 취향과 적성에 따라 다양한 과목을 듣도록 했다.
우선 질병 등으로 어쩔 수 없이 결석하는 학생부터 활용토록 할 방침. 이어 중고교에서 소수의 학생이 선택한 과목을 대상으로 온라인 강의를 확대할 계획이다.
교사가 부족한 과목도 여기에 해당한다. 예를 들어 아랍어를 가르치는 고교는 한 곳도 없지만 수능에서 선택하는 학생이 해마다 늘어나고 있으므로 온라인 강의가 효과적이다.
성취도를 측정하는 평가시스템도 달라진다. 교과부는 종이 시험으로 치르는 국가수준 학업성취도 평가를 2015년부터는 토플처럼 인터넷기반시험(iBT) 방식으로 바꿀 계획이다.
똑같은 수준의 수업 내용을 모든 학생이 함께 듣고 같은 잣대로 시험을 치르는 데서 벗어나 학생이 온라인으로 원하는 과목을 듣고 시험을 치르는 환경을 만들자는 취지다.
○ 산적한 선결 과제
디지털 교육의 미래에 대해 우려하는 목소리도 나온다. 교육의 수단으로 활용해야 하는 디지털 기술이나 환경을 교육 그 자체로 봐서는 곤란하다는 지적.
예를 들어 아날로그적 방식으로 읽기와 쓰기를 가르치는 기존 교육방식의 장점을 완전히 버려서는 곤란하다고 전문가들은 말한다. 교과부의 보고를 받은 이명박 대통령도 인성 교육의 중요성을 거듭 강조했다.
이 대통령은 “앞으로 스마트교육으로 가야 한다. 다만 걱정거리가 하나 있다. 교육은 정서적으로 인품도 중요하고 사회성도 필요한데 스마트교육으로 가면 사회성이 떨어질까 걱정”이라고 지적했다.
이 대통령은 “학교에서 친구도 사귀고 배려할 줄 알아야 하는데 컴퓨터 앞에만 있으면 되겠느냐”는 걱정스러움도 내비쳤다.
실제로 한국정보화진흥원에 따르면 2009년 현재 청소년의 인터넷 중독률은 12.8%나 된다. 93만여 명의 청소년이 인터넷에 중독된 상태. 디지털 교과서는 인터넷 중독률을 높이는 부작용을 부를 수도 있다.
디지털 교과서를 이용할 수 있는 기기를 학생이 개별적으로 마련해야 한다는 문제점도 있다. 교과부는 “2015년쯤에는 보편적으로 스마트폰이나 태블릿PC 등을 갖고 있을 것으로 판단한다”고 설명해 별도의 대책이 마련돼 있지 않음을 시사했다. 다만 저소득층과 소외계층을 위해서는 스마트 기기를 정부가 지원할 계획이다.
저작권 문제도 걸림돌이다. 현행 저작권법은 교과서 ‘게재’에만 면책 규정을 두고 있다. 시공간 제약을 받지 않는 디지털 교과서를 도입하려면 저작권법을 개정해야 한다.
강혜승 동아일보 기자 fineday@donga.com
==============
최선입니까? 확실해요?
대체 누구의 아이디어인 것일까? 디지털로 완전히 다 변화할 수 있다는 생각은...
갑갑하다.
학교를 그대로 놔두고 학교에서 디지털 기기로 공부하게 하고, 또 그 학생을 교사가 앞에서 통제한다고? 음...
세다가 다른 것은 확실하지만, 뭔가 과정을 찾아가면서 이해하고 추론하는 과정은 점점 생략되어가고 그럴듯한 이미지만 머리속에 남기는 것 같다.
왜 그러세요..
초등학교 과학 시간. 교실 앞에는 칠판 대신 터치스크린 형태의 전자칠판이 보인다. 교사의 책상에는 태블릿PC와 카메라, QR코드(격자무늬 스마트폰용 바코드)가 인쇄된 카드가 있다. 카메라로 카드를 비추자 전자칠판에는 도토리, 다람쥐, 뱀, 독수리로 이어지는 그림이 뜬 뒤 먹이 피라미드가 3차원(3D) 영상으로 구현된다. 뱀이 도토리를 먹는 다람쥐를 삼키고, 다시 독수리가 날아가 뱀을 낚아채는 모습이 생생하다. 학생들은 전자칠판에서 눈을 떼지 못한다.
미래의 교실이 아니다. ‘디지털교과서 연구학교’로 지정된 전국 130개 학교에서 이런 수업이 실제로 펼쳐지고 있다. 디지털 교실은 2015년부터 전국 초중고교로 확산된다. 종이 교과서가 디지털 교과서로 바뀌고 학생은 수준과 적성에 맞는 과목을 온라인 수업으로 들을 수 있다. 시험도 온라인으로 치른다.
교육과학기술부와 국가정보화전략위원회는 이런 내용의 ‘스마트 교육 추진전략’을 29일 청와대에 보고했다. 정보통신기술(ICT)의 발달과 스마트 기기 확산에 따라 교실에 디지털 교육을 접목하겠다는 것이 뼈대. 이를 위해 2조2281억5000만 원의 예산을 투입할 계획이다.
이주호 교과부 장관은 “21세기가 지향하는 스마트 교육은 자기주도적으로 흥미롭게 수준과 적성에 맞춰 풍부한 자료와 정보기술(IT)을 활용해 공부하도록 하는 것”이라며 “획일화된 입시교육에서 탈피해 개인별 특성에 맞춘 교육을 하기 위한 시도”라고 설명했다.
첫 변화는 교과서의 디지털화다. 2014년에 초등학교를 시작으로 2015년까지는 모든 학년에서, 모든 과목의 교과서가 종이에서 디지털로 바뀐다. 어린 학생들이 무거운 책가방을 메고 다닐 필요가 더는 없는 셈이다. 종이에 인쇄한 교과서를 전자문서로 바꾼 e교과서와는 개념이 다르다. 기존 교과서 내용에 참고서 문제집은 물론이고 사전, 보충 학습 자료를 모두 담는다. 풍부한 멀티미디어 자료까지 포함된다.
디지털 교과서는 정형화된 형태의 교과서라기보다는 일종의 콘텐츠다. 소프트웨어를 개별 기기가 아닌 데이터센터에 저장했다가 필요할 때마다 꺼내 쓰는 클라우드 컴퓨팅 기술을 활용하기 때문이다.
디지털 교과서 내용이 인터넷 서버에 저장되면 언제 어디서나 PC, 태블릿PC, 스마트폰, 스마트TV 등 다양한 기기를 통해 불러내 사용할 수 있다. 종이 교과서가 당장 사라지는 것은 아니다. 교과부는 “2015년까지 디지털 교실을 위한 모든 환경을 갖춘다는 의미다. 학교별 여건과 상황에 따라 당분간은 종이 교과서를 병행해 사용할 수 있다”고 설명했다.
▼ QR코드 찍어 3차원 수업… 인터넷으로 수준별 시험… ▼
○ 온라인 통한 탈시공간 교육
교과부는 과목별로 온라인 강의를 마련해 학생들이 취향과 적성에 따라 다양한 과목을 듣도록 했다.
우선 질병 등으로 어쩔 수 없이 결석하는 학생부터 활용토록 할 방침. 이어 중고교에서 소수의 학생이 선택한 과목을 대상으로 온라인 강의를 확대할 계획이다.
교사가 부족한 과목도 여기에 해당한다. 예를 들어 아랍어를 가르치는 고교는 한 곳도 없지만 수능에서 선택하는 학생이 해마다 늘어나고 있으므로 온라인 강의가 효과적이다.
성취도를 측정하는 평가시스템도 달라진다. 교과부는 종이 시험으로 치르는 국가수준 학업성취도 평가를 2015년부터는 토플처럼 인터넷기반시험(iBT) 방식으로 바꿀 계획이다.
똑같은 수준의 수업 내용을 모든 학생이 함께 듣고 같은 잣대로 시험을 치르는 데서 벗어나 학생이 온라인으로 원하는 과목을 듣고 시험을 치르는 환경을 만들자는 취지다.
○ 산적한 선결 과제
디지털 교육의 미래에 대해 우려하는 목소리도 나온다. 교육의 수단으로 활용해야 하는 디지털 기술이나 환경을 교육 그 자체로 봐서는 곤란하다는 지적.
예를 들어 아날로그적 방식으로 읽기와 쓰기를 가르치는 기존 교육방식의 장점을 완전히 버려서는 곤란하다고 전문가들은 말한다. 교과부의 보고를 받은 이명박 대통령도 인성 교육의 중요성을 거듭 강조했다.
이 대통령은 “앞으로 스마트교육으로 가야 한다. 다만 걱정거리가 하나 있다. 교육은 정서적으로 인품도 중요하고 사회성도 필요한데 스마트교육으로 가면 사회성이 떨어질까 걱정”이라고 지적했다.
이 대통령은 “학교에서 친구도 사귀고 배려할 줄 알아야 하는데 컴퓨터 앞에만 있으면 되겠느냐”는 걱정스러움도 내비쳤다.
실제로 한국정보화진흥원에 따르면 2009년 현재 청소년의 인터넷 중독률은 12.8%나 된다. 93만여 명의 청소년이 인터넷에 중독된 상태. 디지털 교과서는 인터넷 중독률을 높이는 부작용을 부를 수도 있다.
디지털 교과서를 이용할 수 있는 기기를 학생이 개별적으로 마련해야 한다는 문제점도 있다. 교과부는 “2015년쯤에는 보편적으로 스마트폰이나 태블릿PC 등을 갖고 있을 것으로 판단한다”고 설명해 별도의 대책이 마련돼 있지 않음을 시사했다. 다만 저소득층과 소외계층을 위해서는 스마트 기기를 정부가 지원할 계획이다.
저작권 문제도 걸림돌이다. 현행 저작권법은 교과서 ‘게재’에만 면책 규정을 두고 있다. 시공간 제약을 받지 않는 디지털 교과서를 도입하려면 저작권법을 개정해야 한다.
강혜승 동아일보 기자 fineday@donga.com
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최선입니까? 확실해요?
대체 누구의 아이디어인 것일까? 디지털로 완전히 다 변화할 수 있다는 생각은...
갑갑하다.
학교를 그대로 놔두고 학교에서 디지털 기기로 공부하게 하고, 또 그 학생을 교사가 앞에서 통제한다고? 음...
세다가 다른 것은 확실하지만, 뭔가 과정을 찾아가면서 이해하고 추론하는 과정은 점점 생략되어가고 그럴듯한 이미지만 머리속에 남기는 것 같다.
왜 그러세요..
8 June 2011
‘대장균의 추억’
[강기자의 과학카페]<33>장출혈성대장균 공포
2011년 06월 07일
대장균 덩어리의 전자현미경 사진(1만 배). 대장균은 길이 2마이크로미터, 폭 0.5마이크로미터의 짧은 막대 모양이다. (사진 ARS)
생명과학을 전공한 대학원생 열에 아홉은 대장균을 키우는 게 일상 업무일 것이다. 보통 대장균 대신 학명의 약자인 ‘이콜라이(E. coli)’라고 부르는데 정식 학명은 ‘에셔리키어 콜라이(Escherichia coli)’로 대장균을 처음 발견한 독일의 미생물학자 테오도르 에셔리히의 이름에서 속명을 따왔다. 종소명 콜라이는 대장(大腸)이라는 뜻이다.
대장균을 키우려면 먼저 배지를 준비해야 한다. 증류수가 담긴 삼각플라스크에 각종 영양분이 골고루 들어있는 효모추출물과 설탕을 넣고 잘 섞어준 뒤 고압멸균을 한다. 그러면 화이트 와인 샤르도네가 연상되는 노르스름한 투명한 액체가 된다. 여기에 조심해서(다른 균이 오염되지 않게) 페트리접시에 있는 대장균 콜로니(세포 하나에서 증식한 덩어리)를 따서 넣어준다.
그리고 삼각플라스크를 배양기에 넣는데 배양기의 온도는 37℃로 바로 우리 체온이다. 이 온도에서 대장균이 가장 잘 자라기 때문이다. 다음날 배양기를 열어 삼각플라스크안의 액체가 뿌여면 대장균이 잘 자란 것이다. 이제 하기 싫은 일이 남았다. 배양액을 통에 담아 원심분리기에 넣고 돌려 세포를 모을 때 맡을 수밖에 없는 상당한 ‘구린내’ 때문이다.
기자도 햇수로 만 4년을 일주일에 한 두 번꼴로 이 일을 했지만 도무지 적응이 안 됐다. 그러고 보면 화장실 냄새는 사실 우리 몸 때문에 나는 게 아니라 장에 사는 대장균을 비롯한 장내미생물 때문이라는 게 실감난다. 물론 요즘은 장내미생물이 없다면 사람이 살 수가 없다는 게 밝혀져서 장내미생물도 우리 몸의 일부라는 관점이 설득력을 얻고 있지만.
●생명과학의 감초
실험실에서 구린내 나는 대장균을 키우는 이유는 물론 필요하기 때문이다. 사실 분자생물학으로 대표되는 현대 생명과학의 발달은 대장균 없이는 생각하기 어렵다. 대장균 자체도 아마 가장 많이 연구된 박테리아이겠지만 생명과학 연구자 대다수는 대장균 자체가 연구대상이 아니라 ‘유전자재조합’이라는 실험을 할 때 ‘수단’으로 대장균을 이용한다.
즉 대장균에는 본래의 게놈 말고도 플라스미드라고 하는 고리형태의 작은 DNA가 있는데 이 플라스미드를 이용해 디자인한 유전자를 세포 안에 넣어 증폭시킬 수 있기 때문이다. 유전자에 형광 꼬리표를 달거나 특정 염기서열을 바꿔치기해 변형 단백질 유전자를 만드는 등 다양한 조작을 한 플라스미드를 대장균 배지에 넣어준 뒤 화학적 또는 전기적 처리를 하면 이 플라스미드가 약해진 세포벽을 뚫고 대장균 안으로 들어간다. 플라스미드를 받아들인 대장균은 세포분열을 하면서 플라스미드도 복제하기 때문에 결국 충분한 플라스미드를 얻어 다음 단계의 실험을 진행할 수 있다.
박테리아가 유전자를 교환하기 위해 서로 접합한 장면을 담은 전자현미경 사진. (사진 Charles C. Brinton Jr.)
그렇다면 대장균은 과학자들이 실험을 하라고 플라스미드를 갖고 있었던 걸까. 물론 그럴 리야 없다. 플라스미드는 대장균이 급변하는 환경에서 살아남기 위한 기발한 생존전략의 산물이다.
유전자의 이동이라면 우리는 부모가 자식에게 물려주는 수직이동만을 떠올리지만 주로 무성생식을 하는 박테리아의 세계에서는 수직이동의 변수는 돌연변이 뿐이다. 오히려 수평이동이 새로운 유전자를 얻는 방법인데 그 매개체가 바로 플라스미드다. 즉 박테리아 사이에 나노파이프를 연결해 플라스미드를 주고 받는데 이를 ‘접합(conjugation)’이라고 부른다.
새로 개발된 항생제가 박테리아를 전멸시키다가도 우연히 그에 대해 저항성이 있는 유전자를 갖는 돌연변이 박테리아가 나올 경우 이 유전자가 접합을 통해 주변 박테리아로 이동하면서 항생제 저항성을 갖는 박테리아가 급격히 늘어날 수 있는 것이다. 유전학의 아버지인 멘델이나 진화론의 대부 다윈이 이 사실을 알았다면 무릎을 쳤을 것이다.
●장출혈성대장균 공포 확산
최근 독일을 중심으로 보고되고 있는 장출혈성대장균 사태도 유전자의 수평이동이 문제일 것이다. 평범한 또는 병원성이 약한 대장균이 누군가로부터(대장균과 가까운 박테리아일 가능성이 크다) 독소 유전자를 전달받아 맹독성으로 바뀌었을 것.
사실 평범한 대장균은 사람의 대장에 거주하면서 비타민K2를 합성해 공급해주고 다른 유해세균이 들어오면 무찌르는 보초병 역할도 하는 유익균이다. 그런데 이처럼 이상한 유전자를 전달받으면서 병원성으로 바뀌는데 그 종류만 200여 가지에 이른다고 한다.
외국을 여행하다보면 종종 배탈이 나는데 많은 경우 그곳 대장균이 장에 들어와 탈을 일으키는 경이다. 주로 설사를 일으키는 장독성 대장균으로 현지인들은 이런 변형에 저항성이 있어 그런 현상이 없다. 인구집단에 따라 대장균의 병원성 여부(대체로 심각하지는 않다)가 결정되는 셈이다.
현재 문제가 되고 있는 건 ‘장출혈성 대장균(Enterohemorrhagic E. coli, 줄여서 EHEC)’로 이 병원균은 베로톡신(verotoxin)이라는 치명적인 장독소를 만들어낸다. 그 결과 장출혈뿐 아니라 신부전 증세까지 일으켜 심하면 목숨을 잃는다. 현재 장출혈성대장균으로 22명이 사망했다고 한다.
장출혈성대장균의 대명사인 O157:H7의 독소인 베로톡신은 친척 박테리아인 시겔라의 시가독소 유전자가 박테리오파지(박테리아에 감염하는 바이러스)를 통해 대장균으로 이동한 걸로 밝혀졌다. 박테리오파지의 전자현미경 사진.
현재 유행하고 있는 병원성 대장균은 O104:H4. 우리가 기억하는 유명한 장출혈성대장균은 O157:H7(보통 O157로 불린다)이다. 이 기호들은 혈청반응의 종류로 대장균 표면의 생체분자의 구조(O는 지질다당류, H는 편모)를 항원으로 해 형성되는 항체에 따라 명명됐다.
이 가운데 O157:H7은 2000년대 들어 세계 이곳저곳에서 워낙 많은 문제를 일으켰기 때문에(미국에서는 지금도 매년 6만 여명이 감염돼 50여명이 사망한다고 한다) 꽤 많이 연구된 변종이다. 흥미롭게도 O157:H7의 독소인 베로톡신은 친척 박테리아인 시겔라(Shigella)의 시가독소(Shiga toxin)과 비슷하다고 한다. 연구결과 시겔라의 시가독소 유전자가 박테리오파지(박테리아에 감염하는 바이러스)를 통해 대장균으로 이동한 걸로 밝혀졌다.
현재 유럽을 공포에 떨게 하고 있는 장출혈성 대장균 O104:H4는 상대적으로 알려진 게 없어 더 불안한데 그 독성은 O157:H7를 능가한다고 한다. 중국 선전에 있는 베이징게놈연구소(BGI)는 지난 2일 이번 O104:H4 변종의 게놈을 분석해 그 결과를 발표했다(3세대 게놈분석장비를 써서 3일 만에 해독과 분석을 끝냈다고 한다!).
이 녀석의 게놈 크기는 520만 염기쌍으로 중앙아프리카공화국에서 심각한 설사를 일으킨 변종인 EAEC 55989 대장균과 염기서열이 93% 동일하다고 한다(박테리아에서 93%는 매우 높은 유사성이다). 이 박테리아가 장출혈을 일으키는 독소 유전자와 여러 항생제 저항성 유전자까지 유전자 이동을 통해 획득해 ‘슈퍼 독성 변종(Super-Toxic Strain)’이 된 걸로 추정하고 있다.
흥미롭게도 O104:H4의 병원성이 처음 보고된 사례는 우리나라라고 하니(2004년 발견돼 2006년 ‘연세 메디컬 저널’에 발표) 이 녀석의 사연이 밝혀지려면 꽤 많은 연구가 필요할 듯하다. 지금으로서는 음식 조심하고 개인위생을 철저히 하면서 사태를 지켜볼 도리밖에.
강석기 동아사이언스 기자 sukki@donga.com
2011년 06월 07일
대장균 덩어리의 전자현미경 사진(1만 배). 대장균은 길이 2마이크로미터, 폭 0.5마이크로미터의 짧은 막대 모양이다. (사진 ARS)생명과학을 전공한 대학원생 열에 아홉은 대장균을 키우는 게 일상 업무일 것이다. 보통 대장균 대신 학명의 약자인 ‘이콜라이(E. coli)’라고 부르는데 정식 학명은 ‘에셔리키어 콜라이(Escherichia coli)’로 대장균을 처음 발견한 독일의 미생물학자 테오도르 에셔리히의 이름에서 속명을 따왔다. 종소명 콜라이는 대장(大腸)이라는 뜻이다.
