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전기화학 기술, 가축 분뇨에서 친환경 자원 생산
- 환경 오염을 주범으로 여겨지는 가축 분뇨에서 친환경적으로 전기를 생산하는 기술이 개발됐다. 매년 전 세계 축산농가에서 30억톤 이상의 동물 배설물이 발생하고 있다. 이는 미국 엠파이어 스테이트 빌딩 9000개 이상에 해당하는 양이다. 모든 분뇨는 수질을 악화시키며 유독한 연기와 온실가스를 방출한다. 그러나 저렴한 전기를 이용해 동물 배설물을 재활용하고 귀중한 화학물질을 회수할 수 있는 기술이 개발돼 환경 오염을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 학술지 '사이언스 어드밴스(Science Advances)'에서는 '네이처 서스테이너빌리티(Nature Sustainability)'에 발표된 연구를 소개했다. 이 연구는 전기를 이용하여 동물 배설물에서 유기 영양소를 분해하고, 동시에 가치 있는 화학물질을 회수하는 새로운 방법을 제시한다. 초기 예측에 따르면, 이 방법으로 얻어지는 화학물질의 경제적 가치가 기술 구현 비용을 상회할 것으로 예상된다. 이는 농부들에게 수익성이 높은 선택지가 될 수 있음을 시사한다. 클락슨 대학의 김태영 화학자는 이번 연구에는 참여하지 않았지만 "풍력, 태양열 발전소에서 발생하는 값싸고 재생가능한 전기를 결합하면 거름이 풍부한 시골 농업 지역에서도 찬환경 전기가 생산될 수 있다"고 말했다. 많은 축산업자들은 이미 동물 배설물을 재활용하기 위해 노력하고 있다. 이들은 배설물을 분뇨 라군(연못)에 저장하여, 바닥에 침전된 암모니아가 풍부한 고형물을 준설하여 비료로 재사용한다. 또한, 남은 유기 화합물을 미생물이 메탄으로 분해하게 하여 이를 수집, 태워 전기를 생산할 수 있다. 이러한 방식은 지속 가능한 에너지와 농업 사이의 상호 작용을 보여주는 예이다. 그럼에도 불구하고, 엄청난 양의 암모니아와 기타 화합물이 자연환경으로 방출되어 해조류가 번성하고 물고기가 죽게 되는 환경오염이 발생한다. 이에 최근 몇 년 동안 몇몇 연구팀에서는 분뇨 라군에서 암모니아와 기타 귀중한 화학물질을 포착하기 위한 전기화학적 방법을 탐색하기 시작했다. 예를 들어, 2021년 실험실 연구에서 김태영 교수와 그의 동료들은 전류를 사용해 막을 통해 양으로 하전된 암모늄 이온을 유도하여 비료 전구체를 농축하고 쉽게 복구할 수 있는 배터리 유형 설정을 보고했다. 그러나 멤브레인(두께가 얇은 막) 설정은 운영하기 어렵고 확장하는 데 비용이 많이 들 수 있다. 위스콘신 매디슨 대학교 환경 엔지니어인 모한 킨(Mohan Qin)과 동료 송진이 이끄는 연구팀은 2단계 접근 방식을 채택해 멤브레인을 없앨 수 있는 가능성을 확인했다. 두 단계 모두 KNiHCF(칼륨·니켈·헥사시아노철산염)라는 배터리 전극 재료를 사용한다. KNiHCF는 이온이 들어오고 나갈 수 있는 간격이 있는 층 구조를 가지고 있다. 연구원들은 KNiHCF의 층 간격이 나트륨이나 칼슘과 같이 분뇨에서 일반적이지만 가치는 떨어지는 이온 대신 암모늄 및 칼륨 이온을 끌어들이는 데 이상적이라는 것을 발견했다. 연구진은 이후 이온으로 채워진 KNiHCF 전극을 폐수 용액에서 제거하고, 이를 이온 전도성 전해질을 첨가한 깨끗한 물이 담긴 두 번째 용기에 두 번째 전극과 함께 배치했다. 