1 00:00:00,873 --> 00:00:02,817 저는 위스콘신 북부에서 자라며 2 00:00:02,841 --> 00:00:06,650 자연스럽게 미시시피 강과 유대를 맺었습니다. 3 00:00:07,167 --> 00:00:08,341 어릴 적, 4 00:00:08,365 --> 00:00:10,402 제 자매와 저는 누가 더 빠르게 5 00:00:10,506 --> 00:00:16,250 미시시피 강의 철자를 말할 수 있는지 겨루곤 했습니다. 6 00:00:17,115 --> 00:00:18,679 초등학교 때는 7 00:00:18,703 --> 00:00:23,244 초기에 미시시피 강을 탐험했던 사람들과 그들의 업적에 대해 배울 수 있었습니다. 8 00:00:23,268 --> 00:00:27,078 자크 마르케트와 루이 졸리에가 어떻게 오대호와 미시시피 강과 9 00:00:27,102 --> 00:00:30,171 그 지류를 이용해 미국 중서부를 발견하고 10 00:00:30,195 --> 00:00:33,395 멕시코 만으로 통하는 무역로를 지도로 그렸는지 배웠습니다. 11 00:00:34,466 --> 00:00:35,910 대학원 시절엔, 12 00:00:35,934 --> 00:00:38,115 미시시피 강을 13 00:00:38,159 --> 00:00:40,163 미네소타 대학의 연구실 창밖으로 14 00:00:40,187 --> 00:00:42,914 내다보는 행운을 누렸습니다. 15 00:00:43,680 --> 00:00:47,080 대학원에서는 5년간 미시시피 강에 대해 배웠습니다. 16 00:00:47,425 --> 00:00:49,742 미시시피 강의 변덕스러운 기질과 17 00:00:49,766 --> 00:00:52,861 어디쯤에서 갑자기 강둑을 넘어 범람하는지 18 00:00:52,885 --> 00:00:55,186 물이 넘쳐 흐르고 얼마 지나지 않아 19 00:00:55,210 --> 00:00:57,410 말라붙은 강가가 보인다는 사실도 깨달았습니다. 20 00:00:58,218 --> 00:01:00,980 오늘날 저는 물리 유기화학자로서 21 00:01:01,004 --> 00:01:03,035 제가 배운 것을 바탕으로 22 00:01:03,059 --> 00:01:06,245 인간의 활동이 야기할 수 있는 과도한 소금으로부터 23 00:01:06,269 --> 00:01:09,399 미시시피와 같은 강을 보호하는데 열중하고 있습니다. 24 00:01:10,374 --> 00:01:11,549 아시다시피 25 00:01:11,573 --> 00:01:15,920 소금이 강의 담수를 오염시킬 수 있기 때문입니다. 26 00:01:16,422 --> 00:01:22,264 강의 담수는 염분농도가 겨우 0.05%입니다. 27 00:01:22,677 --> 00:01:25,700 이 정도 염도는 마시기에 안전합니다. 28 00:01:26,296 --> 00:01:30,276 하지만 지구상의 물 대부분은 바다에 저장되어 있고, 29 00:01:30,300 --> 00:01:34,322 바닷물의 염분 농도는 3%를 넘습니다. 30 00:01:34,346 --> 00:01:37,506 바닷물을 마시게 되면 금새 메스꺼움을 느낄 수 있죠. 31 00:01:38,427 --> 00:01:43,061 만약 우리가 지구에 있는 바닷물과 32 00:01:43,085 --> 00:01:46,363 강물의 총량을 비교하기 위해 33 00:01:46,387 --> 00:01:49,331 지구의 모든 바닷물을 34 00:01:49,355 --> 00:01:52,133 올림픽 경기장 크기의 수영장에 담았다고 가정하면 35 00:01:52,157 --> 00:01:56,523 강물은 겨우 1갤런(3.8 리터) 짜리 물병에 들어갈 정도입니다. 36 00:01:57,095 --> 00:02:00,007 강물이 얼마나 소중한 자원인지 알 수 있습니다. 37 00:02:00,031 --> 00:02:02,864 하지만 우리는 강물을 소중한 자원으로 취급하고 있나요, 38 00:02:02,888 --> 00:02:05,157 아니면 문 앞에 놓고 신발을 터는데 사용하는 39 00:02:05,181 --> 00:02:08,394 오래된 깔개처럼 소홀히 다루고 있을까요? 40 00:02:09,244 --> 00:02:13,403 강을 그런 낡은 깔개처럼 다루면 심각한 결과를 초래하게 됩니다. 41 00:02:13,427 --> 00:02:14,627 한번 보겠습니다. 