물 부족을 해결한다 - 멤브레인(Membrane) 기술 이야기

이 세상에 물이 부족하고 그 때문에 고통받는 사람들이 많다는 이야기가 심심찮게 신문이나 TV에 올라고 있다. 하지만 우리나라 사람들에게는 다소 와닿지 않는 이야기다. 어딜 가나 수돗물은 틀면 그냥 나오고 대부분의 식당에서 물은 그냥 손님에게 제공되는 공짜라는, 혜택받은 환경을 가진 우리나라에 살기 때문이다.


하지만 해외에서는

그러나 잠깐이라도 외국에 나가보면 다르다. 처음 해외 여행을 간 사람들이 가장 낯설어하는 부분이 바로 어느 식당에 가도 물을 사먹어야 한다는 것이다. 대한민국에서와는 달리 물은 공짜가 아니다. 늑돌이 또한 얼마 안 되는 해외 여행 경험 속에서도 식당에서 물을 공짜로 제공하는 나라는 우리나라를 제외하고는 일본이나 중국^[각주:1] 정도였다.

지구의 사막화는 계속 진행되고 있다.

특히 사막화가 진행된 아프리카나 중동 등의 지역에는 농업용수나 공업용수 뿐만 아니라 마실 물도 부족한 경우가 많다. 유엔에 따르면 현재 세계 인구의 20%인 11억명이, 2050년에는 최소 20억, 최대 70억명이 물부족 현상을 겪게 될 것이라고 한다. 한국인들의 해외 봉사에 빠지지 않는 부분이 우물파기가 있을 만큼 전세계적인 물 부족 현상은 결코 무시할만한 일이 아니다.

하지만 이를 어떻게 해결할 것인가? 어차피 사람들이 이용할 수 있는 육지의 수자원은 한정되어 있고 인구는 늘어나고 있으니 말이다.


지구에는 물이 많다

한편에서는 물이 부족하다고 난리지만, 지구는 물의 행성이라고 부를 정도로 물이 많다. 지구 표면의 70%가 바다로 덮여있고 지구상의 물 가운데 97%가 바닷물이다. 문제는 이 물은 마실 수 없는 짠 물이라는 점.

그냥 마시면 짠 바닷물. 하지만 멤브레인 기술을 이용하면?

그래서 사람들은 예전부터 물을 짜지 않은 담수로 만드는 작업을 생각하고 있었지만, 기존에 대세를 차지하고 있는 증발법은 화석 연료를 태워야 하므로 공해와 함께 비용이 많이 들었다. 그런 상황에서 근래에는 이를 대신하기 위한 멤브레인이라는 기술이 각광받고 있다.


멤브레인(Membrane)이란?

멤브레인(membrane)은 막(膜)이라는 뜻으로 무엇인가를 걸러내는 역할을 하는 존재를 말한다. 즉 멤브레인이란 원하는 물질만 통과시키고 그렇지 않은 것은 막아내는 여과막에 대한 기술인 셈이다.
혹시 고어텍스(GoreTex)를 기억하시는 분 계신가? 옷은 옷인데 밖에서 들어오는 비는 막아주지만 몸에서 나가는 땀은 막지 않는, 바로 그 소재가 멤브레인 기술을 사용한 것이다.


물을 깨끗하게 만드는 멤브레인 기술

해수담수화 프로젝트에 사용되는 멤브레인 기술 또한 마찬가지다. 바닷물에서 소금 등 불필요한 물질은 걸러내고, 순수한 물만 받아들이는 것이다.
이 해수를 담수화하는데에는 역삼투법(RO; Reverse Osmosis)이 가장 유력하다. 바닷물 쪽에 고압을 가해 소금을 비롯한 이온성 물질을 멤브레인으로 걸러내어 깨끗한 물을 얻어내는 것이다. 이 RO 방식은 담수 생산 비용이 저렴할 뿐만 아니라 에너지 소비량도 적은 편이다.

더구나 이 멤브레인 방식은 해수담수화 뿐만 아니라 물 부족 현상을 해결할 수 있는 또 한가지의 방법인 물 재활용에도 쓰일 수 있다. 오염물질을 제거하기 위해 RO 방식과 함께 정밀여과(microfiltration) 멤브레인, 한외여과(ultrafiltration) 멤브레인 등이 쓰이면 결코 적지 않은 양의 물을 아낄 수 있다.

이러한 멤브레인 방식의 정수시설과 장치가 보급된다면 지구촌의 물 부족 현상은 한결 덜어질 것이 분명하다. 말 그대로 목마른 인류를 살릴 수 있는 기술인 것이다.

멤브레인, 환경과 에너지를 위한 기술

멤브레인이 물에 대해서만 쓸모있는 기술은 아니다. 해수담수화나 재생수는 그 응용분야의 극히 일부에 불과하다.
필요한 물질만 여과하는 멤브레인 기술은 이미 2차전지, 발전, 의료, 반도체, 석유화학, 섬유 등 다양한 분야에서 활약하고 있을 정도로 전세계적으로 그 연구 및 개발에 박차를 가하고 있는 미래 핵심 기술 가운데 하나다. 우리나라 또한 마찬가지로 정부와 기업들이 멤브레인 사업 참여를 선언하거나 이미 진행하고 있다. 그 결과물들이 사람들을 행복하게 해줄 날을 기대해 본다.

1. 수질이 안 좋기 때문에 차로 끓여 제공 [본문으로]