전압을 가하면 전자가 두 번째 전극으로 흘러 들어갔고, 이로 인해 KNiHCF 전극에서 양전하를 띤 암모늄 및 칼륨 이온을 용액으로 끌어당겨 농축하고 쉽게 복구할 수 있는 음전하가 생성됐다. 이 설정에는 보너스가 있다. 두 번째 전극의 음전하는 용액의 물과 산소를 유발하여 수소 가스나 과산화수소로 반응했는데, 두 가지 모두 회수된 암모니아 및 칼륨과 함께 판매될 수 있는 귀중한 화학물질이다. 연구팀은 KNiHCF 전극은 반복적으로 사용하면 성능이 저하되는데, 이 문제는 이미 해결 방안을 찾았다고 밝혔다. 연구원들은 또한 1000마리의 젖소가 있는 낙농장의 폐기물을 확장하고 관리하기 위한 설정의 잠재력을 평가하기 위한 분석을 수행했다. 그들은 전기 가격이 미국 평균인 킬로와트시(kWh)당 약 0.08달러(약 100원)로 책정될 경우 해당 운영에서 연간 최대 20만달러(약 2억6320만원)의 이익을 창출할 수 있을 만큼 귀중한 화학 물질을 생성할 수 있다는 사실을 발견했다. 송진 연구원은 재생 가능 전력이 일부 농촌 지역의 전기 비용을 2030년까지 kWh당 약 0.03달러(약 39원)로 낮출 수 있을 것으로 예상했다. 풍력이나 태양열 발전소는 종종 전력망이 처리할 수 있는 것보다 더 많은 전기를 생산하므로 엔지니어는 전력을 버리거나 터빈을 꺼야 했다. 이에 송진은 "풍력, 태양광과 결합할 수 있다면, 가격이 저렴할 때만 전기를 사용하도록 설계할 수 있다"고 말했다. 모한 킨은 "전체 공정이 얼마나 효율적인지 고려할 때, 전기화학적 처리는 거름에 있는 암모니아의 거의 70%를 포착하고 비슷한 양만큼 농장에서 배출되는 암모니아를 줄일 수 있다"며 "이것은 오래된 (가축 분뇨)문제를 처리하는 매우 간단하고 효율적인 방법"이라고 주장했다.
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전기화학 기술, 가축 분뇨에서 친환경 자원 생산
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FAO "세계 식량 시스템의 숨겨진 비용, 12조 달러"
- 유엔 식량농업기구(FAO)가 발표한 보고서에서 세계 식량 시스템은 건강과 환경에 해를 끼치는 '숨겨진 비용'으로 매년 12조 달러(1경 5588조원) 발생시키며 이는 전 세계 GDP의 약 10%에 해당하는 금액이라고 일본 매체 와이어드(WIRED)가 최근 보도했다. '숨겨진 비용'은 가격표에 직접 표시되지 않는 비용으로, 건강, 사회, 환경에 미치는 부정적 영향을 포함한다. 건강에 미치는 영향은 비만, 당뇨병, 심장병 등 비전염성 질병으로 인한 의료비용과 조기 사망률 증가로 나타낸다. 사회적 영향으로는 빈곤, 불평등, 분쟁 등이 있으며, 환경적 영향은 토양 침식, 수질 오염, 기후 변화 등이 있다. 숨겨진 비용의 규모와 구성 FAO 보고서에 따르면, 숨겨진 비용의 73%는 건강에 미치는 영향으로, 주로 비전염성 질병으로 인한 의료비용 증가와 조기 사망률 증가에 기인한다. 환경에 미치는 영향은 20%로 두 번째로 큰 비중을 차지했다. 이는 토양 침식, 수질 오염, 기후 변화 등으로 인한 경제적 손실과 환경 피해로 나타났다. 나머지 8%는 사회에 미치는 영향이다. 