대장균을 키우려면 먼저 배지를 준비해야 한다. 증류수가 담긴 삼각플라스크에 각종 영양분이 골고루 들어있는 효모추출물과 설탕을 넣고 잘 섞어준 뒤 고압멸균을 한다. 그러면 화이트 와인 샤르도네가 연상되는 노르스름한 투명한 액체가 된다. 여기에 조심해서(다른 균이 오염되지 않게) 페트리접시에 있는 대장균 콜로니(세포 하나에서 증식한 덩어리)를 따서 넣어준다.
그리고 삼각플라스크를 배양기에 넣는데 배양기의 온도는 37℃로 바로 우리 체온이다. 이 온도에서 대장균이 가장 잘 자라기 때문이다. 다음날 배양기를 열어 삼각플라스크안의 액체가 뿌여면 대장균이 잘 자란 것이다. 이제 하기 싫은 일이 남았다. 배양액을 통에 담아 원심분리기에 넣고 돌려 세포를 모을 때 맡을 수밖에 없는 상당한 ‘구린내’ 때문이다.
기자도 햇수로 만 4년을 일주일에 한 두 번꼴로 이 일을 했지만 도무지 적응이 안 됐다. 그러고 보면 화장실 냄새는 사실 우리 몸 때문에 나는 게 아니라 장에 사는 대장균을 비롯한 장내미생물 때문이라는 게 실감난다. 물론 요즘은 장내미생물이 없다면 사람이 살 수가 없다는 게 밝혀져서 장내미생물도 우리 몸의 일부라는 관점이 설득력을 얻고 있지만.
●생명과학의 감초
실험실에서 구린내 나는 대장균을 키우는 이유는 물론 필요하기 때문이다. 사실 분자생물학으로 대표되는 현대 생명과학의 발달은 대장균 없이는 생각하기 어렵다. 대장균 자체도 아마 가장 많이 연구된 박테리아이겠지만 생명과학 연구자 대다수는 대장균 자체가 연구대상이 아니라 ‘유전자재조합’이라는 실험을 할 때 ‘수단’으로 대장균을 이용한다.
즉 대장균에는 본래의 게놈 말고도 플라스미드라고 하는 고리형태의 작은 DNA가 있는데 이 플라스미드를 이용해 디자인한 유전자를 세포 안에 넣어 증폭시킬 수 있기 때문이다. 유전자에 형광 꼬리표를 달거나 특정 염기서열을 바꿔치기해 변형 단백질 유전자를 만드는 등 다양한 조작을 한 플라스미드를 대장균 배지에 넣어준 뒤 화학적 또는 전기적 처리를 하면 이 플라스미드가 약해진 세포벽을 뚫고 대장균 안으로 들어간다. 플라스미드를 받아들인 대장균은 세포분열을 하면서 플라스미드도 복제하기 때문에 결국 충분한 플라스미드를 얻어 다음 단계의 실험을 진행할 수 있다.
박테리아가 유전자를 교환하기 위해 서로 접합한 장면을 담은 전자현미경 사진. (사진 Charles C. Brinton Jr.)그렇다면 대장균은 과학자들이 실험을 하라고 플라스미드를 갖고 있었던 걸까. 물론 그럴 리야 없다. 플라스미드는 대장균이 급변하는 환경에서 살아남기 위한 기발한 생존전략의 산물이다.
유전자의 이동이라면 우리는 부모가 자식에게 물려주는 수직이동만을 떠올리지만 주로 무성생식을 하는 박테리아의 세계에서는 수직이동의 변수는 돌연변이 뿐이다. 오히려 수평이동이 새로운 유전자를 얻는 방법인데 그 매개체가 바로 플라스미드다. 즉 박테리아 사이에 나노파이프를 연결해 플라스미드를 주고 받는데 이를 ‘접합(conjugation)’이라고 부른다.
새로 개발된 항생제가 박테리아를 전멸시키다가도 우연히 그에 대해 저항성이 있는 유전자를 갖는 돌연변이 박테리아가 나올 경우 이 유전자가 접합을 통해 주변 박테리아로 이동하면서 항생제 저항성을 갖는 박테리아가 급격히 늘어날 수 있는 것이다. 유전학의 아버지인 멘델이나 진화론의 대부 다윈이 이 사실을 알았다면 무릎을 쳤을 것이다.
●장출혈성대장균 공포 확산
최근 독일을 중심으로 보고되고 있는 장출혈성대장균 사태도 유전자의 수평이동이 문제일 것이다. 평범한 또는 병원성이 약한 대장균이 누군가로부터(대장균과 가까운 박테리아일 가능성이 크다) 독소 유전자를 전달받아 맹독성으로 바뀌었을 것.
사실 평범한 대장균은 사람의 대장에 거주하면서 비타민K2를 합성해 공급해주고 다른 유해세균이 들어오면 무찌르는 보초병 역할도 하는 유익균이다. 그런데 이처럼 이상한 유전자를 전달받으면서 병원성으로 바뀌는데 그 종류만 200여 가지에 이른다고 한다.
외국을 여행하다보면 종종 배탈이 나는데 많은 경우 그곳 대장균이 장에 들어와 탈을 일으키는 경이다. 주로 설사를 일으키는 장독성 대장균으로 현지인들은 이런 변형에 저항성이 있어 그런 현상이 없다. 인구집단에 따라 대장균의 병원성 여부(대체로 심각하지는 않다)가 결정되는 셈이다.
현재 문제가 되고 있는 건 ‘장출혈성 대장균(Enterohemorrhagic E. coli, 줄여서 EHEC)’로 이 병원균은 베로톡신(verotoxin)이라는 치명적인 장독소를 만들어낸다. 그 결과 장출혈뿐 아니라 신부전 증세까지 일으켜 심하면 목숨을 잃는다. 현재 장출혈성대장균으로 22명이 사망했다고 한다.
장출혈성대장균의 대명사인 O157:H7의 독소인 베로톡신은 친척 박테리아인 시겔라의 시가독소 유전자가 박테리오파지(박테리아에 감염하는 바이러스)를 통해 대장균으로 이동한 걸로 밝혀졌다. 박테리오파지의 전자현미경 사진.현재 유행하고 있는 병원성 대장균은 O104:H4. 우리가 기억하는 유명한 장출혈성대장균은 O157:H7(보통 O157로 불린다)이다. 이 기호들은 혈청반응의 종류로 대장균 표면의 생체분자의 구조(O는 지질다당류, H는 편모)를 항원으로 해 형성되는 항체에 따라 명명됐다.
이 가운데 O157:H7은 2000년대 들어 세계 이곳저곳에서 워낙 많은 문제를 일으켰기 때문에(미국에서는 지금도 매년 6만 여명이 감염돼 50여명이 사망한다고 한다) 꽤 많이 연구된 변종이다. 흥미롭게도 O157:H7의 독소인 베로톡신은 친척 박테리아인 시겔라(Shigella)의 시가독소(Shiga toxin)과 비슷하다고 한다. 연구결과 시겔라의 시가독소 유전자가 박테리오파지(박테리아에 감염하는 바이러스)를 통해 대장균으로 이동한 걸로 밝혀졌다.
현재 유럽을 공포에 떨게 하고 있는 장출혈성 대장균 O104:H4는 상대적으로 알려진 게 없어 더 불안한데 그 독성은 O157:H7를 능가한다고 한다. 중국 선전에 있는 베이징게놈연구소(BGI)는 지난 2일 이번 O104:H4 변종의 게놈을 분석해 그 결과를 발표했다(3세대 게놈분석장비를 써서 3일 만에 해독과 분석을 끝냈다고 한다!).
이 녀석의 게놈 크기는 520만 염기쌍으로 중앙아프리카공화국에서 심각한 설사를 일으킨 변종인 EAEC 55989 대장균과 염기서열이 93% 동일하다고 한다(박테리아에서 93%는 매우 높은 유사성이다). 이 박테리아가 장출혈을 일으키는 독소 유전자와 여러 항생제 저항성 유전자까지 유전자 이동을 통해 획득해 ‘슈퍼 독성 변종(Super-Toxic Strain)’이 된 걸로 추정하고 있다.
흥미롭게도 O104:H4의 병원성이 처음 보고된 사례는 우리나라라고 하니(2004년 발견돼 2006년 ‘연세 메디컬 저널’에 발표) 이 녀석의 사연이 밝혀지려면 꽤 많은 연구가 필요할 듯하다. 지금으로서는 음식 조심하고 개인위생을 철저히 하면서 사태를 지켜볼 도리밖에.
강석기 동아사이언스 기자 sukki@donga.com
1 June 2011
작년 해양폐기물 462만t… 1인당 100kg 버렸다
2011년 06월 01일
[동아일보] 어제 제16회 ‘바다의 날’ 한반도 해양쓰레기 실태
31일 강원 동해시 묵호항 일대에 모인 시민들은 제16회 ‘바다의 날’을 기념해 해안가에 방치된 쓰레기를 치우는 행사를 가졌다. ‘바다의 날’은 삼면이 바다인 한반도의 장점을 살려 해양강국으로 발전하자는 목표 아래 1996년 정부가 제정한 법정기념일. 하지만 환경전문가들은 우리나라가 진정한 해양강국이 되려면 바다에 버리는 쓰레기양부터 줄여야 한다고 지적했다.
○ 하수 가축분뇨 준설토 등 해양 투기
동아일보가 국토해양부와 해양경찰, 환경운동연합 등의 해양 폐기물 배출 현황 자료를 분석한 결과 지난해 무려 462만9000t의 쓰레기가 바다에 버려졌다. 이는 2009년(543만3000t)보다 80만 t가량 감소한 수치지만 여전히 엄청난 양이다. 한국인 1명이 1년간 100kg 내외의 쓰레기를 바다에만 버린 셈이기 때문. 바다에 버려진 쓰레기는 하수 및 폐수 처리장에서 나온 각종 찌꺼기, 가축이나 인간의 분뇨, 음식물 쓰레기에서 나오는 음·폐수, 수산물 쓰레기, 준설토 등으로 다양하다.
폐기물 해양투기가 시작된 1988년 이후 지난해까지 무려 1억2102만 t의 쓰레기가 바다에 버려졌다. 남산의 2.5배에 해당하는 규모다. 해양투기 폐기물은 1900년대 초반까지 120만∼190만 t에 그쳤지만 점차 늘어 2005년 최고치(992만 t)를 기록했다. 이후에도 500만 t 내외를 유지하고 있다. 지난해 가장 많이 바다에 버려진 폐기물은 산업폐수(117만5000t). 산업폐수는 공장폐수와 폐수의 찌꺼기인 폐수 오니를 합친 것이다. 이어 음식물 쓰레기(110만 t), 가정에서 배출된 하수 오니(109만3000t), 가축 분뇨(103만9000t) 순이었다. 2009년에는 음식물 쓰레기와 가축 분뇨가 가장 많았다.
○ 위해성 기준 부합하면 합법적 해양투기 가능
바다에 일부 쓰레기를 버리는 행위는 합법이다. 국토해양부에 따르면 지자체 등을 통해 모아진 폐기물은 검사과정에서 중금속 농도, 독성 여부 등 25개 항목별 위해성 기준을 넘지 않을 경우 해양환경관리법에 따라 바다에 버릴 수 있다.
그러나 아무 해양에나 버릴 수 있는 것은 아니다. 해양환경관리법에 따라 동해 2곳, 서해 1곳 등 총 3곳의 지정해역에만 버려야 한다. 지정해역은 △경북 포항에서 동북쪽으로 125km 떨어진 ‘동해 병’ 해역 △전북 군산 서쪽 200km 지점의 ‘서해 병’ 해역 △울산 동남쪽으로 63km 떨어진 ‘동해 정’ 해역이다.
지난해 해양투기 폐기물 통계를 보면 동해 병에 266만 t, 서해 병에 136만 t, 동해 정에 59만 t의 쓰레기가 버려졌다. 국토부 관계자는 “동해 병에는 전체 폐기물의 60%, 서해 병은 27%, 동해 정은 13%가량이 처리된다”고 설명했다. 이를 토대로 바다에 쓰레기를 많이 버린 지역을 분석해보니 인천(137만7000t), 경남 통영(85만3000t), 울산(55만3000t), 경북 포항(54만9000t) 순이었다. 이들 4곳의 배출량이 전체의 74.7%나 됐다.
○ 환경전문가들 “사람에게 돌아올 것”
환경전문가들은 “위해성 기준 이하의 쓰레기라도 계속 바다에 버리다 보면 환경이 크게 훼손된다”고 경고했다. 산업폐수의 경우 납 구리 아연 등 몸에 해로운 중금속이 다량으로 들어 있다. 음·폐수가 너무 많이 바다에 버려지면 플랑크톤이 대량으로 번식해 적조현상이 나타난다. 바다가 오염되면 물고기 등 생선과 해산물도 오염되고 이를 먹는 인간의 몸에도 유해물질이 쌓이게 된다. 한국해양연구원의 투기해역 오염 모니터링에 따르면 동해 병 해역의 53%, 서해 병 해역의 20%가량에서 오염이 심화되고 있다.
국제사회에서도 런던협약 가입국 중 폐기물을 다량으로 바다에 버리는 나라는 한국밖에 없다는 비판이 제기되고 있다. 런던협약은 해양이 오염되는 것을 막기 위해 1972년 만들어진 국제협약으로 86개국이 가입해 있다. 런던협약에 따라 쓰레기 해양투기를 금지한 런던의정서가 1996년 채택돼 2006년부터 발효 중이다.
주요 선진국은 대부분 육상쓰레기는 땅 위에서 처리하고 바다에는 해양준설물 등 독성이 없는 물질만 버린다. 더구나 미국은 1992년, 영국은 1999년, 일본은 2007년에 각종 쓰레기의 해양투기를 중단했다. 한국의 경우 2009년 런던의정서에 가입하면서 2012년부터 하수 슬러지와 가축 분뇨의 해양투기를 중단해야 한다. 또 2013년부터 음식폐기물의 해양투기가 금지된다.
문제는 2013년이 지나도 산업폐수, 분뇨 해양투기는 특정 국제협약이나 법적 제재 기준이 없어 계속 허용된다는 점이다. 이 경우 연간 100만 t 이상의 폐기물이 계속 바다에 버려지게 된다.
국토부 김윤호 해양보전과장은 “바다는 자정능력이 높지만 무한대는 아니다”라며 “산업폐수를 바다에 버리지 않는 방안 마련이 절실하다”고 말했다.
김윤종 동아일보 기자 zozo@donga.com
[동아일보] 어제 제16회 ‘바다의 날’ 한반도 해양쓰레기 실태
31일 강원 동해시 묵호항 일대에 모인 시민들은 제16회 ‘바다의 날’을 기념해 해안가에 방치된 쓰레기를 치우는 행사를 가졌다. ‘바다의 날’은 삼면이 바다인 한반도의 장점을 살려 해양강국으로 발전하자는 목표 아래 1996년 정부가 제정한 법정기념일. 하지만 환경전문가들은 우리나라가 진정한 해양강국이 되려면 바다에 버리는 쓰레기양부터 줄여야 한다고 지적했다.
○ 하수 가축분뇨 준설토 등 해양 투기
동아일보가 국토해양부와 해양경찰, 환경운동연합 등의 해양 폐기물 배출 현황 자료를 분석한 결과 지난해 무려 462만9000t의 쓰레기가 바다에 버려졌다. 이는 2009년(543만3000t)보다 80만 t가량 감소한 수치지만 여전히 엄청난 양이다. 한국인 1명이 1년간 100kg 내외의 쓰레기를 바다에만 버린 셈이기 때문. 바다에 버려진 쓰레기는 하수 및 폐수 처리장에서 나온 각종 찌꺼기, 가축이나 인간의 분뇨, 음식물 쓰레기에서 나오는 음·폐수, 수산물 쓰레기, 준설토 등으로 다양하다.
폐기물 해양투기가 시작된 1988년 이후 지난해까지 무려 1억2102만 t의 쓰레기가 바다에 버려졌다. 남산의 2.5배에 해당하는 규모다. 해양투기 폐기물은 1900년대 초반까지 120만∼190만 t에 그쳤지만 점차 늘어 2005년 최고치(992만 t)를 기록했다. 이후에도 500만 t 내외를 유지하고 있다. 지난해 가장 많이 바다에 버려진 폐기물은 산업폐수(117만5000t). 산업폐수는 공장폐수와 폐수의 찌꺼기인 폐수 오니를 합친 것이다. 이어 음식물 쓰레기(110만 t), 가정에서 배출된 하수 오니(109만3000t), 가축 분뇨(103만9000t) 순이었다. 2009년에는 음식물 쓰레기와 가축 분뇨가 가장 많았다.
○ 위해성 기준 부합하면 합법적 해양투기 가능
바다에 일부 쓰레기를 버리는 행위는 합법이다. 국토해양부에 따르면 지자체 등을 통해 모아진 폐기물은 검사과정에서 중금속 농도, 독성 여부 등 25개 항목별 위해성 기준을 넘지 않을 경우 해양환경관리법에 따라 바다에 버릴 수 있다.
그러나 아무 해양에나 버릴 수 있는 것은 아니다. 해양환경관리법에 따라 동해 2곳, 서해 1곳 등 총 3곳의 지정해역에만 버려야 한다. 지정해역은 △경북 포항에서 동북쪽으로 125km 떨어진 ‘동해 병’ 해역 △전북 군산 서쪽 200km 지점의 ‘서해 병’ 해역 △울산 동남쪽으로 63km 떨어진 ‘동해 정’ 해역이다.
지난해 해양투기 폐기물 통계를 보면 동해 병에 266만 t, 서해 병에 136만 t, 동해 정에 59만 t의 쓰레기가 버려졌다. 국토부 관계자는 “동해 병에는 전체 폐기물의 60%, 서해 병은 27%, 동해 정은 13%가량이 처리된다”고 설명했다. 이를 토대로 바다에 쓰레기를 많이 버린 지역을 분석해보니 인천(137만7000t), 경남 통영(85만3000t), 울산(55만3000t), 경북 포항(54만9000t) 순이었다. 이들 4곳의 배출량이 전체의 74.7%나 됐다.
○ 환경전문가들 “사람에게 돌아올 것”
환경전문가들은 “위해성 기준 이하의 쓰레기라도 계속 바다에 버리다 보면 환경이 크게 훼손된다”고 경고했다. 산업폐수의 경우 납 구리 아연 등 몸에 해로운 중금속이 다량으로 들어 있다. 음·폐수가 너무 많이 바다에 버려지면 플랑크톤이 대량으로 번식해 적조현상이 나타난다. 바다가 오염되면 물고기 등 생선과 해산물도 오염되고 이를 먹는 인간의 몸에도 유해물질이 쌓이게 된다. 한국해양연구원의 투기해역 오염 모니터링에 따르면 동해 병 해역의 53%, 서해 병 해역의 20%가량에서 오염이 심화되고 있다.
국제사회에서도 런던협약 가입국 중 폐기물을 다량으로 바다에 버리는 나라는 한국밖에 없다는 비판이 제기되고 있다. 런던협약은 해양이 오염되는 것을 막기 위해 1972년 만들어진 국제협약으로 86개국이 가입해 있다. 런던협약에 따라 쓰레기 해양투기를 금지한 런던의정서가 1996년 채택돼 2006년부터 발효 중이다.
주요 선진국은 대부분 육상쓰레기는 땅 위에서 처리하고 바다에는 해양준설물 등 독성이 없는 물질만 버린다. 더구나 미국은 1992년, 영국은 1999년, 일본은 2007년에 각종 쓰레기의 해양투기를 중단했다. 한국의 경우 2009년 런던의정서에 가입하면서 2012년부터 하수 슬러지와 가축 분뇨의 해양투기를 중단해야 한다. 또 2013년부터 음식폐기물의 해양투기가 금지된다.
문제는 2013년이 지나도 산업폐수, 분뇨 해양투기는 특정 국제협약이나 법적 제재 기준이 없어 계속 허용된다는 점이다. 이 경우 연간 100만 t 이상의 폐기물이 계속 바다에 버려지게 된다.