42 00:02:15,022 --> 00:02:19,022 아주 조금밖에 안 되는 소금이 어떤 영향을 미칠 수 있는지 보겠습니다. 43 00:02:19,530 --> 00:02:21,794 찻숟가락 하나 분량의 소금을 44 00:02:21,818 --> 00:02:25,260 올림픽 수영장 크기에 해당하는 바닷물에 넣어도 45 00:02:25,284 --> 00:02:27,550 그 염도는 크게 달라지지 않습니다. 46 00:02:28,085 --> 00:02:30,315 하지만 같은 양의 소금을 47 00:02:30,339 --> 00:02:33,331 3.8리터 크기 물병에 담긴 강물에 넣으면 48 00:02:33,355 --> 00:02:36,402 순식간에 염도가 너무 높아져 마실 수 없게 됩니다. 49 00:02:37,149 --> 00:02:38,371 여기서 핵심은 50 00:02:38,395 --> 00:02:44,061 강물은 바닷물에 비교해 부피가 너무 작기 때문에 51 00:02:44,085 --> 00:02:46,704 인간의 활동에 특히 취약하므로 52 00:02:46,728 --> 00:02:49,461 강물을 보호해야 한다는 것입니다. 53 00:02:50,117 --> 00:02:52,482 최근 저는 전 세계 강의 상태를 확인하기 위해 54 00:02:52,506 --> 00:02:55,585 문헌을 조사했습니다. 55 00:02:55,609 --> 00:02:58,839 물이 부족하고 산업 발전에 치중하는 지역일수록 56 00:02:58,863 --> 00:03:03,736 강이 병들어 있으리라 충분히 예상할 수 있었습니다. 57 00:03:03,760 --> 00:03:06,627 예상대로 중국 북부와 인도의 상태가 나빴습니다. 58 00:03:07,736 --> 00:03:12,146 하지만 저를 놀라게 한 것은 2018년의 글이었는데, 59 00:03:12,170 --> 00:03:16,734 미국 전역에서 표본으로 추출되었다는 60 00:03:16,758 --> 00:03:19,321 232개 하천 시료 채취 지역에 대한 내용이었습니다. 61 00:03:19,345 --> 00:03:21,000 그 지역 가운데 62 00:03:21,024 --> 00:03:24,515 37%의 장소에서 염분 농도가 증가하고 있었습니다. 63 00:03:25,204 --> 00:03:26,926 더 놀라운 점은 64 00:03:26,950 --> 00:03:29,783 가장 높은 염도 상승을 보인 지역이 65 00:03:29,807 --> 00:03:32,712 미 동부였던 반면에 66 00:03:32,736 --> 00:03:34,767 기후가 건조한 남서부에서는 그렇지 않았다는 사실입니다. 67 00:03:35,480 --> 00:03:38,101 저자는 동부에서 염도가 높아진 이유가 68 00:03:38,125 --> 00:03:42,854 제설작업을 하는 데 소금을 사용하기 때문이라고 상정합니다. 69 00:03:43,751 --> 00:03:46,349 염분 상승의 다른 이유로 70 00:03:46,373 --> 00:03:49,506 공업 폐수의 염분이 섞여들었을 가능성도 있습니다. 71 00:03:50,084 --> 00:03:55,382 여기서 볼 수 있듯 인간의 활동은 강의 담수를 72 00:03:55,406 --> 00:03:57,906 바닷물처럼 바꿀 수 있습니다. 73 00:03:57,930 --> 00:04:01,413 너무 늦기 전에 조치를 취해야 합니다. 74 00:04:02,231 --> 00:04:04,056 이에 제안하고자 합니다. 75 00:04:04,942 --> 00:04:09,251 우리는 3단계의 하천 보호 메커니즘을 취할 수 있습니다. 76 00:04:09,275 --> 00:04:14,335 공업 용수 사용자가 이 보호 메커니즘을 실천한다면, 77 00:04:14,359 --> 00:04:18,533 강을 훨씬 더 안전하게 지킬 수 있습니다. 78 00:04:18,899 --> 00:04:21,310 이 