빈곤, 불평등, 분쟁 등으로 인한 경제적 손실과 사회적 피해가 여기에 속한다. 국가별 숨겨진 비용의 차이 숨겨진 비용은 국가마다 크게 다르다. 저소득 국가에서는 GDP의 평균 27%에 달했으나 고소득 국가에서는 8%에 불과했다. 저소득 국가에서는 숨겨진 비용의 거의 절반이 빈곤과 관련이 있다. 이는 농부들이 충분한 량의 식량을 재배하지 못하거나 경제적 이유로 필요한 농산물을 구입하지 못하는 경우가 많기 때문이다. 반면, 고소득 국가에서는 숨겨진 비용의 대부분이 건강에 해로운 식단과 관련이 있다. 고소득 국가에서는 육류, 설탕, 가공식품 등 건강에 해로운 식품의 소비가 증가하는 경향이 있기 때문이다. 예를 들어, 초콜릿의 주성분인 카카오는 주로 가나와 코트디부아르에서 재배되지만, 이 지역의 농부들은 매우 낮은 임금을 받는다. 카카오는 주로 고소득 국가, 특히 유럽에서 많이 소비되며, 설탕을 첨가한 초콜릿 바 형태로 가공된다. 유럽인들이 초콜릿 소비를 줄이고 더 공정하며 질 좋은 제품을 구매한다면, 서아프리카의 농부들은 더 나은 임금을 받을 수 있으며, 유럽인들의 건강에 미치는 부정적 영향도 감소할 것이다. 노팅엄 대학의 식품 시스템 연구소 소장인 잭 보보(Jack Bobo) 소장은 국경을 넘어 비용과 가치를 계산하는 것은 매우 복잡하다고 말했다. 유럽연합(EU)은 2030년까지 유럽 농지의 4분의 1을 유기농으로 전환하고 비료 사용을 최소 20% 감축하는 것을 목표로 하는 '팜투포크(Farm-to-Fork)' 전략을 추진하고 있다. 이 전략은 유럽의 환경 비용을 줄일 수 있는 가능성이 있지만, 동시에 농장의 전반적인 생산성을 감소시킬 수 있다. 결과적으로 유럽은 브라질과 같은 국가로부터 더 많은 식량을 수입해야 할 필요가 생길 수 있으며, 이는 해당 지역의 삼림 벌채를 촉진하고 숨겨진 환경 비용을 증가시킬 수 있다. FAO의 연구에 따르면, 고소득 국가의 숨겨진 식량 비용 중 80% 이상이 건강에 해로운 식단과 관련되어 있다. 고소득 국가에서는 육류, 설탕, 가공식품과 같은 건강에 해로운 식품의 소비가 증가하고 있으며, 이로 인해 비만, 당뇨병, 심장병과 같은 비전염성 질병으로 인한 의료비용이 늘고 있다. 숨겨진 비용을 줄이기 위한 노력 궁극적으로 이러한 숨겨진 비용을 낮추기 위해서는 정부와 개인, 기업의 협력이 필수적이다. 정부는 건강과 환경을 고려한 식량 정책을 마련해야 한다. 예를 들어, 건강한 식품을 저렴한 가격에 제공하고, 환경에 미치는 부정적 영향을 최소화하는 정책을 도입할 수 있다. 개인은 건강에 해로운 육류, 설탕, 가공식품 등의 섭취를 줄이고, 과일, 채소, 통곡물과 같은 건강에 좋은 식품을 섭취함으로써 건강한 식단을 유지하는 것이 좋다. 기업은 지속 가능한 식품 생산을 위해 환경에 미치는 영향을 최소화하고, 노동자의 권리를 보호하며, 윤리적인 방법으로 식품을 생산해야 한다. 이러한 조치들을 통해 숨겨진 비용을 줄이고 지속 가능한 식량 시스템을 구축하는 데 기여할 수 있다. FAO는 현재 내년도 보고서를 준비 중이며, 이 보고서는 각국이 식품 시스템의 실제 비용을 이해하고, 이를 반영하는 데 도움이 될 수 있는 일련의 사례 연구를 제공할 예정이다. 이러한 사례 연구는 국가들이 식품 시스템에 관한 보다 명확한 인식을 갖고, 효과적인 정책을 수립하는 데 기여할 것으로 기대된다.