국토부 김윤호 해양보전과장은 “바다는 자정능력이 높지만 무한대는 아니다”라며 “산업폐수를 바다에 버리지 않는 방안 마련이 절실하다”고 말했다.
김윤종 동아일보 기자 zozo@donga.com
31 May 2011
자연이 준 선물, 인공광합성
[KISTI의 과학향기]
2011년 05월 30일
오늘날 인류가 직면한 가장 큰 문제점으로 지구온난화와 화석 연료의 고갈을 꼽을 수 있다. 때문에 이를 해결하기 위해 온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 배출하지 않고 무제한으로 존재하는 태양 에너지를 이용하려는 노력이 세계적으로 이뤄지고 있다.
이러한 가운데 필자가 포함된 KAIST 신소재공학과 박찬범 교수팀이 효소반응과 태양전지 기술을 접목해 자연계의 광합성을 모방한 인공광합성 시스템 개발에 성공했다. 이 기술은 정밀화학 물질들을 태양에너지를 이용해 생산해 내는 ‘친환경 녹색생물공정’ 개발의 중요한 전기가 될 전망이다.
● 인공광합성이 모방한 자연광합성, 그 원리는 무엇일까?
지구상의 모든 생물은 생존을 위해 에너지를 필요로 한다. 먹이사슬의 상위단계에 있는 개체는 하위단계의 개체로부터 에너지를 얻는다. 식물은 먹이사슬의 가장 아래에 있지만 지구상에서 스스로 에너지를 생산할 수 있는 유일한 생물이다. 식물은 태양빛을 이용해 물과 이산화탄소로부터 생물의 에너지원인 탄수화물을 생산한다. 이것이 우리가 알고 있는 ‘광합성’ 과정이다. 따라서 광합성은 지구상의 모든 생명현상 중에서도 가장 경이롭고 중요한 현상이다. 그렇다면 식물은 어떻게 광합성을 할 수 있을까?
광합성은 크게 명반응과 암반응으로 구성돼 있다. 명반응은 엽록소와 효소 등으로 이루어진 엽록체에서 일어난다. 엽록소는 태양빛을 흡수하면 에너지적으로 들뜬 상태가 된다. 이 들뜬 에너지는 주변으로 높은 에너지의 전자를 전달해 일련의 화학반응을 일으키게 한다. 이러한 화학반응을 통해 식물은 물을 분해해 산소를 생성한다. 뿐만 아니라 다양한 화학반응의 에너지원인 ATP와 NAD(P)H를 만들게 된다. 이렇게 생성된 ATP와 NADPH는 암반응 과정(캘빈회로, calvin cycle)을 통해 이산화탄소로부터 탄수화물을 합성하는데 이용된다.
● 모방은 창조의 어머니 - 효소반응을 이용한 인공광합성
박찬범 교수팀이 개발한 인공광합성 기술은 태양전지 기술을 이용해 NAD(P)+로부터 NAD(P)H를 재생시키는 자연광합성의 명반응을 모방했다. 또 암반응 과정을 산화환원효소로 대체해 효소반응을 이용했다. 효소는 단백질로 이루어진 생체촉매를 일컫는 말로, 기존에 산업적으로 사용되는 촉매와는 달리 상온, 상압, 중성 pH의 온화한 조건하에서 부산물의 생성 없이 특정 화학물질만 선택적으로 합성할 수 있다는 장점이 있다.
다양한 효소 중에서 산화환원 효소는 특히 기존의 촉매로는 거의 불가능한 광학이성질체나 신약원료물질의 합성이 가능해 정밀화학물질이나 신약 산업으로 활용할 수 있을 것으로 기대돼 왔다. 일례로 산화환원효소를 이용하면 당뇨병 치료제나 에이즈 치료제의 원료물질 등을 생산할 수 있다. 그러나 산화환원효소를 실제 산업적으로 활용한 예는 극히 드문 실정이다. 이는 산화환원효소의 촉매반응이 NAD(P)H와 같이 1g당 수백만 원을 호가하는 고가의 보조인자를 소모하기 때문이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 KAIST 연구팀은 NAD(P)+로부터 NADPH를 재생하는 자연광합성의 명반응과 염료감응 태양전지의 유사성에 주목했다[그림]. 광합성에서는 엽록소가 가시광선을 흡수해 들뜬 상태가 되면 고에너지의 전자를 주변에 전달해 NAD(P)+로부터 NADPH를 재생한다.
자연광합성과 염료감응 태양전지의 유사성을 이용해 개발한 인공광합성 기술
이와 유사하게 염료감응 태양전지에서는 황화카드뮴(CdS) 양자점과 같은 염료가 가시광선을 흡수해 들뜬 상태가 되면 고에너지의 전자를 주변의 산화티타늄(TiO2)에 전달해 전기를 생산하게 된다. 연구팀은 이러한 유사성에 착안, 염료감응 태양전지를 이용해 전기를 생산하는 대신에 NAD(P)+로부터 NAD(P)H를 재생하는데 성공했다. 더 나아가 재생된 NAD(P)H를 산화환원효소 반응과 연결시켜 고부가가치의 정밀 화학물질을 생산하는 ‘인공광합성’ 기술을 개발해냈다.
이렇듯 인공광합성 기술은 염료감응 태양전지 기술을 이용해 자연광합성 기술을 모방했다는 점이다. 재밌는 사실은 염료감응 태양전지 기술 역시 자연현상을 모방해 개발된 기술이라는 점이다. 결국 모방을 통해 새로운 기술을 개발하고 발전시킬 수 있었다. ‘모방은 창조의 어머니’다.
이 인공광합성 기술을 실제 산업에 적용하기 위해서는 광반응 효율성 향상, 생체물질인 효소의 안정성 향상 등 해결해야 할 문제가 아직 남아있다. 하지만 무한 에너지원인 태양광을 이용해 신약원료물질, 광학이성질체와 같은 고부가가치의 정밀화학물질을 친환경적으로 생산할 수 있다는 점에서 그 파급효과가 매우 클 것으로 예상된다.
● 전 세계적으로 인공광합성 연구 ‘열풍’
인공광합성 기술 개발은 국내뿐 아니라 전 세계적으로도 활발히 진행되고 있다. 미국은 2010년부터 5년간 1억 달러 이상을 캘리포니아 공과대학, 버클리대, MIT의 우수연구자로 구성된 인공광합성 연구센터에 지원한다. 우리나라도 2009년부터 10년간 정부지원금 500억 원을 서강대 인공광합성 연구센터에 지원하고 있다. 이들 연구센터는 빛에너지를 이용해 물과 이산화탄소로부터 수소와 메탄올과 같은 청정연료를 생산하는 연구를 진행하고 있다. 머지않아 세계 곳곳에서 인공광합성을 통한 청정에너지를 사용하기 시작했다는 소식이 들려오길 기대해본다.
류정기 KAIST 신소재공학과 박사후 연구원
2011년 05월 30일
오늘날 인류가 직면한 가장 큰 문제점으로 지구온난화와 화석 연료의 고갈을 꼽을 수 있다. 때문에 이를 해결하기 위해 온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 배출하지 않고 무제한으로 존재하는 태양 에너지를 이용하려는 노력이 세계적으로 이뤄지고 있다.
이러한 가운데 필자가 포함된 KAIST 신소재공학과 박찬범 교수팀이 효소반응과 태양전지 기술을 접목해 자연계의 광합성을 모방한 인공광합성 시스템 개발에 성공했다. 이 기술은 정밀화학 물질들을 태양에너지를 이용해 생산해 내는 ‘친환경 녹색생물공정’ 개발의 중요한 전기가 될 전망이다.
● 인공광합성이 모방한 자연광합성, 그 원리는 무엇일까?
지구상의 모든 생물은 생존을 위해 에너지를 필요로 한다. 먹이사슬의 상위단계에 있는 개체는 하위단계의 개체로부터 에너지를 얻는다. 식물은 먹이사슬의 가장 아래에 있지만 지구상에서 스스로 에너지를 생산할 수 있는 유일한 생물이다. 식물은 태양빛을 이용해 물과 이산화탄소로부터 생물의 에너지원인 탄수화물을 생산한다. 이것이 우리가 알고 있는 ‘광합성’ 과정이다. 따라서 광합성은 지구상의 모든 생명현상 중에서도 가장 경이롭고 중요한 현상이다. 그렇다면 식물은 어떻게 광합성을 할 수 있을까?
광합성은 크게 명반응과 암반응으로 구성돼 있다. 명반응은 엽록소와 효소 등으로 이루어진 엽록체에서 일어난다. 엽록소는 태양빛을 흡수하면 에너지적으로 들뜬 상태가 된다. 이 들뜬 에너지는 주변으로 높은 에너지의 전자를 전달해 일련의 화학반응을 일으키게 한다. 이러한 화학반응을 통해 식물은 물을 분해해 산소를 생성한다. 뿐만 아니라 다양한 화학반응의 에너지원인 ATP와 NAD(P)H를 만들게 된다. 이렇게 생성된 ATP와 NADPH는 암반응 과정(캘빈회로, calvin cycle)을 통해 이산화탄소로부터 탄수화물을 합성하는데 이용된다.
● 모방은 창조의 어머니 - 효소반응을 이용한 인공광합성
박찬범 교수팀이 개발한 인공광합성 기술은 태양전지 기술을 이용해 NAD(P)+로부터 NAD(P)H를 재생시키는 자연광합성의 명반응을 모방했다. 또 암반응 과정을 산화환원효소로 대체해 효소반응을 이용했다. 효소는 단백질로 이루어진 생체촉매를 일컫는 말로, 기존에 산업적으로 사용되는 촉매와는 달리 상온, 상압, 중성 pH의 온화한 조건하에서 부산물의 생성 없이 특정 화학물질만 선택적으로 합성할 수 있다는 장점이 있다.
다양한 효소 중에서 산화환원 효소는 특히 기존의 촉매로는 거의 불가능한 광학이성질체나 신약원료물질의 합성이 가능해 정밀화학물질이나 신약 산업으로 활용할 수 있을 것으로 기대돼 왔다. 일례로 산화환원효소를 이용하면 당뇨병 치료제나 에이즈 치료제의 원료물질 등을 생산할 수 있다. 그러나 산화환원효소를 실제 산업적으로 활용한 예는 극히 드문 실정이다. 이는 산화환원효소의 촉매반응이 NAD(P)H와 같이 1g당 수백만 원을 호가하는 고가의 보조인자를 소모하기 때문이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 KAIST 연구팀은 NAD(P)+로부터 NADPH를 재생하는 자연광합성의 명반응과 염료감응 태양전지의 유사성에 주목했다[그림]. 광합성에서는 엽록소가 가시광선을 흡수해 들뜬 상태가 되면 고에너지의 전자를 주변에 전달해 NAD(P)+로부터 NADPH를 재생한다.
자연광합성과 염료감응 태양전지의 유사성을 이용해 개발한 인공광합성 기술
이와 유사하게 염료감응 태양전지에서는 황화카드뮴(CdS) 양자점과 같은 염료가 가시광선을 흡수해 들뜬 상태가 되면 고에너지의 전자를 주변의 산화티타늄(TiO2)에 전달해 전기를 생산하게 된다. 연구팀은 이러한 유사성에 착안, 염료감응 태양전지를 이용해 전기를 생산하는 대신에 NAD(P)+로부터 NAD(P)H를 재생하는데 성공했다. 더 나아가 재생된 NAD(P)H를 산화환원효소 반응과 연결시켜 고부가가치의 정밀 화학물질을 생산하는 ‘인공광합성’ 기술을 개발해냈다.
이렇듯 인공광합성 기술은 염료감응 태양전지 기술을 이용해 자연광합성 기술을 모방했다는 점이다. 재밌는 사실은 염료감응 태양전지 기술 역시 자연현상을 모방해 개발된 기술이라는 점이다. 결국 모방을 통해 새로운 기술을 개발하고 발전시킬 수 있었다. ‘모방은 창조의 어머니’다.
이 인공광합성 기술을 실제 산업에 적용하기 위해서는 광반응 효율성 향상, 생체물질인 효소의 안정성 향상 등 해결해야 할 문제가 아직 남아있다. 하지만 무한 에너지원인 태양광을 이용해 신약원료물질, 광학이성질체와 같은 고부가가치의 정밀화학물질을 친환경적으로 생산할 수 있다는 점에서 그 파급효과가 매우 클 것으로 예상된다.
● 전 세계적으로 인공광합성 연구 ‘열풍’
인공광합성 기술 개발은 국내뿐 아니라 전 세계적으로도 활발히 진행되고 있다. 미국은 2010년부터 5년간 1억 달러 이상을 캘리포니아 공과대학, 버클리대, MIT의 우수연구자로 구성된 인공광합성 연구센터에 지원한다. 우리나라도 2009년부터 10년간 정부지원금 500억 원을 서강대 인공광합성 연구센터에 지원하고 있다. 이들 연구센터는 빛에너지를 이용해 물과 이산화탄소로부터 수소와 메탄올과 같은 청정연료를 생산하는 연구를 진행하고 있다. 머지않아 세계 곳곳에서 인공광합성을 통한 청정에너지를 사용하기 시작했다는 소식이 들려오길 기대해본다.
류정기 KAIST 신소재공학과 박사후 연구원
스페인 온실농업의 재앙
[횡설수설/송평인]
2011년 05월 31일
오늘날 유럽인의 식탁에 올라가는 값싼 농산물은 대부분 스페인에서 온 것이다. 스페인 안달루시아 지방의 맨 동쪽에 위치한 알메리아는 구글 항공사진으로 보면 비닐하우스로 덮여있다고 해도 과언이 아니다. 비닐하우스 밀도가 세계에서 가장 높은 곳이다. 1986년 스페인이 유럽연합(EU)에 가입하면서 무역자유화의 덕을 톡톡히 본 것이 겨울철에 여름 채소를 재배하는 하우스 농업이다. 현재 알메리아의 농산물 가운데 70%가 유럽으로 수출된다.
▷3주일 전 독일 북부 함부르크에서 시작된 ‘슈퍼 박테리아’ 공포가 유럽 전역으로 확산되고 있다. 감염으로 숨진 사람만 11명이다. 약 1200건의 감염 사례가 보고됐다. 영국 덴마크 네덜란드 스웨덴에서도 15건의 감염 사례가 있었다. 이들 환자는 북독일을 방문한 사람들이다. 감염된 사람은 모두 북독일에서 구입한 오이 토마토 상추 등을 날것으로 먹었다. EU 집행위원회는 알메리아 등에서 출하된 농산물이 오염원이라고 지목했다.
▷알메리아는 본래 스페인 50개 주 가운데 가장 빈곤한 지역이었다. 같은 안달루시아 지방이라고 해도 그라나다는 비도 오고 날씨도 서늘하지만 시에라네바다 산맥을 사이에 두고 바다 쪽에 위치한 알메리아는 건조하고 더운 날씨 때문에 사람이 살기 힘든 곳이었다. 또 그라나다 코르도바 세비야 등은 이슬람 유적이 많아 세계 각지의 관광객이 찾는 곳이지만 알메리아까지 오는 외국 관광객은 드물었다. 그런 알메리아가 1970년대부터 살아남기 위해 시작한 것이 하우스 농업이다.
▷하우스 농업은 물 공급이 관건이다. 면적이 약 320km²에 이르는 알메리아 비닐하우스에 물을 공급하는 것은 쉬운 일이 아니다. 그동안 지하 암반수를 이용해 왔으나 사용량이 유입량을 훨씬 지나쳐 염분이 증가하고 있다. 농가에서는 채소를 세척할 물이 없어 집에서 쓴 하수를 이용하는 경우도 있다. 2005년 하수로 세척한 스페인 채소를 먹은 북유럽 사람들이 감염된 적이 있다. 이번에도 오염된 물을 사용하면서 대장균과 유사한 박테리아가 살아남아 문제를 일으켰을 가능성이 제기되고 있다. 환경을 오염시킨 인간에게 재앙이 역습하는 두려운 세상이다.
송평인 동아일보 논설위원 pisong@donga.com
2011년 05월 31일
오늘날 유럽인의 식탁에 올라가는 값싼 농산물은 대부분 스페인에서 온 것이다. 스페인 안달루시아 지방의 맨 동쪽에 위치한 알메리아는 구글 항공사진으로 보면 비닐하우스로 덮여있다고 해도 과언이 아니다. 비닐하우스 밀도가 세계에서 가장 높은 곳이다. 1986년 스페인이 유럽연합(EU)에 가입하면서 무역자유화의 덕을 톡톡히 본 것이 겨울철에 여름 채소를 재배하는 하우스 농업이다. 현재 알메리아의 농산물 가운데 70%가 유럽으로 수출된다.
▷3주일 전 독일 북부 함부르크에서 시작된 ‘슈퍼 박테리아’ 공포가 유럽 전역으로 확산되고 있다. 감염으로 숨진 사람만 11명이다. 약 1200건의 감염 사례가 보고됐다. 영국 덴마크 네덜란드 스웨덴에서도 15건의 감염 사례가 있었다. 이들 환자는 북독일을 방문한 사람들이다. 감염된 사람은 모두 북독일에서 구입한 오이 토마토 상추 등을 날것으로 먹었다. EU 집행위원회는 알메리아 등에서 출하된 농산물이 오염원이라고 지목했다.
▷알메리아는 본래 스페인 50개 주 가운데 가장 빈곤한 지역이었다. 같은 안달루시아 지방이라고 해도 그라나다는 비도 오고 날씨도 서늘하지만 시에라네바다 산맥을 사이에 두고 바다 쪽에 위치한 알메리아는 건조하고 더운 날씨 때문에 사람이 살기 힘든 곳이었다. 또 그라나다 코르도바 세비야 등은 이슬람 유적이 많아 세계 각지의 관광객이 찾는 곳이지만 알메리아까지 오는 외국 관광객은 드물었다. 그런 알메리아가 1970년대부터 살아남기 위해 시작한 것이 하우스 농업이다.
▷하우스 농업은 물 공급이 관건이다. 면적이 약 320km²에 이르는 알메리아 비닐하우스에 물을 공급하는 것은 쉬운 일이 아니다. 그동안 지하 암반수를 이용해 왔으나 사용량이 유입량을 훨씬 지나쳐 염분이 증가하고 있다. 농가에서는 채소를 세척할 물이 없어 집에서 쓴 하수를 이용하는 경우도 있다. 2005년 하수로 세척한 스페인 채소를 먹은 북유럽 사람들이 감염된 적이 있다. 이번에도 오염된 물을 사용하면서 대장균과 유사한 박테리아가 살아남아 문제를 일으켰을 가능성이 제기되고 있다. 환경을 오염시킨 인간에게 재앙이 역습하는 두려운 세상이다.
송평인 동아일보 논설위원 pisong@donga.com
슈퍼박테리아 공포 유럽 전역 확산
2011년 05월 31일
[동아일보] 독일서만 사망자 11명 달해… 유기농 오이 오염원 의심 곳곳서 채소 수거-폐기 소동
항생제가 듣지 않는 슈퍼 박테리아 공포가 유럽에서 급속히 확산되고 있다.
대장균 변종인 장출혈성대장균(EHEC)에 의해 발병하는 용혈성 요독증 증후군(HUS)으로 30일 현재 독일에서만 11명이 사망했다. 스페인 남부 안달루시아에서 출하해 독일로 들어온 유기농 오이가 오염원으로 의심되고 있다. 유럽에서 유통되는 오이의 3분의 1은 스페인산이다.
독일 당국은 “북부 함부르크에서만 EHEC 감염자가 467명으로 급증했으며 이 중 91명은 HUS 증세를 보이고 있다”고 밝혔다. 독일 언론은 감염자가 최대 1200명에 이를 것으로 추산했다. 일제 아이그너 독일 농업·소비자장관은 “익히지 않은 오이 토마토 상추로 만든 샐러드를 먹지 말라”고 경고했다. 독일 국립질병연구센터인 로베르트코흐연구소(RKI) 라인하르트 부르거 소장은 “이 세 가지 채소는 당분간 먹지 말고 다른 채소들도 70도 이상에서 익혀 먹으라”고 권했다. 독일 루에덴셰이드 클리닉 얀 갈레 소장은 “EHEC는 신체 접촉으로도 감염될 수 있다”며 “보통 한 해 1000명의 EHEC 감염자가 발생하는데 이번에는 불과 10여 일 만에 1200명이 발생했다”고 경고했다. 신장이 불순물을 제대로 걸러주지 못해 독이 쌓여 발생하는 HUS는 출혈성 설사와 빈혈, 간 손상을 동반하며 유아나 노인에게 특히 많이 발생한다.