메커니즘의 첫 단계는 79 00:04:21,334 --> 00:04:23,823 물 재순환과 재사용 작업을 도입해 80 00:04:23,847 --> 00:04:27,810 강에서 물을 적게 추출하는 것입니다. 81 00:04:28,403 --> 00:04:29,561 두 번째 단계는 82 00:04:29,585 --> 00:04:33,593 염분이 있는 공업 폐수에서 소금을 추출해서 83 00:04:33,617 --> 00:04:37,132 복원한 다음, 다른 용도로 재사용하는 것입니다. 84 00:04:37,695 --> 00:04:41,760 세 번째로, 소금 소비자들을 변화시켜야 합니다. 85 00:04:41,784 --> 00:04:44,839 지금처럼 광산에서 소금을 얻는 대신 86 00:04:44,863 --> 00:04:49,447 앞에서 재활용된 소금을 사용하게 하는 겁니다. 87 00:04:49,942 --> 00:04:53,418 이 3단계의 보호 메커니즘은 이미 시행되고 있습니다. 88 00:04:53,442 --> 00:04:56,381 중국 북부와 인도에서 오염된 강을 복원하기 위해 89 00:04:56,405 --> 00:04:58,568 이 방법을 도입했습니다. 90 00:04:59,123 --> 00:05:00,647 하지만 제가 제안하고자 하는 바는 91 00:05:00,671 --> 00:05:04,877 이 방법을 사용해 우리 강을 보호하자는 겁니다. 92 00:05:04,901 --> 00:05:07,435 강을 복원시킬 필요가 없도록 말이죠. 93 00:05:08,159 --> 00:05:11,595 좋은 소식은 우리에게 그런 기술이 있다는 겁니다. 94 00:05:11,619 --> 00:05:13,000 바로 막을 가지고 있습니다. 95 00:05:13,532 --> 00:05:16,762 물과 소금을 분리하는 막입니다. 96 00:05:17,593 --> 00:05:20,728 막은 이미 수 년간 사용되어 왔으며, 97 00:05:20,752 --> 00:05:24,448 입자의 크기나 물질의 전하에 따라 여과하는 98 00:05:24,448 --> 00:05:28,029 폴리머 소재의 거름막입니다. 99 00:05:28,371 --> 00:05:31,895 소금과 물을 분리하는데 사용하는 막은 100 00:05:31,919 --> 00:05:34,942 일반적으로 전하를 사용합니다. 101 00:05:34,966 --> 00:05:37,569 이 막은 음전하를 띄면서, 102 00:05:37,593 --> 00:05:40,434 소금에 녹아있는 103 00:05:40,458 --> 00:05:42,525 음전하 염화 이온을 밀어냅니다. 104 00:05:43,974 --> 00:05:48,426 앞서 말했듯 막은 이미 수년간 사용되었으며 105 00:05:48,450 --> 00:05:55,433 지금도 분당 2,500만 갤런(약 9,500만 리터)의 물을 정수하고 있습니다. 106 00:05:55,457 --> 00:05:57,372 실제로는 그보다 많습니다. 107 00:05:57,770 --> 00:05:59,170 하지만 더 많은 일을 할 수 있습니다. 108 00:06:00,254 --> 00:06:04,952 이 막은 역삼투의 원칙을 따릅니다. 109 00:06:05,421 --> 00:06:10,426 삼투 현상은 우리의 몸에도 일어나는 자연스러운 과정으로, 110 00:06:10,450 --> 00:06:12,268 사람의 세포가 작동하는 방식이기도 합니다. 111 00:06:12,292 --> 00:06:15,714 삼투 현상은 서로 다른 염도를 112 00:06:15,738 --> 00:06:19,316 두 단계로 각각 다른 공간에 나누는 것입니다. 113 00:06:19,340 --> 00:06:21,410 하나는 낮은 염도이고 114 00:06:21,434 --> 00:06:23,504 다른 하나는 높은 염도입니다. 115 00:06:23,528 --> 00:06:27,562 그리고 반투막이 두 공간을 나눕니다. 116 00:06:27,871 --> 00:06:30,307 자연스러운 삼투 과정에서 117 00:06:30,331 --> 00:06:34,341 액체가 반투막을 통과하여 118 00:06:34,365 --> 00:06:36,286 염도가 낮은 곳에서 119 00:06:36,310 --> 00:06:38,778 염도가 높은 곳으로 120 00:06:38,802 --> 00:06:41,309 양쪽의 염도가 일치할 때까지 이동합니다. 