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FAO "세계 식량 시스템의 숨겨진 비용, 12조 달러"
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호주 산호초 명소 '그레이트배리어리프' 오염 주범은?
- 호주의 대표적인 자연 명소인 '그레이트배리어리프(Great Barrier Reef)'가 오염과 기후 변화의 영향으로 심각한 위협에 직면해 있다. 세계 최대의 산호초 지대인 그레이트배리어리프는 호주 북동부 퀸즈랜드 주 해안을 따라 약 2600km에 걸쳐 펼쳐져 있으며, 총 면적은 20만 7000㎢에 달한다. 여러 개의 암초와 약 900여 개의 섬으로 이루어진 이 지역은 그 폭이 500~2000미터에 이르는 방대한 규모로, 유네스코 세계자연문화유산으로 지정되어 보호되고 있다. 하지만 최근 기후 변화로 인한 바다의 온도 상승으로 대규모 백화 현상과 함께 다른 오염 요인들로 인해 이 세계 최대 산호초 생태계가 파괴되고 있다는 사실이 알려져 전 세계의 관심을 끌고 있다. 일본 여성지 타비라보(tabilabo)는 '환경과학기술(Environment Science & Technology)' 학술지의 발표를 인용해, 세계 최대의 산호초 생태계 그레이트배리어리프의 중대한 오염원이 '지하수'라고 전했다. 이 연구는 호주의 서던크로스대학교(Southern Cross University)의 해양과학 연구소와 CSIRO(오스트레일리아 연방 과학 산업 연구 기관)의 과학자들이 공동으로 10년에 걸쳐 수행한 결과다. 이들 연구진은 그레이트배리어리프로 유입되는 오염물질에 대한 철저한 조사와 분석을 진행했다. 호주 정부와 관련 기관들은 산호초로 유입되는 오염물질을 제어하는 것을 주요한 관심사로 삼고 있다. 이에 따라 그동안 리프로 유입되는 농업 폐수와 같은 오염원들에 대한 대책을 지속적으로 수립하고 실행해 왔다. 그러나 최근의 연구에 의하면, 과학자들은 대량의 오염물질이 지하수를 통해 그레이트배리어리프로 유입되고 있다는 사실을 발견했다. 연구진은 수질 개선을 통해 산호의 건강을 회복시키고, 이를 통해 지구 온난화로 인한 백화 현상으로부터의 회복 가능성을 높일 수 있다고 언급했다. 유엔의 과학자들은 그레이트배리어리프의 수질 개선이 충분히 빠르게 진행되지 않고 있다고 지속적으로 지적하고 있다. 이들은 현재의 속도로 대처할 경우, 리프가 세계 유산 위기 목록에 올라갈 가능성이 있다고 경고하고 있다. 이와 관련하여 연구진은 물 샘플을 채취하고 오염의 지표가 되는 라듐 동위체를 분석했다. 이 연구를 통해 구체적인 오염원은 밝혀지지 않았지만, 오염물질이 산호초에 도달하는 경로는 특정됐다는 보고가 있었다. 오염물질이 지하수를 통과할 수 있는 경로는 다양하며, 이 과정을 효과적으로 관리하기 위해서는 더욱 깊은 이해가 필요하다. 따라서 호주 정부와 여러 기관이 대책을 강구해 온 대책에 추가해 “관리 접근법의 전략적 전환의 필요성이 있다”는 의견을 제시했다. 연구진은 오염물질이 지하수를 통해 이동하는 경로가 다양하다고 밝혔으며, 이러한 과정을 효과적으로 관리하기 위해서는 보다 심층적인 이해가 필요하다. 이에 따라 호주 정부와 관련 기관들은 기존의 대책을 재검토하고, 새로운 관리 전략을 수립할 필요성을 있다고 제기했다. 호주의 주정부와 연방 정부는 그레이트배리어리프의 수질 개선에 수억 달러를 투입하겠다고 약속했다. 이 소중한 자연유산의 위협에 대한 이해가 깊어 질수록 보호와 회복을 위한 노력이 더욱 중요해지고 있다. 이와 별개로, 바다 온도 상승은 산호들이 광합성을 하는 작은 조류를 배출하게 만들고, 이것이 백화현상의 원인이 되고 있다고 알려져 있다. 환경단체 그린피스의 보고에 따르면, 지난 20년 동안 그레이트배리어리프의 약 91%의 산호초가 백화현상을 경험했다고 한다. 이러한 상황은 산호초 보호 및 복원 노력의 중요성을 더욱 부각시키고 있다.