스웨덴 보건관리들은 슈퍼 박테리아 감염자가 36명에 이르며 이 중 13명이 HUS로 악화됐다고 발표했다. 덴마크에선 5명의 HUS 환자를 포함해 11명이 감염된 것으로 나타났다. 영국 보건청은 독일인 3명이 감염자로 확인됐으며 이 가운데 2명이 HUS 증세를 보인다고 전했다.
체코 관리들은 29일 스페인 유기농 오이 120개가 판매대에서 수거됐다고 밝혔다. 오스트리아 보건식품안전청도 독일 업체 2곳이 공급한 오이와 토마토, 가지를 즉각 수거하라는 유럽연합(EU)의 경보에 따라 상점 33곳에서 오이들을 회수했다고 발표했다. EU 집행위원회는 스페인 오이 외에도 네덜란드와 덴마크에서 생산된 오이에 대해서도 조사하고 있다.
앞서 24일 독일 하노버 인근 디폴츠의 한 병원에 입원했던 83세의 할머니가 일주일 넘게 피가 섞인 설사 증상을 보이다 사망했으며 조사 결과 HUS 때문인 것으로 확인됐다.
파리=이종훈 동아일보 특파원 taylor55@donga.com
[동아일보] 독일서만 사망자 11명 달해… 유기농 오이 오염원 의심 곳곳서 채소 수거-폐기 소동
항생제가 듣지 않는 슈퍼 박테리아 공포가 유럽에서 급속히 확산되고 있다.
대장균 변종인 장출혈성대장균(EHEC)에 의해 발병하는 용혈성 요독증 증후군(HUS)으로 30일 현재 독일에서만 11명이 사망했다. 스페인 남부 안달루시아에서 출하해 독일로 들어온 유기농 오이가 오염원으로 의심되고 있다. 유럽에서 유통되는 오이의 3분의 1은 스페인산이다.
독일 당국은 “북부 함부르크에서만 EHEC 감염자가 467명으로 급증했으며 이 중 91명은 HUS 증세를 보이고 있다”고 밝혔다. 독일 언론은 감염자가 최대 1200명에 이를 것으로 추산했다. 일제 아이그너 독일 농업·소비자장관은 “익히지 않은 오이 토마토 상추로 만든 샐러드를 먹지 말라”고 경고했다. 독일 국립질병연구센터인 로베르트코흐연구소(RKI) 라인하르트 부르거 소장은 “이 세 가지 채소는 당분간 먹지 말고 다른 채소들도 70도 이상에서 익혀 먹으라”고 권했다. 독일 루에덴셰이드 클리닉 얀 갈레 소장은 “EHEC는 신체 접촉으로도 감염될 수 있다”며 “보통 한 해 1000명의 EHEC 감염자가 발생하는데 이번에는 불과 10여 일 만에 1200명이 발생했다”고 경고했다. 신장이 불순물을 제대로 걸러주지 못해 독이 쌓여 발생하는 HUS는 출혈성 설사와 빈혈, 간 손상을 동반하며 유아나 노인에게 특히 많이 발생한다.
스웨덴 보건관리들은 슈퍼 박테리아 감염자가 36명에 이르며 이 중 13명이 HUS로 악화됐다고 발표했다. 덴마크에선 5명의 HUS 환자를 포함해 11명이 감염된 것으로 나타났다. 영국 보건청은 독일인 3명이 감염자로 확인됐으며 이 가운데 2명이 HUS 증세를 보인다고 전했다.
체코 관리들은 29일 스페인 유기농 오이 120개가 판매대에서 수거됐다고 밝혔다. 오스트리아 보건식품안전청도 독일 업체 2곳이 공급한 오이와 토마토, 가지를 즉각 수거하라는 유럽연합(EU)의 경보에 따라 상점 33곳에서 오이들을 회수했다고 발표했다. EU 집행위원회는 스페인 오이 외에도 네덜란드와 덴마크에서 생산된 오이에 대해서도 조사하고 있다.
앞서 24일 독일 하노버 인근 디폴츠의 한 병원에 입원했던 83세의 할머니가 일주일 넘게 피가 섞인 설사 증상을 보이다 사망했으며 조사 결과 HUS 때문인 것으로 확인됐다.
파리=이종훈 동아일보 특파원 taylor55@donga.com
‘바다위 첨단 기상대’ 떴다
2011년 05월 31일
[동아일보] 국내 첫 해양기후관측선 ‘기상 1호’ 본격 취항
“라디오존데 발사 준비.”
25일 전남 목포시 항동 목포항에서 서쪽으로 약 20km 떨어진 해상. 국내 최초의 기상관측선인 500t급 선박 ‘기상 1호’ 선내에 이 같은 방송이 나오자 선원들이 분주하게 움직이기 시작했다.
곧이어 3층 갑판에 설치된 가로세로 약 2m 크기의 상자 뚜껑이 자동으로 열리더니 지름 1.5m 크기의 흰색 풍선이 초고층기상관측장비인 라디오존데를 매달고 하늘로 빠르게 솟아올랐다. 이 장비는 20km 상공까지 올라가 높이별 기온, 풍속, 풍향 등을 실시간으로 측정해 지상으로 전송한다.
라디오존데가 눈에 보이지 않을 정도로 높아지자 다시 “해수수온염분측정기를 준비하라”는 선내 방송이 흘러나왔다. 배 한쪽 문이 열리고 크레인에 매달린 원통형 측정기가 수면 8m 아래로 내려갔다.
서장원 해양기상과장은 “수온 관측은 한반도에 내릴 비나 눈의 양을 예측하는 데 매우 중요한 정보”라며 “기상 1호 바닥에도 표층수온 측정기가 설치돼 기상청으로 관련 정보를 실시간으로 전송한다”고 말했다.
133억 원을 투자해 설계부터 건조까지 3년이 걸린 기상 1호는 기상청의 ‘숙원 사업’이었다. 예보가 틀릴 때마다 바다 기상 정보를 제대로 수집하지 못했다는 지적이 꾸준히 제기돼 왔지만 이렇다 할 관측 장비가 없었기 때문이다. 2010년 1월 서울에 25.8cm의 눈이 쌓였을 때도 서해상에서 눈구름이 수증기를 급격히 빨아들이면서 발달했다는 내용을 제때 파악하지 못해 예보에 어려움을 겪었다.
기상청 측은 “그동안 해양 기상은 연구에 활용할 목적으로만 150t급 소형 선박에 꼭 필요한 기상장비를 싣고 나가 관측해 왔다”며 “그러나 앞으로는 미세먼지 측정 장비와 초음파 해류 관측 장비까지 설치된 기상 1호로 풍랑주의보가 발효돼도 해양 기상을 관측할 수 있게 됐다”고 설명했다. 기상청은 이 배를 일반 선박의 연간 항해일수(약 120일)보다 많은 연간 160일 운영한다는 계획을 세웠다.
기상 1호는 기상관측 임무뿐만 아니라 배에 설치된 음성통신장비를 통해 주변 선박에 해양 기상정보나 안전항해 정보를 제공할 예정이다.
엄원근 기상청 관측기반국장은 “기상 1호 취항으로 해양기상 관측 능력을 높여 기상예보 정확도도 높이고 대국민 서비스도 강화하겠다”고 말했다.
기상청은 30일 인천항 제1부두에서 문정호 환경부 차관, 김성순 국회 환경노동위원장 등 관계자 300여 명이 참석한 가운데 기상 1호 취항식을 열고 공식 해양기상 관측 업무를 시작했다.
목포=이원주 동아일보 기자 takeoff@donga.com
[동아일보] 국내 첫 해양기후관측선 ‘기상 1호’ 본격 취항
“라디오존데 발사 준비.”
25일 전남 목포시 항동 목포항에서 서쪽으로 약 20km 떨어진 해상. 국내 최초의 기상관측선인 500t급 선박 ‘기상 1호’ 선내에 이 같은 방송이 나오자 선원들이 분주하게 움직이기 시작했다.
곧이어 3층 갑판에 설치된 가로세로 약 2m 크기의 상자 뚜껑이 자동으로 열리더니 지름 1.5m 크기의 흰색 풍선이 초고층기상관측장비인 라디오존데를 매달고 하늘로 빠르게 솟아올랐다. 이 장비는 20km 상공까지 올라가 높이별 기온, 풍속, 풍향 등을 실시간으로 측정해 지상으로 전송한다.
라디오존데가 눈에 보이지 않을 정도로 높아지자 다시 “해수수온염분측정기를 준비하라”는 선내 방송이 흘러나왔다. 배 한쪽 문이 열리고 크레인에 매달린 원통형 측정기가 수면 8m 아래로 내려갔다.
서장원 해양기상과장은 “수온 관측은 한반도에 내릴 비나 눈의 양을 예측하는 데 매우 중요한 정보”라며 “기상 1호 바닥에도 표층수온 측정기가 설치돼 기상청으로 관련 정보를 실시간으로 전송한다”고 말했다.
133억 원을 투자해 설계부터 건조까지 3년이 걸린 기상 1호는 기상청의 ‘숙원 사업’이었다. 예보가 틀릴 때마다 바다 기상 정보를 제대로 수집하지 못했다는 지적이 꾸준히 제기돼 왔지만 이렇다 할 관측 장비가 없었기 때문이다. 2010년 1월 서울에 25.8cm의 눈이 쌓였을 때도 서해상에서 눈구름이 수증기를 급격히 빨아들이면서 발달했다는 내용을 제때 파악하지 못해 예보에 어려움을 겪었다.
기상청 측은 “그동안 해양 기상은 연구에 활용할 목적으로만 150t급 소형 선박에 꼭 필요한 기상장비를 싣고 나가 관측해 왔다”며 “그러나 앞으로는 미세먼지 측정 장비와 초음파 해류 관측 장비까지 설치된 기상 1호로 풍랑주의보가 발효돼도 해양 기상을 관측할 수 있게 됐다”고 설명했다. 기상청은 이 배를 일반 선박의 연간 항해일수(약 120일)보다 많은 연간 160일 운영한다는 계획을 세웠다.
기상 1호는 기상관측 임무뿐만 아니라 배에 설치된 음성통신장비를 통해 주변 선박에 해양 기상정보나 안전항해 정보를 제공할 예정이다.
엄원근 기상청 관측기반국장은 “기상 1호 취항으로 해양기상 관측 능력을 높여 기상예보 정확도도 높이고 대국민 서비스도 강화하겠다”고 말했다.
기상청은 30일 인천항 제1부두에서 문정호 환경부 차관, 김성순 국회 환경노동위원장 등 관계자 300여 명이 참석한 가운데 기상 1호 취항식을 열고 공식 해양기상 관측 업무를 시작했다.
목포=이원주 동아일보 기자 takeoff@donga.com
25 February 2011
“빗물 막아라” 지자체 비상
2011년 02월 25일
[동아일보] 구제역 매몰지 보강공사… “재정부담 누적액 3조원”
이번 주말에 전국적으로 많은 비가 내릴 것으로 예상되면서 구제역 가축 매몰지 관리에 비상이 걸렸다. 기상청은 24일 “중국해에서 접근하는 저기압의 영향으로 26일 오후에 제주도와 전남서해안지방을 중심으로 비가 내리기 시작해 27일 전국으로 강우지역이 확대될 것”이라며 “28일까지 천둥, 번개를 동반한 많은 비(최소 30mm, 최대 80mm 이상)가 내릴 것”이라고 예보했다. 27일 밤부터 28일 오전까지 서울 경기와 강원도에는 눈이 내릴 가능성도 있다고 기상청은 내다봤다.
중앙재난안전대책본부는 주말 강우에 대비해 지방자치단체별로 관내 가축 매몰지에 빗물이 스며들지 않도록 철저히 관리해줄 것을 지시했다. 이에 따라 강원 원주시는 구제역 매몰지 49곳에 비가 스며들지 않도록 비닐하우스 형태의 덮개식 비가림 시설을 설치하기로 했다. 경기도도 25일까지 도내 매몰지 총 2230곳에 비닐을 두 겹으로 덮고 침출수 배출을 위한 주름관 덮개가 잘 설치돼 있는지 점검토록 지시했다. 하지만 이번 주말에는 강풍주의보(초속 15m)에 준하는 강한 바람까지 불 것으로 예보돼 호우 대비 시설물들이 날아갈 가능성도 배제할 수 없다.
대책본부는 앞으로 대규모 구제역 사태로 매몰하지 않을 수 없을 때가 아니면 ‘비매몰’ 방식을 병행하기로 했다. 매몰로 인한 2차 환경오염 우려가 높다는 지적에 따른 것이다. 비매몰 방식으로는 △스팀멸균기를 이용해 사체를 고온과 고압 스팀으로 멸균하고 수분을 제거하는 방식 △사체를 고온에서 가열해 멸균처리한 뒤 압력을 가해 기름 성분은 짜내고 잔존물은 퇴비로 쓰는 랜더링 방식 등이 있다.
김황식 국무총리는 이날 국회 정치분야 대정부 질문에서 구제역 파동과 관련해 “결과적으로 정부가 구제역 사태에 대해 무한책임을 져야 한다”고 말했다. 그는 구제역 파동에 대한 초동대처 미흡을 따지는 의원들의 질문에 “지난해 11월 23일 경북 안동에서 처음 신고됐을 때 지방위생시험소에서 제대로 체크를 못했고 그 전에 분뇨차가 안동을 거쳐 경기 일원을 다녔다”면서 이같이 밝혔다.
한편 유정복 농림수산식품부 장관은 24일 정부과천청사에서 가진 기자간담회에서 “매몰처분 보상금 등 구제역 사태로 인해 지금까지 발생한 재정부담이 3조 원 가까이 된다”고 말했다.
김윤종 동아일보 기자 zozo@donga.com
최우열 동아일보 기자 dnsp@donga.com
[동아일보] 구제역 매몰지 보강공사… “재정부담 누적액 3조원”
이번 주말에 전국적으로 많은 비가 내릴 것으로 예상되면서 구제역 가축 매몰지 관리에 비상이 걸렸다. 기상청은 24일 “중국해에서 접근하는 저기압의 영향으로 26일 오후에 제주도와 전남서해안지방을 중심으로 비가 내리기 시작해 27일 전국으로 강우지역이 확대될 것”이라며 “28일까지 천둥, 번개를 동반한 많은 비(최소 30mm, 최대 80mm 이상)가 내릴 것”이라고 예보했다. 27일 밤부터 28일 오전까지 서울 경기와 강원도에는 눈이 내릴 가능성도 있다고 기상청은 내다봤다.
중앙재난안전대책본부는 주말 강우에 대비해 지방자치단체별로 관내 가축 매몰지에 빗물이 스며들지 않도록 철저히 관리해줄 것을 지시했다. 이에 따라 강원 원주시는 구제역 매몰지 49곳에 비가 스며들지 않도록 비닐하우스 형태의 덮개식 비가림 시설을 설치하기로 했다. 경기도도 25일까지 도내 매몰지 총 2230곳에 비닐을 두 겹으로 덮고 침출수 배출을 위한 주름관 덮개가 잘 설치돼 있는지 점검토록 지시했다. 하지만 이번 주말에는 강풍주의보(초속 15m)에 준하는 강한 바람까지 불 것으로 예보돼 호우 대비 시설물들이 날아갈 가능성도 배제할 수 없다.
대책본부는 앞으로 대규모 구제역 사태로 매몰하지 않을 수 없을 때가 아니면 ‘비매몰’ 방식을 병행하기로 했다. 매몰로 인한 2차 환경오염 우려가 높다는 지적에 따른 것이다. 비매몰 방식으로는 △스팀멸균기를 이용해 사체를 고온과 고압 스팀으로 멸균하고 수분을 제거하는 방식 △사체를 고온에서 가열해 멸균처리한 뒤 압력을 가해 기름 성분은 짜내고 잔존물은 퇴비로 쓰는 랜더링 방식 등이 있다.
김황식 국무총리는 이날 국회 정치분야 대정부 질문에서 구제역 파동과 관련해 “결과적으로 정부가 구제역 사태에 대해 무한책임을 져야 한다”고 말했다. 그는 구제역 파동에 대한 초동대처 미흡을 따지는 의원들의 질문에 “지난해 11월 23일 경북 안동에서 처음 신고됐을 때 지방위생시험소에서 제대로 체크를 못했고 그 전에 분뇨차가 안동을 거쳐 경기 일원을 다녔다”면서 이같이 밝혔다.
한편 유정복 농림수산식품부 장관은 24일 정부과천청사에서 가진 기자간담회에서 “매몰처분 보상금 등 구제역 사태로 인해 지금까지 발생한 재정부담이 3조 원 가까이 된다”고 말했다.
김윤종 동아일보 기자 zozo@donga.com
최우열 동아일보 기자 dnsp@donga.com
숨쉬기만 해도 전기 만들고…목걸이 정수기로 편하게…
한국연구재단 지원 ‘미래상품’들
2011년 02월 25일
‘그냥 숨만 쉬었을 뿐인데 전기가 만들어진다?’ ‘여행 중에 물을 잘못 마시면 배탈 나는데, 휴대용 정수기 없나?’
현실에서는 불가능할 것 같은 일에 과학자들이 도전하고 있다. 성공 여부가 불투명한 황당한 연구로 비칠 수 있지만 이러한 시도가 미래를 바꿀 수 있기 때문이다. 과학자들은 ‘성실 실패’를 인정하는 한국연구재단의 도움을 받아 ‘모험연구’에 뛰어들었다.
● 몸이 발전기, 옷은 배터리
김용준 연세대 기계공학과 교수가 이끄는 ‘인체에너지변환 융합연구단’은 몸에서 발생하는 각종 에너지를 전기로 바꿔 옷에 저장하는 방법을 찾고 있다. 원리는 간단하다. 사람이 숨을 쉴 때 흉부가 움직이는 힘, 팔이나 다리를 구부릴 때 발생하는 물리적인 힘 등을 ‘압전소자’를 이용해 전기에너지로 바꾸면 된다.
김 교수는 “옷에 주름이 생기는 부분은 모두 힘이 작용한 부분”이라며 “압전소자를 얇게 만들어 옷에 넣으면 이런 힘을 모아 전기를 생산할 수 있을 것”이라고 설명했다. 움직이는 힘만으로 부족하다면 체온 변화를 이용할 수도 있다. 김 교수는 온도 차에 의해 전류가 발생하는 ‘열전소자’를 옷에 넣어서 미세한 체온 변화나 바깥 공기와 몸의 온도 차를 전기로 만들 계획이다.
문제는 이렇게 긁어모은 에너지의 양이 너무 적다는 점이다. 사람 한 명이 압전소자나 열전소자가 들어 있는 옷을 입고 만들어 낼 수 있는 에너지는 20mW(밀리와트·1mW는 1000분의 1W)로 1W 전력을 소모하는 스마트폰 한 대를 작동시키기에도 부족한 양이다.
김 교수는 “전자기기의 전력 소모량이 점점 줄어드는 추세로 미래에는 정보기술(IT) 기기의 전원으로 사용 가능하다”고 말했다. 옷에 저장한 에너지를 꺼내 쓰는 기술도 어려운 과제다. 김 교수는 “화학공학, 재료공학, 운동생리학, 의류학 분야 전문가들이 함께 연구하고 있다”며 “3년 뒤에는 특허를 내고 2020년에는 실생활에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
조재원 광주과학기술원 교수팀이 개발한 정수 장치. 내부에 들어가는 막과 펌프를 100분의 1 크기로 축소시켜 목에 걸 수 있는 휴대용 정수 장치를 개발할 계획이다. 광주과학기술원 제공
● 목걸이 정수기
조재원 광주과학기술원(GIST) 환경공학부 교수는 요즘 간단히 손잡이만 돌리면 언제 어디서든 물을 정수해 마실 수 있는 휴대용 정수기 목걸이를 구상하고 있다.