121 00:06:42,437 --> 00:06:46,112 다음으로 역삼투는 삼투가 반대로 진행되는 자연 과정입니다. 122 00:06:46,136 --> 00:06:48,260 삼투를 반대로 진행시키기 위해 123 00:06:48,284 --> 00:06:53,138 염도가 높은 쪽에 압력을 가해 124 00:06:53,162 --> 00:06:56,741 액체가 반대 방향으로 옮겨가게 하는 것입니다. 125 00:06:57,130 --> 00:07:00,559 따라서 염도가 높은 부분의 염도는 더욱 올라가고 126 00:07:00,583 --> 00:07:01,963 밀도도 높아지며 127 00:07:01,987 --> 00:07:05,983 염도가 낮은 부분은 염도가 없는 물로 정수됩니다. 128 00:07:06,436 --> 00:07:11,253 역삼투를 공업 폐수에 사용하면 129 00:07:11,277 --> 00:07:15,879 공업 폐수를 최대 95%까지 순수한 물로 바꿀 수 있습니다. 130 00:07:15,903 --> 00:07:20,116 오직 5%만의 농축된 소금 혼합물만 제외하고 말이죠. 131 00:07:21,022 --> 00:07:24,339 하지만 이 5%의 농축된 소금 혼합물은 132 00:07:24,363 --> 00:07:25,513 폐기물이 아닙니다. 133 00:07:25,879 --> 00:07:28,581 과학자들은 특정한 염분만 통과할 수 있고 134 00:07:28,605 --> 00:07:32,032 다른 물질은 통과할 수 없게 변형시킨 135 00:07:32,032 --> 00:07:34,122 막을 만들었습니다. 136 00:07:34,939 --> 00:07:36,273 이 막은 137 00:07:36,297 --> 00:07:39,395 일반적으로 나노여과 막이라 부르는데 138 00:07:39,419 --> 00:07:42,752 이것을 사용하면 5%의 농축된 염분 용액이 139 00:07:42,776 --> 00:07:46,267 정제된 염분 용액으로 바뀝니다. 140 00:07:46,863 --> 00:07:51,934 즉, 역삼투와 나노여과 막을 사용해서 141 00:07:51,958 --> 00:07:54,434 공업 폐수 전체를 물과 소금이라는 142 00:07:54,458 --> 00:07:58,228 자원으로 바꿀 수 있다는 뜻입니다. 143 00:07:58,633 --> 00:08:00,247 이를 통해, 144 00:08:00,271 --> 00:08:04,668 하천 보호 메커니즘 1단계와 2단계의 토대를 세울 수 있습니다. 145 00:08:05,557 --> 00:08:10,160 이러한 방법을 제가 공업용수 사용자 몇 분에게 소개했을 때, 146 00:08:10,184 --> 00:08:12,871 일반적인 반응은 다음 같았습니다. 147 00:08:12,895 --> 00:08:15,561 “좋아요, 그런데 누가 내 소금을 가져다 씁니까?” 148 00:08:16,014 --> 00:08:19,014 따라서 세 번째 단계가 무척 중요합니다. 149 00:08:19,038 --> 00:08:22,818 광산에서 나온 암염을 사용하는 소비자들이 150 00:08:22,842 --> 00:08:25,548 재활용 소금을 사용하도록 변화시켜야 합니다. 151 00:08:26,080 --> 00:08:28,707 그럼 누가 이 소금을 사용할까요? 152 00:08:29,056 --> 00:08:31,326 2018년, 153 00:08:31,350 --> 00:08:36,249 저는 미국에서 사용된 소금의 43%가 154 00:08:36,273 --> 00:08:39,519 제설 목적의 소금으로 쓰였다는 사실을 알게 되었습니다. 155 00:08:40,289 --> 00:08:43,553 39%는 화학 산업에서 사용했습니다. 156 00:08:43,577 --> 00:08:46,410 이 두 부문에서의 사용내역을 한 번 볼까요. 157 00:08:46,927 --> 00:08:49,934 저는 놀랐습니다. 