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호주 산호초 명소 '그레이트배리어리프' 오염 주범은?
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美 정부 셧다운 임박…하원 주도 임시예산안 부결
- 미국 연방정부의 '셧다운(일시적 업무정지)' 위기가 초읽기에 접어들었다. 미국 의회가 29일(이하 현지시간)에도 예산안 처리 난국을 해결하지 못하면서, 연방정부가 업무를 중단하는 '셧다운'이 눈앞에 다가왔다. 셧다운을 피하려면 의회가 내년도 회계연도가 시작되는 10월 1일 전에 예산안의 처리가 필요한 시점이지만, 이 시한까지 예산안 타결 가능성이 희박하게 여겨진다. 워싱턴포스트, CNN 등 주요 외신에 따르면, 현재 상원과 하원은 셧다운을 방지하고, 예산안 협상의 시간을 확보하기 위한 자체 임시예산안 제안을 논의 중이다. 그러나 셧다운의 기한이 임박함에 따라 빠른 합의는 쉽지 않아 보인다. 특히 하원에서는 다수당인 공화당이 주도해 국방, 보훈, 국토 안보 및 재난 구호 등의 일부 부문을 제외하고 정부 지출을 약 30% 줄이는 임시예산안을 상정할 계획이다. 이러한 임시예산안은, 의회 내에서 전체 예산안에 대한 합의가 이뤄지지 않은 상황에서 임시로 정부의 운영에 필요한 예산만을 확보하기 위한 방안으로, 현재 하원에서는 한 달 동안의 예산안을 제안하고 있다. 하원에는 공화당이 222석, 민주당이 212석을 차지하고 있어 공화당만으로도 처리가 가능한 상황이지만, 공화당 내 21명의 강경파 의원들이 반대하고 나서면서 매카시 의장의 계획이 좌절되고 있다. 공화당 소속 케빈 매카시 하원의장이 주도한 하원안은 올해 5월 조 바이든 대통령과 합의했던 지출 총액을 더 줄인 내용을 담고 있다. 더불어 민주당이 반대하는 국경 통제 강화 조치 등을 포함하고 있어 민주당의 찬성은 힘들 것으로 보인다. 특히, 공화당 내에서도 매카시 의장의 리더십을 도전하는 강경파들은 예산 큰 폭의 삭감을 주장하며 임시예산안에 반대 의견을 표명하고 있다. 이로 인해 공화당 단독으로 해당 예산안을 통과시키는 것도 만만치 않은 상황이다. 심지어, 하원에서 통과된 예산안이 민주당이 주도하는 상원에서 막힐 가능성도 제기되고 있다. 매카시 의장은 이날 기자회견에서 바이든 행정부의 이민 정책을 직접 비판한 후, "이로 인해 정부 예산 확보와 국경의 안전을 목적으로 하는 임시예산안을 본회의에 상정한 것"이라고 밝혔다. 케빈 매카시 하원의장은 "국경을 안전하게 지키려는 의지가 있는지, 아니면 대통령의 열린 국경 정책을 지지하며 정부 운영에 반대할 것인지"라고 강조하며 임시예산안의 채택을 촉구했다. 이전에 상원에서는 민주당과 공화당이 오는 11월 17일까지 필요한 정부 예산을 확보하기 위한 임시예산안에 초당적으로 합의했고, 이번 주말에 그 내용을 심의할 계획이다. 상원의 임시예산안은 하원의 공화당 안과는 다르게 지출 규모를 현행 수준에 유지하는 한편, 우크라이나 지원에 60억달러와 재난 구호에 60억달러를 포함하고 있다. 하지만 매카시 의장은 상원에서 합의된 예산안을 하원에서도 상정할 의사가 없다고 명확히 밝혔다. 