조 교수는 이미 3년 전부터 케냐, 아이티 등 제3세계 국가에 정수 장치를 공급해왔다. 구멍이 수 μm(마이크로미터·1μm는 100만분의 1m) 이하인 얇은 막으로 물속 불순물을 걸러내는 장치다. 발로 페달을 돌려 펌프를 작동시키기 때문에 전기가 없어도 문제가 없지만 소형 냉장고 크기다.
조 교수는 “정수 장치에 들어가는 막과 펌프의 크기를 100분의 1로 축소하면 목걸이 정수기를 개발할 수 있다”며 “막의 구멍이 미세해 보통사람들이 세척하기 어렵다는 문제만 해결하면 상용화할 수 있을 것”으로 내다봤다.
원호섭 동아사이언스 기자 wonc@donga.com
이영혜 동아사이언스 기자 yhlee@donga.com
2011년 02월 25일
‘그냥 숨만 쉬었을 뿐인데 전기가 만들어진다?’ ‘여행 중에 물을 잘못 마시면 배탈 나는데, 휴대용 정수기 없나?’
현실에서는 불가능할 것 같은 일에 과학자들이 도전하고 있다. 성공 여부가 불투명한 황당한 연구로 비칠 수 있지만 이러한 시도가 미래를 바꿀 수 있기 때문이다. 과학자들은 ‘성실 실패’를 인정하는 한국연구재단의 도움을 받아 ‘모험연구’에 뛰어들었다.
● 몸이 발전기, 옷은 배터리
김용준 연세대 기계공학과 교수가 이끄는 ‘인체에너지변환 융합연구단’은 몸에서 발생하는 각종 에너지를 전기로 바꿔 옷에 저장하는 방법을 찾고 있다. 원리는 간단하다. 사람이 숨을 쉴 때 흉부가 움직이는 힘, 팔이나 다리를 구부릴 때 발생하는 물리적인 힘 등을 ‘압전소자’를 이용해 전기에너지로 바꾸면 된다.
김 교수는 “옷에 주름이 생기는 부분은 모두 힘이 작용한 부분”이라며 “압전소자를 얇게 만들어 옷에 넣으면 이런 힘을 모아 전기를 생산할 수 있을 것”이라고 설명했다. 움직이는 힘만으로 부족하다면 체온 변화를 이용할 수도 있다. 김 교수는 온도 차에 의해 전류가 발생하는 ‘열전소자’를 옷에 넣어서 미세한 체온 변화나 바깥 공기와 몸의 온도 차를 전기로 만들 계획이다.
문제는 이렇게 긁어모은 에너지의 양이 너무 적다는 점이다. 사람 한 명이 압전소자나 열전소자가 들어 있는 옷을 입고 만들어 낼 수 있는 에너지는 20mW(밀리와트·1mW는 1000분의 1W)로 1W 전력을 소모하는 스마트폰 한 대를 작동시키기에도 부족한 양이다.
김 교수는 “전자기기의 전력 소모량이 점점 줄어드는 추세로 미래에는 정보기술(IT) 기기의 전원으로 사용 가능하다”고 말했다. 옷에 저장한 에너지를 꺼내 쓰는 기술도 어려운 과제다. 김 교수는 “화학공학, 재료공학, 운동생리학, 의류학 분야 전문가들이 함께 연구하고 있다”며 “3년 뒤에는 특허를 내고 2020년에는 실생활에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
조재원 광주과학기술원 교수팀이 개발한 정수 장치. 내부에 들어가는 막과 펌프를 100분의 1 크기로 축소시켜 목에 걸 수 있는 휴대용 정수 장치를 개발할 계획이다. 광주과학기술원 제공● 목걸이 정수기
조재원 광주과학기술원(GIST) 환경공학부 교수는 요즘 간단히 손잡이만 돌리면 언제 어디서든 물을 정수해 마실 수 있는 휴대용 정수기 목걸이를 구상하고 있다.
조 교수는 이미 3년 전부터 케냐, 아이티 등 제3세계 국가에 정수 장치를 공급해왔다. 구멍이 수 μm(마이크로미터·1μm는 100만분의 1m) 이하인 얇은 막으로 물속 불순물을 걸러내는 장치다. 발로 페달을 돌려 펌프를 작동시키기 때문에 전기가 없어도 문제가 없지만 소형 냉장고 크기다.
조 교수는 “정수 장치에 들어가는 막과 펌프의 크기를 100분의 1로 축소하면 목걸이 정수기를 개발할 수 있다”며 “막의 구멍이 미세해 보통사람들이 세척하기 어렵다는 문제만 해결하면 상용화할 수 있을 것”으로 내다봤다.
원호섭 동아사이언스 기자 wonc@donga.com
이영혜 동아사이언스 기자 yhlee@donga.com
16 February 2011
외로움 타는 당신, 어떤 ‘유전자형’이신지?
[강기자의 과학카페]<22>외로움의 과학
2011년 02월 13일
낯설은 이 비가 내 몸을 적시면
살며시 찾아드는 외로움
…
가수 장윤정 씨가 리메이크한 ‘비와 외로움’을 듣다보면 마음 한구석이 허한 게 쓸쓸해지면서도 왠지 위로를 받는 듯하다. 나이가 들다보니 심신이 유약해지면서 감상적이 되는 걸까.
20세기 후반부에는 암과 심혈관질환이 인류의 건강을 위협했다면 21세기에는 비만과 당뇨, 우울증이 더 심각한 문제가 될 거라고들 한다. 그런데 여기에 ‘외로움’이 더해져야 할지도 모르겠다.
●외로움은 인류의 생존전략
과학저널 ‘사이언스’ 1월 14일자에는 30년 동안 외로움을 연구해온 ‘외로움 전문가’ 존 카시오포 미국 시카고대 교수의 이야기를 담은 인터뷰성 기사가 실렸다. 카시오포 교수와 여러 분야의 공동연구자들의 다양한 연구결과 만성적인 외로움은 심혈관계, 면역계, 신경계 등 우리 몸 전반에 상당히 부정적인 영향을 미치는 걸로 밝혀졌다는 것.
카시오포 교수가 말하는 외로움은 혼자 있는 상태인 ‘고독(solitude)’과 동의어는 아니다. 가정이 있고 학교에 다니거나 직장이 있어도 외로울 수 있고 예전 법정 스님처럼 산속에 혼자 살아도 외롭지 않을 수 있기 때문이다. 외로움이란 ‘주관적’인 느낌이라는 말이다.
문제는 물질적 풍요와 첨단 제품이 넘쳐나는 현대사회에서 외로움에 시달리는 사람들이 점점 더 늘고 있다는 것. 카시오포 교수에 따르면 미국인의 20%가 심각한 외로움을 겪고 있다. 우리나라도 사정은 크게 다르지 않을 것이다. 그런데 왜 외로움은 이처럼 심신에 부정적인 결과를 낳을까.
카시오포 교수는 외로움이, 무리에 속하지 않으면 생존에 위협을 느꼈던 수렵채취인 시절 인류의 삶의 조건에서 살아남기 위한 ‘마음의 진화’의 결과라고 설명한다. 즉 홀로 남았을 때 두렵고 초조한 마음이 들어야 무리를 찾는데 최선을 다한다는 것.
문제는 현대 사회가 외로움을 겪고 있는 사람들을 더 깊은 수렁에 빠뜨리는 조건을 갖추고 있다는 것. 즉 외로운 사람들은 다른 사람과 관계를 맺으려고 노력하기 보다는 TV나 인터넷, 동물에게서 대안을 찾으려 한다. 이들에게서는 ‘거절’을 당할 염려가 없기 때문이다. 그러다보니 대인관계를 맺기가 점점 더 어려워지고 위로받지 못한 마음을 채우려고 또다시 이런 대안에 탐닉하게 된다. 뗏목을 타고 표류하다 목마름을 못 견디고 바닷물을 마시는 격이다.
사실 우리는 첨단기술 덕분에 예전에는 경험하지 못했던 상황에서 종종 외로움을 겪곤 한다. 카페에서 둘이 만나 얘기를 하다 상대가 걸려온 휴대전화를 5분, 10분 잡고 있을 때 ‘살며시 찾아오는’ 외로움을 발견하지 못한 사람이 몇이나 될까.
●외로움 타는 유전자형?
사회적으로 배제된 경험을 할 경우 전두대상피질이 활성화된다. 이 영역은 신체적 통증을 담당하는 곳이다. 외로움이 고통스러운 이유다. (사이언스)
흥미로운 사실은 우울증처럼 외로움을 느끼는 경향도 유전적 영향이 상당하다는 것. 일란성 쌍둥이를 대상으로 한 집단유전학 연구 결과에 따르면 외로움에 유전적 영향이 차지하는 비율이 37%라고 한다. 물론 내가 외로움에 취약한 유전형이라고 외로움에 시달리는 운명이 되는 건 아니다.
우울증에 취약한 유전형일 경우 평탄한 인생이라면 별 문제가 없지만 과도한 스트레스 환경에서 취약하듯이(자살률이 급증한다) 외로운 유전형도 타인에게 무심한 사회에서 문제가 된다. 문제는 현대사회가 첨단기술 덕분에 ‘사람’보다 더 관심을 끄는 ‘사물’로 넘쳐난다는 것.
다행히 카시오포 교수는 우울증만큼이나 심각한 문제인 외로움이 불치의 병은 아니라고 생각한다고. 즉 사람들의 주의와 처해 있는 사회적 상황에 대한 해석을 좀 더 긍적적인 방향으로 유도하는 ‘인지행동요법’이 효과가 있다고. 대신 환자 취급해 의식적으로 부자연스럽게 잘해주는 방식은 역효과를 낸다고.
‘혹시 나도 외로움에 취약한 유전형이 아닐까’ 걱정이 된 기자는 외로움에 대해 좀 더 깊이 이해해보려고 카시오포 교수가 2008년 쓴 책 ‘Loneliness: Human Nature and the Need for Social Connection(외로움: 인간 본성과 사회적 연결에 대한 요구)’를 대학 도서관에서 빌려 주말에 좀 읽어봤다(꽤 재미있는 책인데 뜻밖에 아직 번역되지 않았다).
책에는 현재 나의 외로움 정도를 알아볼 수 있는 ‘UCLA 외로움 척도’ 설문이 실려 있다. 현재 자신이 외로운 상태인지 궁금한 독자는 아래의 설문(20문항)으로 확인해보기 바란다.
●UCLA 외로움 척도
1. 주위 사람들과 ‘마음이 통한다고’ 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
2. 친구를 사귀는 능력이 부족하다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
3. 당신이 의지할 사람이 아무도 없다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
4. 당신이 혼자라고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
5. 당신이 친구 집단의 일원이라고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
6. 당신이 주위 사람들과 공통되는 게 많다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
7. 당신이 더 이상 누구와도 가깝지 않다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
8. 당신의 관심이나 생각이 주위 사람들과 공유되지 못한다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
9. 당신이 사교성과 싹싹함이 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
10. 사람들과 가깝다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
11. 따돌림을 당하고 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
12. 다른 사람들과의 관계가 의미가 없다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
13. 누구도 당신을 제대로 아는 사람은 없다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
14. 다른 사람들로부터 고립돼 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
15. 당신이 원할 때는 친교를 맺을 수 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
16. 당신을 진정으로 이해하는 사람이 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
17. 자신이 수줍어한다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
18. 주위에 사람들이 있지만 당신과 함께 하지는 않는다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
19. 당신이 이야기를 나눌 수 있는 사람이 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
20. 당신이 의지할 사람이 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
cf. 점수의 합계가 44점 이상이면 상당히 외로운 상태고 28점 미만이면 외로움이 미미한 상태다. 33~39점이 평균.
강석기 동아사이언스 기자 sukki@donga.com
2011년 02월 13일
낯설은 이 비가 내 몸을 적시면
살며시 찾아드는 외로움
…
가수 장윤정 씨가 리메이크한 ‘비와 외로움’을 듣다보면 마음 한구석이 허한 게 쓸쓸해지면서도 왠지 위로를 받는 듯하다. 나이가 들다보니 심신이 유약해지면서 감상적이 되는 걸까.
20세기 후반부에는 암과 심혈관질환이 인류의 건강을 위협했다면 21세기에는 비만과 당뇨, 우울증이 더 심각한 문제가 될 거라고들 한다. 그런데 여기에 ‘외로움’이 더해져야 할지도 모르겠다.
●외로움은 인류의 생존전략
과학저널 ‘사이언스’ 1월 14일자에는 30년 동안 외로움을 연구해온 ‘외로움 전문가’ 존 카시오포 미국 시카고대 교수의 이야기를 담은 인터뷰성 기사가 실렸다. 카시오포 교수와 여러 분야의 공동연구자들의 다양한 연구결과 만성적인 외로움은 심혈관계, 면역계, 신경계 등 우리 몸 전반에 상당히 부정적인 영향을 미치는 걸로 밝혀졌다는 것.
카시오포 교수가 말하는 외로움은 혼자 있는 상태인 ‘고독(solitude)’과 동의어는 아니다. 가정이 있고 학교에 다니거나 직장이 있어도 외로울 수 있고 예전 법정 스님처럼 산속에 혼자 살아도 외롭지 않을 수 있기 때문이다. 외로움이란 ‘주관적’인 느낌이라는 말이다.
문제는 물질적 풍요와 첨단 제품이 넘쳐나는 현대사회에서 외로움에 시달리는 사람들이 점점 더 늘고 있다는 것. 카시오포 교수에 따르면 미국인의 20%가 심각한 외로움을 겪고 있다. 우리나라도 사정은 크게 다르지 않을 것이다. 그런데 왜 외로움은 이처럼 심신에 부정적인 결과를 낳을까.
카시오포 교수는 외로움이, 무리에 속하지 않으면 생존에 위협을 느꼈던 수렵채취인 시절 인류의 삶의 조건에서 살아남기 위한 ‘마음의 진화’의 결과라고 설명한다. 즉 홀로 남았을 때 두렵고 초조한 마음이 들어야 무리를 찾는데 최선을 다한다는 것.
문제는 현대 사회가 외로움을 겪고 있는 사람들을 더 깊은 수렁에 빠뜨리는 조건을 갖추고 있다는 것. 즉 외로운 사람들은 다른 사람과 관계를 맺으려고 노력하기 보다는 TV나 인터넷, 동물에게서 대안을 찾으려 한다. 이들에게서는 ‘거절’을 당할 염려가 없기 때문이다. 그러다보니 대인관계를 맺기가 점점 더 어려워지고 위로받지 못한 마음을 채우려고 또다시 이런 대안에 탐닉하게 된다. 뗏목을 타고 표류하다 목마름을 못 견디고 바닷물을 마시는 격이다.
사실 우리는 첨단기술 덕분에 예전에는 경험하지 못했던 상황에서 종종 외로움을 겪곤 한다. 카페에서 둘이 만나 얘기를 하다 상대가 걸려온 휴대전화를 5분, 10분 잡고 있을 때 ‘살며시 찾아오는’ 외로움을 발견하지 못한 사람이 몇이나 될까.
●외로움 타는 유전자형?
사회적으로 배제된 경험을 할 경우 전두대상피질이 활성화된다. 이 영역은 신체적 통증을 담당하는 곳이다. 외로움이 고통스러운 이유다. (사이언스)흥미로운 사실은 우울증처럼 외로움을 느끼는 경향도 유전적 영향이 상당하다는 것. 일란성 쌍둥이를 대상으로 한 집단유전학 연구 결과에 따르면 외로움에 유전적 영향이 차지하는 비율이 37%라고 한다. 물론 내가 외로움에 취약한 유전형이라고 외로움에 시달리는 운명이 되는 건 아니다.
우울증에 취약한 유전형일 경우 평탄한 인생이라면 별 문제가 없지만 과도한 스트레스 환경에서 취약하듯이(자살률이 급증한다) 외로운 유전형도 타인에게 무심한 사회에서 문제가 된다. 문제는 현대사회가 첨단기술 덕분에 ‘사람’보다 더 관심을 끄는 ‘사물’로 넘쳐난다는 것.
다행히 카시오포 교수는 우울증만큼이나 심각한 문제인 외로움이 불치의 병은 아니라고 생각한다고. 즉 사람들의 주의와 처해 있는 사회적 상황에 대한 해석을 좀 더 긍적적인 방향으로 유도하는 ‘인지행동요법’이 효과가 있다고. 대신 환자 취급해 의식적으로 부자연스럽게 잘해주는 방식은 역효과를 낸다고.
‘혹시 나도 외로움에 취약한 유전형이 아닐까’ 걱정이 된 기자는 외로움에 대해 좀 더 깊이 이해해보려고 카시오포 교수가 2008년 쓴 책 ‘Loneliness: Human Nature and the Need for Social Connection(외로움: 인간 본성과 사회적 연결에 대한 요구)’를 대학 도서관에서 빌려 주말에 좀 읽어봤다(꽤 재미있는 책인데 뜻밖에 아직 번역되지 않았다).
책에는 현재 나의 외로움 정도를 알아볼 수 있는 ‘UCLA 외로움 척도’ 설문이 실려 있다. 현재 자신이 외로운 상태인지 궁금한 독자는 아래의 설문(20문항)으로 확인해보기 바란다.
●UCLA 외로움 척도
1. 주위 사람들과 ‘마음이 통한다고’ 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
2. 친구를 사귀는 능력이 부족하다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
3. 당신이 의지할 사람이 아무도 없다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
4. 당신이 혼자라고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
5. 당신이 친구 집단의 일원이라고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
6. 당신이 주위 사람들과 공통되는 게 많다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
7. 당신이 더 이상 누구와도 가깝지 않다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
8. 당신의 관심이나 생각이 주위 사람들과 공유되지 못한다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
9. 당신이 사교성과 싹싹함이 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
10. 사람들과 가깝다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
11. 따돌림을 당하고 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
12. 다른 사람들과의 관계가 의미가 없다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
13. 누구도 당신을 제대로 아는 사람은 없다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
14. 다른 사람들로부터 고립돼 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
15. 당신이 원할 때는 친교를 맺을 수 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
16. 당신을 진정으로 이해하는 사람이 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
17. 자신이 수줍어한다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
18. 주위에 사람들이 있지만 당신과 함께 하지는 않는다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 전혀 느끼지 않는다 ② 거의 느끼지 않는다 ③ 종종 느낀다 ④ 늘 느낀다
19. 당신이 이야기를 나눌 수 있는 사람이 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
20. 당신이 의지할 사람이 있다고 얼마나 자주 느끼십니까? ( )
① 늘 느낀다 ② 종종 느낀다 ③ 거의 느끼지 않는다 ④ 전혀 느끼지 않는다
cf. 점수의 합계가 44점 이상이면 상당히 외로운 상태고 28점 미만이면 외로움이 미미한 상태다. 33~39점이 평균.
강석기 동아사이언스 기자 sukki@donga.com
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환경
더워졌기 때문에 추워졌다고?
[S&T 포커스 집중기획]지구온난화와 북반구 한파
2011년 02월 15일
올 겨울 북반구에는 이상한파가 몰아쳤다. 연말연초 영국을 비롯한 서유럽에는 집중 폭설이 쏟아져 항공편의 발이 묶였다. 루이지애나, 플로리다 등 일년 내내 따뜻한 기후인 미국 남부에도 기록적인 폭설이 내렸다. 중국은 네이멍구 등 북부지역에 영하 40도를 밑도는 추운 날씨가 이어지면서 가축들이 떼죽음 당하고 있다.
겨울 날씨가 심상치 않다. 일기예보에서 알려주는 기온은 좀처럼 영상으로 올라가지 않는다. 한반도만의 일이 아니다. 올겨울은 동아시아, 유럽, 북미의 동부 지역 등 북반구 거의 대부분이 평년에 비해 극심한 추위에 시달린다. 올해만의 일이 아니다. 지난해 겨울은 올겨울보다 더 혹독했다. 서울 도심에서 스노보드를 타는 사람이 등장할 정도로 폭설까지 겹치면서 수도권 전체의 교통이 마비되는 등 한바탕 홍역을 치렀다.