158 00:08:49,958 --> 00:08:53,117 2018년과 2019년 겨울, 159 00:08:53,141 --> 00:08:56,094 무려 백만 톤의 소금이 160 00:08:56,118 --> 00:09:00,161 펜실베이니아주의 도로에 사용되었더군요. 161 00:09:01,315 --> 00:09:03,114 소금 백만 톤은 162 00:09:03,138 --> 00:09:06,338 엠파이어 스테이트 빌딩의 2/3를 채우기 충분한 양입니다. 163 00:09:07,030 --> 00:09:10,802 지상에서 채굴한 소금 백만 톤을 164 00:09:10,826 --> 00:09:12,524 도로에 뿌리고 165 00:09:12,548 --> 00:09:16,490 그 소금은 다시 환경과 강으로 씻겨 나갑니다. 166 00:09:17,625 --> 00:09:21,022 따라서 저의 제안은 167 00:09:21,046 --> 00:09:24,666 적어도 공업 폐수에서 추출한 소금을 사용하여 168 00:09:24,690 --> 00:09:27,102 폐수가 강으로 흘러 들어가는 것을 방지하고 169 00:09:27,126 --> 00:09:30,180 대신 도로를 제설하는데 사용하자는 것입니다. 170 00:09:30,204 --> 00:09:32,954 그러면 최소한 봄에 소금 섞인 빙판이 녹기 시작해서 171 00:09:32,978 --> 00:09:35,728 염분 높은 물이 도로에서 강으로 흘러 들어갈 때 172 00:09:35,752 --> 00:09:38,006 최소한 강은 그 염분에 저항하기 위해 173 00:09:38,030 --> 00:09:40,577 좀 더 나은 상태를 유지할 수 있을 것입니다. 174 00:09:42,053 --> 00:09:43,434 화학자로서 175 00:09:43,458 --> 00:09:47,568 제가 더 흥분되는 것은 176 00:09:47,592 --> 00:09:52,274 화학 산업계에 소금 순환의 개념을 소개할 기회 때문입니다. 177 00:09:53,052 --> 00:09:57,449 클로르 알칼리 산업이 여기에 완벽하게 들어맞습니다. 178 00:09:58,028 --> 00:10:01,498 클로르 알칼리 산업은 에폭시의 원료이며, 179 00:10:01,522 --> 00:10:04,376 우레탄과 용제를 비롯해 180 00:10:04,400 --> 00:10:08,040 우리가 일상에서 사용하는 많은 다양한 제품에 들어갑니다. 181 00:10:08,593 --> 00:10:12,928 그리고 클로르 알칼리 산업은 염화나트륨을 핵심 재료로 사용합니다. 182 00:10:13,934 --> 00:10:16,236 따라서 이 아이디어는 183 00:10:16,260 --> 00:10:18,649 우선, 이 과정에 적용되는 선형 경제를 살펴봅시다. 184 00:10:18,673 --> 00:10:22,006 생산업체가 광산에서 소금을 구매하면, 185 00:10:22,030 --> 00:10:24,085 소금은 클로르 알칼리 공정을 거쳐 186 00:10:24,109 --> 00:10:26,069 기초 화학물질이 됩니다. 187 00:10:26,093 --> 00:10:28,831 그리고 기초 화학물질은 다른 새로운 상품이나 188 00:10:28,855 --> 00:10:30,788 더 기능적인 제품이 됩니다. 189 00:10:31,300 --> 00:10:33,982 그러나 이 전환 과정에서 190 00:10:34,006 --> 00:10:37,815 종종 부산물로 소금이 다시 나오고 191 00:10:37,839 --> 00:10:40,237 이 소금은 공업 폐수에 섞여 들어갑니다. 192 00:10:41,402 --> 00:10:46,497 따라서 핵심은 우리가 순환성을 도입함으로써 193 00:10:46,521 --> 00:10:51,371 물과 소금을 공업 폐수와 공장에서 194 00:10:51,395 --> 00:10:52,815 재활용할 수 있고 195 00:10:52,839 --> 00:10:56,910 그것을 클로르 알칼리 공정 착수에 다시 보낼 수 있다는 것입니다. 196 00:10:58,388 --> 00:10:59,594 순환하는 소금이죠. 197 00:10:59,936 --> 00:11:02,078 이게 얼마나 큰 효과를 낼까요? 198 00:11:02,420 --> 00:11:04,849 한 가지 예를 들어보겠습니다. 