이로 인해 해당 예산안의 양원 통과는 불투명한 상황이 되었다. 오는 10월 1일 0시부터 셧다운이 실시될 경우, 필수 업무를 담당하는 공무원들은 급여 없이 일을 해나가야 한다. 나머지 공무원들 역시 무급 휴직에 들어가게 되어 정부의 주요 기능들이 부분적으로 중단될 전망이다. 현역 군인 130만명도 무급 상태로 복무를 이어가야 하며, 재외공관을 비롯한 국가 안보와 관련된 기관들은 정상적으로 운영될 예정이다. 또한, 항공 운항과 관련된 관제사와 공항 보안 검색 직원들도 급여 없이 일하게 되며, 셧다운이 오래 지속될 경우 항공 운행에 문제가 생길 수 있다. 2018년 셧다운 당시에는 서비스 중단에도 불구하고 국립공원이 방문객들에게 문을 열어줬으나, 이번 셧다운에서는 대부분의 국립공원이 폐쇄될 방침이다. 바이든, 예산안 신속 처리 촉구 조 바이든 미 대통령은 29일 버지니아주 포트마이어에서 합참의장 이취임식에서 정부 셧다운의 위험성을 강조하며 의회에 예산안 신속 처리를 촉구했다. 바이든 대통령은 "하원이 내일까지 정부 예산을 처리하지 못한다면, 군인들에게 기대를 저버리는 결과를 초래할 것"이라며 셧다운 시 군인들이 임금을 받지 못하는 상황을 "수치스럽다"고 지적했다. 재닛 옐런 미국 국무장관도 29일(현지시간) 셧다운이 발생할 경우, 미국 경제와 가계에 심각한 타격을 줄 수 있다며 경고의 목소리를 높였다. CNN 방송과 여러 외신 보도에 따르면 옐런 장관은 이날 조지아주 서배너 항구에서의 연설에서 "불필요하며 위험한" 셧다운을 피하기 위한 공화당 하원의원들의 책임을 강조하며 "정상적인 업무 수행"을 촉구했다. 또한 그녀는 "셧다운이 발생하면 농부나 중소기업의 대출, 식품 및 근로자의 안전 검사, 그리고 헤드스타트 프로그램(저소득층 어린이를 위한 조기교육 지원사업) 등 중요한 정부 기능이 중단될 것"이라고 지적했다. 아울러 미국 국민의 일상생활을 개선하고 경제를 현대화하기 위한 주요 인프라 사업이 셧다운으로 인해 연기될 수 있다고 지적했다. 셧다운이 장기화되면 미국의 주요 인프라 사업이 연기될 수 있으며 이로 인해 국민의 일상생활 개선 및 경제 현대화에 지장이 생길 수 있다고 지적했다. 옐런 장관은 이와 관련하여 "공화당 하원의원들이 책임 있는 행동을 하지 않을 경우, 이로 인해 미국 가계에 큰 타격이 있을 뿐만 아니라, 현재의 경제적 성과를 위협받을 수 있을 것"이라고 경고했다. 그는 "오늘 아침 워싱턴DC를 떠나기 전, 하원이 셧다운을 방지하기 위해 법안을 시기 적절히 처리할 수 있을지 확실치 않았다"고 밝혔다. 옐런 장관은 이날 조지아주를 방문, 2021년 의회에서 초당적으로 합의된 인프라법에 따른 교통·수송망, 초고속 인터넷, 식수 수질 개선과 친환경 에너지 투자의 중요성을 강조했다. CNN 방송은 이번 발언을 옐런 장관의 셧다운에 대한 "가장 강력한 경고"라고 전했다.
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美 정부 셧다운 임박…하원 주도 임시예산안 부결
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