겨울 날씨는 몹시 추워졌지만 역설적이게도 유엔 산하 세계기상기구(WMO)는 2010년이 기상 관측 사상 가장 따뜻했던 해라고 발표했다. 작년 12월에는 북극의 얼음 두께가 역사상 가장 얇아질 정도였다고 한다. 러시아는 아예 열파(heat wave)가 몰아닥쳐 혹독한 가뭄에 시달릴 정도였다. 2010년은 열탕과 냉탕을 왔다갔다한 한 해인 셈이다. 지구는 분명히 뜨거워진다고 하는데도 이상한파와 폭설은 왜 더 자주 발생하는 걸까?
● 빠르게 진행되는 지구온난화
이상한 말처럼 들리겠지만, 최근 한파의 주요 원인 중 하나가 바로 지구온난화 때문이라는 주장들이 있다. 지구온난화는 기후변화의 한 부분으로 냉각화(glaciation)에 반대되는 개념이며 엄밀히 말하면 빙하기에서 벗어나면서 온도가 상승하는 것도 온난화의 범주에 들어간다.
원래는 원인에 관계없이 ‘지구의 평균기온이 올라가는 현상’을 뜻하는 말이었지만 현재는 ‘산업혁명 이후 화석연료 사용 증가로 인한 기온의 증가’라는 좁은 의미로 사용되고 있다. 그만큼 최근의 기온상승이 심상치 않다는 뜻이다.
46억 년이 넘는 오랜 기간 동안 지구의 기온은 끊임없이 요동쳤다. 공룡이 활동하던 중생대에는 섭씨 30도에 육박했는가 하면 빙하기에는 10도 정도로 뚝 떨어지기도 했다. 그러나 이러한 변화는 오랜 시간에 걸친, 장기적인 변화였다. 현재의 기온 상승은 자연적인 주기에 따른 것이라고 보기에는 너무 급격한 감이 있다.
2007년에 발간된 정부간 기후변화 협의체 (IPCC) 보고서에 의하면 지난 100년간 지구 기온은 약 0.7도 올라갔다고 한다. 100년간 0.7도의 온도상승이 아주 느린 변화라고 생각할 수 있겠지만 이 정도의 온도변화는 이례적이라 할 만큼 빠르다. 2만 년 전 마지막 빙하기부터 온난한 시기인 1만 년 전까지 지구의 평균 기온이 약 5도 상승했다는 점을 생각해 보면 최근의 온난화는 이보다 100배나 빠르게 진행되고 있다. 게다가 6000년 전부터 산업혁명이 시작될 때까지는 지구의 기온이 서서히 내려가고 있었던 것으로 추정된다.
이로 미루어 보면, 산업화 이후의 기온변화가 자연스러운 주기에 따른 변화가 아니라 인간 활동에 따른 결과, 특히 온실가스의 효과임을 알 수 있다. 21세기 들어 온난화 경향은 더욱 두드러졌다. 1990년대까지만 해도 온난화가 과장된 해석이라고 생각하는 회의론을 쉽게 접할 수 있었지만 지금은 원인에 대한 논란은 있을지언정 온난화를 부정하는 입장은 더 이상 찾아보기 어렵다.
● 북극진동과 한파
분명히 지구는 더워지고 있다. 그런데도 지역적으로 한파가 나타나는 이유는 무엇일까? 많은 과학자들은 최근의 한파를 ‘급격한 온난화에 대한 지구의 반작용’이라고 해석한다. 수십억 년의 세월 동안 지구의 평균기온은 끊임없이 오르락내리락했지만 일정 범위를 벗어나지는 않았다. 추워지면 기온을 높이는 방향으로, 더워지면 낮추는 방향으로 지구는 나름의 노력으로 안정을 유지하려 한다.
같은 맥락에서 최근의 국지적 한파는 급격하게 상승하는 기온을 진정시키려는 지구의 노력이라고 볼 수 있다. 국지적 한파의 요인으로 북극진동 세기, 북유럽의 기단변화, 그리고 적도의 대류현상 등으로 구분할 수 있는데, 작년과 올해 한반도에 닥친 한파는 이 중 북극진동의 세기 변화에 의한 것으로 여겨진다.
일반적으로 북극은 일조량이 적어 대기가 냉각되어 수축하는 반면 중위도의 대기는 상대적으로 따뜻하여 팽창한다. 이 때문에 중위도의 대기가 극지방의 대기를 밀어내어 북극을 중심으로 고리 모양의 편서풍 제트류가 발달한다. 평상시에는 중위도 대기의 세력이 강하여 제트기류가 극지방에 가깝게 형성되어 차가운 공기가 남하하지 못하도록 막아주는 ‘에어커튼’ 역할을 한다.
한편, 기온은 항상 일정하게 유지되지 않으므로 북극과 중위도 지방의 세력 크기가 주기적으로 변화한다. 이 과정에서 제트기류도 중위도 지역이 세력이 강해지면 북상하고 극지방의 세력이 강해지면 남하하는 식으로 위치가 바뀐다. 이러한 현상을 북극진동이라고 한다.
북극진동은 보통 ‘극진동지수’라는 수치를 이용하여 정도를 표시한다. 극진동지수는 중위도 기압이 북극보다 높으면 양의 값으로, 북극 기압이 중위도보다 높으면 음의 값으로 표시한다. 따라서 극진동지수가 양의 값이면 제트기류가 북극에 가깝게 형성되고 팽팽해진다.
이때는 시베리아, 알래스카, 캐나다 등의 지역이 중위도 공기의 세력권에 들어 평소보다 더 따뜻해진다. 반대로 극진동 지수가 음의 값이면 제트기류가 남하하여 중위도 지역까지 내려오며 동아시아, 북미 중동부 등에서는 더욱 남쪽으로 쏠려 돌출부를 형성한다. 이렇게 생긴 제트기류의 돌출부에 속한 지역에는 극지방의 찬 공기가 밀려들어 평소보다 훨씬 추워진다. 최근의 한파가 바로 이 과정으로 발생했다.
2000년대 초반까지는 북극진동의 지수가 계속 증가했으나 2000년 이후 극진동지수가 지속적으로 감소했다. 2009년 겨울에는 11월 말부터 무려 3주 동안 100년에 한 번 있을 정도로 매우 강한 음의 극진동 상태를 보였으며 그 결과 매서운 한파가 몰아닥쳤다. 올겨울도 지난해만큼은 아니지만 12월 중순부터 1월 중순까지 거의 한 달간 약한 극진동이 지속되어 한파의 원인이 되고 있다.
최근 극진동지수가 강한 음의 지수를 기록하고 제트기류 고리가 남하하는 이유는 무엇일까? 주요 원인은 가을철 시베리아의 폭설이라 추측된다. 스키장에서 살이 타는 현상을 보면 알 수 있듯, 눈은 지표면보다 태양 에너지를 훨씬 잘 반사시킨다. 따라서 눈이 쌓이면 태양열을 반사하여 기온이 낮아지고 눈이 녹으면 태양열 흡수율이 높아져서 기온도 올라간다.
따라서 시베리아에 평년보다 눈이 많이 내리면 공기가 평소보다 더욱 차가워져서 시베리아 고기압이 강해진다. 시베리아의 공기가 차가워지면 수직 파동 활동이 활발해져 북극 대기 상층은 오히려 따뜻해진다. 결국 따뜻해진 북극의 공기 압력이 중위도보다 높아지므로 음의 북극진동 상태를 만든다. 이 과정은 보통 1~2개월 정도에 걸쳐 일어나기 때문에 가을철 시베리아의 눈의 양을 보면 이듬해 겨울의 한파를 대략 예측해 볼 수 있다.
실제로 최근 시베리아 지역의 눈이 증가하는 경향을 보인다. 아직 확실하지는 않지만 시베리아의 눈 증가는 북극 주변 온난화에 따른 해빙 감소와 연관이 있다고 추정된다. 북극해빙은 9월에 가장 작은 면적을 나타내는데, 최근 북극의 여름철 해빙 면적이 계속 줄어들고 있으며 겨울에조차 그 양이 감소하고 있다.
2010년 12월 중순에서 2011년 1월 중순 동안에는 북극해빙을 관측하기 시작한 이래 겨울철 해빙 면적이 가장 작았다. 북극해빙의 면적이 줄면 북극해의 수분 증발이 심해져서 시베리아의 적설량이 증가할 수 있다. 결국 극지방의 온난화가 시베리아의 강설을 유도하고, 시베리아에 쌓인 눈이 극지방 공기의 세력을 강화하여 제트기류를 남하시킨 결과 중위도 지역에 한파가 찾아온 것이다.
● 온난화에 따른 북반구 냉각의 또 다른 시나리오
극지역의 온난화가 계속될 경우 반작용으로 나타날 수 있는 또 다른 시나리오는 북대서양을 중심으로 한 북반구의 냉각이다. 이 시나리오의 핵심은 바로 북대서양 심층수다. 지구 전체의 심해는 북대서양과 남극 주변에서 가라앉은 물들로 채워지는데, 이중 북대서양에서 가라앉은 물은 태평양과 인도양을 거쳐 다시 북대서양으로 흘러가는 큰 컨베이어 형태의 순환을 하면서 지구 곳곳에 열을 전달해 주고 각 지역의 기후 변화에 중요한 역할을 한다.
하지만 해양의 컨베이어 흐름이 둔화되면 열의 흐름이 차단되기 때문에 심층수가 생성되었던 북대서양 및 북반구 전체에 냉각화를 초래할 수 있다. 온난화로 초래되는 이 시나리오는 영화 투모로(The Day after Tomorrow)에서 생생하게 묘사되기도 했다.
지구의 평균 기온이 상승하면 북대서양의 표층 수온이 상승하는 한편, 빙하가 녹아 담수가 바다로 흘러들어가면서 해양 표층수의 염분 농도가 낮아진다. 이 경우 표층수의 무게가 가벼워져서 바다 깊은 곳으로 잘 가라앉질 않아 심층수의 흐름이 생성되지 않는다. 북대서양의 표층수가 가라앉지 않으면 가라앉은 만큼의 물을 채워주기 위해 흐르던 멕시코만류가 약해진다.
멕시코만류는 북대서양을 반시계방향으로 크게 회전하는 해류로 저위도의 열을 북유럽과 북아메리카 동해안을 따뜻하게 유지시켜주는 역할을 한다. 따라서 온난화에 의해 북대서양 심층수 생성이 둔화되면 북대서양 북부로의 열전달이 차단되어 북대서양을 중심으로 한 북반구 지역이 냉각될 수 있다.
몇 년 전 영국의 해리 브라이든 교수는 “지난 50년간 북대서양 심해 25개 지점의 해류량을 측정한 결과 유럽 해안을 지나는 멕시코만류의 양이 1992년에 비해 30%나 줄었다”며 “멕시코만류(Gulf Stream)의 흐름이 약해지고 있어 유럽이 수십 년 내에 극심한 한파를 겪을 수 있다”는 전망을 보도한 바 있다. 하지만 최근 일부 보고에서는 북대서양 심층수의 생성량이 과거와 큰 차이가 없다는 결과도 있어서 북대서양의 냉각여부는 지속적으로 관찰해 볼 필요가 있다.
올겨울 한반도, 동아시아, 북미, 유럽에 극심한 한파가 불어 닥쳤다고 해서 지구 전체의 기온이 낮아지지는 않았다. 남반구는 오히려 ‘내륙 쓰나미’라고 부를 정도의 홍수에 시달리고 있다. 지난해는 여름이 매우 더웠던 해였으며, 지난 몇 년간 지구 전체의 연평균 기온을 보아도 기온은 지속적으로 올라가는 추세다. 올겨울 북반구 한파는 일부 지역과 계절에 국한된 현상이라는 얘기다.
그러나 최근의 기상이변을 조금만 더 관찰해보면 지역과 계절에 따른 온도차가 극심해지고 있음을 확인할 수 있다. 앞서도 보았듯 이는 급속한 온난화가 중요한 요인이며, 최근의 한반도 기후변화 추세로 볼 때 앞으로 당분간 한반도는 여름은 더욱 더워지고 겨울은 더욱 추워지는 양극성 기후를 유지할 가능성이 크다. 지구온난화의 속도를 늦추기 위한 다각도의 노력이 절실한 때다.
글=김성중(극지연구소 극지기후연구부장)
사진=동아일보 DB
2011년 02월 15일
올 겨울 북반구에는 이상한파가 몰아쳤다. 연말연초 영국을 비롯한 서유럽에는 집중 폭설이 쏟아져 항공편의 발이 묶였다. 루이지애나, 플로리다 등 일년 내내 따뜻한 기후인 미국 남부에도 기록적인 폭설이 내렸다. 중국은 네이멍구 등 북부지역에 영하 40도를 밑도는 추운 날씨가 이어지면서 가축들이 떼죽음 당하고 있다.
겨울 날씨가 심상치 않다. 일기예보에서 알려주는 기온은 좀처럼 영상으로 올라가지 않는다. 한반도만의 일이 아니다. 올겨울은 동아시아, 유럽, 북미의 동부 지역 등 북반구 거의 대부분이 평년에 비해 극심한 추위에 시달린다. 올해만의 일이 아니다. 지난해 겨울은 올겨울보다 더 혹독했다. 서울 도심에서 스노보드를 타는 사람이 등장할 정도로 폭설까지 겹치면서 수도권 전체의 교통이 마비되는 등 한바탕 홍역을 치렀다.
겨울 날씨는 몹시 추워졌지만 역설적이게도 유엔 산하 세계기상기구(WMO)는 2010년이 기상 관측 사상 가장 따뜻했던 해라고 발표했다. 작년 12월에는 북극의 얼음 두께가 역사상 가장 얇아질 정도였다고 한다. 러시아는 아예 열파(heat wave)가 몰아닥쳐 혹독한 가뭄에 시달릴 정도였다. 2010년은 열탕과 냉탕을 왔다갔다한 한 해인 셈이다. 지구는 분명히 뜨거워진다고 하는데도 이상한파와 폭설은 왜 더 자주 발생하는 걸까?
● 빠르게 진행되는 지구온난화
이상한 말처럼 들리겠지만, 최근 한파의 주요 원인 중 하나가 바로 지구온난화 때문이라는 주장들이 있다. 지구온난화는 기후변화의 한 부분으로 냉각화(glaciation)에 반대되는 개념이며 엄밀히 말하면 빙하기에서 벗어나면서 온도가 상승하는 것도 온난화의 범주에 들어간다.
원래는 원인에 관계없이 ‘지구의 평균기온이 올라가는 현상’을 뜻하는 말이었지만 현재는 ‘산업혁명 이후 화석연료 사용 증가로 인한 기온의 증가’라는 좁은 의미로 사용되고 있다. 그만큼 최근의 기온상승이 심상치 않다는 뜻이다.
46억 년이 넘는 오랜 기간 동안 지구의 기온은 끊임없이 요동쳤다. 공룡이 활동하던 중생대에는 섭씨 30도에 육박했는가 하면 빙하기에는 10도 정도로 뚝 떨어지기도 했다. 그러나 이러한 변화는 오랜 시간에 걸친, 장기적인 변화였다. 현재의 기온 상승은 자연적인 주기에 따른 것이라고 보기에는 너무 급격한 감이 있다.
2007년에 발간된 정부간 기후변화 협의체 (IPCC) 보고서에 의하면 지난 100년간 지구 기온은 약 0.7도 올라갔다고 한다. 100년간 0.7도의 온도상승이 아주 느린 변화라고 생각할 수 있겠지만 이 정도의 온도변화는 이례적이라 할 만큼 빠르다. 2만 년 전 마지막 빙하기부터 온난한 시기인 1만 년 전까지 지구의 평균 기온이 약 5도 상승했다는 점을 생각해 보면 최근의 온난화는 이보다 100배나 빠르게 진행되고 있다. 게다가 6000년 전부터 산업혁명이 시작될 때까지는 지구의 기온이 서서히 내려가고 있었던 것으로 추정된다.
이로 미루어 보면, 산업화 이후의 기온변화가 자연스러운 주기에 따른 변화가 아니라 인간 활동에 따른 결과, 특히 온실가스의 효과임을 알 수 있다. 21세기 들어 온난화 경향은 더욱 두드러졌다. 1990년대까지만 해도 온난화가 과장된 해석이라고 생각하는 회의론을 쉽게 접할 수 있었지만 지금은 원인에 대한 논란은 있을지언정 온난화를 부정하는 입장은 더 이상 찾아보기 어렵다.
● 북극진동과 한파
분명히 지구는 더워지고 있다. 그런데도 지역적으로 한파가 나타나는 이유는 무엇일까? 많은 과학자들은 최근의 한파를 ‘급격한 온난화에 대한 지구의 반작용’이라고 해석한다. 수십억 년의 세월 동안 지구의 평균기온은 끊임없이 오르락내리락했지만 일정 범위를 벗어나지는 않았다. 추워지면 기온을 높이는 방향으로, 더워지면 낮추는 방향으로 지구는 나름의 노력으로 안정을 유지하려 한다.
같은 맥락에서 최근의 국지적 한파는 급격하게 상승하는 기온을 진정시키려는 지구의 노력이라고 볼 수 있다. 국지적 한파의 요인으로 북극진동 세기, 북유럽의 기단변화, 그리고 적도의 대류현상 등으로 구분할 수 있는데, 작년과 올해 한반도에 닥친 한파는 이 중 북극진동의 세기 변화에 의한 것으로 여겨진다.
일반적으로 북극은 일조량이 적어 대기가 냉각되어 수축하는 반면 중위도의 대기는 상대적으로 따뜻하여 팽창한다. 이 때문에 중위도의 대기가 극지방의 대기를 밀어내어 북극을 중심으로 고리 모양의 편서풍 제트류가 발달한다. 평상시에는 중위도 대기의 세력이 강하여 제트기류가 극지방에 가깝게 형성되어 차가운 공기가 남하하지 못하도록 막아주는 ‘에어커튼’ 역할을 한다.
한편, 기온은 항상 일정하게 유지되지 않으므로 북극과 중위도 지방의 세력 크기가 주기적으로 변화한다. 이 과정에서 제트기류도 중위도 지역이 세력이 강해지면 북상하고 극지방의 세력이 강해지면 남하하는 식으로 위치가 바뀐다. 이러한 현상을 북극진동이라고 한다.
북극진동은 보통 ‘극진동지수’라는 수치를 이용하여 정도를 표시한다. 극진동지수는 중위도 기압이 북극보다 높으면 양의 값으로, 북극 기압이 중위도보다 높으면 음의 값으로 표시한다. 따라서 극진동지수가 양의 값이면 제트기류가 북극에 가깝게 형성되고 팽팽해진다.
이때는 시베리아, 알래스카, 캐나다 등의 지역이 중위도 공기의 세력권에 들어 평소보다 더 따뜻해진다. 반대로 극진동 지수가 음의 값이면 제트기류가 남하하여 중위도 지역까지 내려오며 동아시아, 북미 중동부 등에서는 더욱 남쪽으로 쏠려 돌출부를 형성한다. 이렇게 생긴 제트기류의 돌출부에 속한 지역에는 극지방의 찬 공기가 밀려들어 평소보다 훨씬 추워진다. 최근의 한파가 바로 이 과정으로 발생했다.
2000년대 초반까지는 북극진동의 지수가 계속 증가했으나 2000년 이후 극진동지수가 지속적으로 감소했다. 2009년 겨울에는 11월 말부터 무려 3주 동안 100년에 한 번 있을 정도로 매우 강한 음의 극진동 상태를 보였으며 그 결과 매서운 한파가 몰아닥쳤다. 올겨울도 지난해만큼은 아니지만 12월 중순부터 1월 중순까지 거의 한 달간 약한 극진동이 지속되어 한파의 원인이 되고 있다.
최근 극진동지수가 강한 음의 지수를 기록하고 제트기류 고리가 남하하는 이유는 무엇일까? 주요 원인은 가을철 시베리아의 폭설이라 추측된다. 스키장에서 살이 타는 현상을 보면 알 수 있듯, 눈은 지표면보다 태양 에너지를 훨씬 잘 반사시킨다. 따라서 눈이 쌓이면 태양열을 반사하여 기온이 낮아지고 눈이 녹으면 태양열 흡수율이 높아져서 기온도 올라간다.