199 00:11:04,873 --> 00:11:08,359 전 세계에서 생산하는 프로필렌 옥사이드의 50%는 200 00:11:08,383 --> 00:11:10,835 클로르 알칼리 공정을 거쳐 생산됩니다. 201 00:11:11,379 --> 00:11:16,616 연간 총 5백만 톤의 프로필렌 옥사이드가 202 00:11:16,640 --> 00:11:18,849 전 세계적으로 생산되는 것이죠. 203 00:11:19,768 --> 00:11:23,926 땅에서 채굴한 5백만 톤의 소금이 204 00:11:23,950 --> 00:11:27,839 클로르 알칼리 공정을 거쳐 프로필렌 옥사이드가 되고, 205 00:11:27,863 --> 00:11:29,553 그 과정에서, 206 00:11:29,577 --> 00:11:33,801 5백만 톤의 소금이 폐수로 들어갑니다. 207 00:11:34,547 --> 00:11:36,031 소금 5백만 톤은 208 00:11:36,055 --> 00:11:39,452 엠파이어 스테이트 빌딩 세 채를 채울 수 있는 양입니다. 209 00:11:39,794 --> 00:11:41,794 이 양은 연간 기준입니다. 210 00:11:42,157 --> 00:11:47,696 따라서 소금 순환이 과도한 염분 배출되는 것으로부터 211 00:11:47,720 --> 00:11:51,637 우리의 강을 지키는 장벽이 될 수 있음을 알 수 있습니다. 212 00:11:52,446 --> 00:11:54,035 아마 의문이 드실 수 있을 겁니다. 213 00:11:54,059 --> 00:11:58,049 “글쎄, 막이 나온지 몇 년이나 됐다는데, 214 00:11:58,073 --> 00:12:02,178 어째서 사람들은 폐수 재사용을 시행하지 않는 거죠?” 215 00:12:02,741 --> 00:12:04,772 글쎄요, 중요한 것은, 216 00:12:04,796 --> 00:12:07,709 폐수 재사용을 시행하려면 비용이 든다는 점이고, 217 00:12:08,114 --> 00:12:09,700 다음으로, 218 00:12:09,724 --> 00:12:12,886 이런 지역에서는 물의 가치가 경시되기 때문입니다. 219 00:12:13,323 --> 00:12:14,657 너무 늦을 때까지요. 220 00:12:15,244 --> 00:12:19,783 사람들이 담수를 지속적으로 사용할 수 있게 계획하지 않으면 221 00:12:19,807 --> 00:12:22,164 심각한 결과를 초래할 것입니다. 222 00:12:22,188 --> 00:12:25,340 세계에서 가장 거대한 화학 제조업체 중 하나가 223 00:12:25,364 --> 00:12:29,027 작년 2억 8천만 달러의 손해를 봤습니다. 224 00:12:29,051 --> 00:12:33,040 독일에서 라인 강의 수위가 낮아졌기 때문인데요. 225 00:12:33,995 --> 00:12:37,855 남아프리카 공화국 케이프타운의 주민들은, 226 00:12:37,879 --> 00:12:42,077 매년 수원을 마르게하는 가뭄을 겪으며 227 00:12:42,101 --> 00:12:45,368 화장실 물도 내리지 말라는 요청을 받았습니다. 228 00:12:46,292 --> 00:12:48,077 여기 볼 수 있듯이 229 00:12:48,101 --> 00:12:50,315 막을 이용한 해결책이 있습니다. 230 00:12:50,339 --> 00:12:54,766 깨끗한 물을 제공할 수 있고 231 00:12:54,790 --> 00:12:57,004 순수한 소금을 제공할 수 있습니다. 232 00:12:57,028 --> 00:12:59,172 막으로 물과 소금을 재활용하여 233 00:12:59,196 --> 00:13:02,433 다음 세대가 살아갈 수 있도록 우리의 강을 보호합시다. 234 00:13:02,734 --> 00:13:03,893 감사합니다. 235 00:13:03,917 --> 00:13:06,611 (박수)