따라서 시베리아에 평년보다 눈이 많이 내리면 공기가 평소보다 더욱 차가워져서 시베리아 고기압이 강해진다. 시베리아의 공기가 차가워지면 수직 파동 활동이 활발해져 북극 대기 상층은 오히려 따뜻해진다. 결국 따뜻해진 북극의 공기 압력이 중위도보다 높아지므로 음의 북극진동 상태를 만든다. 이 과정은 보통 1~2개월 정도에 걸쳐 일어나기 때문에 가을철 시베리아의 눈의 양을 보면 이듬해 겨울의 한파를 대략 예측해 볼 수 있다.
실제로 최근 시베리아 지역의 눈이 증가하는 경향을 보인다. 아직 확실하지는 않지만 시베리아의 눈 증가는 북극 주변 온난화에 따른 해빙 감소와 연관이 있다고 추정된다. 북극해빙은 9월에 가장 작은 면적을 나타내는데, 최근 북극의 여름철 해빙 면적이 계속 줄어들고 있으며 겨울에조차 그 양이 감소하고 있다.
2010년 12월 중순에서 2011년 1월 중순 동안에는 북극해빙을 관측하기 시작한 이래 겨울철 해빙 면적이 가장 작았다. 북극해빙의 면적이 줄면 북극해의 수분 증발이 심해져서 시베리아의 적설량이 증가할 수 있다. 결국 극지방의 온난화가 시베리아의 강설을 유도하고, 시베리아에 쌓인 눈이 극지방 공기의 세력을 강화하여 제트기류를 남하시킨 결과 중위도 지역에 한파가 찾아온 것이다.
● 온난화에 따른 북반구 냉각의 또 다른 시나리오
극지역의 온난화가 계속될 경우 반작용으로 나타날 수 있는 또 다른 시나리오는 북대서양을 중심으로 한 북반구의 냉각이다. 이 시나리오의 핵심은 바로 북대서양 심층수다. 지구 전체의 심해는 북대서양과 남극 주변에서 가라앉은 물들로 채워지는데, 이중 북대서양에서 가라앉은 물은 태평양과 인도양을 거쳐 다시 북대서양으로 흘러가는 큰 컨베이어 형태의 순환을 하면서 지구 곳곳에 열을 전달해 주고 각 지역의 기후 변화에 중요한 역할을 한다.
하지만 해양의 컨베이어 흐름이 둔화되면 열의 흐름이 차단되기 때문에 심층수가 생성되었던 북대서양 및 북반구 전체에 냉각화를 초래할 수 있다. 온난화로 초래되는 이 시나리오는 영화 투모로(The Day after Tomorrow)에서 생생하게 묘사되기도 했다.
지구의 평균 기온이 상승하면 북대서양의 표층 수온이 상승하는 한편, 빙하가 녹아 담수가 바다로 흘러들어가면서 해양 표층수의 염분 농도가 낮아진다. 이 경우 표층수의 무게가 가벼워져서 바다 깊은 곳으로 잘 가라앉질 않아 심층수의 흐름이 생성되지 않는다. 북대서양의 표층수가 가라앉지 않으면 가라앉은 만큼의 물을 채워주기 위해 흐르던 멕시코만류가 약해진다.
멕시코만류는 북대서양을 반시계방향으로 크게 회전하는 해류로 저위도의 열을 북유럽과 북아메리카 동해안을 따뜻하게 유지시켜주는 역할을 한다. 따라서 온난화에 의해 북대서양 심층수 생성이 둔화되면 북대서양 북부로의 열전달이 차단되어 북대서양을 중심으로 한 북반구 지역이 냉각될 수 있다.
몇 년 전 영국의 해리 브라이든 교수는 “지난 50년간 북대서양 심해 25개 지점의 해류량을 측정한 결과 유럽 해안을 지나는 멕시코만류의 양이 1992년에 비해 30%나 줄었다”며 “멕시코만류(Gulf Stream)의 흐름이 약해지고 있어 유럽이 수십 년 내에 극심한 한파를 겪을 수 있다”는 전망을 보도한 바 있다. 하지만 최근 일부 보고에서는 북대서양 심층수의 생성량이 과거와 큰 차이가 없다는 결과도 있어서 북대서양의 냉각여부는 지속적으로 관찰해 볼 필요가 있다.
올겨울 한반도, 동아시아, 북미, 유럽에 극심한 한파가 불어 닥쳤다고 해서 지구 전체의 기온이 낮아지지는 않았다. 남반구는 오히려 ‘내륙 쓰나미’라고 부를 정도의 홍수에 시달리고 있다. 지난해는 여름이 매우 더웠던 해였으며, 지난 몇 년간 지구 전체의 연평균 기온을 보아도 기온은 지속적으로 올라가는 추세다. 올겨울 북반구 한파는 일부 지역과 계절에 국한된 현상이라는 얘기다.
그러나 최근의 기상이변을 조금만 더 관찰해보면 지역과 계절에 따른 온도차가 극심해지고 있음을 확인할 수 있다. 앞서도 보았듯 이는 급속한 온난화가 중요한 요인이며, 최근의 한반도 기후변화 추세로 볼 때 앞으로 당분간 한반도는 여름은 더욱 더워지고 겨울은 더욱 추워지는 양극성 기후를 유지할 가능성이 크다. 지구온난화의 속도를 늦추기 위한 다각도의 노력이 절실한 때다.
글=김성중(극지연구소 극지기후연구부장)
사진=동아일보 DB
18 January 2011
“5000년 전에 멸종한 맘모스 4∼5년 뒤 부활”
디지털뉴스팀 장원수 기자
입력 : 2011-01-18 10:50:48ㅣ수정 : 2011-01-18 10:54:00
5000년 전에 멸종됐던 맘모스를 다시 볼 수 있을까. 18일 영국 일간지 데일리 메일은 일본 과학자의 말을 빌어 맘모스의 복원이 4∼5년 내로 가능할 것이라고 보도했다. 일본 연구자들은 러시아연구소에 보존된 맘모스의 시체에서 조직을 얻은 다음 복제기술을 사용하여 수천년 전에 멸종한 맘모스를 5년 안에 부활시킬 것이라고 밝혔다.
김시향 “누드 화보 동의한 적 없다” 고소
[理想한 사람들]H컵 조수연이 꿈꾸는 이상
유병수 항명? “진짜 할 맛 안난다”
알파레이디 리더십
포럼에 초대합니다연구자들의 실험계획에 따르면 유전자를 포함하고 있는 맘모스의 세포핵을 대리모 역할을 할 아프리카 코끼리의 난자에 이식된다. 이 과정을 거쳐 암코끼리가 임신하기까지 약 2년이 소요될 것으로 보고 있다. 코끼리의 임신 기간이 약 600일 정도인 점을 감안하면 4년 정도 뒤에 새로 복원된 맘모스가 태어날 수도 있다는 얘기이다.
일본 교토 대학의 이리타니 아키라 명예교수는 “복제된 배아가 만들어 질 수 있다면 자궁으로 이식하기 전에 우리는 (맘모스) 번식하는 방법을 논의할 필요가 있다”고 말했다. 그는 “맘모스가 태어난 후에 종의 멸망 및 기타 요인은 앞으로 계속 연구할 분야이다”라고 덧붙였다.
맘모스 복원 계획은 이번이 처음이 아니다. 1990년대 시베리아에서 발견된 냉동된 맘모스의 피부와 근육으로부터 세포핵을 추출하려는 시도가 이뤄졌지만 실패했다. 발견된 맘모스의 사체가 너무 많이 손상돼 있었기 때문이었다.
맘모스는 5000년 전 마지막 빙하기 동안에 모두 죽은 것으로 알려졌다. 현재 맘모스는 80% 이상이 동부 시베리아의 광대한 영구 동토층에서 발견된다.
입력 : 2011-01-18 10:50:48ㅣ수정 : 2011-01-18 10:54:00
5000년 전에 멸종됐던 맘모스를 다시 볼 수 있을까. 18일 영국 일간지 데일리 메일은 일본 과학자의 말을 빌어 맘모스의 복원이 4∼5년 내로 가능할 것이라고 보도했다. 일본 연구자들은 러시아연구소에 보존된 맘모스의 시체에서 조직을 얻은 다음 복제기술을 사용하여 수천년 전에 멸종한 맘모스를 5년 안에 부활시킬 것이라고 밝혔다.
김시향 “누드 화보 동의한 적 없다” 고소
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알파레이디 리더십
포럼에 초대합니다연구자들의 실험계획에 따르면 유전자를 포함하고 있는 맘모스의 세포핵을 대리모 역할을 할 아프리카 코끼리의 난자에 이식된다. 이 과정을 거쳐 암코끼리가 임신하기까지 약 2년이 소요될 것으로 보고 있다. 코끼리의 임신 기간이 약 600일 정도인 점을 감안하면 4년 정도 뒤에 새로 복원된 맘모스가 태어날 수도 있다는 얘기이다.
일본 교토 대학의 이리타니 아키라 명예교수는 “복제된 배아가 만들어 질 수 있다면 자궁으로 이식하기 전에 우리는 (맘모스) 번식하는 방법을 논의할 필요가 있다”고 말했다. 그는 “맘모스가 태어난 후에 종의 멸망 및 기타 요인은 앞으로 계속 연구할 분야이다”라고 덧붙였다.
맘모스 복원 계획은 이번이 처음이 아니다. 1990년대 시베리아에서 발견된 냉동된 맘모스의 피부와 근육으로부터 세포핵을 추출하려는 시도가 이뤄졌지만 실패했다. 발견된 맘모스의 사체가 너무 많이 손상돼 있었기 때문이었다.
맘모스는 5000년 전 마지막 빙하기 동안에 모두 죽은 것으로 알려졌다. 현재 맘모스는 80% 이상이 동부 시베리아의 광대한 영구 동토층에서 발견된다.
9 January 2011
미생물 활용한 환경복원 사업, 이것이 미래사업이다
미생물 활용한 환경복원사업, 이것이 미래사업이다
박테리아를 활용한 폐유처리 사업
2011년 01월 09일 (일) 09:49:27 이민주 기자 koredcom@hanmail.net
바이오레메디에이션(Bioremediation)을 이용한 환경 비즈니스가 미래 사업으로 떠오르고 있다. 바이오레메디에이션이란 미생물에 의한 환경복원이라는 환경용어로, 생물학적으로 유해한 유기화합물을 무해한 물질로 변화시키고, 유해한 무기물은 구조를 단순화하여 안전한 물질로 변화시켜 환경복원을 꾀하는 것을 말한다.
미국 플로리다주 브랜던턴에 본사를 두고 있는 ‘인바이런멘탈 바이오테크’(www.environmentalbiotech.com)는 박테리아를 활용한 독특한 폐유처리 시스템으로 주목받고 있는 환경 기업이다.
▲ 인바이런멘탈 바이오테크는 박테리아를 활용한 폐유처리 시스템으로 주목받고 있다.
조리과정에서 발생하는 폐유처리문제는 외식업에서 가장 골치 아픈 문제의 하나이다. 일단 폐유로 오염된 토지가 정상으로 돌아오기까지 수백년이 걸릴 뿐만 아니라 이 기간을 인위적으로 단축시키기 위해서는 엄청난 비용이 필요하기 때문이다. 따라서 적은 비용으로 폐유를 처리할수 있다면 획기적인 사업이 될 수 있다.
박테리아를 활용한 폐유처리 시스템의 원리는 다음과 같다. 13종류의 박테리아를 적절히 배합해 만든 폐유처리제로 폐유를 물과 이산화탄소로 분해하는 것이다.
각각의 박테리아는 올리브 기름 옥수수 기름 등 특정의 기름을 좋아하는 성질을 갖고 있어 기름의 종류에 따라 박테리아의 혼합비율을 달리하고 예컨대 이탈리아 레스토랑의 경우 올리브오일을 잘 분해하는 박테리아의 비율이 높다.
고객의 요청에따라 이 회사는 주방 배수구와 연결된 곳에 약 20리터 크기의 용기를 설치한다. 용기에는 자동펌프가 달려있어 하루에 12회씩 주기적으로 박테리아를 폐유처리장으로 보낸다. 박테리아는 약 21일간 생존하면서 폐유를 분해한 후 배수관을 통해 배출된다. 비용도 펌프설치비 300달러와 월 박테리아 구입비 130달러 등 기존 폐유 처리 비용의 10%에 불과하다.
▲ 미생물 활용한 환경복원사업은 미래 사업이다. 사진=인바이런멘탈 바이오테크 홈페이지
이 방식이 개발되기 전 대부분의 외식업체들은 폐유를 오수와 함께 배수구로 흘러보낸뒤 폐유처리장에 장시간 보관하면서 물과 기름으로 분리하는 방식을 채택하고 있었다. 분리된 물은 하수구로 흘러갔지만 남은 기름은 쓰레기 매립장으로 보내져 환경문제를 야기했다. 더구나 폐유는 배수관을 막아 매년 수차례에 걸쳐 관교체작업을 하지 않으면 안됐다.
폐유를 잡아먹는 박테리아는 이런 문제점을 일거에 해결했다. 고객사도 급속히 늘어 1만개를 넘어섰다. 맥도널드 버거킹 피자헛 등 대형외식업체와 하얏트, 힐튼 등 유명호텔도 고객명단에 들어 있다.
이 회사는 초기부터 고부가가치제품과 프랜차이즈전략을 결합한 성장전략을 구사했다. 체인가맹점들은 평균적으로 100~150개 업체를 고객으로 두고 있다. 여기에 박테리아 구입비 130달러를 곱하면 월 매출이 된다. 박테리아의 매출원가율이 30%로 낮은데다 경비가 크게 들지않기 때문에 수익률도 높은 편이다.
환경오염문제는 전세계의 관심사가 된지 오래 됐다. 현재 이 회사는 영국, 캐나다, 아일랜드, 뉴질랜드, 남아공 등 6개국에 진출했다. 이 회사는 본사 배양실에서 길러진 박테리아를 냉동상태로 보관한 뒤 2주에 한번씩 세계 각지의 고객사로 공수하고 있다.
박테리아를 활용한 폐유처리 사업
2011년 01월 09일 (일) 09:49:27 이민주 기자 koredcom@hanmail.net
바이오레메디에이션(Bioremediation)을 이용한 환경 비즈니스가 미래 사업으로 떠오르고 있다. 바이오레메디에이션이란 미생물에 의한 환경복원이라는 환경용어로, 생물학적으로 유해한 유기화합물을 무해한 물질로 변화시키고, 유해한 무기물은 구조를 단순화하여 안전한 물질로 변화시켜 환경복원을 꾀하는 것을 말한다.
미국 플로리다주 브랜던턴에 본사를 두고 있는 ‘인바이런멘탈 바이오테크’(www.environmentalbiotech.com)는 박테리아를 활용한 독특한 폐유처리 시스템으로 주목받고 있는 환경 기업이다.
▲ 인바이런멘탈 바이오테크는 박테리아를 활용한 폐유처리 시스템으로 주목받고 있다.
조리과정에서 발생하는 폐유처리문제는 외식업에서 가장 골치 아픈 문제의 하나이다. 일단 폐유로 오염된 토지가 정상으로 돌아오기까지 수백년이 걸릴 뿐만 아니라 이 기간을 인위적으로 단축시키기 위해서는 엄청난 비용이 필요하기 때문이다. 따라서 적은 비용으로 폐유를 처리할수 있다면 획기적인 사업이 될 수 있다.
박테리아를 활용한 폐유처리 시스템의 원리는 다음과 같다. 13종류의 박테리아를 적절히 배합해 만든 폐유처리제로 폐유를 물과 이산화탄소로 분해하는 것이다.
각각의 박테리아는 올리브 기름 옥수수 기름 등 특정의 기름을 좋아하는 성질을 갖고 있어 기름의 종류에 따라 박테리아의 혼합비율을 달리하고 예컨대 이탈리아 레스토랑의 경우 올리브오일을 잘 분해하는 박테리아의 비율이 높다.
고객의 요청에따라 이 회사는 주방 배수구와 연결된 곳에 약 20리터 크기의 용기를 설치한다. 용기에는 자동펌프가 달려있어 하루에 12회씩 주기적으로 박테리아를 폐유처리장으로 보낸다. 박테리아는 약 21일간 생존하면서 폐유를 분해한 후 배수관을 통해 배출된다. 비용도 펌프설치비 300달러와 월 박테리아 구입비 130달러 등 기존 폐유 처리 비용의 10%에 불과하다.
▲ 미생물 활용한 환경복원사업은 미래 사업이다. 사진=인바이런멘탈 바이오테크 홈페이지
이 방식이 개발되기 전 대부분의 외식업체들은 폐유를 오수와 함께 배수구로 흘러보낸뒤 폐유처리장에 장시간 보관하면서 물과 기름으로 분리하는 방식을 채택하고 있었다. 분리된 물은 하수구로 흘러갔지만 남은 기름은 쓰레기 매립장으로 보내져 환경문제를 야기했다. 더구나 폐유는 배수관을 막아 매년 수차례에 걸쳐 관교체작업을 하지 않으면 안됐다.
폐유를 잡아먹는 박테리아는 이런 문제점을 일거에 해결했다. 고객사도 급속히 늘어 1만개를 넘어섰다. 맥도널드 버거킹 피자헛 등 대형외식업체와 하얏트, 힐튼 등 유명호텔도 고객명단에 들어 있다.
이 회사는 초기부터 고부가가치제품과 프랜차이즈전략을 결합한 성장전략을 구사했다. 체인가맹점들은 평균적으로 100~150개 업체를 고객으로 두고 있다. 여기에 박테리아 구입비 130달러를 곱하면 월 매출이 된다. 박테리아의 매출원가율이 30%로 낮은데다 경비가 크게 들지않기 때문에 수익률도 높은 편이다.
환경오염문제는 전세계의 관심사가 된지 오래 됐다. 현재 이 회사는 영국, 캐나다, 아일랜드, 뉴질랜드, 남아공 등 6개국에 진출했다. 이 회사는 본사 배양실에서 길러진 박테리아를 냉동상태로 보관한 뒤 2주에 한번씩 세계 각지의 고객사로 공수하고 있다.
3 January 2011
10년후의 성장엔진을 찾아라 독일 해상풍력발전
2011년 01월 03일
《2011년 새해가 밝았다. 한 해의 시작이자, 또 다른 10년의 시작이다. 앞으로 10년도 격변의 시기가 될 것이라고 전문가들은 전망한다. 중국의 거침없는 부상, 주도권을 놓치지 않으려는 미국의 반격, 각국의 자원 확보 전쟁…. 글로벌 금융위기를 빠른 속도로 극복한 한국도 중국의 기술 추격을 따돌려야 하고 저출산과 인구고령화를 극복해야 하는 등 큰 숙제를 안고 있다. 새로운 10년을 여는 오늘, 우리는 무엇을 해야 할까. 세계 각국은 다가오는 10년을 어떻게 전망하며 어떤 전략들을 마련할까. 동아일보 기자들이 새로운 세상을 선점하려는 세계 9개국의 현장을 찾았다.》
지난해 12월 9일, 독일 북부 항구도시 브레머하펜 시. 앞이 보이지 않을 정도로 강한 눈발이 휘날렸다. 눈 때문에 기차는 연착이 됐고 중앙역에 내리자 북해의 겨울바람이 매서웠다. 역 대합실 관광안내소에는 ‘WindStadt’란 단어가 눈에 띄었다. ‘바람의 도시’라는 뜻이다.
브레멘의 항구라 이름 붙은 ‘브레머하펜’ 시는 인구 11만4000명의 작은 도시. 1980년대까지만 해도 이 도시는 함부르크와 함께 북해의 대표적 항구도시로 번성했다. 하지만 80년대 중반 이후 주력산업인 조선업과 어업이 쇠퇴하면서 침체 일로를 달려왔다. 브레머하펜 경제발전 투자유치국의 우베 키우펠 마케팅담당 이사는 “현재 브레머하펜의 실업률은 15%로 독일 평균(6.7%)보다 배 이상 높다”며 “우리는 뭔가 새로운 길을 찾지 않으면 안 된다”고 말했다.
브레머하펜이 찾은 새 희망은 ‘바람’이었다. ‘바람의 도시’답게 ‘해상풍력발전’을 신성장동력으로 삼아 새롭게 부흥하고 있었다.
○ 최고 기술력을 가지고 바다로 가자
독일은 전통적인 제조업 강국이다. 자동차, 기계, 화학, 전자 등 4개 업종을 중심으로 한 수출산업이 독일 경제를 이끌고 있다. 유럽의 다른 국가들이 2008년 금융위기 이후 휘청거리고 있지만 튼튼한 제조업이 강점인 독일 경제는 오히려 진가를 발휘하면서 유럽 경제를 이끌고 있다.
독일이 녹색산업 육성에 나선 것은 1990년대. 석유와 석탄을 대체할 신재생에너지를 발굴하는 것이 급선무였다. 독일이 초점을 맞춘 녹색산업은 태양광, 풍력, 바이오매스 등이다. 모두 독일의 강점인 기술력을 활용해야 하는 분야다. 그동안 독일은 유럽 최대의 태양광 클러스터인 ‘솔라밸리’를 운영하는 등 태양광산업도 선도해왔다. 하지만 한국 중국 등이 쫓아오면서 태양전지 저가경쟁이 가속화하자 최근 해상풍력과 바이오에너지 등 새로운 고부가가치 에너지 산업을 발 빠르게 육성하고 있다.
▼이 해상발전기 1대로, 5000가구 오븐 켜고 난방기 틀고…▼
현재 독일의 풍력발전시장은 발전용량 기준 세계 2위, 발전기 및 부품제조 시장점유율은 35%로 세계 1위다. 육상풍력발전은 1990년대부터 이미 한계에 이르렀다는 지적이 나왔다. 풍력터빈이 대형화되면서 어마어마한 소음과 경관 훼손, 생태계 파괴 등의 문제가 불거졌고 주민들의 민원도 잇따랐다. 대안으로 주목한 것이 해상풍력이었다. 바다에 풍력발전기를 세우면 용지 확보 걱정도 없으며 소음이나 생태계 훼손 우려도 적었다. 무엇보다 육상에 비해 풍력이 2배 이상 강하기 때문에 훨씬 효율적으로 전력을 생산할 수 있다. 육상 풍력은 현재 발전기 한 기당 최대 발전용량이 2∼2.5MW이지만 해상에서는 5MW까지 가능하다. 5MW는 3인 가구를 기준으로 5000가구가 쓸 수 있는 전력.
독일은 특히 해상풍력이 고난도의 설치, 유지, 보수 기술이 요구되고 변압기, 헬기장 등 갖춰야 할 부대시설도 많다는 데 주목했다. 지멘스 등 대기업들이 해상풍력에 유달리 관심을 보이는 것도 높은 진입 장벽과 고수익성 때문이다.
독일은 2008년 10월 독일 북해 연안 500m 해상에 건설된 ‘바르트 오프쇼어 1’ 해상풍력발전단지에서 5MW급 해상풍력발전기 5대를 시범 가동한 데 이어 지난해 4월에는 북해 최초의 해상풍력단지인 ‘알파 벤투스’ 가동을 시작했다.
독일은 현재 총 25개의 해상풍력발전 프로젝트가 승인됐으며 2020년까지 해상풍력전력생산을 12GW, 2030년에는 25GW까지 늘릴 계획이다. 이렇게 되면 2015년에는 영국을 제치고 세계 최대 해상풍력발전국가로 도약한다.
풍력산업은 일자리 창출의 일등공신이기도 하다. 한국 등에 밀려 쇠퇴한 독일 조선업계는 선박 건조 대신 풍력발전용 날개를 제조하고 있다. 현재 8만여 명이 날개 제조 산업에 종사하고 있으며 조만간 20만 명까지 늘어날 전망이다. 독일 정부는 2020년까지 북해와 발트해에 40개의 해상풍력단지가 건설되면 약 3만 개의 일자리가 창출될 것으로 기대하고 있다. 2030년까지는 약 1200만 가구에 해상풍력을 통해 생산한 전력을 공급할 수 있을 것으로 보인다.
○ 수출입 항만이 해상풍력 전초기지로
이 야심찬 계획의 중심에 브레머하펜이 있다. 해상풍력의 베이스캠프로 브레머하펜이 최적지로 꼽히기 때문이다. 해상풍력 항만은 대형 부품의 보관 및 조립이 가능한 넓은 용지와 초중량 화물용 크레인 등이 필수다. 이러한 입지요건을 기반으로 10년 전부터 해상풍력을 신성장동력으로 삼은 브레머하펜 시는 독일 최대 해상풍력발전 생산업체인 리파워와 아레바의 조립시설을 유치하는 데 성공했다.
해상풍력발전은 이제 첫걸음을 떼기 시작했지만 브레머하펜 경제는 벌써 활기를 띠고 있다. 키우펠 씨는 “해상풍력산업에서 2010년 한해 1000개의 일자리가 창출됐다”며 “2011년에는 1500개의 신규 고용창출이 기대된다”고 말했다.
브레머하펜 시는 수출입을 위한 기존의 항구 시설을 해상풍력발전용으로 대대적으로 개조하고 있다. 키우펠 씨는 “기존 수출입 및 어업가공 항만 용지 가운데 상당부분을 해상풍력을 위한 항만으로 새로 조성할 계획”이라고 말했다.
○ 긴밀한 산학협동 R&D가 핵심경쟁력
독일 풍력산업의 경쟁력은 풍부한 연구개발(R&D) 인프라에서 나온다. 브레머하펜 시 외곽의 풍력발전시험단지에 위치한 ‘파워윈드’사는 중소형 풍력발전기 제조업체. 지난달 10일 방문했을 때 풍력터빈 제작이 한창이었다. 발전용량이 900kW인 ‘파워윈드56’은 2008년 이후 현재까지 독일을 비롯해 미국 이탈리아 폴란드 루마니아 불가리아 아제르바이잔 등에 100기 이상이 설치됐다.
원래 독일은 해상풍력연구에선 후발주자였다. 덴마크의 리소연구소, 네덜란드의 에너지연구센터와 같은 신재생에너지 분야 대형 연구소가 없었기 때문에 연구개발 역량이 국가적으로 결집되지 못했기 때문이었다. 그래서 만들어진 것이 브레머하펜의 프라운호퍼 풍력 및 에너지시스템연구소다. 이 연구소는 정부, 기업, 연구소 간의 협력을 조율하는 역할을 맡기도 했다.
이러한 산학연(産學硏) 협력은 독일 해상풍력의 핵심 경쟁력을 이룬다. 아레바와 리파워 같은 대형 업체들은 인근 대학의 ‘풍력에너지공학과’와 활발히 교류하고 있다. 2009년 말 현재 전 세계 풍력 전력 생산은 159.2GW로 전체 전력의 2%를 차지한다. 아직은 적은 비중이지만 증가 속도가 빠르다. 이처럼 풍력시장이 미래성장산업으로 떠오를 것으로 전망되는 가운데 독일은 첨단기술과 고부가가치 친환경 에너지원인 해상풍력산업에 집중하고 있다.
■ “세계 해상풍력산업 이제 시작단계…
조선-플랜트 뛰어난 한국도 유망”
2009년 세계 풍력시장 규모는 635억 달러였다. 2019년에는 1145억 달러로 배 가까이 증가할 것으로 예측된다. 해상풍력은 시작단계로 2010년 현재 설치용량이 2.9GW에 불과하지만 현재 건설 중이거나 승인된 계획이 23.6GW, 세계 각국에서 준비하고 있는 규모는 153.9GW나 된다.
지금까지 해상풍력 시장을 주도해온 나라는 덴마크다. 덴마크는 삼쇠 섬에 해상풍력발전기 10기를 설치했다. 영국도 국가주도로 1∼3단계 해상풍력 개발계획을 추진해 현재 세계 최대의 해상풍력단지를 운영하고 있다. 독일은 출발은 늦었지만 빠른 속도로 세계 최대 해상풍력국으로 나아가고 있다.
최근에는 중국, 미국 등이 국가적으로 해상풍력발전단지 개발을 추진하고 있다. 중국은 2015년 15GW, 2030년에는 35GW까지 해상풍력발전기지를 건설할 예정이다.
한국도 민관 합동으로 총 9조2000억 원을 투자해 서남해안에 2500MW 규모의 대단위 해상풍력단지를 개발해 2019년까지 ‘세계 3대 해상풍력 강국’으로 올라선다는 계획을 지난해 발표했다. 연관 중소기업들의 발걸음도 바빠지고 있다. 국내 중소기업인 ‘임진에스티’의 경우 진동에도 풀리지 않는 ‘풀림방지 너트’의 핵심기술을 가지고 세계 해상풍력 업체들을 상대로 영업하고 있다.
김평희 KOTRA 함부르크 KBC센터장은 “한국의 조선, 해상설비, 중장비 등 핵심 기술력을 잘 활용한다면 우리도 세계 1위인 독일의 기술력을 금방 따라잡을 수 있을 것”이라며 “더 많은 한국 기업에 기회가 갈 수 있도록 한·유럽 풍력상담회를 개최하고 무역사절단을 운영하는 등 적극 지원하고 있다”고 말했다.
함부르크=정재윤 동아일보 기자 jaeyuna@donga.com
《2011년 새해가 밝았다. 한 해의 시작이자, 또 다른 10년의 시작이다. 앞으로 10년도 격변의 시기가 될 것이라고 전문가들은 전망한다. 중국의 거침없는 부상, 주도권을 놓치지 않으려는 미국의 반격, 각국의 자원 확보 전쟁…. 글로벌 금융위기를 빠른 속도로 극복한 한국도 중국의 기술 추격을 따돌려야 하고 저출산과 인구고령화를 극복해야 하는 등 큰 숙제를 안고 있다. 새로운 10년을 여는 오늘, 우리는 무엇을 해야 할까. 세계 각국은 다가오는 10년을 어떻게 전망하며 어떤 전략들을 마련할까. 동아일보 기자들이 새로운 세상을 선점하려는 세계 9개국의 현장을 찾았다.》
지난해 12월 9일, 독일 북부 항구도시 브레머하펜 시. 앞이 보이지 않을 정도로 강한 눈발이 휘날렸다. 눈 때문에 기차는 연착이 됐고 중앙역에 내리자 북해의 겨울바람이 매서웠다. 역 대합실 관광안내소에는 ‘WindStadt’란 단어가 눈에 띄었다. ‘바람의 도시’라는 뜻이다.
브레멘의 항구라 이름 붙은 ‘브레머하펜’ 시는 인구 11만4000명의 작은 도시. 1980년대까지만 해도 이 도시는 함부르크와 함께 북해의 대표적 항구도시로 번성했다. 하지만 80년대 중반 이후 주력산업인 조선업과 어업이 쇠퇴하면서 침체 일로를 달려왔다. 브레머하펜 경제발전 투자유치국의 우베 키우펠 마케팅담당 이사는 “현재 브레머하펜의 실업률은 15%로 독일 평균(6.7%)보다 배 이상 높다”며 “우리는 뭔가 새로운 길을 찾지 않으면 안 된다”고 말했다.
브레머하펜이 찾은 새 희망은 ‘바람’이었다. ‘바람의 도시’답게 ‘해상풍력발전’을 신성장동력으로 삼아 새롭게 부흥하고 있었다.
○ 최고 기술력을 가지고 바다로 가자
독일은 전통적인 제조업 강국이다. 자동차, 기계, 화학, 전자 등 4개 업종을 중심으로 한 수출산업이 독일 경제를 이끌고 있다. 유럽의 다른 국가들이 2008년 금융위기 이후 휘청거리고 있지만 튼튼한 제조업이 강점인 독일 경제는 오히려 진가를 발휘하면서 유럽 경제를 이끌고 있다.
독일이 녹색산업 육성에 나선 것은 1990년대. 석유와 석탄을 대체할 신재생에너지를 발굴하는 것이 급선무였다. 독일이 초점을 맞춘 녹색산업은 태양광, 풍력, 바이오매스 등이다. 모두 독일의 강점인 기술력을 활용해야 하는 분야다. 그동안 독일은 유럽 최대의 태양광 클러스터인 ‘솔라밸리’를 운영하는 등 태양광산업도 선도해왔다. 하지만 한국 중국 등이 쫓아오면서 태양전지 저가경쟁이 가속화하자 최근 해상풍력과 바이오에너지 등 새로운 고부가가치 에너지 산업을 발 빠르게 육성하고 있다.
▼이 해상발전기 1대로, 5000가구 오븐 켜고 난방기 틀고…▼
현재 독일의 풍력발전시장은 발전용량 기준 세계 2위, 발전기 및 부품제조 시장점유율은 35%로 세계 1위다. 육상풍력발전은 1990년대부터 이미 한계에 이르렀다는 지적이 나왔다. 풍력터빈이 대형화되면서 어마어마한 소음과 경관 훼손, 생태계 파괴 등의 문제가 불거졌고 주민들의 민원도 잇따랐다. 대안으로 주목한 것이 해상풍력이었다. 바다에 풍력발전기를 세우면 용지 확보 걱정도 없으며 소음이나 생태계 훼손 우려도 적었다. 무엇보다 육상에 비해 풍력이 2배 이상 강하기 때문에 훨씬 효율적으로 전력을 생산할 수 있다. 육상 풍력은 현재 발전기 한 기당 최대 발전용량이 2∼2.5MW이지만 해상에서는 5MW까지 가능하다. 5MW는 3인 가구를 기준으로 5000가구가 쓸 수 있는 전력.
독일은 특히 해상풍력이 고난도의 설치, 유지, 보수 기술이 요구되고 변압기, 헬기장 등 갖춰야 할 부대시설도 많다는 데 주목했다. 지멘스 등 대기업들이 해상풍력에 유달리 관심을 보이는 것도 높은 진입 장벽과 고수익성 때문이다.
독일은 2008년 10월 독일 북해 연안 500m 해상에 건설된 ‘바르트 오프쇼어 1’ 해상풍력발전단지에서 5MW급 해상풍력발전기 5대를 시범 가동한 데 이어 지난해 4월에는 북해 최초의 해상풍력단지인 ‘알파 벤투스’ 가동을 시작했다.
독일은 현재 총 25개의 해상풍력발전 프로젝트가 승인됐으며 2020년까지 해상풍력전력생산을 12GW, 2030년에는 25GW까지 늘릴 계획이다. 이렇게 되면 2015년에는 영국을 제치고 세계 최대 해상풍력발전국가로 도약한다.
풍력산업은 일자리 창출의 일등공신이기도 하다. 한국 등에 밀려 쇠퇴한 독일 조선업계는 선박 건조 대신 풍력발전용 날개를 제조하고 있다. 현재 8만여 명이 날개 제조 산업에 종사하고 있으며 조만간 20만 명까지 늘어날 전망이다. 독일 정부는 2020년까지 북해와 발트해에 40개의 해상풍력단지가 건설되면 약 3만 개의 일자리가 창출될 것으로 기대하고 있다. 2030년까지는 약 1200만 가구에 해상풍력을 통해 생산한 전력을 공급할 수 있을 것으로 보인다.
○ 수출입 항만이 해상풍력 전초기지로
이 야심찬 계획의 중심에 브레머하펜이 있다. 해상풍력의 베이스캠프로 브레머하펜이 최적지로 꼽히기 때문이다. 해상풍력 항만은 대형 부품의 보관 및 조립이 가능한 넓은 용지와 초중량 화물용 크레인 등이 필수다. 이러한 입지요건을 기반으로 10년 전부터 해상풍력을 신성장동력으로 삼은 브레머하펜 시는 독일 최대 해상풍력발전 생산업체인 리파워와 아레바의 조립시설을 유치하는 데 성공했다.
해상풍력발전은 이제 첫걸음을 떼기 시작했지만 브레머하펜 경제는 벌써 활기를 띠고 있다. 키우펠 씨는 “해상풍력산업에서 2010년 한해 1000개의 일자리가 창출됐다”며 “2011년에는 1500개의 신규 고용창출이 기대된다”고 말했다.
브레머하펜 시는 수출입을 위한 기존의 항구 시설을 해상풍력발전용으로 대대적으로 개조하고 있다. 키우펠 씨는 “기존 수출입 및 어업가공 항만 용지 가운데 상당부분을 해상풍력을 위한 항만으로 새로 조성할 계획”이라고 말했다.
○ 긴밀한 산학협동 R&D가 핵심경쟁력
독일 풍력산업의 경쟁력은 풍부한 연구개발(R&D) 인프라에서 나온다. 브레머하펜 시 외곽의 풍력발전시험단지에 위치한 ‘파워윈드’사는 중소형 풍력발전기 제조업체. 지난달 10일 방문했을 때 풍력터빈 제작이 한창이었다. 발전용량이 900kW인 ‘파워윈드56’은 2008년 이후 현재까지 독일을 비롯해 미국 이탈리아 폴란드 루마니아 불가리아 아제르바이잔 등에 100기 이상이 설치됐다.
원래 독일은 해상풍력연구에선 후발주자였다. 덴마크의 리소연구소, 네덜란드의 에너지연구센터와 같은 신재생에너지 분야 대형 연구소가 없었기 때문에 연구개발 역량이 국가적으로 결집되지 못했기 때문이었다. 그래서 만들어진 것이 브레머하펜의 프라운호퍼 풍력 및 에너지시스템연구소다. 이 연구소는 정부, 기업, 연구소 간의 협력을 조율하는 역할을 맡기도 했다.
이러한 산학연(産學硏) 협력은 독일 해상풍력의 핵심 경쟁력을 이룬다. 아레바와 리파워 같은 대형 업체들은 인근 대학의 ‘풍력에너지공학과’와 활발히 교류하고 있다. 2009년 말 현재 전 세계 풍력 전력 생산은 159.2GW로 전체 전력의 2%를 차지한다. 아직은 적은 비중이지만 증가 속도가 빠르다. 이처럼 풍력시장이 미래성장산업으로 떠오를 것으로 전망되는 가운데 독일은 첨단기술과 고부가가치 친환경 에너지원인 해상풍력산업에 집중하고 있다.
■ “세계 해상풍력산업 이제 시작단계…
조선-플랜트 뛰어난 한국도 유망”
2009년 세계 풍력시장 규모는 635억 달러였다. 2019년에는 1145억 달러로 배 가까이 증가할 것으로 예측된다. 해상풍력은 시작단계로 2010년 현재 설치용량이 2.9GW에 불과하지만 현재 건설 중이거나 승인된 계획이 23.6GW, 세계 각국에서 준비하고 있는 규모는 153.9GW나 된다.
지금까지 해상풍력 시장을 주도해온 나라는 덴마크다. 덴마크는 삼쇠 섬에 해상풍력발전기 10기를 설치했다. 영국도 국가주도로 1∼3단계 해상풍력 개발계획을 추진해 현재 세계 최대의 해상풍력단지를 운영하고 있다. 독일은 출발은 늦었지만 빠른 속도로 세계 최대 해상풍력국으로 나아가고 있다.
최근에는 중국, 미국 등이 국가적으로 해상풍력발전단지 개발을 추진하고 있다. 중국은 2015년 15GW, 2030년에는 35GW까지 해상풍력발전기지를 건설할 예정이다.
한국도 민관 합동으로 총 9조2000억 원을 투자해 서남해안에 2500MW 규모의 대단위 해상풍력단지를 개발해 2019년까지 ‘세계 3대 해상풍력 강국’으로 올라선다는 계획을 지난해 발표했다. 연관 중소기업들의 발걸음도 바빠지고 있다. 국내 중소기업인 ‘임진에스티’의 경우 진동에도 풀리지 않는 ‘풀림방지 너트’의 핵심기술을 가지고 세계 해상풍력 업체들을 상대로 영업하고 있다.
김평희 KOTRA 함부르크 KBC센터장은 “한국의 조선, 해상설비, 중장비 등 핵심 기술력을 잘 활용한다면 우리도 세계 1위인 독일의 기술력을 금방 따라잡을 수 있을 것”이라며 “더 많은 한국 기업에 기회가 갈 수 있도록 한·유럽 풍력상담회를 개최하고 무역사절단을 운영하는 등 적극 지원하고 있다”고 말했다.
함부르크=정재윤 동아일보 기자 jaeyuna@donga.com
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